CN103982409B - 水泵恒压变频控制器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水泵恒压变频控制器，属于压力控制技术领域。它解决了现有的水泵变频控制器造价高、市场占有率低、很难快速取代传统压力控制器的问题。本水泵恒压变频控制器，包括具有进水端与出水端的中体、设于中体一侧的面板和设于面板与中体之间的用于控制水泵电机工作的主控制板，中体的进水端处设有止回阀，止回阀内设有用于检测中体内是否有水流流动的磁钢，中体内设有用于与磁钢发生感应的流量开关和用于检测中体内水压的开关量压力传感器，主控制板与流量开关和开关量压力传感器相连接。本发明具有稳定性好、简单实用、节能降耗、价格较低等优点，有效提高产品的竞争力和市场占有率。

Description

水泵恒压变频控制器

技术领域

本发明属于压力控制技术领域，涉及一种变频控制器，特别是一种水泵恒压变频控制器。

背景技术

自上世纪八十年代末起，我国城乡家庭供水系统一直利用机械压力开关控制水泵。由于该系统存在着诸多缺点，会使水泵频繁起动，经常烧毁水泵电机等，至九十年代末开始普遍应用电子水泵自动控制器，由于该控制器能根据所检测到的水源状态、管道用水量和管道压力变化等数据去启动与停止水泵，能完全替代由压力开关、缺水保护装置、压力罐、止回阀等所构成的传统系统。带电部分与管道的完全隔离和高密封性的控制箱，使该控制器拥有了机械压力开关所无法比拟的安全性，得到广泛应用。

不过，电子水泵自动控制器功能的局限，还是存在一些欠缺的地方：对水泵的启停直接由继电器控制，由于电机为直接启动，启动电流等于4-7倍额定电流，这样会对机电设备和供电电网造成严重的冲击，启动时产生的大电流和震动对供电线路和供水管道均会造成一定的损害，对设备、管路、水泵电机的使用寿命极为不利；其功能单一，只能工作于设定启动压力，压力设定后无法改变；而且继电器开断期间产生电火花，大大缩短继电器寿命，缺少水泵电机故障保护功能；再者，一旦开始工作，水泵电机便以额定转速运行，并以额定出水量供水，当用水量减少或在用水低谷时，管网压力增高，造成电能与水资源的浪费，也容易造成管路和系统损坏。

随着用户对用水质量的提高，以及相应节能降耗的要求，进入二十一世纪后，变频控制器开始进入了家用供水系统中，至今水泵专用变频控制器产品在市场上已经成熟。目前市场上的水泵变频控制器控制系统主要由显示面板、CPU模块、开关电源、功率模块、压力变送器、模拟信号处理电路等组成，造价较高，导致水泵变频控制器市场占有率不高，很难快速取代传统水泵压力控制器。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种通过机械方式实现管路内压力上下限采集，通过CPU的逻辑运算，实现恒压供水功能的水泵恒压变频控制器。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

本水泵恒压变频控制器，包括具有进水端与出水端的中体、设于中体一侧的面板和设于面板与中体之间的用于控制水泵电机工作的主控制板，所述中体的进水端处设有止回阀，所述的止回阀内设有用于检测中体内是否有水流流动的磁钢，其特征在于，所述的中体内设有用于与上述磁钢发生感应的流量开关和用于检测中体内水压的开关量压力传感器，所述的主控制板与该流量开关和开关量压力传感器相连接。

工作时，主控制板根据流量开关和开关量压力传感器反馈的信号，通过主控制板上的CPU模块进行逻辑运算实时调整本控制器的输出频率，从而调整水泵电机的运转速度，使中体内部水压保持恒定，实现恒压供水和节能降耗。

当用户停止用水时，止回阀回落到原位，其内部的磁钢也回到原位，磁钢与流量开关之间的感应中断，流量开关将信号反馈给主控制板，主控制板上的CPU模块根据流量开关反馈的信号，停止输出，水泵停止工作。

当水龙头打开时，中体内的压力变低，并下降到设定的起跳压力时，主控制板根据开关量压力传感器反馈的信号，使控制器恢复输出，使水泵重新工作。

当中体内缺水时，止回阀回落到原位，磁钢也回到原始位置，磁钢与流量开关之间的感应中断，流量开关将信号反馈给主控制板，主控制板根据流量开关和压力传感器反馈的信号，使控制器停止输出，水泵停止工作，控制器重新进入缺水保护状态。

在上述的水泵恒压变频控制器中，所述的开关量压力传感器包括调压底座、用于感应中体内水压的膜片、设于调压底座内的其一端作用在膜片上的调节块和一端作用在调节块上的调压弹簧，所述调压弹簧的另一端作用在调压底座内，所述的调节块上设有微动开关一和微动开关二。

设微动开关一动作时管路内压力为P1(恒压设定下限)，微动开关二动作时，管路内压力为P2(恒压设定上限)，管路内实时压力为PV。微动开关一和微动开关二分别位于调节块的两侧，当中体内水压增加时，膜片向上发生形变，带动调节块向上运动，带动微动开关一和微动开关二向上运动，微动开关一和微动开关二上的触点先后与调压底座接触，此时管路内实际压力PV>P2,主控制板根据微动开关一和微动开关二反馈的信号，通过逻辑运算，减少输出频率，降低电机的输出功率，当管路内压力满足P1<PV<P2时，本水泵恒压变频控制器锁定电机的频率，使中体内的压力恒定在P1和P2之间的一个压力点。

当中体内水压减少时，膜片向下复位运动，带动调节块向下运动，安装在调节块上的微动开关一和微动开关二同时向下运动，微动开关一和微动开关二上的触点先后与调压底座断开，此时管路内实际压力PV<P1,主控制板上的CPU模块根据微动开关一和微动开关二反馈的信号，通过逻辑运算，增加输出频率，加大电机的输出功率，当管路内压力满足P1<PV<P2时，本水泵恒压变频控制器锁定电机的频率，使中体内的压力恒定在P1和P2之间的一个压力点。

在上述的水泵恒压变频控制器中，所述的膜片与中体之间构成压力腔，所述的压力腔通过过水通道与上述的进水端相连通。该压力腔与中体的进水端保持连通，其内部的压力与进水端处的压力保持一致。

在上述的水泵恒压变频控制器中，所述的中体与主控制板之间设有散热铝板和设于散热铝板位于中体一侧的散热铜棒，所述的散热铜棒与中体之间设有O型圈。

在上述的水泵恒压变频控制器中，所述的止回阀内设有加重销，所述的止回阀与中体之间设有密封圈。

在上述的水泵恒压变频控制器中，所述的面板与中体的连接处设有密封环。

与现有技术相比，本水泵恒压变频控制器具有以下优点：

通过技术创新，使用自主研发的开关量压力传感器，取代了传统的模拟量输出压力变送器，简少了模拟量信号处理电路，通过机械方式实现管路内压力上下限采集，经CPU的逻辑运算后，实现恒压供水功能，能够提高产品的抗干扰能力，产品的稳定性更好，操作简单，节能降耗，整体价格明显降低，能够提高产品的竞争力和市场占有率。

附图说明

图1是本发明提供的一种较佳实施例的剖视图。

图2是本发明提供的图1中A-A处的剖视图。

图中，1、中体；11、进水端；12、出水端；2、面板；3、主控制板；4、止回阀；41、加重销；5、磁钢；6、流量开关；7、开关量压力传感器；71、调压底座；72、膜片；73、调节块；74、调压弹簧；75、微动开关一；76、微动开关二；77、压力腔；78、过水通道；81、散热铝板；82、散热铜棒；9、密封环。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示的水泵恒压变频控制器，包括具有进水端11与出水端12的中体1、设于中体1一侧的面板2和设于面板2与中体1之间的用于控制水泵电机工作的主控制板3，如图2所示，中体1的进水端11处设有止回阀4，止回阀4内设有用于检测中体1内是否有水流流动的磁钢5，中体1内设有用于与磁钢5发生感应的流量开关6和用于检测中体1内水压的开关量压力传感器7，其中主控制板3与该流量开关6和开关量压力传感器7相连接。本实施例中，如图2所示，在止回阀4内设有加重销41，止回阀4与中体1之间设有密封圈，且如图1所示，面板2与中体1的连接处设有密封环9。

具体的，如图1所示，开关量压力传感器7包括调压底座71、用于感应中体1内水压的膜片72、设于调压底座71内的其一端作用在膜片72上的调节块73和一端作用在调节块73上的调压弹簧74，调压弹簧74的另一端作用在调压底座71内，调节块73上设有微动开关一75和微动开关二76。为使本控制器的结构设计更为合理，如图1所示，在膜片72与中体1之间设有一压力腔77，压力腔77通过过水通道78与进水端11相连通。

工作时，主控制板3根据流量开关6、开关量压力传感器7中微动开关一75和微动开关二76反馈的信号，通过主控制板3上的CPU模块进行逻辑运算实时调整本控制器的输出频率，从而调整水泵电机的运转速度，当管路内压力满足P1<PV<P2时，本水泵恒压变频控制器锁定电机的频率，使中体1内的压力恒定在P1和P2之间的一个压力点，实现恒压供水和节能降耗。

当用户停止用水时，止回阀4回落到原位，其内部的磁钢5也回到原位，磁钢5与流量开关6之间的感应中断，流量开关6将信号反馈给主控制板3，主控制板3上的CPU模块根据流量开关6反馈的信号，停止输出，水泵停止工作。

当水龙头打开时，中体1内的压力变低，并下降到设定的起跳压力时，主控制板3根据开关量压力传感器7反馈的信号，使控制器恢复输出，使水泵重新工作。

当中体1内缺水时，止回阀4回落到原位，磁钢5也回到原始位置，磁钢5与流量开关6之间的感应中断，流量开关6将信号反馈给主控制板3，主控制板3根据流量开关6和压力传感器反馈的信号，使控制器停止输出，水泵停止工作，控制器重新进入缺水保护状态。

开关量压力传感器7的工作过程如下：微动开关一75和微动开关二76分别位于调节块73的两侧，当中体1内水压增加时，膜片72向上发生形变，带动调节块73向上运动，带动微动开关一75和微动开关二76向上运动，微动开关一75和微动开关二76上的触点先后与调压底座71接触，此时管路内实际压力PV>P2，主控制板3根据微动开关一75和微动开关二76反馈的信号，通过逻辑运算，减少输出频率，降低电机的输出功率，当管路内压力满足P1<PV<P2时，本水泵恒压变频控制器锁定电机的频率，使中体1内的压力恒定在P1和P2之间的一个压力点。本实施例中，客户根据需要，可根据选用不同的调压弹簧74来设定恒压压力。

当中体1内水压减少时，膜片72向下复位运动，带动调节块73向下运动，安装在调节块73上的微动开关一75和微动开关二76同时向下运动，微动开关一75和微动开关二76上的触点先后与调压底座71断开，此时管路内实际压力PV<P1,主控制板3上的CPU模块根据微动开关一75和微动开关二76反馈的信号，通过逻辑运算，增加输出频率，当管路内压力满足P1<PV<P2时，本水泵恒压变频控制器锁定电机的频率，使中体1内的压力恒定在P1和P2之间的一个压力点。

如图1所示，中体1与主控制板3之间设有散热铝板81和设于散热铝板81位于中体1一侧的散热铜棒82，散热铜棒82与中体1之间设有O型圈。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (5)

1.一种水泵恒压变频控制器，包括具有进水端(11)与出水端(12)的中体(1)、设于中体(1)一侧的面板(2)和设于面板(2)与中体(1)之间的用于控制水泵电机工作的主控制板(3)，所述中体(1)的进水端(11)处设有止回阀(4)，所述的止回阀(4)内设有用于检测中体(1)内是否有水流流动的磁钢(5)，其特征在于，所述的中体(1)内设有用于与上述磁钢(5)发生感应的流量开关(6)和用于检测中体(1)内水压的开关量压力传感器(7)，所述的主控制板(3)与该流量开关(6)和开关量压力传感器(7)相连接；所述的开关量压力传感器(7)包括调压底座(71)、用于感应中体(1)内水压的膜片(72)、设于调压底座(71)内的其一端作用在膜片(72)上的调节块(73)和一端作用在调节块(73)上的调压弹簧(74)，所述调压弹簧(74)的另一端作用在调压底座(71)内，所述的调节块(73)上设有用于采集管路内压力信号的微动开关一(75)和微动开关二(76)。

2.根据权利要求1所述的水泵恒压变频控制器，其特征在于，所述的膜片(72)与中体(1)之间构成压力腔(77)，所述的压力腔(77)通过过水通道(78)与上述的进水端(11)相连通。

3.根据权利要求1或2所述的水泵恒压变频控制器，其特征在于，所述的中体(1)与主控制板(3)之间设有散热铝板(81)和设于散热铝板(81)位于中体(1)一侧的散热铜棒(82)，所述的散热铜棒(82)与中体(1)之间设有O型圈。

4.根据权利要求1或2所述的水泵恒压变频控制器，其特征在于，所述的止回阀(4)内设有加重销(41)，所述的止回阀(4)与中体(1)之间设有密封圈。

5.根据权利要求1或2所述的水泵恒压变频控制器，其特征在于，所述的面板(2)与中体(1)的连接处设有密封环(9)。