CN104018556B - 一种智能节水系统 - Google Patents
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Abstract
一种智能节水系统，涉及一种节水装置，由过渡接头、排水电磁阀、水泵、气泵、排气电磁阀、压力水箱和控制器组成，过渡接头上部的内空间构成水质检测腔，压力水箱下部的内空间构成储水区，压力水箱上部的内空间构成空气压缩区，空气压缩区的顶部呼吸口连接到呼吸三通上，压力水箱有低水位电极、中水位电极和高水位电极接入；过渡接头的下端通过排水管连接到排水电磁阀的进口，排水电磁阀的出口通过浊水排放管连接到下水管；水泵的进水口连接到排水管上，水泵的出水口通过止回阀连接到压力水箱的进水接口上；气泵的排气口连接到呼吸三通上，呼吸三通的上端连接到排气电磁阀。本发明实现自动回收可循环利用的废水，结构紧凑、操作简便。
Description
技术领域
本发明涉及一种节水装置，特别涉及到一种自动控制功能的节水装置。
背景技术
水是人们生活和生产活动中所必需的，随着我国城镇化的发展，城市自来水的用量不断增多。水并非是取之不尽、用之不竭的，我国北方大部分地区都存在严重缺水情况，节约用水要从点滴做起。把水进行循环使用是节水的方法之一，通过节水装置把洗手、洗脸、洗澡和洗衣后的水进行回收用于冲洗厕所和拖地。现有的节水装置需通过人工选择回收操作，或需进行过滤后回收利用，存在体积庞大、结构复杂、操作烦琐或成本高不易推广的缺点。
发明内容
本发明的目的是要提供一种体积紧凑、操作简便和使用成本低的智能节水系统，安装在用水设备的下水接口上使用，实现自动回收可循环利用的废水。
本发明的一种智能节水系统，其特征是系统由过渡接头（9）、排水电磁阀（24）、水泵（23）、气泵（22）、排气电磁阀（39）、压力水箱（33）和控制器（1）组成，其中，过渡接头（9）的上端有废水输入接口，过渡接头（9）上部的内空间构成水质检测腔（Ⅰ），过渡接头（9）的下端为废水出口，在水质检测腔（Ⅰ）的壁体上有测水电极（12）、红外线发射管（10）和红外线接收管（11），红外线发射管（10）和红外线接收管（11）相对安装，测水电极（12）位于红外线发射管（10）下方的部位；压力水箱（33）下部的内空间构成储水区（Ⅱ），储水区（Ⅱ）有进水接口（28）接入和出水接口（34）接出，压力水箱（33）上部的内空间构成空气压缩区（Ⅲ），空气压缩区（Ⅲ）的顶部有呼吸口，呼吸口连接到呼吸三通（38）下端的接口上，在压力水箱（33）的下部有低水位电极（31）和中水位电极（32）接入，在压力水箱（33）的上部有高水位电极（37）接入；过渡接头（9）下端的废水出口通过排水管（17）连接到排水电磁阀（24）的进口，排水电磁阀（24）的出口通过浊水排放管（25）连接到下水管（26）；水泵（23）的进水口连接到排水管（17）上，水泵（23）的出水口连接到止回阀（27）的输入口，止回阀（27）的输出口连接到压力水箱（33）的进水接口（28）上；气泵（22）的排气口通过气管（36）连接到呼吸三通（38）侧边的接口上，呼吸三通（38）上端的接口连接到排气电磁阀（39）的进口，排气电磁阀（39）的出口向上朝空；控制器（1）上有电源输入接口（49）、弱电输出端（2）、水质信号输入端（3）、水流信号输入端（5）、低水位信号输入端（43）、中水位信号输入端（44）、高水位信号输入端（45）、控制输出端a（13）、控制输出端b（14）、控制输出端c（15）和控制输出端d（16），弱电输出端（2）通过导线a（6）连接到红外线发射管（10）的引脚上，水质信号输入端（3）通过导线b（7）连接到红外线接收管（11）的引脚上，水流信号输入端（5）通过导线c（8）连接到测水电极（12）上，低水位信号输入端（43）通过三芯导线（42）中的第一芯线连接到低水位电极（31）上，中水位信号输入端（44）通过三芯导线（42）中的第二芯线连接到中水位电极（32）上，高水位信号输入端（45）通过三芯导线（42）中的第三芯线连接到高水位电极（37）上，控制输出端a（13）通过导线d（21）连接到排水电磁阀（24）的电磁线圈接线端上，控制输出端b（14）通过导线e（20）连接到水泵（23）的电机接线端上，控制输出端c（15）通过导线f（19）连接到气泵（22）的电机接线端上，控制输出端d（16）通过导线g（18）连接到排气电磁阀（39）的电磁线圈接线端上。
本发明中，在压力水箱（33）的上部有压力检测接口接出，当压力水箱（33）的上部有压力检测接口接出时，系统中有压力传感器（40）和导线j（41），在控制器（1）上有压力信号输入端（48）；压力水箱（33）上的压力检测接口连接到压力传感器（40）的管口接头上，压力传感器（40）的电极接头通过导线j（41）连接到控制器（1）的压力信号输入端（48）上；排水电磁阀（24）为常开结构的电磁阀，排气电磁阀（39）为常闭结构的电磁阀；在压力水箱（33）的底部有排污出口（30）接出，当压力水箱（33）的底部有排污出口（30）接出时，系统中有排污阀（29），排污出口（30）通过排污阀（29）连接到下水管（26）上。
上述的发明中，控制器（1）的控制电路包括多路信号输入电路、比较电路、水位分析电路，处理电路和多路执行电路，其中，多路信号输入电路包括水质信号输入电路、水流信号输入电路、水位信号输入电路和压力信号输入电路，水质信号输入电路由水质信号输入端（3）送入信号，水流信号输入电路由水流信号输入端（5）送入信号，水质信号输入电路和水流信号输入电路的后级为比较电路，水位信号输入电路由低水位信号输入端（43）、中水位信号输入端（44）和高水位信号输入端（45）送入信号，水位信号输入电路的后级为水位分析电路，压力信号输入电路由压力信号输入端（48）送入信号，比较电路、水位分析电路和压力信号输入电路的后级为处理电路，处理电路的后级为多路执行电路；多路执行电路包括排水电磁阀控制电路、水泵控制电路、气泵控制电路和排气电磁阀控制电路，排水电磁阀控制电路通过控制输出端a（13）输出驱动电流到排水电磁阀（24）的线圈，水泵控制电路通过控制输出端b（14）输出驱动电流到水泵（23）的电机绕组，气泵控制电路通过控制输出端c（15）输出驱动电流到气泵（22）的电机绕组，排气电磁阀控制电路通过控制输出端d（16）输出驱动电流到排气电磁阀（39）的线圈。当用水设备进行排水时，水首先进入过渡接头（9）内的水质检测腔（Ⅰ），测水电极（12）被水短路，有信号通过水流信号输入端（5）和水流信号输入电路到达比较电路；同时，红外线接收管（11）把接收到红外光强度以电信号的方式从水质信号输入端（3）和水质信号输入电路输入到达比较电路，当排放的废水为混浊水时，红外线接收管（11）接收到红外线发射管（10）发出的红外光就弱，比较电路不向后级电路输出信号；当排放的废水为清水时，红外线接收管（11）接收到红外线发射管（10）发出的红外光就强，在同时收到水流信号输入电路和水质信号输入电路的强光电信号时，比较电路便有信号输送到后级的处理电路；这时，如压力水箱（33）内的水位处于高水位电极（37）以下时，处理电路便有信号输送到执行电路中的排水电磁阀控制电路和水泵控制电路，通过控制输出端a（13）向排水电磁阀（24）的电磁线圈输送驱动电流，使排水电磁阀（24）关闭，同时通过控制输出端b（14）向水泵（23）的电机绕组输送驱动电流，把水送入压力水箱（33）进行循环利用；如压力水箱（33）内的水位处于高水位电极（37）的位置时，处理电路便无信号输送到执行电路中，则水泵（23）停止及排水电磁阀（24）保持常开的复位状态，废水排入下水管道。本发明中，压力传感器（40）、气泵（22）和排气电磁阀（39）用来自动调节压力水箱（33）内的压力，通过控制器（1）的调控，使之与自来水的压力平衡，当压力水箱（33）内的压力随着进水而超高时，控制器（1）的控制输出端d（16）便向排气电磁阀（39）的电磁线圈输送驱动电流，使排气电磁阀（39）开启，释放压力水箱内的空气压缩区（Ⅲ）的空气压力，以保持压力平衡；当压力水箱（33）内的压力随着用水消耗而降低时，控制器（1）的控制输出端c（15）便向气泵（22）的电机绕组输送驱动电流，使气泵（22）向压力水箱内的空气压缩区（Ⅲ）输入压缩空气，使压力水箱（33）内的压力保持平衡。
上述的发明中，所述的用水设备包括洗脸台盆、洗衣水池、浴缸或淋浴房。
节水的方式有多种，其中一种节水方式是把用过的生活废水进行分别处理，当排放的生活废水较混浊而不能直接进行循环利用时，则选择排入下水管道或经过过滤净化后再进行利用，但混浊水经过过滤净化的成本较高，人们很难接受；当排放的生活废水混浊度不高或为清水时，则选择回收利用。现有的节水装置依靠手动操作来选择排放浊水或回收清水，这将影响到人们的用水习惯，本发明的智能节水系统不需改变人们的用水习惯，在人们按照常规习惯排放生活废水时，采用光电技术来检测生活废水的混浊度，然后自动选择排放浊水或回收清水，回收的清水储存在压力水箱（33）中，用来冲洗厕所或拖地，进行循环利用。
本发明的有益效果是：提供的一种智能节水系统，安装在用水设备的下水接口上使用，在人们习惯用水的情况下，实现自动回收可循环利用的废水。本发明与现有的节水装置相比，具有结构紧凑、操作简便和使用成本低的优点。
附图说明
附图是本发明的智能节水系统的示意图。
图中：1.控制器，2.控制器的弱电输出端，3.水质信号输入端，4.用水设备的下水口，5.水流信号输入端，6.导线a，7.导线b，8.导线c，9.过渡接头，10.红外线发射管，11.红外线接收管，12.测水电极，13.控制输出端a，14.控制输出端b，15.控制输出端c，16.控制输出端d，17.排水管，18.导线g，19.导线f，20.导线e，21.导线d，22.气泵，23.水泵，24.排水电磁阀，25.浊水排放管，26.下水管，27.止回阀，28.压力水箱的进水接口，29.排污阀，30.排污出口，31.低水位电极，32.中水位电极，33.压力水箱，34.压力水箱的出水接口，35.输水管，36.气管，37.高水位电极，38.呼吸三通，39.排气电磁阀，40.压力传感器，41.导线j，42.三芯导线，43.低水位信号输入端，44.中水位信号输入端，45.高水位信号输入端，46.电源线，47.电源插头，48.压力信号输入端，49.电源输入接口，Ⅰ.水质检测腔，Ⅱ.储水区，Ⅲ.空气压缩区。
具体实施方式
实施例 附图所示的实施方式中，智能节水系统主要由过渡接头（9）、排水电磁阀（24）、水泵（23）、气泵（22）、排气电磁阀（39）、压力水箱（33）和控制器（1）组成，其中，过渡接头（9）的上端有废水输入接口，过渡接头（9）上部的内空间构成水质检测腔（Ⅰ），过渡接头（9）的下端为废水出口，在水质检测腔（Ⅰ）的壁体上有测水电极（12）、红外线发射管（10）和红外线接收管（11），红外线发射管（10）和红外线接收管（11）相对安装，测水电极（12）位于红外线发射管（10）下方的部位；压力水箱（33）下部的内空间构成储水区（Ⅱ），储水区（Ⅱ）有进水接口（28）接入和出水接口（34）接出，在压力水箱（33）的上部有压力检测接口接出，压力检测接口上安装有压力传感器（40），压力水箱（33）上部的内空间构成空气压缩区（Ⅲ），空气压缩区（Ⅲ）的顶部有呼吸口，呼吸口连接到呼吸三通（38）下端的接口上，在压力水箱（33）的下部有低水位电极（31）和中水位电极（32）接入，在压力水箱（33）的上部有高水位电极（37）接入，在压力水箱（33）的底部有排污出口（30）接出，排污出口（30）通过排污阀（29）连接到下水管（26）上；过渡接头（9）下端的废水出口通过排水管（17）连接到排水电磁阀（24）的进口，排水电磁阀（24）的出口通过浊水排放管（25）连接到下水管（26）；水泵（23）的进水口连接到排水管（17）上，水泵（23）的出水口连接到止回阀（27）的输入口，止回阀（27）的输出口连接到压力水箱（33）的进水接口（28）上；气泵（22）的排气口通过气管（36）连接到呼吸三通（38）侧边的接口上，呼吸三通（38）上端的接口连接到排气电磁阀（39）的进口，排气电磁阀（39）的出口向上朝空；控制器（1）上有电源输入接口（49）、弱电输出端（2）、水质信号输入端（3）、水流信号输入端（5）、低水位信号输入端（43）、中水位信号输入端（44）、高水位信号输入端（45）、压力信号输入端（48）、控制输出端a（13）、控制输出端b（14）、控制输出端c（15）和控制输出端d（16），弱电输出端（2）通过导线a（6）连接到红外线发射管（10）的引脚上，水质信号输入端（3）通过导线b（7）连接到红外线接收管（11）的引脚上，水流信号输入端（5）通过导线c（8）连接到测水电极（12）上，低水位信号输入端（43）通过三芯导线（42）中的第一芯线连接到低水位电极（31）上，中水位信号输入端（44）通过三芯导线（42）中的第二芯线连接到中水位电极（32）上，高水位信号输入端（45）通过三芯导线（42）中的第三芯线连接到高水位电极（37）上，压力信号输入端（48）通过导线j（41）连接到压力传感器（40）的电极接头上；控制输出端a（13）通过导线d（21）连接到排水电磁阀（24）的电磁线圈接线端上，控制输出端b（14）通过导线e（20）连接到水泵（23）的电机接线端上，控制输出端c（15）通过导线f（19）连接到气泵（22）的电机接线端上，控制输出端d（16）通过导线g（18）连接到排气电磁阀（39）的电磁线圈接线端上。本实施例中，排水电磁阀（24）为常开结构的电磁阀，排气电磁阀（39）为常闭结构的电磁阀。
本实施例中，控制器（1）的控制电路包括多路信号输入电路、比较电路、水位分析电路，处理电路和多路执行电路，其中，多路信号输入电路包括水质信号输入电路、水流信号输入电路、水位信号输入电路和压力信号输入电路，水质信号输入电路由水质信号输入端（3）送入信号，水流信号输入电路由水流信号输入端（5）送入信号，水质信号输入电路和水流信号输入电路的后级为比较电路，水位信号输入电路由低水位信号输入端（43）、中水位信号输入端（44）和高水位信号输入端（45）送入信号，水位信号输入电路的后级为水位分析电路，压力信号输入电路由压力信号输入端（48）送入信号，比较电路、水位分析电路和压力信号输入电路的后级为处理电路，处理电路的后级为多路执行电路；多路执行电路包括排水电磁阀控制电路、水泵控制电路、气泵控制电路和排气电磁阀控制电路，排水电磁阀控制电路通过控制输出端a（13）输出驱动电流到排水电磁阀（24）的线圈，水泵控制电路通过控制输出端b（14）输出驱动电流到水泵（23）的电机绕组，气泵控制电路通过控制输出端c（15）输出驱动电流到气泵（22）的电机绕组，排气电磁阀控制电路通过控制输出端d（16）输出驱动电流到排气电磁阀（39）的线圈。当用水设备有排水时，水首先进入过渡接头（9）内的水质检测腔（Ⅰ），测水电极（12）被水短路，有信号通过水流信号输入端（5）和水流信号输入电路输入到比较电路；同时，红外线接收管（11）把接收到红外光强度以电信号的方式从水质信号输入端（3）和水质信号输入电路输入到比较电路，当排放的废水为混浊水时，红外线接收管（11）接收到红外线发射管（10）发出的红外光就弱，比较电路不向后级电路输出信号；当排放的废水为清水时，红外线接收管（11）接收到红外线发射管（10）发出的红外光就强，在同时收到水流信号输入电路和水质信号输入电路的强光电信号时，比较电路便有信号输送到后级的处理电路；这时，如压力水箱（33）内的水位处于高水位电极（37）以下时，处理电路便有信号输送到执行电路中的排水电磁阀控制电路和水泵控制电路，通过控制输出端a（13）向排水电磁阀（24）的电磁线圈输送驱动电流，使排水电磁阀（24）关闭，同时通过控制输出端b（14）向水泵（23）的电机绕组输送驱动电流，把水送入压力水箱（33）进行循环利用；如压力水箱（33）内的水位处于高水位电极（37）的位置时，处理电路便无信号输送到执行电路中，则水泵（23）停止及排水电磁阀（24）保持常开的复位状态，废水排入下水管道。本实施例中，压力传感器（40）、气泵（22）和排气电磁阀（39）用来自动调节压力水箱（33）内的压力，通过控制器（1）的调控，使之与自来水的压力平衡，当压力水箱（33）内的压力随着进水而超高时，控制器（1）的控制输出端d（16）便向排气电磁阀（39）的电磁线圈输送驱动电流，使排气电磁阀（39）开启，释放压力水箱内的空气压缩区（Ⅲ）的空气压力，以保持压力平衡；当压力水箱（33）内的压力随着用水消耗而降低时，控制器（1）的控制输出端c（15）便向气泵（22）的电机绕组输送驱动电流，使气泵（22）向压力水箱内的空气压缩区（Ⅲ）输入压缩空气，使压力水箱（33）内的压力保持平衡。
本实施例的智能节水系统不需改变用水习惯，在人们按照常规习惯排放生活废水时，采用光电技术来检测生活废水的混浊度，然后自动选择排放浊水或回收清水，回收的清水储存在压力水箱（33）中，用来冲洗厕所或拖地，进行循环利用。
Claims (4)
1.一种智能节水系统，其特征是系统由过渡接头（9）、排水电磁阀（24）、水泵（23）、气泵（22）、排气电磁阀（39）、压力水箱（33）和控制器（1）组成，其中，过渡接头（9）的上端有废水输入接口，过渡接头（9）上部的内空间构成水质检测腔（Ⅰ），过渡接头（9）的下端为废水出口，在水质检测腔（Ⅰ）的壁体上有测水电极（12）、红外线发射管（10）和红外线接收管（11），红外线发射管（10）和红外线接收管（11）相对安装，测水电极（12）位于红外线发射管（10）下方的部位；压力水箱（33）下部的内空间构成储水区（Ⅱ），储水区（Ⅱ）有进水接口（28）接入和出水接口（34）接出，压力水箱（33）上部的内空间构成空气压缩区（Ⅲ），空气压缩区（Ⅲ）的顶部有呼吸口，呼吸口连接到呼吸三通（38）下端的接口上，在压力水箱（33）的下部有低水位电极（31）和中水位电极（32）接入，在压力水箱（33）的上部有高水位电极（37）接入；
过渡接头（9）下端的废水出口通过排水管（17）连接到排水电磁阀（24）的进口，排水电磁阀（24）的出口通过浊水排放管（25）连接到下水管（26）；水泵（23）的进水口连接到排水管（17）上，水泵（23）的出水口连接到止回阀（27）的输入口，止回阀（27）的输出口连接到压力水箱（33）的进水接口（28）上；气泵（22）的排气口通过气管（36）连接到呼吸三通（38）侧边的接口上，呼吸三通（38）上端的接口连接到排气电磁阀（39）的进口，排气电磁阀（39）的出口向上朝空；
控制器（1）上有电源输入接口（49）、弱电输出端（2）、水质信号输入端（3）、水流信号输入端（5）、低水位信号输入端（43）、中水位信号输入端（44）、高水位信号输入端（45）、控制输出端a（13）、控制输出端b（14）、控制输出端c（15）和控制输出端d（16）；控制器（1）的控制电路包括水质信号输入电路、水流信号输入电路、水位信号输入电路、比较电路、水位分析电路、处理电路、排水电磁阀控制电路、水泵控制电路、气泵控制电路和排气电磁阀控制电路，水质信号输入电路由水质信号输入端（3）送入信号，水流信号输入电路由水流信号输入端（5）送入信号，水质信号输入电路和水流信号输入电路的后级为比较电路，水位信号输入电路由低水位信号输入端（43）、中水位信号输入端（44）和高水位信号输入端（45）送入信号，水位信号输入电路的后级为水位分析电路，比较电路、水位分析电路的后级为处理电路，处理电路的后级为排水电磁阀控制电路、水泵控制电路、气泵控制电路和排气电磁阀控制电路；
弱电输出端（2）通过导线a（6）连接到红外线发射管（10）的引脚上，水质信号输入端（3）通过导线b（7）连接到红外线接收管（11）的引脚上，水流信号输入端（5）通过导线c（8）连接到测水电极（12）上，低水位信号输入端（43）通过三芯导线（42）中的第一芯线连接到低水位电极（31）上，中水位信号输入端（44）通过三芯导线（42）中的第二芯线连接到中水位电极（32）上，高水位信号输入端（45）通过三芯导线（42）中的第三芯线连接到高水位电极（37）上，控制输出端a（13）通过导线d（21）连接到排水电磁阀（24）的电磁线圈接线端上，控制输出端b（14）通过导线e（20）连接到水泵（23）的电机接线端上，控制输出端c（15）通过导线f（19）连接到气泵（22）的电机接线端上，控制输出端d（16）通过导线g（18）连接到排气电磁阀（39）的电磁线圈接线端上。
2.根据权利要求1所述的一种智能节水系统，其特征是在压力水箱（33）的上部有压力检测接口接出，当压力水箱（33）的上部有压力检测接口接出时，系统中有压力传感器（40）和导线j（41），在控制器（1）上有压力信号输入端（48）；压力水箱（33）上的压力检测接口连接到压力传感器（40）的管口接头上，压力传感器（40）的电极接头通过导线j（41）连接到控制器（1）的压力信号输入端（48）上。
3.根据权利要求1所述的一种智能节水系统，其特征是排水电磁阀（24）为常开结构的电磁阀，排气电磁阀（39）为常闭结构的电磁阀。
4.根据权利要求1所述的一种智能节水系统，其特征是在压力水箱（33）的底部有排污出口（30）接出，当压力水箱（33）的底部有排污出口（30）接出时，系统中有排污阀（29），排污出口（30）通过排污阀（29）连接到下水管（26）上。
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| 于洪珍等.计算机在水质监测中的应用.《水监测监控信息融合技术》.清华大学出版社,2011, * |
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