CN1051231A - 泵吸设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种能响应于龙头的打开和关闭自 动启动和停止的泵吸设备。装配有检测与泵头连接 的出水管内的压力的压力传感器，并存储压力传感器 检测到的最大压力差。根据最大压力差和吸升力计 算泵头的启动操作压力和停止操作压力。根据所计 算的启动操作压力和停止操作压力，计算装置输出启 动操作信号和停止操作信号到开关16，以驱动与泵 头连接的马达。

Description

本发明涉及一种至少在一个龙头打开和闭合时，使泵头自动启动和停止以及使若干平行运行的泵头自动启动和释放的泵吸设备。尤其涉及一种能有效应用泵头的水量和水压之间的特性的泵吸设备。

传统的包括压力开关，或者，压力开关和流量开关的泵吸设备用来使泵头启动和停止。根据泵吸设备的内压和压力开关弹簧预定压力之差，压力开关打开和闭合其触点，而使泵头启动和停止。由于压力开关为机械结构，要把压力开关的打开压力和闭合压力之差做得小是困难的。又因为压力开关的预定压力由其弹簧弹力决定，所以，压力开关的压力调节范围被限制在一定程度内。而且，从泵头中心到最高处龙头的压力差略小于压力开关的闭合压力。即，当最高处的龙头实际水压或压力开关的闭合压力不大于从泵头中心到最高处龙头的水位差时，即使龙头打开，水也不会从最高处龙头送出。

当把传统的具有最大总水位差Htmax的泵吸设备放在从泵吸装置到水面的高度即吸升力（suction head）为Hs的地方时，如图2所示，泵吸设备的压力开关在水压为H_ON时打开，水压为H_OFF时闭合。H_ON和H_OFF之间的一段是水能够被输送的范围，其压力差为H_ON。

当同一泵吸设备放在吸升力为Hs′的地方时，水能够被输送的范围及其压力差仍依然如故。因此，在这种情况下，损失了Hs和Hs′之间水压的能量。

一种以压力的形式测量泵吸设备水量的传统的泵吸设备例如揭示在1984年1月7日公开的日本专利公开出版物No.59-720，题为“压力箱型馈水设备的控制装置”的图1中。

由于传统的泵吸设备的压力差被对应于压力开关打开的水压的闭合压力所固定，即使吸升力改变也是如此，因此泵头的压力差不能有效利用。

本发明的目的在于提供一种泵吸设备，当具有恒压力差的泵吸设备被放置到吸升力不同的其它位置时，它能根据最大水总位差自动决定启动操作压力和停止操作压力，自动地改变压力差，有效地利用泵头的压力差，使泵头的能量损失减小，而且更为通用，而毋需象传统泵吸设备那样使用压力开关。

为实现该目的，本发明的泵吸设备使用了一检测与泵头连接的出水管的压力的压力传感器和一能自动根据压力传感器检测到的最大压力差决定启动操作压力和停止操作压力的控制装置。

按照本发明，当具有恒压力差的泵吸设备被放置到吸升力不同的其他位置时，由于本发明的泵吸设备能根据最大水总位差自动决定启动操作压力和停止操作压力，能自动地改变压力差而毋需使用传统泵吸设备中的压力开关。

图1图示了一种应用本发明的泵吸设备;

图2示出了传统泵吸设备的水量和水压之间的特性图;

图3示出了本发明的一个实施例的框图;

图4示出了本发明使用一个泵头时水量与水压之间的特性图;

图5示出了本发明使用两个泵头时水量与水压之间的特性图;

图6示出了本发明中自动驱动一个泵头的流程图;

图7示出了本发明中手动驱动一个泵头的流程图;

图8示出了本发明中自动或手动驱动两个泵头的流程图;

参见图1，图中两个泵头2和3安装在泵吸设备的同一底座1上。每个泵头2，3分别通过吸水管4，5连接到水箱6上。泵头2和3的出水口通过汇流管7和出水管8连接到龙头9上。在汇流管7上，装有压力传感器10和压力箱11。在同一底座1上，装有控制箱12。

参见图3，在控制箱内装有连接电源13和马达14的端子15，断开和闭合马达14的电路的开关16和根据一些此后要谈到的输入信号控制开关16的微处理机17。微处理机17从检测出水管8内的压力的压力传感器10，检测流过马达14的电流的电流互感器18和手动设定吸升高度的外部端子19输入信号。微处理机17把信号输出到指示马达14过电流和泵头2，3空载运行的指示灯20和根据本发明（下面将叙述）控制与泵头相连接的马达14的开关16。

参见图4和图6，在第21步启动后，微处理机17在22步输出一个指令，使泵吸设备工作，但不从龙头9放水。从压力传感器10来到微处理机17的输入信号，即无排水操作的压力Htmax在第23步被读入存储器（未画出）。在第24步，泵头2或3的停止操作压力Hd₂通过公式Hd-x进行计算;启动操作压力通过公式Hd₂-y进行计算。其中，x是与Htmax-Hd₂对应的小数值，y是与Hd₂-Hd₁对应的另一个小数值，如图4所示。假设泵吸设备的实际吸升力即如图4所示的泵头中心1为Hs₁;最终吸升力即图4所示的泵头中心2为Hs₂。由于Htmax为固定值，所述，Hd₁和Hd₂可以由微处理机17根据实际吸升力Hs₁和最终吸升力Hs₂的输出计算而得。x和y分别与Hs₂和Hs₁-Hs₂对应。龙头9在第25步打开。假设泵头的排水压力为H。在第26步判别是否H≤Hd₁。当Hs≤Hd₁时，进入第27步。当第26步H≤Hd₁不成立，再判别是否H≤Hd₁。在第27步，泵头开始工作。在第28步，判别是否H≤Hd₂。当第28步判别为大于或等于Hd₂时。流程进入第29步。第28步判别为“否”时，再进行第28步的判别。在第29步泵头停止工作以后，流程在第30步复位。按照图6所揭示的系统，启动操作压力Hd₁被自动设定在Htmax到Hs₁的范围内，停止操作压力Hd₂被自动设定为大于Hd₁。

参见图7，在第21步系统启动之后，图1的泵吸设备到水箱6的吸升力Hs在第31步通过观察读取。在第32步，观察得到的吸升力Hs被设置到如图3所示的外部端子19上。在第34步由微处理机17计算停止操作压力Hd₂和启动操作压力Hd₁。第25步到第30步与图6所示的相同。按照图7所示的系统，当在外部端子19被设定为泵吸设备装配时的实际吸升力Hs₁时，启动操作压力被自动设定在Htmax到Hs₁范围内，停止操作压力被自动设定在大于Hd₁的一个值。

参见图5和图8。图8中的自动操作第21步到第23步与图6中的相同。假设H_OFF1为两个泵头平行运行情况下泵头的停止操作压力，H_POFF1为单个泵头运行情况下泵头的停止操作压力，H_ON1为单个泵头运行情况下的启动操作压力，H_PON1为两个泵头平行运行时泵头的启动操作压力，以及x＞x1，y＞y1。由微处理机17进行第35步所示的计算。可以允许H_OFF1＝H_POFF1，H_ON1＝H_PON1。当在第25步龙头9打开时，第36步判别是否H≤H_ON1。当第36步的判别为“是”时，流程进入第37步一个泵头运行。当第36步判别为“否”时，重复第36步的判别。在第38步判别是否H≤H_PON1。当第38步判别为“是”时，在第39步两泵头平行运行。当第38步的判别为“否”时，进行第42步的判别。当第40步的判别为“是”时，关闭一个泵头。当第40步的判别为“否”时，重复判别是否H≥H_POFF1。当第42步的判别为“是”时，关闭两个泵头。

当用手动来驱动两个泵头时，图8中的第22和23步由图7中的第33步代替。

当泵头被设定在H_S2，吸升力与图5和图8所示实施例中的Hs₁相比小H，认为泵头的中心移到Hs₂，所以H_ON2、H_OFF2，H_PON2和H_POFF2分别比H_ON1，H_OFF1、H_PON1和H_POFF1高H。

如上所述，与实际吸升力相对应的Hs₁或Hs₂被从外部端子19输入到微处理机17。分别确定启动操作压力H_ON1或H_ON2，停止操作压力H_OFF1或H_OFF2，平行运行启动压力H_PON1或H_PON2，和平行运行释放压力H_POFF1或H_POFF2。当由于龙头9打开引起泵头出水压力的减小并且出水压力达到H_ON1或H_ON2时，各泵头开始工作。当由于龙头9关闭引起出水压力上升且该压力达到H_OFF1H_OFF2时，各泵头自动停止工作。当一个泵头开始工作以后由于从龙头9排水，该压力达到小于H_ON1或H_ON2的H_PON1或H_PON2时，微处理机17输出一使泵头平行运行的指令，驱动两个泵头2和3。

按照上述实施例，通过转换外部端子19把实际吸升力输入到微处理机17，对应于该吸升力自动设定吸升力，这样就能有效地利用泵头的压力差，限制泵吸设备的能量的损失。

在图5和图7所示的系统中，除了在图4图5和图6中所示的系统的效果外，还有即使吸升力改变，通过把吸升力的值Hs输入到微处理机，自动设定Hd₁＞H_OFF1＞H_POFF1＞H_ON1＞H_PON1或者Hd₂＞H_POFF2＞H_ON2＞H_PON2的关系，H_OFF和H_ON1的值仍能维持在常数。

按照本发明，当具有恒压力差的泵头放置在吸升力改变的位置时，泵头的压力差能自动改变，能有效地利用泵头的压力差，使能量损失减小，且泵吸设备更为通用。

Claims (6)

1、一种泵吸设备，包含一压力传感器10，用于检测与泵头2或3连接的出水管8内的压力H是否达到预定的启动和关闭泵头的压力，该压力对应于龙头的打开和关闭；和一控制装置17，用于根据所述压力值使所述泵头启动和停止，

其特征在于，

压力传感器近似线性地检测所述管内的所述压力，和

控制装置分别根据由所述压力传感器检测的最大压力差(Hd)，第一吸升力(Hs₁)和最大压力差，第二吸升力(Hs₂)计算所述泵头的启动操作压力(Hd₁)和停止操作压力(Hd₂)，当所述压力(H)低于或等于启动操作压力(Hd₁)时，启动所述泵头，当所述压力大于或等于停止操作压力(Hd₂)时关闭所述泵头。

2、一种泵吸设备，包含一压力传感器10，用于检测与泵头2或3连接的出水管8内的压力H是否达到预定的启动和关闭泵头的压力，该压力对应于龙头的打开和关闭;和一控制装置17，用于根据所述压力值使所述泵头启动和停止，

其特征在于，

压力传感器近似线性地检测所述管内的所述压力，和

控制装置存储所述压力传感器检测到的最大压力差（Hd），当所述压力（H）达到小于最大压力差的第一压力值（Hd₂）时输出一停止操作指令到所述泵头，当所述压力（H）达到小于第一压力值（Hd₂）的第二压力值（Hd₁）时输出一启动操作指令到所述泵头。

3、一种泵吸设备，包含一压力传感器10，用于检测与泵头2或3连接的出水管8内的压力H是否达到预定的启动和关闭泵的压力，该压力对应于龙头的打开和关闭;和一控制装置17，用于根据所述压力值使所述泵头启动和停止，

其特征在于，

压力传感器近似线性地检测所述管内的所述压力;和

控制装置具有用于手动输入吸升力（Hs）的外部端子19，并存储所述压力传感器检测到的最大压力差（Hd），当所述压力达到小于最大压力差（Hd）和吸升力（Hs）之差的第一压力值（Hd₂）时输出停止操作指令，当所述压力（H）达到小于第一压力值（Hd₂）的第二压力值（Hd₁）时输出启动操作指令到所述泵头。

4、一种泵吸设备，包含一压力传感器10，用于检测与泵头2或3连接的出水管8内的压力H是否达到预定的启动和关闭泵头的压力，该压力对应于龙头的打开和关闭;和一控制装置17，用于根据所述压力值使所述泵头启动和停止，

其特征在于，

压力传感器近似线性地检测所述管内的所述压力，和

控制装置在所述泵头在轮流或同时启动和停止时根据所述压力传感器检测到的最大压力差（Hd）计算启动操作压力（H_ON1;H_PON1）和停止操作压力（H_OFF1，H_POFF1）。

5、一种泵吸设备，包含一压力传感器10，用于检测与泵头2或3连接的出水管8内的压力H是否达到预定的启动和关闭泵头的压力，该压力对应于龙头的打开和关闭;和一控制装置17，用于根据所述压力值使所述泵头启动和停止，

其特征在于，

压力传感器近似线性地检测所述管内的所述压力，和

控制装置存储所述压力传感器检测到的最大压力差（Hd），当所述压力（H）达到小于最大压力差的第一压力值（H_OFF1）时输出停止指令到所述泵头，当所述压力（H）达到小于释放所述泵头的平行运行的第一压力值（H_OFF1）的第二压力值（H_POFF1）时，输出另一停止操作指令到所述泵头，当所述压力（H）达到小于第二压力值的第三压力值时，输出启动操作指令到泵头以打开一个泵头，当所述压力（H）达到小于第三压力值的第四压力值时，输出另一启动操作指令使所述泵头同时运行。

6、一种泵吸设备，包含一压力传感器10，用于检测与泵头2或3连接的出水管8内的压力H是否达到预定的启动和关闭泵头的压力，该压力对应于龙头的打开和关闭;和一控制装置17，用于根据所述压力值使所述泵头启动和停止，

其特征在于，

压力传感器近似线性地检测所述管内的所述压力，和

控制装置具有一个手动输入吸升力（Hs）的外部端子19，并存储由所述压力传感器检测到的最大压力差（Hd），当所述压力（H）达到小于最大压力差的第一压力值（H_OFF1）时输出停止操作指令到所述泵头，当所述压力（H）达到小于释放泵头平行运行的第一压力值（H_OFF1）的第二压力值（H_POFF1）时，输出另一停止操作指令到所述泵头，当所述压力（H）达到小于第二压力值的第三压力值时，输出启动操作指令到所述泵头以启动一个泵头，当所述压力（H）达到小于第三压力值的第四压力值（H_PON1）时，输出另一启动操作指令以使所述泵头同时启动。

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