CN207405699U - 一种密闭式智能供水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种密闭式智能供水系统，包括水泵、控电柜、水位传感器以及进水管，所述进水管的一端伸入密闭水井的井底，进水管的另一端经水泵引入水箱中，所述水位传感器设置于水箱内，所述控电柜内设置有交流接触器和PLC，所述水位传感器的信号输出端连接于所述PLC的信号输入端，所述交流接触器的常开触点串联在水泵所在的通电回路中。本实用新型采用上述结构，能够实现对密闭井中水满情况的判断，避免井水被抽干后水泵空转的情况发生，同时又可根据水箱的水位变化自动开启或者关断水泵，确保水箱中有足够的水量，且不会出现水溢出的问题，整个过程做到了可全程无人值守。

Description

一种密闭式智能供水系统

技术领域

本实用新型抽水供水领域，具体涉及一种密闭式智能供水系统，尤其是全程无需值守，根据供水水箱的水位自动完成补给和停止的供水系统。

背景技术

目前，一般的供水采用抽水机将密闭井里面的水抽到水箱中，再由管路将水箱中的水送到用水点，比如农村家用型供水，一般自家开设有一口井，井采用密封处理，防止被破坏。传统的向水箱供水的方法是人为控制闸刀开关，闭合闸刀开关则向水箱供水，井中水抽完则暂时断开闸刀开关，等待井中水满，再闭合闸刀开关，如此循环，直到水箱水满才停止向水箱供水，整个供水过程完成。

但是，该传统方法存在的问题和缺点如下：1、打开闸刀开关需操作人员手动控制；2、判断水箱的供水管无水，需要实时通过水声判断（水管无水说明井水已抽完）；3、由于水井密闭，仅有出水管，井中水满需操作人员经验判断；4、看到水箱的水满溢出，需要人实时观察并手动关闭闸刀开关。

上述方法既增加了操作人员的工作繁琐性以及劳动强度，又可能造成不必要的能耗增加，比如当水井中的水被抽干而抽水机仍然在空转，还可能造成水资源的浪费，比如水箱中已抽满而操作人员未及时发现，导致水溢出水箱。因此，急需一种操作简单，自动化程度高，且能够避免不必要的能耗增加以及水资源浪费的供水系统。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种密闭式智能供水系统，解决现有的供水系统存在劳动强度大，工作繁琐，且容易造成能耗增加以及水资源浪费的问题。

本实用新型为实现上述目的，采用以下技术方案实现：

一种密闭式智能供水系统，包括水泵、控电柜、水位传感器以及进水管，所述进水管的一端伸入密闭水井的井底，进水管的另一端经水泵引入水箱中，所述水位传感器设置于水箱内，所述控电柜内设置有交流接触器和PLC，所述水位传感器的信号输出端连接于所述PLC的信号输入端，所述交流接触器的常开触点串联在水泵所在的通电回路中。

进一步地，作为优选技术方案，所述水位传感器为浮球液位开关，浮球液位开关包括重锤、浮球以及若干线缆，重锤与浮球通过线缆连接并悬挂于水箱内，且线缆处于自然垂下状态时重锤位于浮球上方。

进一步地，作为优选技术方案，所述PLC的信号输入端连接有启动按钮和停止按钮，PLC的信号输出端连接有若干信号指示灯。

进一步地，作为优选技术方案，所述信号指示灯包括高水位指示灯、低水位指示灯以及等井水满指示灯。

进一步地，作为优选技术方案，所述水泵所在的回路中串联有空气开关，所述空气开关安装于控电柜中。

进一步地，作为优选技术方案，所述PLC采用的型号为FX1S-20MR。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本实用新型通过采用水位传感器和PLC，不仅实现了对密闭井中水满情况的判断，避免了井水被抽干后水泵空转的情况发生，同时又可根据水箱的水位变化自动开启或者关断水泵，确保水箱中有足够的水量，且不会出现水溢出的问题，整个过程做到了可全程无人值守，水箱处于低水位时系统自动向水箱供水，井水抽干时系统自动等待，井水满时自动继续向水箱供水，井水抽完会再次自动等待，周而复始，直到水箱水满，一旦水箱的水位再次达到低水位，系统将再次自动向水箱供水。

（2）本实用新型采用浮球液位开关作为水位传感器，不仅能够使得整个系统的结构简单、操作方便、安全可靠、使用寿命更长，而且还能提高抗负载冲击能力。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的PLC外围接线图；

图3为本实用新型的水泵与空气开关、交流接触器的常开触点连接关系结构示意图。

图中附图标记对应的名称为：1、水泵，2、控电柜，3、重锤，4、浮球，5、进水管，6、水箱，7、密闭水井，8、平房。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例：

如图1、图2、图3所示，本实施例所述的一种密闭式智能供水系统，包括水泵1、控电柜2、水位传感器以及进水管5，进水管5的一端伸入密闭水井7的井底，进水管5的另一端经水泵1引入水箱6中，水位传感器设置于水箱6内，控电柜2内设置有交流接触器和PLC，水位传感器的信号输出端连接于PLC的信号输入端，交流接触器的常开触点KM串联在水泵1所在的通电回路中。

在本实施例中，水位传感器实时检测水箱6中的水位情况，并将水位信号对应的电量信号输入到PLC中，PLC通过改变输出到交流接触器的常开触点KM的信号来实现水泵1的通电回路的通断，比如，当水箱6中为低水位时，水位传感器输出一个电量信号至PLC中，PLC输出一个信号使交流接触器的常开触点KM闭合，水泵1得电开始工作，将密闭井1中的井水抽到水箱6中，水箱6中的水位随之升高，当水箱6中的水位达到高水位时，水位传感器输出一个电量信号至PLC中，PLC输出一个信号使交流接触器的常开触点KM断开，水泵1停止工作；当水箱6向外供水至低水位后，水泵1经PLC的控制再次启动，直至水箱6中的水位处于高水位，如此周而复始，全程无需人值守，不会造成水箱中的水短缺，同时也不会出现水溢出水箱的情况，避免了水资源的浪费。

可以理解的是，一般为了方便用水，尤其是在农村，往往将水箱设置在较高的位置，比如房顶、水塔等，图1中，我们将水箱6设置在平房8的房顶上，当然也可将水箱6放置在其他高地。

可以理解的是，为了对控电柜2、水泵1等供电，控电柜2自然需要外接电源，图1中只是将外接电源线省略未画出，不影响本领域技术人员对本实施例的理解。

可以理解的是，水位传感器可以设置于水箱6的内壁上，也可以悬挂于水箱6内，根据水位传感器的类型的不同，采用相应固定方式即可。

本实施例中，水位传感器为浮球液位开关，浮球液位开关包括重锤3、浮球4以及若干线缆，重锤3与浮球4通过线缆连接并悬挂于水箱6内，且线缆处于自然垂下状态时重锤3位于浮球4上方。

在本实施例中，浮球液位开关根据水箱6中的水位变化输出不同的开关量，例如，当水箱6处于低水位时，浮球液位开关向PLC输入一个开关信号，PLC对应输出一个信号使交流接触器的常开触点KM闭合，水泵1得电开始工作并向水箱6中抽水，当水箱6处于高水位时，浮球液位开关向PLC输入一个开关信号，PLC对应输出一个信号使交流接触器的常开触点KM断开，水泵1失电停止工作并停止向水箱6中抽水。本实施例所提到的浮球液位开关为现有技术，因此，重锤3、浮球4、线缆之间具体的连接关系、工作原理以及浮球液位开关的安装操作不再具体说明。本实施例通过将浮球液位开关应用到本实用新型中，不仅能够使得整个系统的结构简单、操作方便、安全可靠、使用寿命更长，而且还能提高抗负载冲击能力。

如图2所示，本实施例的PLC可采用FX1S-20MR，其信号输入端还连接有启动按钮SB1和停止按钮SB2，通过按动启动按钮SB1和停止按钮SB2来实现整个智能供水系统的启动与停止，PLC的信号输出端连接有若干信号指示灯，如高水位指示灯、低水位指示灯、等井水满指示灯等，当水箱的水位处于高水位时，高水位指示灯亮，当水箱的水位处于低水位时，低水位指示灯亮，当密闭井处于水浸满之前时，等井水满指示灯亮。

在本实施例中，通过秒表计时测出满井水被抽完的时间T，然后等待一段时间T1（井周围的水慢慢浸入井中），接着抽干并记录其花时间T2，假设井水从被抽干到浸满所需时间T3，可列关系式：T：T3= T2：T1，由于T、T1、T2均可通过秒表计时测出，因此，通过关系式可求出T3，将T和T3输入PLC中，即可判断从水泵1抽水开始，何时会抽干井水，何时井水又会浸满，便于控制水泵1的启动与停止时间。

可以理解的是，每年可根据不同用水季节来设置不同的井水满时间，以达到设置合理的电机间隔启动时间。比如，冬天一般为枯水季节，井水满得稍微慢一些，可适当将电机间隔启动的时间设置大一些，避免出现井水还未满就开始抽水的情况，而夏天则相对水量充裕，井水满得快些，因此可将电机间隔启动的时间设置得短一些，避免过久得等待，造成不必要的时间浪费。

在本实施例中，当按下启动按钮SB1后，水位传感器会根据水箱中的水位情况发送一个信号给PLC，假如是高水位信号，则PLC输出一个信号，让交流接触器的常开触点KM保持在断开状态，同时高水位指示灯亮起；随着水箱6向外不断供水，当水箱6处于低水位后，水位传感器会向PLC发送一个代表低水位的开关信号，PLC收到信号后，低水位指示灯亮起，PLC发出一个信号使交流接触器的常开触点KM闭合，水泵1得电开始工作并向水箱6中抽水，PLC开始计时，当抽水时间达到T时，PLC发出信号使交流接触器的常开触点KM断开，等待密闭水井7中的井水满，并使等井水满指示灯亮起，当等待的时间达到T3，且水位传感器输出的信号不是高电平对应的开关信号时，PLC发出信号使交流接触器的常开触点KM闭合，水泵1继续向水箱6中抽水，当水箱6中的水位变为高水位时，水位传感器向PLC发出一个开关信号，PLC接收到开关信号后，发出一个信号使交流接触器的常开触点KM断开，停止向水箱6中抽水。

可以理解的是，由于水箱中水从高水位用到低水位的时间往往长于井水浸满时间，因此，每次启动整个供水系统时，密闭水井中的水已经浸满。

可以理解的是，无论是在水泵1向水箱6供水还是系统处于等待井水满状态，只要按下停止按钮SB2，供水或等待井水满状态均停止。

可以理解的是，本实施例中的控电柜2可以是柜门式的，比如打开控电柜，对控电柜中的启动按钮SB1、停止按钮SB2等进行操作，也可以是面板式的，即在控电柜2的正面设置操作面板，通过操作面板可直接控制开启、停止，同时可在操作面板上看到各个指示灯的亮灭情况。

可以理解的是，由于交流接触器为现有技术，本实施例在图2中就未画出交流接触器的具体结构，只是选择了交流接触器的关键部分，即常开触点KM，并显示了常开触点KM与PLC的连接关系及作用关系，而交流接触器其他电连接关系对于本领域技术人员来说是公知常识，因此，本实施例即使不公开交流接触器在本实施例中的具体结构，也不会影响本领域技术人员对本实用新型的理解。

为了对短路、过载或者欠压状态下水泵进行保护，同时防止频繁启动电机对电机造成损坏，如图3所示，本实施例可在水泵1所在的通电回路中串联空气开关QF，空气开关QF安装于控电柜2中，由于本实用新型主要用于农村家用自来水供水，家用电源是单相交流电，所以水泵采用单相交流电动机，空气开关QF用于保护主电路，PE表示接地。

本实用新型采用上述设置后，既可实现对密闭井中水满情况的判断，避免井水被抽干后水泵空转的情况发生，同时又可根据水箱的水位变化自动开启或者关断水泵，确保水箱中有足够的水量，且不会出现水溢出的问题，整个过程做到了可全程无人值守，水箱处于低水位时系统自动向水箱供水，井水抽干时系统自动等待，井水满时自动继续向水箱供水，井水抽完会再次自动等待，周而复始，直到水箱水满，一旦水箱的水位再次达到低水位，系统将再次自动向水箱供水。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种密闭式智能供水系统，其特征在于：包括水泵（1）、控电柜（2）、水位传感器以及进水管（5），所述进水管（5）的一端伸入密闭水井（7）的井底，进水管（5）的另一端经水泵（1）引入水箱（6）中，所述水位传感器设置于水箱（6）内，所述控电柜（2）内设置有交流接触器和PLC，所述水位传感器的信号输出端连接于所述PLC的信号输入端，所述交流接触器的常开触点串联在水泵（1）所在的通电回路中。

2.根据权利要求1所述的一种密闭式智能供水系统，其特征在于：所述水位传感器为浮球液位开关，浮球液位开关包括重锤（3）、浮球（4）以及若干线缆，重锤（3）与浮球（4）通过线缆连接并悬挂于水箱（6）内，且线缆处于自然垂下状态时重锤（3）位于浮球（4）上方。

3.根据权利要求2所述的一种密闭式智能供水系统，其特征在于：所述PLC的信号输入端连接有启动按钮和停止按钮，PLC的信号输出端连接有若干信号指示灯。

4.根据权利要求3所述的一种密闭式智能供水系统，其特征在于：所述信号指示灯包括高水位指示灯、低水位指示灯以及等井水满指示灯。

5.根据权利要求1所述的一种密闭式智能供水系统，其特征在于：所述水泵（1）所在的回路中串联有空气开关，所述空气开关安装于控电柜（2）中。

6.根据权利要求1~5任一项所述的一种密闭式智能供水系统，其特征在于：所述PLC采用的型号为FX1S-20MR。