CN215454645U - 一种用于规模型畜牧场的抽水装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于规模型畜牧场的抽水装置。本实用新型包括控制箱、水质传感器组、水泵组、太阳能板阵列、蓄电池组、蓄水池和水位传感器，水质传感器组、水泵组、太阳能板阵列、蓄电池组和水位传感器均与控制箱相连，水位传感器设置于蓄水池内，控制箱主要由太阳能控制器、逆变器、PLC、触摸屏和继电器组组成，抽水装置由电流通路、信号流通路和水流通路三部分组成。本实用新型一经安装之后，无需工作人员管理，无需外接电源，即可自主地在适当时机抽取优质河水，作为规模型畜牧场的水源储备，从而大幅提高畜牧场集中净水设备的净水水质、净水产量、使用寿命等指标。
Description
技术领域
本实用新型涉及抽水装置，具体涉及一种用于规模型畜牧场的抽水装置。
背景技术
规模型畜牧场离不开水源，无论是牲畜饮用，还是冲洗消毒，甚至降温、加药等，都需要到水。规模型畜牧场对用水量和水质均有一定要求。以10万头规模的生猪养殖场为例：在用水量方面，每天的用水量约为800～1000吨；在水质方面，为防治非洲猪瘟、疟疾等传染病，生猪饮用水通常与人饮用水的水质要求一样，都遵循《生活饮用水卫生标准(GB5749-85)》。
同时，为控制养殖成本，规模型畜牧场通常不采用自来水作为水源，而是通过水泵抽取河流等地表水。然而，在大规模畜牧场的周边，河流水质的稳定性极其脆弱，不仅受到季节、温度、雨水量等常规因素影响，还受到畜牧场有机物排放等因素影响。
为提高水质，近些年畜牧场陆续开始安装集中式净水系统，将抽取的河流水，通过“预处理”和“净水处理”两大步骤对河水进行净化。其中预处理目标为去除原水中的大杂质、颗粒物、藻类浮游物等，通常采用锰砂罐、活性炭等过滤材料；净水处理目标为将水质完全净化为符合饮用水标准的生猪饮用水，主要通过超滤膜组实现。
但是，经过近些年的实际运行，发现畜牧场净水系统的净水水质、净水产水量、实际使用寿命等关键指标均远远低于预期。究其原因，主要是对作为原水的河流水质缺乏足够的监测，不管河水水质情况，一味地从河流抽水并送往净水系统，因而对净水系统造成很大的压力。
然而，在河流内加装现有的水质监测系统，也不能很好地解决上述问题，因为还需要工作人员根据水质是否达标、净水系统水箱是否充足、当前用水消耗是否过快等多项情况，综合判断是否需要上电抽水，这样就给畜牧场工作人员增添了很多工作量。另外，畜牧场工作人员夜间多数下班休息，夜间即使水质达标了，也没有工作人员去上电抽水。
实用新型内容
为了解决背景技术中的问题，本实用新型提供了一种用于规模型畜牧场的抽水装置，装置一经安装之后，无需工作人员管理，无需外接电源，即可自主地在适当时机抽取河水作为规模型畜牧场的水源储备。
本实用新型采用的技术方案如下：
本实用新型包括控制箱、水质传感器组、水泵组、太阳能板阵列、蓄电池组、蓄水池和水位传感器，水质传感器组、水泵组、太阳能板阵列、蓄电池组和水位传感器均与控制箱相连，水位传感器设置于蓄水池内，控制箱主要由太阳能控制器、逆变器、PLC、触摸屏和继电器组组成。
所述装置设置于靠近水源的位置处，水质传感器组用于检测水源水质，水泵组用于抽取水源水流。
所述装置包括电流通路、信号流通路和水流通路三部分；
在电流通路内，太阳能板阵列的输出连接至控制箱内的太阳能控制器，太阳能控制器的输出分别连接至蓄电池组和逆变器，蓄电池组的输出连接至逆变器，逆变器的输出通过继电器组连接至水泵组，用于水泵组的供电；
在信号流通路内，水质传感器组将水源的水质检测结果传输至PLC，水位传感器将蓄水池内的水位信息传输至PLC，PLC的输出电平连接至继电器组；
PLC实时接收水质传感器数据和蓄水池水位信息，只有在水质检测结果符合设定标准(如浑浊度低于3NTU，PH值在5.5～8.4)，蓄水池水位低于抽水开启水位时，PLC控制水泵打开；水质检测结果符合设定标准或蓄水池水位超过抽水开启水位时，PLC控制水泵关闭。
在水流通路内，水泵组抽取水后输送至蓄水池内。
所述逆变器将蓄电池组或太阳能控制器的直流电转变为交流电后，电流流经继电器组给水泵组内各水泵供电。
所述PLC通过向继电器组输出高低电平控制水泵的开关机。
畜牧场用水通过蓄水池供给。
所述触摸屏与PLC连接后，用于显示水源的水质检测结果和蓄水池的水位信息。
本实用新型的有益效果是：
1)本实用新型提出的抽水装置，无需工作人员管理，无需外接电源，即可自主地在适当时机抽取优质河水，作为规模型畜牧场的水源储备，从而大幅提高畜牧场集中净水设备的净水水质、净水产量、使用寿命等指标。
2)本实用新型提出的抽水装置采用太阳能加蓄电池的电源方案，极大地增强了本实用新型的使用灵活性，既不会影响地处偏僻的畜牧场的用电安全，又可使本实用新型安装在远离畜牧场的优质水源边。可广泛应用于猪场、牛场、驴场等日常消耗大量牲畜饮用水的规模型畜牧养殖场。
3)本实用新型提出的抽水装置可根据实际需要灵活配置，包括配置水泵数量、配置太阳板数量、配置蓄电池数量等等，因此本实用新型装置在成本和性能之间具有较好的灵活性。
附图说明
图1是本实用新型装置的整体连接关系示意图。
图2是本实用新型控制箱内的各部件连接关系示意图。
图3是本实用新型控制箱内的PLC工作流程示意图。
图4是本实用新型装置的使用方式示意图。
图中：1、控制箱，1A、太阳能控制器，1B、逆变器，1C、PLC，1E、触摸屏，1F、继电器组，2、水质传感器组，3、水泵组，4、太阳能板阵列，5、蓄电池组，6、蓄水池，7、水位传感器。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
如图1所示，本实用新型由控制箱1、水质传感器组2、水泵组3、太阳能板阵列4、蓄电池组5、蓄水池6和水位传感器7等七大部件组成。水质传感器组2包括浑浊度传感器和PH值传感器：其中浑浊度传感器可检测水泵组3所处河流内水的浑浊度(受水中存在颗粒物质如黏土、污泥、胶体颗粒、浮游生物及其他微生物等影响)，一般浑浊度高于3NTU则不得抽水(该参数参考GB5749--2006《生活饮用水卫生标准》，也可由用户自行设定)，以保护净水系统；同理，PH传感器检测的是河流水的PH值，一般PH值高于8.4或低于5.5时应停止抽水。另外，除上述两类传感器以外，用户还可根据自身净水系统对水源的要求，增加相关传感器，例如总硬度传感器、溶解性总固体传感器、硫酸盐传感器、大肠菌落传感器等等。
如图2所示，本实用新型的控制箱1由太阳能控制器1A，逆变器1B，PLC(1C)，触摸屏1E和继电器组1F组成。
如图1和图2所示，本实用新型可从电流、水流、信号流三个维度，观察本实用新型的硬件连接关系：
从电流流向来看，太阳能板阵列4产生的直流电，通过控制箱1内太阳能控制器1A，优先给蓄电池组5充电，当蓄电池组5电压超过一定阀值(一般设定为蓄电池全部充满时的电压值，用户也可自行设定)时也可直接供给逆变器1B，逆变器1B将直流电转变成交流电，流经继电器组1F给水泵组3内各水泵供电。
在夜间或太阳能板阵列4无法工作的阴雨天，可通过蓄电池组5供电，蓄电池组5的直流电传输至逆变器1B。由于本实用新型采用太阳能加蓄电池方案，所以无需畜牧场供电，因此本实用新型可实现夜间无人值守下的工作，无需顾忌对畜牧场的电气安全造成影响；此外，现有抽水装置需要通过畜牧场拉电线供电，因此抽水装置只能安装在离畜牧场较近的地点，而太阳能加蓄电池的方案使本实用新型可安装在离畜牧场较远的不同地点，无需远距离地拉电线对本实用新型供电。
从水流流向来看，水泵组3抽取的水流，直接存储到蓄水池6内。
从信号流流向来看，水位传感器7检测到的蓄水池6内水位信息，水质传感器组2检测到的地表水水质参数，均发送给控制箱1内的PLC(1C)。同时，控制箱1内的PLC(1C)通过向继电器组1F输出高低电平，实现水泵的开关机控制。
图3为本实用新型控制箱内的PLC工作流程示意图，PLC实时接收水质传感器的检测参数，并对每一项水质参数一一进行判断。若每项水质参数均达到对应的设定标准(例如浑浊度低于3NTU，PH值在5.5～8.4)时，PLC将进一步判断蓄水池内的水位是否低于抽水开启水位(低位)，如果蓄水池水位低于抽水开启水位，则打开所有水泵开始抽水。在抽水过程中，PLC还将实时判断蓄电池内的电量是否足够，如果电量不够将减少一台开启的水泵，以保证对每台已开启水泵的供电电压值，进而保护已经开启的水泵。另外，在抽水过程中，PLC会实时判断蓄水池内水位是否已经超过抽水停止水位，以决定是否需要停止抽水。
需要特别说明的是，本实用新型的硬件配置可根据实际所需灵活配置，包括根据畜牧场用水量需求配置水泵组3内的水泵个数、配置太阳板阵列4内的太阳板块数与面积、配置蓄电池组5内的蓄电池容量和个数。
通过图1至图3所示的硬件方案和工作流程，可知本实用新型一经安装之后，无需工作人员管理，无需外接电源，即可自主地在适当时机抽取河水作为规模型畜牧场的水源储备。另外，如图4所示，本实用新型在使用时，可单独实用，也可多套装置配合使用，分别安装在畜牧场较远的河流不同位置，且分别监测各自位置的水质情况，并自主地在适当时机抽取河水存储在蓄水池6内，以备畜牧场内集中净水系统的抽水泵抽取。通过多套装置的配合使用，可降低畜牧场对单一水源的依赖性。
本实用新型一经安装之后，无需工作人员管理，无需外接电源，即可自主地在适当时机抽取优质河水，从而大幅提高畜牧场集中净水设备的净水水质、净水产量、使用寿命等指标。因此，本实用新型可广泛应用于猪场、牛场、驴场等日常消耗大量牲畜饮用水的规模型畜牧养殖场。上述具体实施方式用来解释说明本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型作出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种用于规模型畜牧场的抽水装置，其特征在于，包括控制箱(1)、水质传感器组(2)、水泵组(3)、太阳能板阵列(4)、蓄电池组(5)、蓄水池(6)和水位传感器(7)，水质传感器组(2)、水泵组(3)、太阳能板阵列(4)、蓄电池组(5)和水位传感器(7)均与控制箱(1)相连，水位传感器(7)设置于蓄水池(6)内，控制箱(1)主要由太阳能控制器(1A)、逆变器(1B)、PLC(1C)、触摸屏(1E)和继电器组(1F)组成。
2.根据权利要求1所述的一种用于规模型畜牧场的抽水装置，其特征在于，所述装置设置于靠近水源的位置处，水质传感器组(2)用于检测水源水质，水泵组(3)用于抽取水源水流。
3.根据权利要求1所述的一种用于规模型畜牧场的抽水装置，其特征在于，所述装置包括电流通路、信号流通路和水流通路三部分；
在电流通路内，太阳能板阵列(4)的输出连接至控制箱(1)内的太阳能控制器(1A)，太阳能控制器(1A)的输出分别连接至蓄电池组(5)和逆变器(1B)，蓄电池组(5)的输出连接至逆变器(1B)，逆变器(1B)的输出通过继电器组(1F)连接至水泵组(3)，用于水泵组(3)的供电；
在信号流通路内，水质传感器组(2)将水源的水质检测结果传输至PLC(1C)，水位传感器(7)将蓄水池(6)内的水位信息传输至PLC(1C)，PLC(1C)的输出电平连接至继电器组(1F)；
在水流通路内，水泵组(3)抽取水后输送至蓄水池(6)内。
4.根据权利要求3所述的一种用于规模型畜牧场的抽水装置，其特征在于，所述逆变器(1B)将蓄电池组(5)或太阳能控制器(1A)的直流电转变为交流电后，电流流经继电器组(1F)给水泵组(3)内各水泵供电。
5.根据权利要求3所述的一种用于规模型畜牧场的抽水装置，其特征在于，所述PLC(1C)通过向继电器组(1F)输出高低电平控制水泵的开关机。
6.根据权利要求1所述的一种用于规模型畜牧场的抽水装置，其特征在于，畜牧场用水通过蓄水池(6)供给。
7.根据权利要求1所述的一种用于规模型畜牧场的抽水装置，其特征在于，所述触摸屏(1E)与PLC(1C)连接后，用于显示水源的水质检测结果和蓄水池(6)的水位信息。
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