專利名稱：疊壓變頻增壓供水水箱及管網流量配比柔性智能控制裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種供水設備，特別是一種疊壓變頻增壓供水水箱及管網流量配比柔性智能控制裝置。
背景技術：
在我國，隨著城市化的一步步加快和高層建筑的增多，二次供水的應用范圍越來越廣泛。現有的多數二次供水設備大都存在供水保障性不足、水力損耗大等問題，在保證平衡水箱水定期適時循環，水流量實時監控與按需配比等方面都還缺乏完善的技術裝置，而國家對于二次供水設備的節能標準正在不斷提高，二次供水設備的類型和使用地域也不斷提出新的要求。基于這兩方面的原因，不少企業正積極自主或與高校、科研院所合作研發智能化、低能耗的二次供水設備，以提高自己產品的市場競爭力。專利號為200720111035. 8的專利中公開了一種自來水管網內的二次供水裝置， 其特征在于包含了儲水囊和連接儲水囊的氣壓式恒壓給水設備，能夠在供水壓力低于或高于需求壓力的情況下利用儲水囊進行壓力平衡，從而實現二次恒壓供水，該裝置中存在的問題是，雖然儲水囊采用了無毒塑料與網狀纖維熱熔而成的耐水壓軟性囊體，但是如果管網供水長時間符合要求，無需使用儲水囊時，其中的水無法得到有效適時循環，長時間不循環必然會對其中儲存水質造成不好的影響。專利號為93M1935. 6的專利中公開了一種可調節的比例射流器，與其原理相似的射流裝置其被廣泛用于當前的射流式增壓供水系統中，解決了射流器本身不能夠控制與調節進入射流器混合室的被吸入流體的問題，其特征在于在噴嘴處設有封水片，通過轉動手柄可以調節和控制被吸入流體進入混合室的量，從而任意調節管網進水量與水箱進水量之間的比例，以滿足不同用水需求，可以實現射流增壓供水的節能效應，但這里存在的問題是缺乏對流量的實時監控與自動化調節，不能夠保證水箱水的定期循環，在及時性、自動化程度以及工作效率等方面都需要進一步改進。
發明內容
本發明所解決的技術問題在于提供一種結構簡單的疊壓變頻增壓供水水箱及管網流量配比柔性智能控制裝置。實現本發明目的的技術解決方案為一種疊壓變頻增壓供水水箱及管網流量配比柔性智能控制裝置，包括直流無刷驅動電機、齒輪傳動機構、第一流量計、第二流量計、文丘里結構管件、智能型控制器，所述文丘里結構管件的第一入口與第一流量計相連接，文丘里結構管件的第二入口通過齒輪傳動機構與第二流量計相連接，直流無刷驅動電機和智能型控制器相連接并位于文丘里結構管件的外部，該直流無刷驅動電機在智能型控制器的控制下工作，所述直流無刷驅動電機的輸出軸與齒輪傳動機構相連接，帶動齒輪傳動機構工作， 所述第一流量計和第二流量計分別與智能型控制器相連接，將檢測到的流量信號傳輸給智能型控制器。
本發明的工作原理為直流無刷驅動電機驅動第一傳動齒輪，經第二傳動齒輪與第三傳動齒輪，帶動第三傳動軸旋轉，第三傳動軸通過矩形傳動螺紋帶動閥芯前后運動。隨著閥芯向市政自來水管網出水口的不斷靠近，上述出水口有效出水面積變小，局部壓力變大，從而增大了抽吸水箱水進入市政供水管網的局部負壓大小，反方向運動則使負壓減小， 從而實現通過閥芯前后運動改變第一入口與第二入口水流量的效果。智能控制器根據采集得到的第一入口與第二入口實時流量數據，發出指令驅動電機帶動閥芯前后運動，改變第一入水口與第二入水口的流量情況，進行按需調節，實現對兩個入口水流量的柔性配比控制，以滿足不同時段不同情況下的供水需求。本發明與現有技術相比，其顯著優點為1)可以通過對水箱水與管網入口水流量的柔性配比控制來保障水箱水得到定期適時循環，保障供水安全；2)此套設備可以根據不同用水量需求進行柔性控制調節，具有非常顯著的節能效用；3)采用智能型控制器對閥芯運動進行控制調節，智能性和自動化程度得到大大提高，二次增壓供水的工作效率與控制精度得到顯著提升；4)采用直流無刷電機、齒輪等常用驅動與傳動工具，以及流量計等設備，保證整個系統結構簡單、成本合理，適用于批量生產。下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。
圖1為本發明的疊壓變頻增壓供水水箱及管網流量配比柔性智能控制裝置總體結構示意圖。圖2為本發明的疊壓變頻增壓供水水箱及管網流量配比柔性智能控制裝置傳動系統結構示意圖。圖3為本發明的疊壓變頻增壓供水水箱及管網流量配比柔性智能控制裝置在供水系統中的工作狀態圖。
具體實施例方式結合圖1，本發明的一種疊壓變頻增壓供水水箱及管網流量配比柔性智能控制裝置，包括直流無刷驅動電機4、齒輪傳動機構5、第一流量計1、第二流量計6、文丘里結構管件2、智能型控制器3，所述文丘里結構管件2的第一入口與第一流量計1相連接，文丘里結構管件2的第二入口通過齒輪傳動機構5與第二流量計6相連接，直流無刷驅動電機4和智能型控制器3相連接并位于文丘里結構管件2的外部，該直流無刷驅動電機4在智能型控制器3的控制下工作，所述直流無刷驅動電機4的輸出軸與齒輪傳動機構5相連接，帶動齒輪傳動機構5工作，所述第一流量計1和第二流量計6分別與智能型控制器3相連接，將檢測到的壓力信號傳輸給智能型控制器3。結合圖2，所述齒輪傳動機構5包括第一傳動齒輪16、第二傳動齒輪13、第三傳動齒輪8、第一傳動軸15、第二傳動軸13、第三傳動軸10、導向桿20、閥芯7，支架17、軸承18 ； 所述三個傳動軸上均安裝在支架17上、軸承18安裝在第一傳動軸的階梯軸端；所述第一傳動軸15的一端與電機的輸出軸相連接，在電機的驅動下旋轉，該第一傳動軸15的另一端固連第一傳動齒輪16，該第一傳動齒輪16與第二傳動齒輪13相嚙合，所述第二傳動齒輪13 同時與第三傳動齒輪8相嚙合，上述第二傳動齒輪13、第三傳動齒輪8分別固連在第二傳動軸13、第三傳動軸10上，所述第三傳動軸10的另一端通過矩形傳動螺紋與閥芯7相連接， 該閥芯7與導向桿20固連，所述電機通過三個傳動齒輪帶動第三傳動軸10旋轉，該第三傳動軸10通過矩形傳動螺紋最終帶動閥芯7前后運動。所述齒輪傳動機構5、文丘里結構管件2的材料均為食品衛生級的 0Crl8Ni9(SUS304)不銹鋼。下面結合實施例對本發明做進一步詳細的描述
一種疊壓變頻增壓供水水箱及管網流量配比柔性智能控制裝置，包含了一臺45W、 IOOrpm的無刷直流驅動電機、一套齒輪傳動機構、一根運動閥芯、兩套流量計、一套文丘里結構管件、一套智能流量配比控制器。兩套流量計分別監控水箱入口與管網入口處地流量數據，并將兩組數據信號傳輸給流量配比控制器，控制器根據預先設定的流量配比值，向驅動電機發出相應指令，電機帶動傳動結構，最終驅動閥芯運動，實現流量調節，直至流量計監控到的流量數據滿足配比要求時停止調節，從而實現不同供水需求狀況下水箱水的適時循環以及流量配比的智能柔性調節。結合圖1，所述第一流量計1與第二流量計6，分別用以監控采集水箱入口與管網入口處地流量數據，并將相應的流量信號傳輸給控制器3 ；控制器3固定在管件下方，主要有兩組輸入，即流量計(1)與(6)檢測得到的水箱入口與管網入口處的流量信號與外部輸入的流量配比需求信號，輸出主要對電機輸出Γ20πιΑ的工作信號，具體實施過程是第一流量計1和第二流量計6將兩組流量信號實時傳輸給控制器3，控制器3根據預先設定的流量配比值，向驅動電機4發出相應指令，電機帶動傳動機構5，驅動閥芯7運動，直至兩組流量計1和6采集監控到的流量數據滿足配比要求時停止調節，從而實現不同供水需求狀況下水箱水的定期適時循環和水流量的智能柔性調節；此外，結合圖1可見在裝置出口處設計成文丘里結構2，水箱水與管網入口水經過柔性配比混合后，進入文丘里結構的混合室并噴射出來，其帶來了一定的增壓功能，這部分壓力可以節省后續增壓泵的工作能耗，從而實現節能作用。結合圖2，疊壓變頻增壓供水水箱及管網流量配比柔性智能控制裝置傳動系統結構包含了包括第一傳動齒輪16、第二傳動齒輪13、第三傳動齒輪8、第一傳動軸15、第二傳動軸13、第三傳動軸10、導向桿20、閥芯7 ；其中第一傳動齒輪16、第二傳動齒輪13、第三傳動齒輪8與第一傳動軸15、第二傳動軸13、第三傳動軸10之間都分別通過第一止動螺釘 14、第二止動螺釘11、第三止動螺釘9連接，電機輸出軸與第一傳動軸之間也通過第四止動螺釘19固連，從而保證運動的精確性，直流無刷電機4根據控制器3的指令帶動齒輪傳動， 第三傳動軸10 —端伸出，并外部帶有矩形傳動螺紋，閥芯(7)內部帶有相應的矩形傳動螺紋結構，兩者配合安裝，根據絲桿傳動機構的原理，可以帶動閥芯(7)在第三傳動軸10上做前后運動，從而實現對管網流量的調節，閥芯支撐件20保障閥芯運動位置穩定；三個傳動軸均安裝在支架17上，保障了傳動機構的位置穩定。結合圖3，本發明疊壓變頻增壓供水水箱及管網流量配比柔性智能控制裝置22在城市二次供水系統中，入口處接市政供水管網，出口處接生活水增壓泵23供給用戶，上部接口接平衡水箱21，通過本發明可以通過將市政管網水與水箱水按一定比例配比混合，從而滿足不同用水量需求狀況下的供水調節，同時保障水箱水定期按要求得到循環。本產品運用于二次增壓供水現場時，結合遠程監控系統，操作員在控制面板上設
5定流量配比值，系統便可以根據設定指令實時監控水箱水入口與管網入口處地流量，自動準確快速的完成流量配比調節，保障水箱水的適時循環，大大提升疊壓供水的技術性能與節能指標，且結構簡單，制造方便，因此適合于在二次增壓供水行業大量推廣使用。
權利要求
1.一種疊壓變頻增壓供水水箱及管網流量配比柔性智能控制裝置，其特征在于，包括直流無刷驅動電機W]、齒輪傳動機構[5]、第一流量計[1]、第二流量計W]、文丘里結構管件[2]、智能型控制器[3]，所述文丘里結構管件[2]的第一入口與第一流量計[1]相連接， 文丘里結構管件[2]的第二入口通過齒輪傳動機構[5]與第二流量計[6]相連接，直流無刷驅動電機[4]和智能型控制器[3]相連接并位于文丘里結構管件[2]的外部，該直流無刷驅動電機[4]在智能型控制器[3]的控制下工作，所述直流無刷驅動電機W]的輸出軸與齒輪傳動機構[5]相連接，帶動齒輪傳動機構[5]工作，所述第一流量計[1]和第二流量計[6]分別與智能型控制器[3]相連接，將檢測到的壓力信號傳輸給智能型控制器[3]。
2.根據權利要求1所述的疊壓變頻增壓供水水箱及管網流量配比柔性智能控制裝置， 其特征在于，所述齒輪傳動機構[5]包括第一傳動齒輪[16]、第二傳動齒輪[13]、第三傳動齒輪[8]、第一傳動軸[15]、第二傳動軸[13]、第三傳動軸[10]、導向桿[20]、閥芯[7]，支架[17]、軸承[18]；所述三個傳動軸上均安裝在支架[17]上、軸承[18]安裝在第一傳動軸的階梯軸端；所述第一傳動軸[15]的一端與電機的輸出軸相連接，在電機的驅動下旋轉， 該第一傳動軸[15]的另一端固連第一傳動齒輪[16]，該第一傳動齒輪[16]與第二傳動齒輪[13]相嚙合，所述第二傳動齒輪[13]同時與第三傳動齒輪[8]相嚙合，上述第二傳動齒輪[13]、第三傳動齒輪[8]分別固連在第二傳動軸[13]、第三傳動軸[10]上，所述第三傳動軸[10]的另一端通過矩形傳動螺紋與閥芯[7]相連接，該閥芯[7]與導向桿[20]固連， 所述電機通過三個傳動齒輪帶動第三傳動軸[10]旋轉，該第三傳動軸[10]通過矩形傳動螺紋最終帶動閥芯[7]前后運動。
3.根據權利要求1或2所述的疊壓變頻增壓供水水箱及管網流量配比柔性智能控制裝置，其特征在于，所述齒輪傳動機構[5]、文丘里結構管件[2]的材料均為食品衛生級的 0Crl8Ni9(SUS304)不銹鋼。
全文摘要
本發明公開了一種疊壓變頻增壓供水水箱及管網流量配比柔性智能控制裝置，包括了一臺驅動電機、一套傳動機構、閥芯、兩套流量計、一套文丘里結構管件以及一套智能控制器。驅動電機安裝在管件外壁，經傳動機構帶動閥芯前后運動，實現城市自來水管網供水流量的柔性調節；隨著噴嘴流量的變化形成的抽吸負壓大小的變化，使得水箱水流量也會隨之變化，兩套流量計分別安裝在自來水管網入口處以及水箱水入口處，監控兩個入水口的流量狀況，當兩者流量達到配比要求時，完整調節，以隨時滿足水箱水的適時循環以及不同情況下的供水需求。本發明結構簡便，調節簡便，自動化程度高，適合在城市供水系統中大面積推廣使用。
文檔編號E03B11/00GK102444172SQ20111027211
公開日2012年5月9日 申請日期2011年9月15日 優先權日2011年9月15日
發明者李建文, 盛國良, 陸寶春 申請人:南京爾順科技發展有限公司, 南京理工大學