水池自动补水系统及自动补水方法

专利名称：水池自动补水系统及自动补水方法
技术领域：
本发明涉及水位控制技术，尤其涉及一种水池自动补水系统及自动补水方法。
背景技术：
水环式真空泵是瓦斯抽采系统的动力设备，地面供水池是水环式真空泵在运行过程中给泵供水的地方，为保证矿井的安全生产，水环式真空泵需一天24小时运行，因此，地面供水池需始终保持一定的水量以满足水环式真空泵24小时运行用水需要，为维持水池的水量，通常由自来水及水源井共同向水池供水。
目前，矿井上的地面水池利用自来水及水源井向水池供水时，由于自来水为定时供水，无法满足水环式真空泵24小时运行用水需要，当自来水停止供水时，需要人工开启水源井中的水泵进行供水。综上，现有地面水池供水过程中，需要人员定期巡查供水池内的水量，极易因人工疏忽导致地面水池水量用尽而不知，导致水环式真空泵没办法工作；而且，矿井上自来水停水时间不稳定，人工开启水泵的时间无法掌握，容易出现水池内的水量过大或过小，造成水环式真空泵爆泵、停泵，从而影响矿井的安全。

发明内容
本发明提供一种水池自动补水系统及水池自动补水方法，能够自动控制水池内的水量，防止水池内的水量过大或过小。本发明一方面提供一种水池自动补水系统，包括设置于自来水的供水管路上的电控阀；设置于水源中的水泵；采集水池中水位信号的水位传感器，所述水位传感器设置在所述水池内；以及根据所述水位信号控制所述电控阀和所述水泵工作的水位控制器；所述水位控制器与所述水位传感器、水泵和电控阀电连接。本发明另一方面提供一种采用上述的水池自动补水系统的水池自动补水方法，包括水位控制器实时获取水位传感器采集的水位信号，并根据所述水位信号判断所述水池内的水位是否低于预设下限水位；所述水池内的水位低于所述预设下限水位时，所述水位控制器控制电控阀和水泵工作，为所述水池供水。本发明提供的水池自动补水系统及水池自动补水方法，通过水位控制器控制电控阀及水泵工作，对水池进行自动补水，可自动控制水池内的水量，防止水池内的水量过大或过小。


图I为本发明一实施例提供的水池自动补水系统的结构示意图；图2为本发明实施例中自来水停水时水位控制器控制电控阀及水泵的原理示意图；图3为本发明实施例中水位控制器控制水泵工作的电气原理示意图；图4为本发明实施例中水流控制阀的工作原理示意图；图5为本发明实施例中水位报警器的工作原理示意图；图6为本发明另一实施例提供的水池自动补水方法的流程图。
具体实施方式

如图I所示，水池I是需要进行补水的水池，该水池I要维持一定的水量，需不断的补水，在自来水供水正常的情况下，由自来水2进行补水，在自来水停水的情况下，由水源3进行补水，而整个补水过程是通过本发明实施例提供的水池自动补水系统进行的。如图I所示，该水池自动补水系统包括设置于自来水的供水管路上的电控阀21、设置于水源中的水泵31、采集水池中水位信号的水位传感器12以及根据水位信号控制电控阀21和水泵31工作的水位控制器11，其中水位传感器12设置在水池I内，水位控制器11与水位传感器12、水泵21和电控阀31电连接。该自动补水系统的具体工作过程如下水位控制器11接收水位传感器12采集的水池I的水位信号，若水位信号低于设定的下限水位A，则水位控制器11控制电控阀21开启，以便利用自来水2为水池I供水。水位控制器11实时接收水位传感器12采集的水位信号，若水位信号不断变化，即水位在不断上升，则说明自来水2在为水池I进行供水，水位上升到上限水位B时，水位控制器11控制电控阀21关闭；若在电控阀21开启的预设时间段内，水位控制器11实时接收的水位信号没有变化，说明自来水2没有为水池I供水，那么水位控制器11控制电控阀21关闭，并开启水源3中的水泵31，由水泵31通过水管32向水池I进行供水，直至上限水位B，然后水位控制器11控制水泵31关闭。其中，若在电控阀21开启的预设时间段内，水位控制器11接收到的水位信号没有变化，则水位控制器11控制电控阀21关闭，并开启水泵31，该过程是通过在水位控制器11上设置时间继电器13来实现的，如图2所示，若将时间继电器13设定为一分钟，在电控阀21开启的同时，时间继电器13通电工作,一分钟后,若水位没有变化，时间继电器13接通下限水位探头16，即下限水位探头16接通电源，水位控制器11控制电控阀21关闭，并开启水泵31。水位探头16接通电源后，水位控制器控制水泵的工作原理见下面对图3中水位控制器11控制水泵31工作的电气原理的描述。水位控制器11控制水泵31工作的电气原理如图3所示，下限水位探头16连接晶体管Tl的基级，Tl的集电极连接到12V电源，发射极连接到继电器RL1，继电器RLl接入与非门N3第13脚。同样，上限水位探头17接到晶体管T2的基极，T2的集电极连接到12V电源，发射极经电阻R3接地，并接入与非门NI第I、2脚，与非门N2的输出第4脚和与非门N3的第12脚相连，N3第11脚输出端接到N2第6脚输入端，并经电阻R4与晶体管T3的基极相连，与晶体管T3发射极相连的继电器RL2用来驱动水泵电动机M。当水池I水位在下限水位探头16以下，晶体管Tl与T2均不导通，N3输出高电平，晶体管T3导通，使继电器RL2有电流通过而动作，因而水泵电动机M工作，开始将水抽入水池I。当水池I的水位在下限水位探头16以上、上限水位探头17以下时，水池I中的水给晶体管Tl提供了基极电压，使Tl导通，继电器RLl得电吸合，N3第13脚为高电平，由于晶体管T2并无基极电压，而处于截止状态，NI第1、2脚输入为低电平，第3脚输出则为高电平，而N2第6脚输入端仍为高电平，因而N2第4脚输出则为低电平，最终N3第11脚输出为高电平、水泵电动机M继续将水抽入水池I。当水池I的水位超过上限水位B时，晶体管Tl仍得到基极电压，继电器RLl吸合，N3第13脚仍为高电平，同时，水池I中的水也给晶体管T2提供基极电压使其导通，NI第1、2脚输入端为高电平，第3脚输出端为低电平，N2第4脚输出端为高电平，N3第11脚最终输出低电平，使T3截止，水泵电动机M停止抽水。若水位下降低于上限水位探头17但高于下限水位探头16时，水池I中的水依然供给晶体管Tl基极电压，继电器RLl继续吸合，使N3第13脚仍为高电平，但晶体管T2不导通，NI第1、2脚输入端为低电平，其第3脚输出端为高电平，N2第6脚为低电平，则N2第4脚输出为高电平，最终N3第11脚输出端继续保持低电平，水泵电动机M仍不工作。若 水位降到下限水位探头16以下，晶体管Tl和T2均不导通，与非门N3输出高电平，驱动继电器RL2，水泵电动机M又开始将水抽入水池I。本实施例中，为实现自来水对水池的时时补水，让水位始终保持在上限水位B和下限水位A之间，在自来水的供水管路23上还设置了自动控制自来水开关的水流控制阀22，在电控阀21开启后，能够时时对水池自动补水。该水流控制阀22的具体结构见图4所示，该水流控制阀22包括导向座221，导向座221上设置有进水口 2211、供水口 2212及泄压口 2213，该导向座221内设置有控制进水口 2211开关的活塞式阀芯222，进水口 2211与自来水的供水管路上的进水管231连接，供水口 2212与自来水通往水池I的供水管232连接，泄压口 2213连接有控制该泄压口 2213开关的泄压装置223。本实施例中，泄压装置223具体包括控制管2231，控制管2231的一端与泄压口2213连接，另一端设置有控制该控制管2231的端口开关的弹簧阀2232，弹簧阀2232上连接有控制该弹簧阀2232工作的浮球2233，浮球2233设置于水池I内，浮球2233可随水位上升或下降，由浮球2233的重力控制弹簧阀2232对控制管2231的开关。具体是弹簧阀2232上设置有弹簧，弹簧上连接一封堵控制管2231的挡片，由弹簧的收缩和伸长来控制挡片对控制管2231的端口的开关。水流控制阀22的具体工作过程如下若水池的水位低于下限水位，水位控制器11控制电控阀21开启，水池中的浮球2233也下降至下限水位，其重力拉动弹簧阀2232，使其上的弹簧收缩，从而开启控制管2231的端口，使泄压口 2213与外界连通，当自来水通过电控阀21流向水流控制阀22时，水流从进水口 2211进入，通过活塞式阀芯22上的进水孔2221向泄压口 2213处的腔体内补水，由于泄压口 2213通过控制管2231与外界连通，进水孔2221的孔径小于泄压口 2213的孔径，因此进水孔2221的进水能力小于泄压口 2213的泄压能力，当进水口 2211的水压大于泄压口 2213的压力时，进水口 2211处的水流推动活塞式阀芯222，使活塞式阀芯222上移，进水口 2211打开，与供水口 2212连通，水流从供水口 2212流出，通过供水管232流到水池中，当水池的水位到达第一水位时(未超过上限水位)，浮球2233随水位上升到该水位，弹簧阀2232的弹簧没有浮球2233的拉动，逐渐伸长，弹簧上连接的挡片将控制管2231的端口封闭，即泄压口 2213封闭，进水口 2211处的水流从进水孔2221继续向泄压口 2213处的腔体内补水，当泄压口 2213处的压力加上活塞式阀芯222的重力大于进水口 2211处的水压时，活塞式阀芯222下移，将进水口 2211关闭。若水位下降到第二水位时，浮球也下降至第二水位，则浮球再次拉动弹簧阀2232，再对水池进行补水。如此循环，使水池的水位始终控制在第一水位和第二水位之间，其中第一水位和第二水位都在上限水位和下限水位之间，可通过设置浮球的安装位置来进行调整。因此，通过设置水流控制阀22，可在水位未到达水位下限时，就对水池进行补水，在水位未到达水位上限时，可关闭自来水，停止补水，使水位始终保持在上限水位和下限水位之间(只要水厂不停止供水)，防止水量过大或过小。若水流控制阀22失效，就利用电控阀21来控制自来水，当水池的水位低于下限水位A时，电控阀21开启，对水池进行补水，当水位上升至第一水位(低于上限水位B)，因水流控制阀失效，其上的活塞式阀芯222仍未关闭，此时水位继续上升到上限水位B，电动阀21关闭，即停止向冷水池供水，也就是电控阀21将水位控制在上限水位B和下限水位A之间。
本实施例中，如图I所示，在水池I内还设置有报警器，在上限水位B处设置有高水位报警器15，在下限水位A处设置有低水位报警器14，当水池I内的水量下降至下限水位A时，低水位报警器14报警，当水池I内的水量上升至上限水位B时，高水位报警器15报警。报警器的工作原理如图5所示，报警器包括蜂鸣器151及水体电阻152，当水池I内的水量到达上限水位或下限水位时，两电极T0、T1通过水体电阻152使晶体管VT接通电源153，蜂鸣器151通电报警。本实施例提供的水池自动补水系统，通过水位控制器控制电控阀及水泵工作，对水池进行自动补水，可自动控制水池内的水量，防止水池内的水量过大或过小。本发明另一实施例提供一种利用上述实施例的水池自动补水系统进行补水的自动补水方法，如图6所示,该方法包括步骤601、水位控制器实时获取水位传感器采集的水位信号，并根据水位信号判断水池内的水位是否低于预设下限水位；步骤602、水池内的水位低于预设下限水位时，水位控制器控制电控阀和水泵工作，为水池供水。具体为水池内的水位低于预设下限水位时，水位控制器控制电控阀开启，以便利用自来水为水池供水；水位控制器实时获取水位传感器采集的水位信号，当水位控制器根据获取的水位信号判断水池内的水位在预设时间段内没有变化，水位控制器控制电控阀关闭，并开启水泵工作，由水泵为水池内供水。在自来水或水泵供水的过程中，水位控制器根据获取的水位信号判断水池内的水位是否高于预设上限水位；若水池内的水位高于预设上限水位时，则水位控制器控制电控阀和水泵关闭，停止为自来水供水。本实施例中，水位控制器控制电控阀和水泵工作的原理及过程如上述实施例中对水池自动补水系统的描述，在此不再赘述。最后应说明的是以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围 。
权利要求
1.一种水池自动补水系统，其特征在于，包括 设置于自来水的供水管路上的电控阀； 设置于水源中的水泵； 采集水池中水位信号的水位传感器，所述水位传感器设置在所述水池内； 以及根据所述水位信号控制所述电控阀和所述水泵工作的水位控制器； 所述水位控制器与所述水位传感器、水泵和电控阀电连接。
2.根据权利要求I所述的水池自动补水系统，其特征在于，所述自来水的供水管路上还设置有自动控制所述自来水开关的水流控制阀。
3.根据权利要求2所述的水池自动补水系统，其特征在于，所述水流控制阀包括导向 座，所述导向座上设置有进水口、供水口及泄压口，所述导向座内设置有控制所述进水口开关的活塞式阀芯，所述活塞式阀芯上设置有进水孔； 所述进水孔连通所述进水口及所述泄压口，且所述进水孔的孔径小于所述泄压口的孔径; 所述进水口与所述自来水的供水管路连接； 所述供水口与所述自来水通往所述水池的管路连接； 所述泄压口连接有控制所述泄压口开关的泄压装置。
4.根据权利要求3所述的水池自动补水系统，其特征在于，所述泄压装置包括控制管，所述控制管的一端与所述泄压口连接，所述控制管的另一端设置有控制所述控制管的端口开关的弹簧阀； 所述弹簧阀连接有控制所述弹簧阀工作的浮球，所述浮球设置于所述水池内。
5.根据权利要求I所述的水池自动补水系统，其特征在于，所述水池内设置有水位报
6.根据权利要求5所述的水池自动补水系统，其特征在于，所述水位报警器包括高水位报警器和低水位报警器，所述高水位报警器设置于所述水池的上限水位处，所述低水位报警器设置于所述水池的下限水位处。
7.一种采用权利要求1-6中任一所述的水池自动补水系统的水池自动补水方法，其特征在于，包括 水位控制器实时获取水位传感器采集的水位信号，并根据所述水位信号判断所述水池内的水位是否低于预设下限水位； 所述水池内的水位低于所述预设下限水位时，所述水位控制器控制电控阀和水泵工作，为所述水池供水。
8.根据权利要求7所述的水池自动补水方法，其特征在于，还包括 根据所述水位信号判断所述水池内的水位是否高于预设上限水位； 所述水池内的水位高于所述预设上限水位时，所述水位控制器控制所述电控阀和所述水泵关闭，停止为所述水池供水。
9.根据权利要求7所述的水池自动补水方法，其特征在于，所述水池内的水位低于所述预设下限水位时，所述水位控制器控制电控阀和水泵工作，为所述水池供水，具体为 所述水池内的水位低于所述预设下限水位时，所述水位控制器控制所述电控阀开启，以便利用自来水为所述水池供水；实时获取所述水位传感器采集的水位信号，当所述水位控制器根据所述水位信号判断所述水池内的水位在预设时间段内没有变化，所述水位控制器控制所述电控阀关闭，并开启所述水泵工作，由所述水泵为所述水池内 供水。
全文摘要
本发明提供一种水池自动补水系统及自动补水方法，该水池自动补水系统包括设置于自来水的供水管路上的电控阀；设置于水源中的水泵；采集水池中水位信号的水位传感器，所述水位传感器设置在所述水池内；以及根据所述水位信号控制所述电控阀和所述水泵工作的水位控制器；所述水位控制器与所述水位传感器、水泵和电控阀电连接。本发明提供的水池自动补水系统及水池自动补水方法，通过水位控制器控制电控阀及水泵工作，对水池进行自动补水，可自动控制水池内的水量，防止水池内的水量过大或过小。
文档编号E03B7/07GK102966143SQ20121051293
公开日2013年3月13日 申请日期2012年12月4日 优先权日2012年12月4日
发明者张明, 王伟亭, 刘吉祥 申请人:淮南矿业(集团)有限责任公司