CN108252933B

CN108252933B - 一种地下水抽取量自动控制装置

Info

Publication number: CN108252933B
Application number: CN201810027904.1A
Authority: CN
Inventors: 盖迎春
Original assignee: Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute of CAS
Current assignee: Northwest Institute of Eco Environment and Resources of CAS
Priority date: 2018-01-11
Filing date: 2018-01-11
Publication date: 2019-03-29
Anticipated expiration: 2038-01-11
Also published as: CN108252933A

Abstract

本发明涉及一种地下水抽取量自动控制装置，其特征是：该装置由离心泵自动控制和流量自动控制两部分组成。离心泵自动控制器可以接收远程服务器端用水需求，通过微处理器根据传输的信号计算出离心泵关闭时间；利用需水量自动控制水泵的工作时间和时段以及自动调节出水流量；流量自动控制利用流量自动控制模块提供的阀门流量控制器信号接收与发送天线13接收服务器端发来的流量数据，控制水位高度。本发明能够根据用水需求实时启闭离心泵实现地下水的开采，同时可以通过流量自动控制模块调节地下水的出流量，达到精确开采地下水的优点，能够更加精确地控制地下水的开采量，有效地提高地下水水资源利用效率。

Description

一种地下水抽取量自动控制装置

技术领域

本发明属于一种自动控制仪器，具体是指一种能够根据实际用水需求，实现地下水取水泵工作时间和出水流量自动控制装置。

背景技术

我国许多地区地下水开采量严重超标，造成许多生态环境问题。目前，地下水开采工作时间和工作时段主要通过手动控制水泵，由于手动控制对地下水的开采带来许多主观人为因素，在很大程度上是引起地下水超采的主要原因。为了有效地提高地下水利用效率，根据实际需水自动控制地下水的开采量，研发一种具有可控性强、根据需水自动启闭水泵工作时间，具有自动控制出水流量功能的地下水抽取量自动控制装置很有必要。

发明内容

为了克服传统人工控制水泵开采地下水的主观性，根据建设水资源节约型国家和加快提高地下水利用效率的需要，本发明的目的在于提供一种地下水抽取量自动控制装置根据需水量精确地控制地下水的开采，以利于提高地下水利用效率。

本发明的目的是这样实现的：

一种地下水抽取量自动控制装置，主要由进水管、离心泵、流量自动控制装置、流量自动控制装置箱体和出水管组成。过滤网通过底阀与进水管相连，进水管再与后设置的离心泵的泵壳相连，泵壳接出水管，且出水管内置有止逆阀，并置有流量自动控制装置及其相连的流量自动控制装置箱体。电机通过转子穿过机械密封圈与叶轮基座连接，电机下部安装有基座。电机表面镶嵌有离心泵自动控制器盒体；离心泵自动控制器箱体背板上装有离心泵自动控制器信号接收与发送天线、离心泵自动控制微处理器和离心泵启闭控制器，离心泵自动控制器盒体面板上置有离心泵启闭状态显示器，流量自动控制装置箱体前面板上置有阀门状态显示器，流量自动控制装置箱体的上半部分为封闭箱体，下半部分为底部滑动门密封槽，整个滑动门嵌于侧板凹形滑动门稳定槽与底部滑动门密封槽中；提升电动机和下降电动机固定在流量自动控制装置箱体顶部的加厚钢板上，牵引钢索一端与提升电动机连接，另一端与下降电动机连接，滑动门中部设置滑动门支架，牵引钢索中间利用牵引线固定锁被固定在滑动门支架上，并嵌于流量自动控制装置箱体背板滑动门支架滑动槽中；流量自动控制装置箱体中部装有中心基板，阀门流量控制微处理器和阀门流量控制器信号接收与发送天线被镶嵌在中心基板上，出水管端部有出水管接口。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、改变原有的人工启闭地下水开采离心泵的传统方式，并实现了实时远程自动控制。

2、能够根据用水计划远程实时启闭离心泵，通过需水计算启闭时间，精确控制离心泵启动和关闭时间，有效地提高地下水水资源利用效率。

3、能够实时显示离心泵启闭状态，并将该状态通过远程控制发送到远程服务器，为地下水开采管理者提供了依据。

4、能够根据实际需水特征，自动计算出水流量，并通过流量自动控制装置调节出水流量，实现出水流量的精确控制。

5、具有远程通讯功能，实时远程掌握装置工作动态和控制装置工作情况。

附图说明

图1是本发明的地下水抽取量自动控制装置正视图。

图2是本发明的地下水抽取量自动控制装置透视图。

图3是本发明的地下水抽取量自动控制装置自动控制离心泵侧视图。

图4是本发明的地下水抽取量自动控制装置俯视图。

图5是本发明的地下水抽取量自动控制装置自动控制离心泵控制结构图。

图6是本发明的地下水抽取量自动控制装置流量自动控制模块控制结构图。

图中： 1-底阀；2-进水管；3-离心泵；4-流量自动控制装置；5-出水管接口；6流量自动控制装置箱体；7-电机；8-叶轮；9-叶轮基座；10-基座；11-离心泵自动控制器；12-阀门流量控制微处理器；13-阀门流量控制器信号接收与发送天线；14-中心基板；15-提升电动机；16-牵引线固定锁；17-滑动门支架；18-牵引钢索；19-滑动门支架滑动槽；20-滑动门密封滑动槽；21-滑动门，22-止逆阀。23-下降电动机；24-阀门状态显示器；25-转子；26-离心泵自动控制器信号接收与发送天线；27-离心泵自动控制器微处理器；28-离心泵启闭控制器；29-离心泵启闭状态显示器；30-机械密封圈；31-滑动门稳定槽；32-出水管；33-泵壳；34-离心泵自动控制器盒体；35-过滤网。

具体实施方式

下面，结合附图，对本发明的技术方案再作进一步的说明：

如图1-图4所示，一种地下水抽取量自动控制装置，主要由进水管2、自动控制离心泵3、流量自动控制装置4、流量自动控制装置箱体6和出水管32组成。过滤网35通过底阀1与进水管2相连，进水管2再与后设置的离心泵3的泵壳33相连，泵壳33接出水管32，且出水管32内置有止逆阀22，并设置流量自动控制装置4及其相连的流量自动控制装置箱体6。离心泵3由泵体、电机7和离心泵自动控制器11三部分组成。泵体由泵壳33、叶轮8和叶轮基座9组成；电机7通过转子25穿过机械密封圈30与叶轮基座9连接，同时电机7下部安装有基座10，电机7表面镶嵌有离心泵自动控制器盒体34；离心泵自动控制器箱体34背板上装有离心泵自动控制器信号接收与发送天线26、离心泵自动控制微处理器27和离心泵启闭控制器28，离心泵自动控制器盒体34面板上置有离心泵启闭状态显示器29，流量自动控制装置箱体6前面板上置有阀门状态显示器，其上半部分为封闭箱体，下半部分为底部滑动门密封槽20，整个滑动门21嵌于侧板凹形滑动门稳定槽31与底部滑动门密封槽20中；提升电动机15和下降电动机23固定在流量自动控制装置箱体6顶部的加厚钢板上，牵引钢索18一端与提升电动机15连接，另一端与下降电动机23连接，滑动门21中部设置滑动门支架17，牵引钢索18中间利用牵引线固定锁16被固定在滑动门支架17上，滑动门支架17并嵌于流量自动控制装置箱体6背板滑动门支架滑动槽19中；流量自动控制装置箱体6中部装有中心基板14，阀门流量控制微处理器12和阀门流量控制器信号接收与发送天线13被镶嵌在中心基板14上，出水管32端部有出水管接口5。

本装置的离心泵自动控制器11由微处理器、时钟芯片、无线通信、显示器和离心泵控制器五个模块组成（见图5）。微处理器模块为核心部分，其控制时钟芯片模块、无线通信模块、显示器模块和控制器模块四个模块运行；时钟芯片模块负责系统时间及系统定时中断的工作；无线通信模块完成装置与远程控制中心的数据无线传输与控制；显示器模块用于显示当前系统参数状态；离心泵控制器负责离心泵的运转与停止。

本装置由离心泵自动控制器11控制离心泵的运行。首先，利用离心泵自动控制器11提供的离心泵自动控制器信号接收与发送天线26接收服务器端发来的离心泵启闭信号。当接收到开启信号时，微处理器将信号传输给离心泵控制器，离心泵控制器开启离心泵3；离心泵3运转，进水管2开始抽取地下水。之后，微处理器根据传输的信号计算出离心泵关闭时间t；利用需水量自动控制水泵的工作时间和时段以及自动调节出水流量。当离心泵3运行到t时间后，微处理器将关闭信号传输给离心泵控制器，关闭离心泵3。当前状态，即离心泵3开启时间t、开启时段将会输出到离心泵启闭状态显示器29上。同时，运行状态参数发送到远程数据中心。

流量自动控制模块4由微处理器、时钟芯片、无线通信、RS232串口和电机控制5个模块组成（见图6）。微处理器模块为核心部分，其控制时钟芯片模块、无线通信模块、RS232串口模块和电机控制模块四个模块运行；时钟芯片模块负责系统时间及系统定时中断的工作；无线通信模块完成装置与远程控制中心的数据无线传输与控制；RS232串口模块负责系统控制程序参数上传、配置与调试；电机控制模块负责控制提升电机15和下降电机23的转动与停止。

使用时，由流量自动控制模块4控制流量自动控制装置的运行。利用流量自动控制模块4提供的阀门流量控制器信号接收与发送天线13接收服务器端发来的流量数据，当接收到新的流量数据（Q）时，RS232串口模块将控制方程参数（出水管32管径）上传到微处理器，在微处理器中，流量数据（Q）通过以下方程转换为水位高度h：

其中：h为预水位（cm）；h₀为当前水位（cm）；H为滑动门抬升高度（cm），Q为出水管输出流量（m³/s）；R为出水管半径（cm）。

计算出滑动门21抬升的高度H（即水位）后；微处理器将会启动提升电机15或下降电机23。当滑动门21抬升高度H大于0时，提升电机15被启动，通过牵引钢索18拉动滑动门21，滑动门21被提升H后，提升电机15停止工作；进水管2抽取地下水通过离心泵3和滑动门21，从出水管32流出。当流量自动控制模块4接收到新的流量数据（Q）时，RS232串口模块将出水管32管径上传到微处理器，下降电机23被启动，通过牵引钢索18拉动滑动门21，滑动门21被下降H后，下降电机23停止工作。当前状态，即水位高度h、流量Q将会输出到阀门显示器24上。同时，运行状态参数发送到远程数据中心，实现自动控制地下水抽取量。

Claims

1.一种地下水抽取量自动控制装置，主要由进水管（2）、自动控制离心泵（3）、流量自动控制装置（4）、流量自动控制装置箱体（6）和出水管（32）组成；过滤网（35）通过底阀（1）与进水管（2）相连，进水管（2）再与后设置的自动控制离心泵（3）的泵壳（33）相连，泵壳（33）接出水管（32），且出水管（32）内置有止逆阀（22），并置有流量自动控制装置（4）及其相连的流量自动控制装置箱体（6）；电机（7）通过转子（25）穿过机械密封圈（30）与叶轮基座（9）连接，同时电机（7）下部安装有基座（10），其特征是电机（7）表面镶嵌有离心泵自动控制器盒体（34），其背板上装有离心泵自动控制器信号接收与发送天线（26）、离心泵自动控制微处理器（27）和离心泵启闭控制器（28），离心泵自动控制器盒体（34）面板上置有离心泵启闭状态显示器（29），流量自动控制装置箱体（6）的前面板上置有阀门状态显示器，其上半部分为封闭箱体，下半部分为底部滑动门密封槽（20），滑动门（21）嵌于侧板凹形滑动门稳定槽（31）与底部滑动门密封槽（20）中；提升电动机（15）和下降电动机（23）固定在流量自动控制装置箱体（6）顶部的加厚钢板上，牵引钢索（18）一端与提升电动机（15）连接，另一端与下降电动机（23）连接，滑动门（21）中部设置滑动门支架（17），牵引钢索（18）中间利用牵引线固定锁（16）被固定在滑动门支架（17）上，滑动门支架（17）嵌于流量自动控制装置箱体（6）背板滑动门支架滑动槽（19）中；流量自动控制装置箱体（6）中部装有中心基板（14），阀门流量控制微处理器（12）和阀门流量控制器信号接收与发送天线（13）被镶嵌在中心基板（14）上，出水管（32）端部有出水管接口（5）。