專利名稱：用于供水系統的恒壓變頻泵的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及供水系統中的水泵，更具體地說，涉及一種用于供水 系統的恒壓變頻泵，該變頻泵的馬達能夠根據管路壓力而實時變速，從而 使供水系統保持恒壓。
背景技術：
隨著人口的逐年增加，使得民生用水的供應不足也日益顯現，很多地 區一年之中水源的供應并不穩定，而隨著城巿高層建筑的發展迅速，高樓 大廈公寓式的房舍隨處可見，受水源供應不穩定的影響，使得居住在公寓 大樓的居民經常因水壓不足而深受其苦，尤其是在4冬時節，由于水壓過 低而根本無法使用熱水沐洛，給人們的日常生活帶來不便。在此狀況下， 一般均在高樓水塔頂端或供水管路間加裝增壓機(俗稱壓力機)，如此以 來即可解決水壓水量不足的現象，而然一般的水壓機的制造品質均不穩定,
其原因在于僅使用簡單的感應計(壓力開關)，于水壓不足時，馬達則 全力轉動將水壓出，當水管內的壓力夠高時，則馬達停止運轉，待管內水 壓不足時再開啟馬達，因此則存在以下缺點 一，因馬達的啟動頻繁，而 自動啟動開關節點易燒毀而引起故障；二，馬達的用水系統上下壓力變化，
壓力忽大忽小，于使用熱水時會因壓力的變化而導致出水忽冷忽熱；三，
耗電量視馬達的啟動次數(即使用微水量時)而增加，只要壓力降至下限， 就啟動全速運轉，開一個水龍頭與開十個水龍頭皆為全速運轉，無法控制 水量。
請參閱圖l所示，隨著壓力檢測技術的不斷發展，出現了一些變頻壓 力機，雖然其機具有所改良，但由于其壓力指示器、壓力傳感器及控制器 各自分開，容易受到干擾，因為周圍環境中，充斥著磁場，而控制器必須
將壓力傳感器所感測到的微小變化信號(0.2~0.3mA)，放大到足以推動
變頻器所需的直流十伏特電壓，而受到廣大磁場的干擾，常使機件無法穩 定工作，且分離式設計還存在著調整不易且價格昂貴的缺點。
實用新型內容
針對現有技術中存在的上述馬達啟動頻繁、出水壓力和出水量不穩定 以及易受磁場干擾的缺點，本實用新型的目的是提供一種用于供水系統的 恒壓變頻泵，該變頻泵能夠自動檢測管路壓力而相應改變其馬達的轉速， 使供水系統保持恒壓。
為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案
該用于供水系統的恒壓變頻泵設于供水系統的管路上，包括加壓馬達、 儲壓桶和由加壓馬達驅動的水泵，該變頻泵還包括微電腦恒壓控制器， 與所述的管路相連接，包括壓力傳感器、信號調理電路、差動放大電路， 壓力傳感器檢測管路壓力變化，并將檢測信號輸入信號調理電路并輸出至 差動放大電路；差動放大電路接收檢測信號并與壓力設定值進行比較和放 大，并輸出電壓信號；變頻器，與所述的控制器及壓力馬達相連接，接收 電壓信號并輸出變頻信號至加壓馬達，控制加壓馬達的轉速。
.所述的微電腦恒壓控制器進一步包括 一穩壓電路，與壓力傳感器連 接，提供穩定電源；一CPU，為一CMOS的省電芯片，包括A/D轉換及復 數組I/O接口，分別接收信號調理電路和差動放大電路輸出的電壓信號， 并輸出控制信號；一LED顯示器，接收控制信號并顯示壓力值。
所述的微電腦恒壓控制器還包括一無水、漏水保護電路，其包括一 無水、漏水檢測單元，檢測無水停車及漏水，并輸出一參考電壓信號；一 窗口比較器，接收參考電壓信號并與設定值的上、下限進行比較，并輸出 一比較信號至CPU,并通過CPU輸出控制信號； 一緩沖降速、快速升速單 元，接收控制信號并啟動降速或升速； 一緩沖停車單元，當第一段緩沖降 速后，若設定時間內管路壓力未發生變化，向CPU輸出一準備停車信號； 若設定時間內管路壓力發生變化，其向CPU輸出一取消所有停車并快速升 速的信號。
所述的緩沖停車單元內的設定時間為20秒。
所述的微電腦恒壓控制器密封設于一具有屏蔽干擾信號功能的金屬外 殼內。
在上述技術方案中，本實用新型的用于供水系統的恒壓變頻泵包括加 壓馬達、儲壓桶和水泵，其還包括微電腦恒壓控制器，密封于一屏蔽殼 內，并與管路相連接，檢測管路壓力變化，并將檢測的壓力變化值轉換為 電壓信號并輸出；變頻器，與控制器及壓力馬達相連接，接收電壓信號并 輸出變頻信號至加壓馬達，控制加壓馬達的轉速。該變頻泵的加壓馬達能 夠根據管路壓力而實時變速，從而使供水系統保持恒壓出水，避免馬達因 啟動頻繁而受損，延長了馬達的使用壽命，保證了人們曰常生活用水的需
求，并且通過屏蔽殼隔絕了外界干擾，保證了工作的準確和正常；另外，
還通過保護回路進行無水漏水的檢測以及緩沖停車控制，從而起到保護作 用。
附閣說明
圖l是現有技術的變頻壓力機的原理框圖2是本實用新型的用于供水系統的恒壓變頻泵的結構示意圖3是本實用新型的變頻泵的微電腦恒壓控制器與變頻器的結構示意
圖4是本實用新型的變頻泵的微電腦恒壓控制器的原理框圖； 圖5是本實用新型的變頻泵的微電腦恒壓控制器的電路圖。
具體實施方式
以下結合附圖
和實施例進一步說明本實用新型的技術方案。 請參閱圖2、圖3所示，本實用新型的用于供水系統的恒壓變頻泵10 設于供水系統的管路l上，包括一加壓馬達ll、 一儲壓桶12和一由加壓 馬達驅動的水泵13，該變頻泵10還包括 一微電腦恒壓控制器14，密封 設于一具有屏蔽干擾信號功能的金屬外殼內，并與管路l相連接； 一變頻 器15,與控制器14及壓力馬達ll相連接。該微電腦恒壓控制器14將壓 力指示、壓力傳感以及壓力控制功能融合成一，成為三機一體的形式，并 且將其密封設于具有屏蔽干擾信號功能的金屬外殼之內，用于隔絕外界的 一切干擾，微電腦恒壓控制器14對供水系統的管道1內的壓力變化值進行 檢測，并將該壓力變化值轉換為電壓模擬信號DC0-10V,并通過導線輸出
至變頻器15,變頻器15接收電壓信號，依此信號的變化而改變頻率，并 輸出變頻信號至加壓馬達11，從而控制加壓馬達11的轉速，使加壓馬達 ll根據不同頻率變化而改變轉速，從而實現無級變速，保證管路l恒壓出 水。
請結合圖4所示，微電腦恒壓控制器包括壓力傳感器、信號調理電路
和差動放大電路，壓力傳感器檢測管路內的壓力變化，并將檢測后的電壓
信號輸入至信號調理電路(圖2、 3中的141即示為壓力傳感器)，信號 調理電路包括濾波放大器和緩沖器，分別對輸入的檢測信號進行濾波、放 大及緩沖后，輸出至差動放大電路，差動放大電路包括差動放大器和緩沖 器，將信號調理電路輸入的壓力變化值(電壓信號)與壓力設定值進行比 較，然后再經差動放大將誤差范圍作一適當的放大，并經過二次濾波及緩 沖，而達到足以推動變頻器的0~10VDC的電壓模擬信號。該微電腦恒壓 控制器進一步包括 一穩壓電路，為壓力傳感器以及壓力設定提供所需的 穩定電源；一CPU，為一CMOS的省電芯片，包括A/D轉換及復數組I/O 接口，分別接收信號調理電路和差動放大電路輸出的電壓信號，并輸出控 制信號；一 LED顯示器，接收控制信號并顯示壓力值(圖2、 3中的142 即示為LED顯示器)。該微電腦恒壓控制器還包括一無水、漏水保護電路， 其包括 一無水、漏水檢測單元，檢測無水停車及漏水，并輸出一參考電 壓信號； 一窗口比較器，接收參考電壓信號并與設定值的上、下限進行比 較，并輸出一比較信號至CPU，并通過CPU輸出控制信號； 一緩沖降速、 快速升速單元，接收控制信號并啟動降速或升速； 一緩沖停車單元，當第 一段緩沖降速后，若設定時間內管路壓力未發生變化，向CPU輸出一準備 停車信號；若設定時間內管路壓力發生變化，其向CPU輸出一取消所有停 車并快速升速的信號。在此需要說明的是，第二段緩沖停車單元內的設定 時間為20秒。
請參閱圖5所示，其中，10 (C)為一穩壓電路，組成定電壓、定電 流的供應器，提供壓力傳感器以及壓力設定所需的穩定電源，比米娜溫度 漂移而造成不穩定現象；IC(D) 、 IC(B)為具有濾波、放大和緩沖的信 號調理電路，除可消除因管路水壓脈動造成壓力傳感器產生雜波，還可減 少外部儲壓桶的容量，從而達到穩定輸出及減少產品組合體積的效果；IC
(A) 、 IC(J)為具有差動放大、二次濾波及緩沖功能的差動放大電路， 其將壓力傳感器檢測的管路中的壓力變化值與壓力設定器所設定的壓力設 定值進行比較，然后再進行差動放大、二次濾波以及緩沖后，輸出一
0 10VDC的電壓信號至變頻器；IC(H)、 IC(I)為無水、漏水檢測單元， 在檢測到管路內沒有水或漏水時，能夠輸出一參考電壓信號至窗口比較器， 與設定值的上、下限進行比較，該無水停車和漏水檢測兩項功能也是傳統 的變頻壓力機所不具備的。IC (E)為窗口比較器，將；IC (H) 、 IC (I) 所輸出的信號與設定值作比較，如果超出設定值的上、下限則窗口比較器 即輸出一比較信號供CPU作功能判斷，同時驅動雙色LED進行顯示，表明 動作情況。IC(F) 、 IC(K)為一具備第一段的緩沖降速、快速升速功能 的緩沖降速、快速升速單元，當CPU接收到無水、漏水檢測信號時經判斷 無誤后，即通知IC(F)、 IC(K)準備降速，緩沖降速的功能為避免快速 降速時造成管路的沖擊；IC (G) 、 IC (L)為一具備第二段的緩沖停車功 能的緩沖停車單元，當第一段緩沖降速后，若管路內壓力未發生變化，經 二十秒后輸出一準備停車信號至CPU;若在此期間內，管路壓力發生了變 化，其輸出一取消所有停車并使IC(F) 、 IC(K)快速升速的信號至CPU; CPU為一 CMOS的省電芯片，具有A/D轉換及多組1/0接口，控制LED顯 示器進行數字顯示以及一些內部的功能判斷。
綜上所述，本實用新型的用于供水系統的恒壓變頻泵不但工作穩定、 裝配簡單，而且其數字壓力顯示的精密度或線性范圍非一般指針式壓力表 所能比擬，并且其加壓馬達能夠根據管路壓力而實時變速，從而使供水系 統保持恒壓出水，避免馬達因啟動頻繁而受損，延長了馬達的使用壽命， 保證了人們日常生活用水的需求，還隔絕了外界干擾，保證了工作的準確 和正常；另外，還通過保護回路進行無水漏水的檢測以及緩沖停車控制， 從而起到保護作用，效果十分顯著。
本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說 明本實用新型，而并非用作為對本實用新型的限定，只要在本實用新型的 實質精神范圍內，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本實用新型的 權利要求書范圍內。
權利要求1. 一種用于供水系統的恒壓變頻泵，該變頻泵設于供水系統的管路上，包括加壓馬達、儲壓桶和由加壓馬達驅動的水泵，其特征在于，該變頻泵還包括:微電腦恒壓控制器，與所述的管路相連接，包括壓力傳感器、信號調理電路、差動放大電路，壓力傳感器檢測管路壓力變化，并將檢測信號輸入信號調理電路并輸出至差動放大電路；差動放大電路接收檢測信號并與壓力設定值進行比較和放大，并輸出電壓信號；變頻器，與所述的控制器及壓力馬達相連接，接收電壓信號并輸出變頻信號至加壓馬達，控制加壓馬達的轉速。
2. 如權利要求l所述的用于供水系統的恒壓變頻泵，其特征在于， 所述的微電腦恒壓控制器進一步包括一穩壓電路，與壓力傳感器連接，提供穩定電源； 一CPU，為一CMOS的省電芯片，包括A/D轉換及復數組1/0接口， 分別接收信號調理電路和差動放大電路輸出的電壓信號，并輸出控制信號； 一LED顯示器，接收控制信號并顯示壓力值。
3. 如權利要求2所述的用于供水系統的恒壓變頻泵，其特征在于， 所述的微電腦恒壓控制器還包括一無水、漏水保護電路，其包括 一無水、漏水檢測單元，檢測無水停車及漏水，并輸出一參考電壓信號；一窗口比較器，接收參考電壓信號并與設定值的上、下限進行比較，并輸出一比較信號至CPU，并通過CPU輸出控制信號；一緩沖降速、快速升速單元，接收控制信號并啟動降速或升速； 一緩沖停車單元，當第一段緩沖降速后，若設定時間內管路壓力未發生變化，向CPU輸出一準備停車信號；若設定時間內管路壓力發生變化，其向CPU輸出一取消所有停車并快速升速的信號。
4. 如權利要求3所述的用于供水系統的恒壓變頻泵，其特征在于所述的緩沖停車單元內的設定時間為20秒。
5. 如權利要求l所述的用于供水系統的恒壓變頻泵，其特征在于 所述的微電腦恒壓控制器密封設于一具有屏蔽干擾信號功能的金屬外殼內。
專利摘要本實用新型公開了一種用于供水系統的恒壓變頻泵，該變頻泵包括加壓馬達、儲壓桶和水泵，其還包括微電腦恒壓控制器，與管路相連接，檢測管路壓力變化，并將檢測的壓力變化值轉換為電壓信號并輸出；變頻器，與控制器及壓力馬達相連接，接收電壓信號并輸出變頻信號至加壓馬達，控制加壓馬達的轉速。該變頻泵的加壓馬達能夠根據管路壓力而實時變速，從而使供水系統保持恒壓出水，避免馬達因啟動頻繁而受損，延長了馬達的使用壽命，保證了人們日常生活用水的需求，并且通過屏蔽外殼隔絕了外界干擾，保證了工作的準確和正常。
文檔編號G05D16/20GK201202661SQ20082005913
公開日2009年3月4日 申請日期2008年5月29日 優先權日2008年5月29日
發明者林永德 申請人:林永德