CN209447413U - 一种水泵仿真教学装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水泵仿真教学装置，其特征在于：包括至少两套供水装置和控制***，供水装置包括水箱、进水管、水泵、出水管、水柱管和回水管，所述水箱、进水管、水泵、出水管、水柱管和回水管顺序连接，控制***包括压力传感器、流量传感器、液位传感器、变频器、控制芯片，所述压力传感器、流量传感器和液位传感器与控制芯片直接相连，所述变频器一端与控制芯片相连，另一端与水泵相连；本实用新型的一种水泵仿真教学装置结构简单、直观方便展示水泵相关参数之间的关系，便于对比参数之间的大小关系，使用灵活方便且可开发性高，可根据实际使用的需要，灵活组合来满足水泵的仿真教学试验的需要，较好提高学生的实践操作能力。

Description

一种水泵仿真教学装置

技术领域

本实用新型涉及教学配套的实验设备技术领域，特别是涉及一种水泵仿真教学装置。

背景技术

目前在工业生产、居民生活、农业灌溉及消防等领域中，均需要通过供水***提供大量且稳定的水源供给，因此为了提供供水***的设计、管理及运行能力，因此需要借助专用的教学设备对供水***的设计、运行等内容进行仿真验证，从而达到提供供水***教学质量，提高学员对供水***的设计能力并及时发现设计工作中存在的错误。

中国专利号201620035564.3的实用新型专利，公开了一种基于PLC装置的供水***仿真教学***，该专利包括定位台、主供水水泵、辅助供水水泵、主供水水源、辅助供水水源、增压水泵、导流管、增压支管、出水口、控制电磁阀、流量传感器、压力传感器及PLC智能控制***，主供水水泵、辅助供水水泵、主供水水源、辅助供水水源、增压水泵、导流管、增压支管、出水口及PLC智能控制***均通过连接滑槽滑动安装在定位台上，PLC智能控制***分别与主供水水泵、辅助供水水泵、增压水泵、控制电磁阀、流量传感器及压力传感器电气连接。该专利只能有效的满足供水***的仿真教学试验的需要，但在实际教学工作中，当前尚缺乏与水泵相关的仿真设备。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种水泵仿真教学装置。

本实用新型的技术方案为：一种水泵仿真教学装置，其特征在于：包括至少两套供水装置和控制***。

所述供水装置包括水箱、进水管、水泵、出水管、水柱管和回水管，所述水箱、进水管、水泵、出水管、水柱管和回水管顺序连接，其中，所有的水柱管竖直安装且安装在同一水平线上，所有水泵转动的中心轴线安装在同一水平线上。

所述控制***包括压力传感器、流量传感器、液位传感器、变频器、控制芯片，所述压力传感器、流量传感器和液位传感器与控制芯片直接相连，所述变频器一端与控制芯片相连，另一端与水泵相连。

优选的，所述水柱管的材料为透明材料。

优选的，所述水柱管的材料为玻璃。

优选的，所述水柱管上刻有刻度。

优选的，所述控制***还包括触摸屏，触摸屏与所述控制芯片相连。

优选的，所述控制芯片为PLC。

优选的，所述水柱管或回水管上还设置有压强平衡口，压强平衡口位置高于回水管最高的位置。

优选的，所述水箱用来储存液体。

优选的，所述液体有颜色。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的一种水泵仿真教学装置结构简单、直观方便展示水泵相关参数之间的关系，支持多人同时编程，便于对比参数之间的大小关系，使用灵活方便且可开发性高，抗故障抗干扰能力强，可根据实际使用的需要，灵活组合来满足多种水泵的试验仿真，从而有效的满足水泵的仿真教学试验的需要，较好提高学生的实践操作能力。

附图说明

图1为本实用新型一种水泵仿真教学装置的结构示意图

图2为本实用新型水柱管的示意图

图3为本实用新型控制***原理图

附图标记：水箱0、第一进水管11、第二进水管21、第三进水管31、第一水泵12、第二水泵22、第三水泵32、第一出水管13、第二出水管23、第三出水管33、第一水柱管14、第二水柱管24、第三水柱管34、第一回水管15、第二回水管25、第三回水管35、第一压力传感器16、第二压力传感器26、第三压力传感器36、第一流量传感器17、第二流量传感器27、第三流量传感器37、第一液位传感器18、第二液位传感器28、第三液位传感器38、第一压强平衡口19、第二压强平衡口29、第三压强平衡口39。

具体实施方式

以下结合附图描述本实用新型的实施结构。

如图1、图2和图3所示，一种水泵仿真教学装置，其特征在于：包括3套供水装置和控制***；

所述的供水装置包括水箱、进水管、水泵、出水管、水柱管和回水管，所述水箱、进水管、水泵、出水管、水柱管和回水管顺序连接，液体可从水箱被水泵抽出来，进过进水管到水泵，再从出水管出来、再到水柱管，经回水管后又回到水箱；其中3套供水装置中的水箱在本实施例中共用同一水箱0，当然也可以为三个独立的水箱，其中进水管包括第一进水管11、第二进水管21、第三进水管31，水泵包括第一水泵12、第二水泵22、第三水泵32，出水管包括第一出水管13、第二出水管23、第三出水管33，水柱管包括第一水柱管14、第二水柱管24、第三水柱管34、回水管包括第一回水管15、第二回水管25、第三回水管35，其中，其中为了保证水泵产生的同一高度的水柱时(即水压相等)，三个水泵安装在同一水平线上(三个水泵的叶片转动中心在同一水平线上)，总之保证在相同的条件下(如相同的电压，频率等水泵的运行状态),同一水泵在三个不同的位置下所产生的水柱高度相同，这样做的好处是保证其初始条件相同，然后通过水泵运行在不同的状态下，方便对比其水压的大小或者流量的大小等关系。

所述的控制***包括压力传感器、流量传感器、液位传感器、变频器、控制芯片，所述压力传感器、流量传感器和液位传感器与控制芯片直接相连，所述变频器一端与控制芯片相连，另一端与水泵相连，其中压力传感器包括第一压力传感器16、第二压力传感器26、第三压力传感器36，流量传感器包括第一流量传感器17、第二流量传感器27、第三流量传感器37、液位传感器包括第一液位传感器18、第二液位传感器28、第三液位传感器38；第一变频器一端与控制芯片相连，另一端与第一水泵12相连，第二变频器一端与控制芯片相连，另一端与第二水泵22相连，第三变频器一端与控制芯片相连，另一端与第三水泵32相连。

所述压力传感安装在安装在出水管内，压力传感器可用于检测出水管内液体的压力，所述流量传感器安装在出水管内，流量传感器用于检侧水泵单位时间内所抽的水流量，所述液位传感器安装在水柱管内，液位传感器用于检测水柱管内液体的高度；其中，第一16压力传感安装在安装在第一出水管13，第二26压力传感安装在安装在第二出水管23，第三36压力传感安装在安装在第三出水管33；所述第一流量传感器17安装在第一出水管13内，第二流量传感器27安装在第二出水管23内，第三流量传感器37安装在第三出水管33内；所述第一液位传感器18安装在第一水柱管14内，第二液位传感器28安装在第二水柱管24内，第三液位传感器18安装在第三水柱管34内。

所述水柱管的材料为透明材料，选用透明的玻璃材料制作，便于观察水柱管内液体的高度。

所述水柱管上刻有刻度，且三个水柱管安装在同一水平位置上且竖直安装，方便用于对比三个水柱管内液体的高度，同时便于计算水压等参数。

所述控制***还包括触摸屏，触摸屏与所述控制芯片相连，触摸屏可用来设置控制芯片相关参数。

所述控制芯片选用PLC。

为了不受回水管内的气压影响，在所述水柱管或回水管上还设置有压强平衡口，使三个水柱管的上方的气压一致，且压强平衡口位置高于回水管最高的位置，避免液体从压强平衡口流出来。

所述水箱用来储存液体，液体选用红色，以便更加方便观察液位的高低。

本实用新型的工作原理如下：

本实用新型的一种水泵仿真教学装置可以让学生自己编程开发不同的程序来直观了解水泵的性能关系，如当需要让学生直观了解在不同频率下，水泵出口的水压力与频率的关系，这时选用三个同一型号的水泵，该三个水泵间的相关参数的误差不超过0.2％，如机械效率、扬程等，让学生通过触摸屏来开发程序，来控制水泵的转动频率，通过PLC来控制变频器来产生不同的频率以控制水泵转动的频率，这时液体可从水箱0被水泵抽出来，进过进水管到水泵，再从出水管出来、再到水柱管，这时可直接读取三个水柱管内液体高度来直观了解对比三者间的关系(前提是水柱管内的液体未高于回水的位置)，同时水压还通过压力检测传感器检测到，压力检测传感器并将其反馈到PLC控制芯片内，PLC将同时记录频率和水压值，最后还可绘制出频率与水压的关系曲线，并通过触摸屏显示出来，当然液体的压力也可以通过液位传感器来读取，这些不同的传感器都是让学生自己发开程序，以便更好掌握知识，水柱管上的刻度也可用来做参考值，从水柱管上读取水位高度刻度来算压力值或位置值，以用来检测学生开发的程序运算的结果正不正确。

如当需要让学生直观了解在不同频率下，水泵出水的流量与频率的关系，这时选用三个同一型号的水泵，该三个水泵间的相关参数的误差不超过0.2％，如机械效率、扬程等，让学生通过触摸屏来开发程序，来控制水泵的转动频率，通过PLC来控制变频器来产生不同的频率以控制水泵转动的频率，这时液体可从水箱0被水泵抽出来，进过进水管到水泵，再从出水管出来、再到水柱管后经还是管来回到水箱，(前提是水柱管内的液体高于回水的位置)，水流量通过流量检测传感器检测到，流量检测传感器并将其反馈到PLC控制芯片内，PLC将同时记录频率和流量值，最后还可绘制出频率与流量的关系曲线，并通过触摸屏显示出来，通过三个水柱管可同时观察三个不同频率下，水泵流量与频率的关系。

此外本一种水泵仿真教学装置还可以同时对比不同功率下，功率与流量的关系以及功率与水泵出口压力的关系，以及可以同时对比同一功率下，不同型号的水泵抽水的大小等关系，这里不在一一介绍，这些各种不同的功能的开发，大大留给学生自己来实现，使其提升学生的实践能力。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式。但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或简单替换，都应该涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水泵仿真教学装置，其特征在于：包括至少两套供水装置和控制***；

所述供水装置包括水箱、进水管、水泵、出水管、水柱管和回水管，所述水箱、进水管、水泵、出水管、水柱管和回水管顺序连接，其中，所有的水柱管竖直安装且安装在同一水平线上，所有水泵转动的中心轴线安装在同一水平线上；

所述控制***包括压力传感器、流量传感器、液位传感器、变频器、控制芯片，所述压力传感器、流量传感器和液位传感器与控制芯片直接相连，所述变频器一端与控制芯片相连，另一端与水泵相连。

2.根据权利要求1所述的一种水泵仿真教学装置，其特征在于：所述压力传感安装在水泵的出水口内或安装在出水管内，所述流量传感器安装在进水管或出水管内，所述液位传感器安装在水柱管内。

3.根据权利要求1所述的一种水泵仿真教学装置，其特征在于：所述水柱管的材料为透明材料。

4.根据权利要求3所述的一种水泵仿真教学装置，其特征在于：所述透明材料为玻璃。

5.根据权利要求1或2所述的一种水泵仿真教学装置，其特征在于：所述水柱管上刻有刻度。

6.根据权利要求1所述的一种水泵仿真教学装置，其特征在于：所述控制***还包括触摸屏，触摸屏与所述控制芯片相连。

7.根据权利要求1所述的一种水泵仿真教学装置，其特征在于：所述控制芯片为PLC。

8.根据权利要求1所述的一种水泵仿真教学装置，其特征在于：所述水柱管或回水管上还设置有压强平衡口，压强平衡口位置高于回水管最高的位置。

9.根据权利要求1所述的一种水泵仿真教学装置，其特征在于：所述水箱用来储存液体。

10.根据权利要求9所述的一种水泵仿真教学装置，其特征在于：所述液体有颜色。