一种水泵压力缓冲罐故障检测方法及水泵

摘要

本发明公开了一种水泵压力缓冲罐故障检测方法，包括，压力缓冲罐，并设置在水泵的高压力端；流量开关传感器，用于检测水泵水流信号；压力开关传感器，用于检测水泵压力信号；控制器，用于接收水流信号、压力信号以及控制水泵的启停；在水泵在水流信号断开时，连续记录水泵的停止时间，并利用所记录的停止时间大小来判断水泵的压力缓冲罐是否发生故障，并由控制器输出压力缓冲罐故障信号；为用户提供压力缓冲罐故障信息，方便用户排除故障并维持水泵的正常工作；同时公开了使用上述压力缓冲罐故障检测方法的水泵。

权利要求

1.一种水泵压力缓冲罐故障检测方法，包括，压力缓冲罐，并设置在水泵的高压力端；

流量开关传感器，用于检测水泵水流信号；压力开关传感器，用于检测水泵压力信号；控制器，用于接收水流信号、压力信号以及控制水泵的启停；其特征在于：包括以下步骤，当检测到压力信号断开，控制水泵启动运转；

水泵运转时，若检测到有水流信号时，控制水泵持续运转；

若持续N秒检测不到压力信号和水流信号时，控制水泵停止运转，所述N为10-1800；

若检测到压力信号，但检测不到水流信号时，控制水泵运转M秒后停止，所述M＞0，并执行以下步骤；

连续计时并记录水泵的停止时间，所述停止时间为水泵从停止到重新启动的时间；

当检测到至少一次所述停止时间值小于t时，输出压力缓冲罐故障信号；其中t为水泵停止时在流量开关传感器的最小测量精度的水流速度供水时，从最高压力值下降到水泵的启动压力值的时间。

2.根据权利要求1所述的水泵压力缓冲罐故障检测方法，其特征在于：所述t为0.1-60秒。

3.根据权利要求2所述的水泵压力缓冲罐故障检测方法，其特征在于：当连续检测到至少2次所述停止时间值小于t时，输出压力缓冲罐故障信号；其中t为0.5-15。

4.根据权利要求1所述的水泵压力缓冲罐故障检测方法，其特征在于：所述M为3-30。

5.根据权利要求1所述的水泵压力缓冲罐故障检测方法，其特征在于：所述压力缓冲罐内设置有气囊，其容积为1-5升，所述M为3-15。

6.根据权利要求1所述的水泵压力缓冲罐故障检测方法，其特征在于：连续比较前后两次所述水泵的停止时间，获得多个时间比值，若在连续的Y分钟内，所述多个时间比值均在

0.8-1.2之间，控制器则输出漏水信号；其中Y为3-720。

7.根据权利要求1所述的水泵压力缓冲罐故障检测方法，其特征在于：连续比较前后两次所述水泵的停止时间，获得多个时间比值，若在连续的Y分钟内，所述多个时间比值均在

0.8-1.2之间，控制器则输出漏水信号并停止水泵运转；其中Y为3-720。

8.根据权利要求1-7任一项所述的水泵压力缓冲罐故障检测方法的水泵，其特征在于：包括止回阀、压力缓冲罐、压力开关传感器、流量开关传感器和控制器；其中，所述压力缓冲罐设置在水泵的高压力端处，所述止回阀设置在所述压力缓冲罐的上游；

所述控制器用于连接电源，并用于控制水泵的启停；

所述压力开关传感器设置在水泵的高压力端处，用于检测水泵的出口压力并与控制器连接，输出压力开关量信号至控制器；

所述流量开关传感器设置在水泵的低压力端处，用于检测水泵水流信号，并与所述控制器连接，输出水流开关量信号至控制器。

说明书

一种水泵压力缓冲罐故障检测方法及水泵

技术领域

[0001] 本发明涉及水泵技术领域，尤其是涉及水泵的控制技术领域，具体是涉及一种水泵压力缓冲罐故障检测方法。

背景技术

[0002] 水泵是供水和排水系统的重要组成部分，随着科技的发展，智能控制系统在民用水泵领域的应用越来越广泛；目前，较为普遍的应用是使用压力开关传感器和流量开关传感器，通过压力开关传感器对水泵的压力信号进行检测，并输出压力开关量信号至水泵控制器，通过流量开关传感器对水泵的水流信号进行检测，并输出水流开关量信号至水泵控制器；水泵控制器通过接收到的压力开关量信号和水流开关量信号对水泵的启停进行控制；实现供水的智能化。

[0003] 为减少水泵的启停频率，目前采用在水泵的高压力端（即出口端）设置压力缓冲罐来为水泵供水系统提供一定量的缓冲用水，当水泵在停止时，开启出水口的瞬间或一段时间由压力缓冲罐内所存储的水来供水，当压力下降触水泵控制器再次启动水泵以正常运转供水，同时也给压力缓冲罐补充水至当前压力；在出水口关闭并停止用水时，水泵控制器根据当前水泵的压力来控制水泵停止或继续运转一定时间。

[0004] 目前所使用的水泵压力缓冲罐大多为内置皮囊结构，并预先充入一定压力的气体；在使用过程中，内置皮囊可能发生破损、预先充入的气体可能泄漏，造成压力缓冲罐的缓冲效果降低或失效；影响水泵的启停频率，若压力缓冲罐失效，水泵在由压力信号控制启停的用水状态下降频繁启停，影响水泵的使用寿命，同时也造成了电能的损耗；而现有使用压力缓冲罐的智能水泵却无法为用户提供压力缓冲罐故障信息，用户也无法从压力缓冲罐的表面现象获知是否存在内置皮囊破损或预先充入的气体发生泄漏等故障。

发明内容

[0005] 针对现有技术的不足，本发明提供了一种水泵压力缓冲罐故障检测方法，通过记录水泵的停止时间，并根据停止时间的大小来判断水泵压力缓冲罐是否故障，并输出故障信号；解决了用户无法获知压力缓冲罐是否存在故障的难题，进一步保证了水泵的正常工作，可以延长水泵的使用寿命。

[0006] 本发明的另一目的是提供一种漏水检测方法，通过连续比较前后两次所述水泵的停止时间，获得多个时间比值，若所述多个时间比值稳定在一个范围内，则可以判断存在漏水可能，并输出漏水信号；进一步提高了水泵的智能化程度。

[0007] 为解决现有技术存在的不足，本发明所采用的技术方案是：

[0008] 一种水泵压力缓冲罐故障检测方法，包括，压力缓冲罐，并设置在水泵的高压力端；流量开关传感器，用于检测水泵水流信号；压力开关传感器，用于检测水泵压力信号；控制器，用于接收水流信号、压力信号以及控制水泵的启停；包括以下步骤，[0009] 当检测到压力信号断开，控制水泵启动运转；

[0010] 水泵运转时，若检测到有水流信号时，控制水泵持续运转；

[0011] 若持续N秒检测不到压力信号和水流信号时，控制水泵停止运转，所述N为10-1800；

[0012] 若检测到压力信号，但检测不到水流信号时，控制水泵运转M秒后停止，所述M＞0，并执行以下步骤；

[0013] 连续计时并记录水泵的停止时间，所述停止时间为水泵从停止到重新启动的时间；

[0014] 当检测到至少一次所述停止时间值小于t时，输出压力缓冲罐故障信号；其中t为水泵停止时在流量开关传感器的最小测量精度的水流速度供水时，从最高压力值下降到水泵的启动压力值的时间。

[0015] 优选地，所述t为0.1-60秒。

[0016] 进一步地，当连续检测到至少2次所述停止时间值小于t时，输出压力缓冲罐故障信号；其中t为0.5-15。

[0017] 优选地，所述M为3-30。

[0018] 进一步地，所述压力缓冲罐内设置有气囊，其容积为1-5升，所述M为3-15。

[0019] 进一步地，连续比较前后两次所述水泵的停止时间，获得多个时间比值，若在连续的Y分钟内，所述多个时间比值均在0.8-1.2之间，控制器则输出漏水信号；其中Y为3-720；更进一步地，控制器在输出漏水信号的同时，并控制水泵停止运转。

[0020] 使用上述任一种水泵压力缓冲罐故障检测方法的水泵，包括止回阀、压力缓冲罐、压力开关传感器、流量开关传感器和控制器；其中，

[0021] 所述压力缓冲罐设置在水泵的高压力端处，所述止回阀设置在所述压力缓冲罐的上游。

[0022] 所述控制器用于连接电源，并用于控制水泵的启停。

[0023] 所述压力开关传感器设置在水泵的高压力端处，用于检测水泵的出口压力并与控制器连接，输出压力开关量信号至控制器1。

[0024] 所述流量开关传感器设置在水泵的低压力端处，用于检测水泵水流信号，并与所述控制器连接，输出水流开关量信号至控制器。

[0025] 本发明与现有技术相比的有益效果是：

[0026] 本发明通过在水流信号断开时，记录水泵的停止时间，并根据停止时间的大小来判断水泵压力缓冲罐是否存在故障并输出漏水信号的方法，解决了目前智能水泵无法对压力缓冲罐故障进行检测的难题，用户可以在压力缓冲罐发生故障时第一时间获知故障信息，可以对压力缓冲罐进行故障消除或更换新的压力缓冲罐以保证水泵的正常工作，保证水泵的使用寿命。

[0027] 同时，本发明提供的漏水检测方法，可以让用户获知因供水管道存在泄漏点或用户未关紧出水口等情况下的漏水信息，以便用户排除漏水点，提高了水泵的智能化程度。

[0028] 此外，本发明还提供了一种使用水泵压力缓冲罐故障检测方法的水泵，具有压力缓冲罐故障检测及故障信号输出功能，提高了水泵的智能化程度。

附图说明

[0029] 图1为本发明实施例提供的一种水泵的结构示意图；

[0030] 图2为本发明实施例提供的一种水泵的功能模块连接示意图；

[0031] 图3为本发明实施例提供的一种水泵压力缓冲罐故障检测方法的流程示意图；

[0032] 图4本发明实施例提供的漏水检测方法的流程示意图；

具体实施方式

[0033] 实施例：

[0034] 结合图1和图2所示的一种水泵，包括基座9、进口7、出口6、泵体8、止回阀5、压力缓冲罐4、压力开关传感器2、流量开关传感器3和控制器1；所述进口7为水泵的低压力端，与泵体8连接；所述出口6为水泵的高压力端，与泵体8连接；所述泵体8设置在基座9上；所述控制器1设置在基座9上（水泵电机未在图1上显示）。

[0035] 所述止回阀5设置在水泵的出口6处。

[0036] 所述压力缓冲罐4设置在水泵的出口6处，并位于所述止回阀5的下游。

[0037] 所述控制器1用于连接电源，并用于控制水泵的启停。

[0038] 所述压力开关传感器2设置在出口6处，并位于所述止回阀5的下游；用于检测水泵的出口压力并与控制器1连接，输出压力开关量信号至控制器1。

[0039] 所述流量开关传感器3设置在进口7处，用于检测水泵水流信号，并与所述控制器1连接，输出水流开关量信号至控制器1。

[0040] 结合图3所示，上述使用水泵压力缓冲罐故障检测方法的水泵的控制方法步骤如下：

[0041] S101，当检测到压力信号断开，控制水泵启动运转；

[0042] S102，水泵运转时，若检测到水流信号时，控制水泵持续运转；

[0043] 若持续N秒检测不到压力信号和水流信号时，控制水泵停止运转，所述N为10-1800；

[0044] 若检测到压力信号，但检测不到水流信号时，控制水泵运转M秒后停止，所述M＞0，并执行以下步骤；

[0045] S103，连续计时并记录水泵的停止时间，所述停止时间为水泵从停止到重新启动的时间；

[0046] S104，当检测到至少一次所述停止时间值小于t时，输出压力缓冲罐故障信号；其中t为水泵停止时在流量开关传感器的最小测量精度的水流速度供水时，从最高压力值下降到水泵的启动压力值的时间。

[0047] 优选地，当连续检测到至少2次所述停止时间值小于t时，输出压力缓冲罐故障信号。

[0048] 优选地，所述M为3-30，更优选地，所述M为3-15。

[0049] 其原理是：水泵通电后，控制器根据接收压力开关传感器的压力信号来决定是否启动水泵运转，当压力信号断开，控制水泵启动，并始终保持水泵维持在一定压力状态。

[0050] 如果用水停止，即使水泵停止运转，在止回阀的作用下，水泵也将维持在当前压力；当开始用水时，水泵压力下降，压力信号断开，控制器控制水泵启动运转，以维持水泵的压力在目标压力值或以上。

[0051] 当水泵运转并持续用水时，控制器将接收到水流信号，此时，即使控制器接收到压力信号，也继续控制水泵运转，直至水流信号断开，以保证供水压力平稳（此时水泵处于全扬程供水状态），减少水泵的启停频率。

[0052] 一种情况是，水泵可能出现进水缺失，控制器将无法接收到压力信号和水流信号，水泵将处于空转，此时应停止水泵运转，以免造成水泵的长时间空转，浪费电能并影响水泵的使用寿命；根据不同类型水泵的结构及性能状况，选择一个较为合适的N值，一般情况下，N可以为10-1800之间的任何一个值。

[0053] 现有的流量开关传感器由于其本身结构所致，在水泵小流量供水时，流量开关传感器是无法检测到水流信号的；此外，不同厂家生产的流量开关传感器的精度也不尽相同，目前精度相对较高的流量开关传感器能检测到的最小水流速度在10ml/s（即10毫升/秒）左右，而大部分智能自吸泵上配置的流量开关传感器所能检测到的最小水流速度普遍在50ml/s左右（即3升/分钟），有的甚至需要达到80ml/s的水流速度流量开关传感器才能检测到；因此，当水泵处于小流量供水时（即低于流量开关传感器所能检测到的最小水流速度），控制器因无法接收到水流信号，根据压力信号控制水泵的启停，即使在配置有压力缓冲罐的情况下，水泵也将频繁启停；造成水泵使用寿命降低。

[0054] 上述压力缓冲罐4为水泵自带的，一般在水泵出厂时即已配置好，其容积为1-5升之间；目前主要使用内置皮囊压力罐，使用前对压力罐进行充气，使其具有一定压力；在水泵使用过程中，压力缓冲罐4的可能发生气体泄漏导致压力不足，也有可能皮囊破损导致压力缓冲功能丧失；若压力缓冲罐4气压不足或皮囊破损，都将造成水泵在小流量供水时的启停频率增加；因此，需要一种对压力缓冲罐进行故障检测的方法，以便用户获知压力缓冲罐故障信息。

[0055] 在压力缓冲罐正常工作时，通过对水泵在流量传感器所能检测到的最小水流速度情况下，测定此时水泵从最高压力值降到压力信号断开的时间；这个时间即为水泵小流量状况下的最小停止时间，一旦水泵的停止时间小于最小停止时间，即可判断为压力缓冲罐故障；但若在实际使用时，除了水泵自带的压力缓冲罐，同时在水泵的下游另外又设置了压力缓冲装置，则需要对水泵进行联网测试（即包括后置的压力缓冲装置）以获得更加准确的水泵最小停止时间（即上述t），以便对时间t进行准确的设定。

[0056] 比如，流量开关传感器所能检测到的最小水流速度为50ml/s，水泵在该水流速度下从最高压力值下降到水泵的启动压力值的时间为10秒，则可以设定t为大于0秒小于10秒；即只要检测到停止时间小于t时，可判断为压力缓冲罐存在故障；

[0057] 上述最高压力值为水泵在50ml/s的水流速度下持续运转所能达到的最高压力值，上述启动压力值由压力开关传感器决定，即压力开关传感器所能检测到压力信号的临界压力值。

[0058] 目前使用的智能水泵，尤其是智能自吸泵，水泵出厂时即已配置好压力缓冲罐，且所述压力缓冲罐的容积一般较小，能提供的带压缓冲的水量不大，在以现有的流量开关传感器所能检测到的最小水流速度供水时，从水泵的最高压力值下降到水泵的启动压力值的时间（即t）基本上在60秒以内；因此优选地，所述t为0.1-60秒；若因为成本因素考虑，所选择的流量开关传感器的水流检测精度较低，则t基本在15以内，因此更优选地，所述t为0.5-15。

[0059] 进一步地，根据用户用水习惯，情况一是家庭用水，主要用于厨房、卫生间、洗衣等，比如厨房用水时一般是短时间大流量频繁用水；卫生间则是用水量较大，除了洗澡时为长时间大流量用水，其它时候都以大流量短时间用水；洗衣用水则是大流量较长时间用水；情况二是农业用水，主要用于灌溉，其用水基本也处于大流量短时间用水；不管是家庭用水还是农业用水，小流量用水的情况不多，对于长时间小流量用水的机率更是不高。

[0060] 当水泵下游管道存在泄漏点或出水口未关紧的情况下（漏水速度小于流量传感器所能检测到的水流速度），水泵每一次从停止开始到重新启动的时间将基本保持不变或变化很小；若用户一直未用水，则水泵的停止时间将长时间保持基本不变或变化很小。

[0061] 因此，进一步地，如图4所示，在步骤S104过程中，增加步骤S105，连续比较前后两次所述水泵的停止时间，获得多个时间比值，若在连续的Y分钟内，所述多个时间比值均在0.8-1.2之间，控制器则输出漏水信号；其中Y为3-720。

[0062] 上述漏水信号可以由控制器至故障显示灯和/或显示屏幕，和/或蜂鸣器，以提醒用户目前供水管道存在漏水可能，需要排除漏水点，用户可以根据当前的供水系统状况判断是否继续保持水泵的正常工作；若因为用户自身在长时间小流量用水造成水泵漏水信号的误触发，则用户可以忽略或通过复位操作消除漏水故障报警。

[0063] 此外，在控制器输出漏水信号的同时，可以直接控制水泵停止运转，暂时停止供水；待用户排除漏水故障，在控制器复位或重新上电后，水泵重新开始正常工作。