技术领域
[0001] 本
发明涉及一种供水系统，具体是一种多层居民楼分层自动供水系统，属于
自来水供水技术领域。
背景技术
[0002] 在我国，不少多层居民楼都属于老旧小区，其水源都是搭载市政的自来水管网，即直接利用市政管网的压
力，直接供水，这种供水方式适用于市政管网压力稍高的地区或距离水厂附近压力较高的范围内；如果居民楼处于自来水管网的末端，水压较低，这对于多层居民楼的低楼层用户的影响不是很大，而高楼层用户很容易出现水量小和用水难的问题。
[0003] 如果将市政管网的水引至
屋顶水箱，然后靠水箱与用水器具的高差，重力供水，克服了水压水量的不
稳定性，但是如果所有楼层都采用水箱供水(其实低楼层用户并不需要和欢迎水箱供水)，那么水箱的体积会很大，水箱可能存在二次污染，成本会比较高。
发明内容
[0004] 针对上述
现有技术存在的问题，本发明提供一种多层居民楼分层自动供水系统，可以根据楼层的不同采用不同的供水方式，既可以在居民楼
水电正常时自动供水，也可以在无电有水、有电无水和无电无水不正常时，给楼内居民供水，避免水箱可能存在的二次污染，降低成本。
[0005] 为了实现上述目的，本发明提供一种多层居民楼分层自动供水系统，包括供自来水流入和流出每层住房的自来水管道，安装在自来水管道上的水
泵电机M以及安装在顶楼用来存储自来水的水箱，还包括安装在自来水管道入口处的水流
传感器L1以及与水流传感器L1连接的外围
电路，所述外围电路包括
电阻R1～R12、
电解电容C1～C2、电容C3～C4、
二极管D1～D5、
发光二极管LED1～LED2、
三极管BG1～BG4、
变压器B、整流堆UR、三端稳压集成电路IC1、JK触发器集成电路IC2、
电极S1、电极S2、继电器J1、继电器J1的常开触点J1-1、继电器J1的常开触点J1-2、继电器J2、继电器J2的常开触点J2-1、继电器J2的常开触点J2-2、继电器J2的常开触点J2-3、继电器J2的常闭触点J2-4、继电器J3、继电器J3的常开触点J3-1、电磁
阀SV1-1、
电磁阀SV2-1、电磁阀SV3、手动阀
门SV1-2、手动阀门SV2-2、止回阀SV4，电磁阀SV1-1安装在水流传感器L1的出口处，在电磁阀SV1-1上并联有手动阀门SV1-2、电磁阀SV2-1、电磁阀SV3、手动阀门SV2-2并联接在n层和n+1层之间的主管道，止回阀SV4安装在水箱的出水管道上；220V输入
电压的火线L分别连接继电器J2的常开触点J2-2的一端、继电器J2的常闭触点J2-4的一端、继电器J1的常开触点J1-2的一端、变压器B输入线圈B1的一端，继电器J2的常开触点J2-2的另一端连接电磁阀SV1-1的一端，继电器J2的常闭触点J2-4的另一端连接电磁阀SV2-1的一端，继电器J1的常开触点J1-2的另一端
串联继电器J2的常开触点J2-3后连接继电器J3的常开触点J3-1的一端，继电器J3的常开触点J3-1的另一端分别连接电磁阀SV3的一端、水泵电机M的一端，220V输入电压的零线N分别连接变压器B输入线圈B1的另一端、电磁阀SV1-1的另一端、电磁阀SV2-1的另一端、电磁阀SV3的另一端、水泵电机M的另一端；变压器B的输出线圈B2的两端口分别连接整流堆UR的1脚、2脚，整流堆UR的3脚分别连接电解电容C1的正极、三端稳压集成电路IC1的1脚，三端稳压集成电路IC1的3脚分别连接电解电容C2的正极、二极管D1的负极、继电器J1的一端、发光二极管LED1的正极、电阻R5的一端、电阻R7的一端、JK触发器集成电路IC2的1脚、电阻R10的一端、二极管D3的负极、继电器J3的一端、水流传感器L1的A端、二极管D2的负极、继电器J2的一端，整流堆UR的4脚、电解电容C1的负极、三端稳压集成电路IC1的2脚、电解电容C2的负极、二极管D1的正极、继电器J1的另一端、发光二极管LED1的负极、变压器B的输出线圈B3的一端均接地，变压器B的输出线圈B3的另一端分别连接电阻R1的一端、电阻R2的一端，电阻R1的另一端分别连接电极S1、二极管D5的正极，电阻R2的另一端分别连接电极S2、二极管D4的正极，二极管D4的负极分别连接电容C3的一端、电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接三极管BG2的基极，二极管D5的负极分别连接电容C4的一端、电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接三极管BG1的基极，三极管BG1的集电极连接电阻R5的另一端，三极管BG1的发射极分别连接电阻R6的一端、JK触发器集成电路IC2的2脚，三极管BG2的集电极分别连接电阻R7的另一端、JK触发器集成电路IC2的3脚，三极管BG2的发射极连接电阻R8的一端，JK触发器集成电路IC2的5脚连接三极管BG3的基极，三极管BG3的集电极分别连接二极管D3的正极、继电器J3的另一端，三极管BG3的发射极连接电阻R9的一端，JK触发器集成电路IC2的16脚依次串联继电器J2的常开触点J2-1、继电器J1的常开触点J1-1后连接电阻R10的另一端，水流传感器L1的B端串联电阻R11后连接三极管BG4的基极，三极管BG4的集电极连接二极管D2的正极、继电器J2的另一端，三极管BG4的发射极串联电阻R12后连接发光二极管LED2的正极，发光二极管LED2的负极、电阻R9的另一端、JK触发器集成电路IC2的8脚、电阻R8的另一端、电阻R6的另一端、电容C3、电容C4的另一端均接地。
[0006] 作为本发明的进一步改进，电极S1设置在水箱高度的4/5
位置，电极S2设置在水箱高度的1/5位置。
[0007] 为了可以解决电极
腐蚀问题，本发明将加在电极S1、S2上的
电流选为交流电。
[0008] 本发明可以根据当地的水压情况，将电磁阀SV2-1、SV3、手动阀门SV2-2并联后安装在不同的楼层之间，n的取值至少为2。
[0009] 作为本发明的进一步改进，三端稳压集成电路IC1的型号为7812；JK触发器集成电路IC2的型号为74LS122。
[0010] 作为本发明的进一步改进，三极管BG1～BG4为NPN管型，型号为3DG12。
[0011] 作为本发明的进一步改进，二极管D1～D5的型号为IN4007。
[0012] 作为本发明的进一步改进，变压器B中输入线圈B1：输出线圈B2为B1:B2＝220:14，输入线圈B1：输出线圈B3为B1:B3＝220:2。
[0013] 本发明的水流传感器L1为自制传感器，相对于常规使用的霍尔传感器来说，结构简单，可以自己制作，包括A电极、B电极，当A电极、B电极都检测到水流时，水流传感器L1被接通。
[0014] 作为本发明的进一步改进，继电器J1～J3的型号为JRX-20F；电磁阀SV1-1、SV2-1、SV3的型号为DCF-T-20；止回阀SV4的型号为H41H。
[0015] 与现有技术相比，本发明通过安装在自来水管道上的水流传感器L1来检测自来水管道中是否有自来水流过，当多层居民住宅楼的水电正常时，水流传感器L1检测到有水流过，安装在入水主管道的电磁阀SV1-1工作，开始向楼内的自来水管道中注水，如果此时楼顶水箱缺水，水泵电机M将自来水经电磁阀SV3抽至顶楼的水箱，直到水箱的水满为止，电磁阀SV3和水泵电机M停止工作，在抽水期内，住宅楼的1层到最高层均由水泵电机M
抽取的上行水供应；当水箱的水满后，住宅楼的n+1层到最高层用户由水箱供水，1层到n层用户由自来水提供用水。当多层居民住宅楼处于无电有水的状态，打开手动阀门SV1-2，住宅楼的n+1层到最高层用户由水箱供水，直到水箱无水，1层到n层用户则由自来水提供用水。当多层居民住宅楼处于有电无水的状态，电磁阀SV1-1关闭，断开本楼与自来水网的连接，电磁阀SV3关闭，水泵电机M停止工作，避免空抽造成浪费和损毁水泵，电磁阀SV2-1工作，全楼层的用水均由水箱提供。当多层居民住宅楼处于无电无水的状态，关闭手动阀门SV1-2，打开手动阀门SV2-2，全楼的用水均由水箱提供。
[0016] 本发明可以在不同情况下选择不同的方案给多层居民楼的用户进行供水，非常方便，上行供水和下行供水采用同一条管道，避免管道重复铺设，节约成本，此外检测水位的电极采用交流电供电，可以解决电极腐蚀问题。
附图说明
[0017] 图1是本发明的一种安装结构示意图；
[0018] 图2是本发明的电路原理图。
[0019] 图中：1、自来水管道，2、水箱。
具体实施方式
[0020] 下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0021] 如图1所示，一种多层居民楼分层自动供水系统，包括供自来水流入和流出至每层住房的自来水管道1，安装在自来水管道1上的水泵电机M以及安装在顶楼用来存储自来水的水箱2，还包括安装在自来水管道1入口处的水流传感器L1以及与水流传感器L1连接的外围电路，如图2所示，外围电路包括电阻R1～R12、电解电容C1～C2、电容C3～C4、二极管D1～D5、发光二极管LED1～LED2、三极管BG1～BG4、变压器B、整流堆UR、三端稳压集成电路IC1、JK触发器集成电路IC2、电极S1、电极S2、继电器J1、继电器J1的常开触点J1-1、继电器J1的常开触点J1-2、继电器J2、继电器J2的常开触点J2-1、继电器J2的常开触点J2-2、继电器J2的常开触点J2-3、继电器J2的常闭触点J2-4、继电器J3、继电器J3的常开触点J3-1、电磁阀SV1-1、电磁阀SV2-1、电磁阀SV3、手动阀门SV1-2、手动阀门SV2-2、止回阀SV4，三端稳压集成电路IC1的型号为7812；JK触发器集成电路IC2的型号为74LS122；三极管BG1～BG4为NPN管型，型号为3DG12；二极管D1～D5的型号为IN4007；变压器B中输入线圈B1：输出线圈B2为B1:B2＝220:14，输入线圈B1：输出线圈B3为B1:B3＝220:2；本发明的水流传感器L1为自制传感器，相对于常规使用的霍尔传感器来说，结构简单，可以自己制作，包括A电极、B电极，当A电极、B电极都检测到水流时，水流传感器L1被接通；继电器J1～J3的型号为JRX-20F；电磁阀SV1-1、SV2-1、SV3的型号为DCF-T-20；止回阀SV4的型号为H41H；电磁阀SV1-1安装在水流传感器L1的出口处，在电磁阀SV1-1上并联有手动阀门SV1-2、电磁阀SV2-1、电磁阀SV3、手动阀门SV2-2并联接在n层和n+1层之间的主管道，止回阀SV4安装在水箱的出水管道上；电极S1设置在水箱高度的4/5位置，电极S2设置在水箱高度的1/5位置；220V输入电压的火线L分别连接继电器J2的常开触点J2-2的一端、继电器J2的常闭触点J2-4的一端、继电器J1的常开触点J1-2的一端、变压器B输入线圈B1的一端，继电器J2的常开触点J2-2的另一端连接电磁阀SV1-1的一端，继电器J2的常闭触点J2-4的另一端连接电磁阀SV2-1的一端，继电器J1的常开触点J1-2的另一端串联继电器J2的常开触点J2-3后连接继电器J3的常开触点J3-1的一端，继电器J3的常开触点J3-1的另一端分别连接电磁阀SV3的一端、水泵电机M的一端，220V输入电压的零线N分别连接变压器B输入线圈B1的另一端、电磁阀SV1-1的另一端、电磁阀SV2-1的另一端、电磁阀SV3的另一端、水泵电机M的另一端；变压器B的输出线圈B2的两端口分别连接整流堆UR的1脚、2脚，整流堆UR的3脚分别连接电解电容C1的正极、三端稳压集成电路IC1的1脚，三端稳压集成电路IC1的3脚分别连接电解电容C2的正极、二极管D1的负极、继电器J1的一端、发光二极管LED1的正极、电阻R5的一端、电阻R7的一端、JK触发器集成电路IC2的1脚、电阻R10的一端、二极管D3的负极、继电器J3的一端、水流传感器L1的A端、二极管D2的负极、继电器J2的一端，整流堆UR的4脚、电解电容C1的负极、三端稳压集成电路IC1的2脚、电解电容C2的负极、二极管D1的正极、继电器J1的另一端、发光二极管LED1的负极、变压器B的输出线圈B3的一端均接地，变压器B的输出线圈B3的另一端分别连接电阻R1的一端、电阻R2的一端，电阻R1的另一端分别连接电极S1、二极管D5的正极，电阻R2的另一端分别连接电极S2、二极管D4的正极，二极管D4的负极分别连接电容C3的一端、电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接三极管BG2的基极，二极管D5的负极分别连接电容C4的一端、电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接三极管BG1的基极，三极管BG1的集电极连接电阻R5的另一端，三极管BG1的发射极分别连接电阻R6的一端、JK触发器集成电路IC2的2脚，三极管BG2的集电极分别连接电阻R7的另一端、JK触发器集成电路IC2的3脚，三极管BG2的发射极连接电阻R8的一端，JK触发器集成电路IC2的5脚连接三极管BG3的基极，三极管BG3的集电极分别连接二极管D3的正极、继电器J3的另一端，三极管BG3的发射极连接电阻R9的一端，JK触发器集成电路IC2的16脚依次串联继电器J2的常开触点J2-1、继电器J1的常开触点J1-1后连接电阻R10的另一端，水流传感器L1的B端串联电阻R11后连接三极管BG4的基极，三极管BG4的集电极连接二极管D2的正极、继电器J2的另一端，三极管BG4的发射极串联电阻R12后连接发光二极管LED2的正极，发光二极管LED2的负极、电阻R9的另一端、JK触发器集成电路IC2的8脚、电阻R8的另一端、电阻R6的另一端、电容C3、电容C4的另一端均接地。
[0022] 为了可以解决电极腐蚀问题，本发明将加在电极S1、S2上的电流选为交流电。
[0023] 本发明可以根据居民楼的水压的具体情况，将电磁阀SV2-1、SV3、手动阀门SV2-2并联后安装在不同的楼层之间，n的取值至少为2。
[0024] 图2中这些元件的阻值均是公知常识，本领域技术人员可以根据需要对各个元件的参数进行调整。
[0026] 如图1所示，该多层居民楼为7层高，本发明根据本居民楼的水压情况，将电磁阀SV2-1、SV3、手动阀门SV2-2并联后安装在4层和5层之间的自来水管道上，即本发明n的取值为4，
[0027] 如图2所示，当本居民楼的水电正常时(此时手动阀门SV1-2、SV2-2处于关断状态)，水流传感器L1检测到自来水管道会有水流过，水流传感器L1的A、B两端被水接通，三极管BG4导通，继电器J2得电吸合，继电器J2的常开触点J2-1、J2-2闭合，安装在自来水主管道的电磁阀SV1-1工作，开始向楼内的管道注水，同时继电器J1得电吸合，继电器J1的常开触点J1-1闭合，JK触发器集成电路IC2工作，如果此时顶楼水箱缺水，即水位低于电极S2处，电极S1、S2均没有水
接触(用于检测水位的电极S1、S2在使用一段时间后，表面会发生腐蚀，其主要原因是加在电极上的为直流电，通电后在水中会电解，导致腐蚀。为解决该问题，本发明将加在电极上的直流电改为交流电)，三极管BG1、BG2截止，JK触发器集成电路IC2的3脚(J端)为高电平，2脚(K端)为低电平，当J＝1，K＝0时，此时JK触发器集成电路IC2的5脚(Q端)应输出高电平，三极管BG3导通，继电器J3得电吸合，继电器J3的常开触点J3-1闭合，电磁阀SV3和水泵电机M工作，水泵电机M将自来水经电磁阀SV3抽至顶楼的水箱，当水位上升到电极S2处，电极S2和水接触，2V交流电源经二极管D4整流，电容C3滤波后，加至三极管BG2的基极，三极管BG2导通，JK触发器集成电路IC2的3脚(J端)为低电平，当J＝0，K＝0时，此时JK触发器集成电路IC2的5脚(Q端)应保持原有状态，继续输出高电平，水泵电机M将自来水经电磁阀SV3抽至顶楼的水箱，当水位上升到电极S1处，电极S1和水接触，2V交流电源经二极管D5整流，电容C4滤波后，加至三极管BG1的基极，三极管BG1导通，JK触发器集成电路IC2的2脚(K端)为高电平，当J＝0，K＝1时，此时JK触发器集成电路IC2的5脚(Q端)应输出低电平，三极管BG3截止，继电器J3失电，继电器J3的常开触点J3-1断开，电磁阀SV3和水泵电机M停止工作，上水完毕。在抽水期内，止回阀SV4因为抽水水流向上而关闭，水箱里的水不能往下排放，因此在抽水期内，1层到7层均由水泵抽取的上行水供应。当水箱的水满时，电磁阀SV3关闭，水泵电机M停止工作，水受重力向下排放，止回阀SV4自动打开，向居民楼的5层-7层用户供水；由于继电器J2的常闭触点J2-4断开，电磁阀SV2-1关闭(手动阀门SV2-2也处于关断状态)，水箱的水不能到达四层以下，居民楼的1层到4层用户由管道水自然压力提供。当水箱的水使用开始下降，当水位降至电极S1以下，电极S1不和水接触，三极管BG1截止，JK触发器集成电路IC2的2脚(K端)为低电平，J＝0，K＝0，此时JK触发器集成电路IC2的5脚(Q端)应保持原有状态，输出低电平，电磁阀SV3关闭，水泵电机M不工作，当水位降至电极S2以下，电极S2不和水接触，三极管BG2截止，JK触发器集成电路IC2的3脚(J端)为高电平，J＝1，K＝0，此时JK触发器集成电路IC2的5脚(Q端)应输出高电平，电磁阀SV3和水泵电机M开始工作，开始抽水，重复以上过程。
[0028] 当本居民楼此时处于无电有水的状态，此时电路不再工作，电磁阀SV1-1、SV2-1、SV3和水泵电机M停止工作，发光二极管LED1熄灭，提示物业停电，此时应打开手动阀门SV1-2，居民楼的5层-7层用户由水箱供水，直到水箱无水，居民楼的1层到4层用户则由自来水提供用水。
[0029] 当本居民楼此时处于有电无水的状态，水流传感器L1的A、B两端无法接通，三极管BG4截止，继电器J2失电，继电器J2的常开触点J2-1、J2-2、J2-3断开，电磁阀SV1-1关闭，断开本楼与自来水网的连接，电磁阀SV3关闭，水泵电机M停止工作，避免空抽造成浪费和损毁水泵。继电器J2的常闭触点J2-4闭合，电磁阀SV2-1工作，全楼的用水由水箱提供。同时发光二极管LED2熄灭，提示物业停水。
[0030] 当本居民楼此时处于无电无水的状态，此时电路不再工作，电磁阀SV1-1、SV2-1，SV3和水泵电机M停止工作，发光二极管LED1、LED2熄灭，提示物业停电停水，此时应关闭手动阀门SV1-2，打开手动阀门SV2-2，全楼的用水由水箱提供。
