水电站基坑开挖及其他深基坑工程施工中，由于基坑的渗流，必须将大量积水泵入地面，并通过污水泵排入下游河床，以控制最低水位（底阀）上方的积水。如果泵送更多的水，泵体将充满大量气体，无法供水，这将危及泵的安全运行并造成能量损失。施工实践中，为了确保控制最低水位，有必要：

① 调节水泵阀门，控制流量，避免排水后泵体内空气进入；

② 关闭水泵阀门，当水位低于最低极限水位时，手动停机。

基于以上两种情况，利用现有设备的基础上，仅增加部分附件和回路，使轻载水泵满负荷运行，达到自动控制的目的，降低劳动强度，节约能源消耗，减少工程投资。

1污水泵自动控制部件

1.1磁钢浮子式水位信号机

磁钢浮子式水位报警器主要由浮子、导管、干簧管和外管组成。干簧片用于闭合玻璃管内的两个铁镍合金簧片，常开舌簧片分别固定玻璃管的两端。永久磁场的作用下，簧片被磁化，自由端产生的磁性正好相反，使用ldquo；异性相吸rdquo；该原理克服簧片的作用力矩，使簧片动作，从而闭合电路。当永磁体远离干簧片时，簧片断开。

浮子是一个内部有永久磁铁的浮动塑料球。水位的升降相应地改变浮子，永磁体的磁力移动导管内的干弹簧触点，发出相应的水面信号。水位报警器的原理如图1所示。

1.2电流指示器

电流指示器的原理如图2所示。

当管内流量大于信号机规定的动作流量值时，靶和靶杆受力，驱动微动开关断开常闭触点，闭合常开触点，发出正常信号；当管道中的水流减少时，作用目标杆上的作用扭矩也降低。当流量低于报警器动作设定值时，微动开关常闭触点闭合，常开触点断开，发出报警信号。

1.3水位自动检测及显示电路

1.3.1水位检测电路图

如果通过信号灯可以显示相应的水位变化，则为水泵的启停提供了良好的监控功能。图3为水位自动控制及显示电路图。

1.3.2水位自动检测显示电路原理

当水位变化使水位信号器内的浮子移到下限水位位置时，浮球内的磁铁接近下限水位干簧0g，干簧内的铁镍合金片受磁力影响，常开触点闭合。参见图1和图3。

ozj继电器线圈通电，继电器拉入，ozj常开触点闭合，常闭触点断开，电流通过点aR；1zj常闭

当水位达到低水位时，浮子磁铁靠近低水位干簧1g，1g常开触点闭合。电流通过点AR；1C

当信号灯亮时，表示水位处于低水位。类比2G关闭时，1XD信号灯熄灭，2xD中水位信号灯亮，表示水位处于中水位。3G关闭时，2xD信号灯熄灭，3XD高水位信号灯亮，提醒操作人员注意设备安全。

2自动水位控制

2.1污水泵自动和手动排水示意图（见图4）。

（1） 潜水泵自动控制回路见图5。

潜水泵自动排水简单可靠，可实现无人值守操作。适用于渗水、积水小的低洼地区。

（2） 潜水泵自动和手动排水的工作原理和控制电路如图5所示。

合HK开关，开ZK开关，手动排水。这个原则很简单，不会重复。

2.2充水底阀离心泵自动控制

（1） 底阀离心泵自动注水示意图见图6。

制作一个水箱，以便随时向离心泵注水。对于吸入管直径小于300 mm的小型泵，可吸入管上设置底部阀门，以便启动泵之前填充吸入管。设备和方法相对简单。由于吸水管水头损失大，底阀容易被杂质和泥沙堵塞，影响灌溉的启动，需要经常清洗，因此只适用于小型水泵。每台离心泵的出口管一般配备一个止回阀。当水头小于20m时，无法设置止回阀。

（2） 水箱浇注自动控制回路设计见图7。

为保证水箱内有足够的水注满离心泵，水箱的容积应至少注满一台离心泵，并可采用防腐处理的开式油箱。

工作原理：电流通过相位C和rarr；TA按钮rarr；ZK开关rarr；C1rarr；C常闭rarr；Zj1线圈rarr；a相，中间继电器zj1通电并拉入后，常开触点闭合，接触器C线圈连接，电流通过C相rarr；TA按钮rarr；Zj1常开（闭）和rarr；Zj0常闭rarr；C线圈rarr；RJ常闭和rarr；a阶段。同时，接触器的常开触点闭合自保护并锁定自保护电路；接触器的常闭触点断开，ZJ线圈电路断开，zj1继电器断电，常开和常闭触点返回其原始位置。因此，不难看出，常闭接触器C的功能是防止zj1常开触点启动接触器C时间过长，从而避免此时按下停止按钮时释放后再次启动。

（3） 底阀离心泵水位自动控制及显示电路设计如图8所示。

（4） 底阀离心泵自动控制回路原理如图9所示。

和0xd信号灯断电，继电器断电，连接返回原始位置，下限水位信号灯熄灭。1zj常闭触点断开切断2号电机电路中的2C线圈电路，2号电机无法运行。

1zj常开触点的闭合采取以下动作：

（a） 电流通过a点rarr；1zj常开（闭）和rarr；0zj常闭和rarr；2ZJ常闭和rarr；1sj常闭和rarr；1zj线圈和rarr；0点，低水位

控制电路自锁；

（b） 1号电机的控制电路电流通过点Crarr；1ta按钮rarr；1zj常开（闭）和rarr；0zj常闭和rarr；1C线圈rarr；1rj常闭和rarr；a点。

1zj常开触点启动1号电机。1C接触器拉入后，自保接点闭合，自锁回路闭合。（注：1zj常开触点会1s后断开，因此1zj常开触点仅闭合1s）。

1sj时间继电器通电延时1s后，1sj常开触点闭合，自锁回路闭合；1sj常闭触点断开，1zj线圈回路断开。

类推，当中水位簧片常开触点2G闭合时，与上述情况类似，2xD信号灯亮，显示中水位，启动2号离心泵电机。

综上所述，当水位达到下限时，停止1号电机；当水位达到低水位时，启动1号泵电机，停止2号泵电机；当水位达到中水位时，启动2号泵电机。

此外，从电路图可以看出，当1号泵上的水量小或流量中断时，流量指示器1slx的常闭触点闭合。电流通过点AR；1C常开（闭）和rarr；1slx常闭rarr；1DLrarr；0点钟时，1dl的铃声响起。2号泵流量小或无供水时，电铃2DL报警。

（5） 底阀离心泵自动控制失败时，可改为手动操作。此时，只需按下HK开关，按常规方法进行手动操作即可。

2.3无底阀离心泵排水自动化

2.3.1真空提水分析

吸入管无底阀，水头损失小。通常由真空泵启动。真空泵启动快，效率高。它适用于各种尺寸的泵。特别是大型水泵和带有长吸水管的水管。泵的引水时间一般为3~5min。

据有关统计，许多大型给水泵站和排水泵站采用水环式真空泵真空引水方式。采用真空罐、水封罐、汽水分离器、自动排气阀、电接点真空压力表等设备。通过对它们的分析，不难看出，真空度越高，引水管道中的水位越高。然而，由于离心泵的泵体和进水管中不可避免地存空气泄漏，因此实际上并不十分理想。作者认为，无真空罐、水封罐和自动排气阀的真空泵仍能保持离心泵原有的排气流量和气液混合比。

为了检测气体和水各自的流量，制作了一个气体和水探测器。该探测器节省投资，易于安装。适用于现场排水。结构图如图10所示。

图10中的气管和水管之间有一定的高度差。气管到积水水面的高度应大于真空泵的吸程，以保证气水的正常分离。离心泵内的气水混合物通过气水检测器时，根据气水分离原理，气体比重较轻，大部分通过燃气管道；水的比例较大，大部分通过水管。气道中的流量指示器检测气流；水管中的流量指示器检测水流。气体流量和水添加量是气水混合物的总流量。

气体流量临界值是指当离心泵充满水和气体且离心泵中的旋转叶片能够泵送水时，气水混合物中气体的最小百分比。不同类型的泵具有不同的气体流量临界值，需要实践中进行测量。

气水探测器的原理是当气体流量大于设定动作流量时，电流指示器1slx的电接点闭合或断开，

当水流大于设定动作流量时，2slx的电接点闭合或断开，信号如图11所示。其组合触点电路的断开和断开将发送启动离心泵的信号。

2.3.2真空泵提水示意图（见图12）

该电路与上一节中所述的电路相似，只是增加了两个以上的电磁线圈。启动离心泵之前，启动真空泵以抽取离心泵中的空气。当泵送空气和水的混合物时，由于真空泵的吸入扬程低于气管的高度，气体和水气水检测器中分离。气体通过气管线，水通过水管线后由真空泵泵入气体分离器。气体分离器中的水专门用于真空泵的密封和冷却。

图12中的电磁阀仅真空泵运行时打开，离心泵运行时关闭。

真空泵启动后，电磁阀1dcf通电，阀门打开。真空泵抽水。当气体和水通过气体和水探测器时，发送启动1号离心泵的信号，启动1号离心泵。

同样，当积水水位达到中水位时，2ZJ常开触点闭合，真空泵打开，电磁阀2DCf打开，气水通过气水检测器发出信号，打开2号离心泵，2号离心泵启动运行，如图13所示。

当自动控制失败时，拉下HK开关，关闭1sk，启动真空泵提水，最后启动1号离心泵。同样，关闭2SK，启动真空泵提水，然后启动2号离心泵，达到手动控制的目的。

2.3.3真空泵提水自动控制及1号、2号离心泵自动控制回路设计（见图14）

当积水水位达到低水位时，关闭1zj常开触点，启动真空泵。如果1号泵3~5分钟内未启动，则铃会发出警报。真空泵启动后，电磁阀1dcf通电以打开该阀。当真空水、气、水通过气、水检测器时，发出启动1号离心泵的信号，启动1号离心泵。

同样，当积水水位达到中水位时，2ZJ常开触点闭合，真空泵打开，电磁阀2DCf打开，气水通过气水检测器发出信号，打开2号离心泵，2号离心泵启动运行，如图13所示。

当自动控制失败时，拉下HK开关，关闭1sk，启动真空泵提水，最后启动1号离心泵。同样，关闭2SK，启动真空泵提水，然后启动2号离心泵，达到手动控制的目的。

现场排水是每个现场不可或缺的重要过程。它消耗大量的能源和人力，并且要求排水控制电路简单可靠。以上介绍的自动控制原理可节省人工投入，控制电路故障时可方便地改为手动操作，确保排水工作不间断。因此，节能效果明显。

以干式泵为例，泵点设置一台8（20.3 cm）的泵，流量为400 m\+3/h，扬程为40 m，电机功率为55 kW。一般情况下，阀门的出水时间为24小时。基坑渗漏量为150 m＋3／h。随着阀门的关闭，水泵的负载降低。测得的电机运行电流约为60A，相当于功率。根据此计算，每个8（20.3 cm）泵每月可节省13500 kW和米德多；H） 电。年节电约162000千瓦middot；h、 节能效果明显，经济效益可观。

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