CN104846902A - 全自动罐式管网叠压无负压供水设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了全自动罐式管网叠压无负压供水设备主要由稳流补偿罐、负压消除器、流量检测装置、缺水信号变送器、液位控制器、空气过滤器、泄水电磁阀、补水电磁阀、水泵和控制柜组成，所述泄水电磁阀和补水电磁阀之间为互锁控制，而且泄水电磁阀打开或关闭是依据稳流补偿罐内的液位控制器检测到不同水位予以控制，但泄水电磁阀在失电或停电时处于关闭状态。本发明的有益效果是，本发明将稳流补偿罐分成稳流腔和高压储能腔的双腔集成结构，具有结构紧凑、占地小、稳定性好等优点，而且不仅能够利用自来水进水管压力节能，并且高压储能腔在小流量停泵时仍能保证正常供水，达到停泵节能效果，同时也延长了使用寿命，无水质污染，自动化程度高，保护功能齐全。

Description

全自动罐式管网叠压无负压供水设备

技术领域

本发明涉及二次供水技术领域，具体地说是一种全自动罐式管网叠压无负压供水设备。

背景技术

当前市场上的管网叠压供水可分为罐式叠压和箱式叠压两种。所述罐式叠压是指配有稳流补偿罐并实现流量调节的管网叠压供水设备,所述箱式叠压是指配有低位水箱并实现流量调节的管网叠压供水设备。由于箱式叠压配有低位水箱,存在占地大、水箱供水不节能以及水质二次污染等问题，因而应用较少，相比而言，罐式叠压供水设备由于其占地小、安装维护方便、水质卫生等优点，被越来越广泛地在二次供水中应用。然而，由于二次供水存在用水量变化幅度大、用水不均匀等特点，而且经常会出现长时间小流量或零流量的情况，如在凌晨时段，但为了维持管网压力，水泵仍需运行，而水泵通常是按照设计流量与扬程进行选型，以满足最不利工况的设计要求，这样将导致所选水泵在小流量运行时严重偏离高效区，存在不节能现象。因此，为了节能，往往需要在管网叠压供水设备的出水管上立式安装一个气压水罐，目的是在小流量时停泵由气压水罐供水以达到节能效果，然而，气压水罐由于不断地受到水泵供水压缩和停泵膨胀的作用，对出水管容易造成失稳、振动等影响，而且气压水罐还存在耐压能力、耐腐蚀性能以及长时间滞水的水质污染问题。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种结构紧凑、小流量节能和供水水质卫生的全自动罐式管网叠压无负压供水设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：全自动罐式管网叠压无负压供水设备主要由稳流补偿罐、负压消除器、流量检测装置、缺水信号变送器、液位控制器、空气过滤器、泄水电磁阀、补水电磁阀、水泵和控制柜组成，所述稳流补偿罐为卧式不锈钢密闭承压罐式结构，稳流补偿罐内设有隔板，隔板将稳流补偿罐分成稳流腔和高压储能腔两部分，高压储能腔内装设有液位控制器，液位控制器与设在高压储能腔顶部的安装口配制，在安装口处还设有呼吸管与高压储能腔相连通，呼吸管的另一端连通外界空气，并在其端部装设有空气过滤器，用于过滤空气污染物，为了防止高压储能腔内的空气通过呼吸管外泄或外漏，在呼吸管上还装有止回阀，且空气过滤器、止回阀均装设有护罩内，护罩位于液位控制器的上部，高压储能腔底部设有小流量口，所述高压储能腔用于储存压缩空气和调节水量，且压缩空气膨胀能够将调节水量从小流量口压出，稳流补偿罐的稳流腔用于连接自来水进水管，并可利用其进水压力和消除管网负压，稳流腔顶部装设负压消除器、另设有进水口，稳流腔底部装设有缺水信号变送器、另设有出水口，稳流腔的进水口与自来水进水管连接，并在进水口之前沿水流方向在自来水进水管上依次装设有压力传感器、过滤器、流量检测装置和倒流防止器，稳流腔的出水口连接配水总管，配水总管连接水泵到出水总管至用水点供水，在出水总管上装设有压力传感器和压力保护开关，绕过水泵、在配水总管与出水总管之间设有旁通管，旁通管上设有止回阀，在旁通管的止回阀之后设有连接管与稳流补偿罐的高压储能腔的补水管和出水管连接，高压储能腔的补水管和出水管的另一端通过小流量管与小流量口连接，所述高压储能腔的补水管和出水管并联设置在小流量管与连接管之间，且沿水流方向在补水管和出水管上均设有止回阀，在补水管的止回阀之后还装设有补水电磁阀，小流量管上还连接装有泄水电磁阀的支管，自来水进水管的压力传感器、流量检测装置、缺水信号变送器、液位控制器、泄水电磁阀、补水电磁阀、水泵、出水总管的压力传感器与压力保护开关分别敷有电缆线与控制柜连接。

所述泄水电磁阀和补水电磁阀之间为互锁控制，泄水电磁阀打开则补水电磁阀关闭，泄水电磁阀关闭则补水电磁阀打开，而且泄水电磁阀打开或关闭是依据稳流补偿罐内的液位控制器检测到不同水位予以控制，但泄水电磁阀在失电或停电时处于关闭状态。

所述液位控制器设有两个水位控制点，一个是低水位点，用于控制泄水电磁阀关闭，一个是高水位点，用于控制泄水电磁阀打开。由于高压储能腔内的压缩空气与水直接触接，将有微量的压缩空气溶入水中、并随水流压出高压储能腔，长时间将导致高压储能腔内的压缩空气逐渐减少，为了确保高压储能腔的运行工况，需定时向高压储能腔内补充空气，当高压储能腔内的水位由于压缩空气的减少而上升至液位控制器设定的高水位点及以上时，补水电磁阀关闭、泄水电磁阀打开排水，此时，高压储能腔通过呼吸管从外界吸入空气补充，高压储能腔内的水位下降，当液位控制器检测到其水位处于低水位点及以下时，泄水电磁阀自动关闭，补水电磁阀打开，从而自动完成高压储能腔的补气过程，以恢复高压储能腔的储能与调节水量的正常工况。所述正常工况是指泄水电磁阀关闭、补水电磁阀打开、高压储能腔内的水位处于液位控制器设定的高水位点与低水位点之间的工况。

本发明的工作原理是，稳流补偿罐的稳流腔能够配合负压消除器实现管网叠压无负压供水，负压消除器在稳流腔出现负压时将自动打开补入空气和消除负压，稳流补偿罐的高压储能腔则能够在小流量停泵状态下自动供水，以达到节能效果：当系统检测到工作水泵变频频率低于小流量设定频率、且通过流量检测装置检测到流量处于设定小流量值以下时，系统在延时10s～40s以后，将提高水泵扬程使出水总管压力高于正常恒定压力的0.02～0.06MPa，待稳压5s～10s时间后，水泵停机和进入休眠节能状态，此时系统由稳流补偿罐的高压储能腔供水，此时高压储能腔将其调节水量经过小流量管从出水管压送到用水点使用，随着高压储能腔内的水量减少，压缩空气膨胀和容积变大，并使其供水压力降低，在检测出水总管压力低于设定的最低工作压力时，水泵自动唤醒、并启动供水，如此反复，以达到小流量间歇停泵和连续供水的节能效果；此外，高压储能腔还具有稳流和稳压作用，当水泵启停、切换或用水点流量瞬时突变导致出水总管压力波动、流量变化时，高压储能腔内的调节水量将起到缓冲和调节的作用。

所述缺水信号变送器用于保护水泵。在水泵工作中，由于自来水进水管的水量不足，致使负压消除器动作和稳流补偿罐的稳流腔内的水位下降，当检测到稳流腔内的水位下降至低于缺水信号变送器设定的水位以下时，系统判定缺水、并将水泵停机保护和报警，当自来水进水管的压力恢复到压力传感器设定的压力以上时，水泵自动启动和恢复正常工作。

所述压力保护开关用于对出水总管进行超压保护，在出水总管压力超过设定的超压保护值不能有效控制时，压力保护开关动作和使水泵停止运行并报警，待超压消除后，水泵将自动恢复正常运行。

所述水泵为2～4台并联设置，且每台水泵均能进行变频调速运行。

本发明的有益效果是，本发明将稳流补偿罐分成稳流腔和高压储能腔的双腔集成结构，具有结构紧凑、占地小、稳定性好等优点，而且不仅能够利用自来水进水管压力节能，并且高压储能腔在小流量停泵时仍能保证正常供水，达到停泵节能效果，同时也延长了使用寿命，无水质污染，自动化程度高，保护功能齐全。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图。

图中，1、自来水进水管，2、压力传感器，3、过滤器，4、流量检测装置，5、倒流防止器，6、负压消除器，7、稳流补偿罐，8、缺水信号变送器，9、呼吸管，10、护罩，11、液位控制器，12、空气过滤器，13、止回阀，14、小流量管，15、泄水电磁阀，16、补水电磁阀、17、止回阀，18、出水管，19、补水管，20、连接管，21、旁通管，22、止回阀，23、配水总管，24、水泵，25、出水总管，26、压力传感器，27、压力保护开关，28、电缆线，29、控制柜，30、用水点，701、隔板，702、稳流腔，703、高压储能腔，704、出水口，705、小流量口，706、进水口，707、安装口，1101、高水位点，1102、低水位点。

具体实施方式

下面就附图1对本发明的全自动罐式管网叠压无负压供水设备作以下详细地说明。

如附图1所示，本发明的全自动罐式管网叠压无负压供水设备主要由稳流补偿罐7、负压消除器6、流量检测装置4、缺水信号变送器8、液位控制器11、空气过滤器12、泄水电磁阀15、补水电磁阀16、水泵24和控制柜29组成，所述稳流补偿罐7为卧式不锈钢密闭承压罐式结构，稳流补偿罐7内设有隔板701，隔板701将稳流补偿罐7分成稳流腔702和高压储能腔703两部分，高压储能腔703内装设有液位控制器11，液位控制器11与设在高压储能腔703顶部的安装口707配制，在安装口707处还设有呼吸管9与高压储能腔703相连通，呼吸管9的另一端连通外界空气，并在其端部装设有空气过滤器12，用于过滤空气污染物，为了防止高压储能腔703内的空气通过呼吸管9外泄或外漏，在呼吸管9上还装有止回阀13，且空气过滤器12、止回阀13均装设有护罩10内，护罩10位于液位控制器11的上部，高压储能腔703底部设有小流量口705，所述高压储能腔703用于储存压缩空气和调节水量，且压缩空气膨胀能够将调节水量从小流量口705压出，稳流补偿罐7的稳流腔702用于连接自来水进水管1，并可利用其进水压力和消除管网负压，稳流腔702顶部装设负压消除器6、另设有进水口706，稳流腔702底部装设有缺水信号变送器8、另设有出水口704，稳流腔702的进水口706与自来水进水管1连接，并在进水口706之前沿水流方向在自来水进水管1上依次装设有压力传感器2、过滤器3、流量检测装置4和倒流防止器5，稳流腔702的出水口704连接配水总管23，配水总管23连接水泵24到出水总管25至用水点30供水，在出水总管25上装设有压力传感器26和压力保护开关27，绕过水泵24、在配水总管23与出水总管25之间设有旁通管21，旁通管21上设有止回阀22，在旁通管21的止回阀22之后设有连接管20与稳流补偿罐7的高压储能腔703的补水管19和出水管18连接，高压储能腔703的补水管19和出水管18的另一端通过小流量管14与小流量口705连接，所述高压储能腔703的补水管19和出水管18并联设置在小流量管14与连接管20之间，且沿水流方向在补水管19和出水管18上均设有止回阀17，在补水管19的止回阀17之后还装设有补水电磁阀16，小流量管14上还连接装有泄水电磁阀15的支管，自来水进水管1的压力传感器2、流量检测装置4、缺水信号变送器8、液位控制器11、泄水电磁阀15、补水电磁阀16、水泵24、出水总管25的压力传感器26与压力保护开关27分别敷有电缆线28与控制柜29连接。

所述泄水电磁阀15和补水电磁阀16之间为互锁控制，泄水电磁阀15打开则补水电磁阀16关闭，泄水电磁阀15关闭则补水电磁阀16打开，而且泄水电磁阀15打开或关闭是依据稳流补偿罐7内的液位控制器11检测到不同水位予以控制，但泄水电磁阀15在失电或停电时处于关闭状态。

所述液位控制器11设有两个水位控制点，一个是低水位点1102，用于控制泄水电磁阀15关闭，一个是高水位点1101，用于控制泄水电磁阀15打开。由于高压储能腔703内的压缩空气与水直接触接，将有微量的压缩空气溶入水中、并随水流压出高压储能腔703，长时间将导致高压储能腔703内的压缩空气逐渐减少，为了确保高压储能腔703的运行工况，需定时向高压储能腔703内补充空气，当高压储能腔703内的水位由于压缩空气的减少而上升至液位控制器11设定的高水位点1101及以上时，补水电磁阀16关闭、泄水电磁阀15打开排水，此时，高压储能腔703通过呼吸管9从外界吸入空气补充，高压储能腔703内的水位下降，当液位控制器11检测到其水位处于低水位点1102及以下时，泄水电磁阀15自动关闭，补水电磁阀16打开，从而自动完成高压储能腔703的补气过程，以恢复高压储能腔703的储能与调节水量的正常工况。所述正常工况是指泄水电磁阀15关闭、补水电磁阀16打开、高压储能腔703内的水位处于液位控制器11设定的高水位点1101与低水位点1102之间的工况。

本发明的工作原理是，稳流补偿罐7的稳流腔702能够配合负压消除器6实现管网叠压无负压供水，负压消除器6在稳流腔702出现负压时将自动打开补入空气和消除负压，稳流补偿罐7的高压储能腔703则能够在小流量停泵状态下自动供水，以达到节能效果：当系统检测到工作水泵24变频频率低于小流量设定频率、且通过流量检测装置4检测到流量处于设定小流量值以下时，系统在延时10s～40s以后，将提高水泵24扬程使出水总管25压力高于正常恒定压力的0.02～0.06MPa，待稳压5s～10s时间后，水泵24停机和进入休眠节能状态，此时系统由稳流补偿罐7的高压储能腔703供水，此时高压储能腔703将其调节水量经过小流量管14从出水管18压送到用水点30使用，随着高压储能腔703内的水量减少，压缩空气膨胀和容积变大，并使其供水压力降低，在检测出水总管25压力低于设定的最低工作压力时，水泵24自动唤醒、并启动供水，如此反复，以达到小流量间歇停泵和连续供水的节能效果；此外，高压储能腔703还具有稳流和稳压作用，当水泵24启停、切换或用水点30流量瞬时突变导致出水总管25压力波动、流量变化时，高压储能腔703内的调节水量将起到缓冲和调节的作用。

所述缺水信号变送器8用于保护水泵24。在水泵24工作中，由于自来水进水管1的水量不足，致使负压消除器6动作和稳流补偿罐7的稳流腔702内的水位下降，当检测到稳流腔702内的水位下降至低于缺水信号变送器8设定的水位以下时，系统判定缺水、并将水泵24停机保护和报警，当自来水进水管1的压力恢复到压力传感器2设定的压力以上时，水泵24自动启动和恢复正常工作。

所述压力保护开关27用于对出水总管25进行超压保护，在出水总管25压力超过设定的超压保护值不能有效控制时，压力保护开关27动作和使水泵24停止运行并报警，待超压消除后，水泵24将自动恢复正常运行。

所述水泵24为2～4台并联设置，且每台水泵24均能进行变频调速运行。

Claims (6)

1.一种全自动罐式管网叠压无负压供水设备主要由稳流补偿罐、负压消除器、流量检测装置、缺水信号变送器、液位控制器、空气过滤器、泄水电磁阀、补水电磁阀、水泵和控制柜组成，其特征在于，所述稳流补偿罐为卧式不锈钢密闭承压罐式结构，稳流补偿罐内设有隔板，隔板将稳流补偿罐分成稳流腔和高压储能腔两部分，高压储能腔内装设有液位控制器，液位控制器与设在高压储能腔顶部的安装口配制，在安装口处还设有呼吸管与高压储能腔相连通，呼吸管的另一端连通外界空气，并在其端部装设有空气过滤器，在呼吸管上还装有止回阀，高压储能腔底部设有小流量口，稳流腔顶部装设负压消除器、另设有进水口，稳流腔底部装设有缺水信号变送器、另设有出水口，稳流腔的进水口与自来水进水管连接，稳流腔的出水口连接配水总管，配水总管连接水泵到出水总管至用水点供水，绕过水泵、在配水总管与出水总管之间设有旁通管，旁通管上设有止回阀，在旁通管的止回阀之后设有连接管与稳流补偿罐的高压储能腔的补水管和出水管连接，高压储能腔的补水管和出水管的另一端通过小流量管与小流量口连接，所述高压储能腔的补水管和出水管并联设置在小流量管与连接管之间，且沿水流方向在补水管和出水管上均设有止回阀，在补水管的止回阀之后还装设有补水电磁阀，小流量管上还连接装有泄水电磁阀的支管。

2.根据权利要求1所述的全自动罐式管网叠压无负压供水设备，其特征在于，空气过滤器、止回阀均装设有护罩内，护罩位于液位控制器的上部。

3.根据权利要求1所述的全自动罐式管网叠压无负压供水设备，其特征在于，并在进水口之前沿水流方向在自来水进水管上依次装设有压力传感器、过滤器、流量检测装置和倒流防止器。

4.根据权利要求1所述的全自动罐式管网叠压无负压供水设备，其特征在于，在出水总管上装设有压力传感器和压力保护开关。

5.根据权利要求1所述的全自动罐式管网叠压无负压供水设备，其特征在于，所述液位控制器设有两个水位控制点。

6.根据权利要求1所述的全自动罐式管网叠压无负压供水设备，其特征在于，所述水泵为2～4台并联设置。