CN105155625A - 一种无负压压力补偿供水设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无负压压力补偿供水设备，包括稳流罐，稳流罐上设置有市政自来水进口和进水管路接口，还包括与稳流罐分体设置的压力补偿罐，压力补偿罐一端通过排气补水装置与稳流罐上的市政自来水进口连通，压力补偿罐的另一端通过压力补偿补水装置与进水管路末端连接，压力补偿罐包括胶囊体、负压抑制装置和真空抑制装置，压力补偿罐的容积Vn=（V₀-Vt）/u，其中：u为0.35～0.55，V₀为稳流调节器优化设计容积，Vt为稳流调节器国标设计容积，稳流罐容积与压力补偿罐容积比为6：4。该无负压压力补偿供水设备，结构简单，所有功能部件外置，并带有双重保护功能，整体结构紧凑；器件损坏时便于发现，及时检修,在实现无负压保护、空气隔离及压力补偿功能的同时，大大提高了设备运行的可靠性。

Description

一种无负压压力补偿供水设备

技术领域

本发明涉及供水系统技术领域，尤其是涉及一种无负压压力补偿供水设备。

背景技术

在目前市政建设中越来越重视恒压供水设备对市政管网压力的保护，防止负压产生。现有厂家对市政管网的保护措施多种多样，但在有效性和稳定性方面相对较差。普遍是由一个有一定功能的罐体和主泵设备连接及其他附件组成，运行保护有效性能有限，大多依靠单一零部件实现功能，可靠性较差，内部零件损坏维修相当麻烦。功能部件设计结构复杂，成本较高。

现有技术中有的解决的方案一是通过真空抑制器来实现无负压保护功能；方案一存在罐体无法实现进水压力补偿功能；进口压力易不稳(无进水压力缓冲)间接影响出口恒压效果；真空抑制器进入空气与水接触，污染水质；对无负压装置及真空抑制器的稳定性要求高，容易损坏，寿命不长等缺陷。

方案二是采用向补偿器实现无负压保护功能及储气罐实现压力补偿功能；方案二：该装置对设备进水管网起到了稳压补偿的作用，但是当市政水量减少时，腔体内容易变为真空，并对市政管网产生负压作用，必需加装压力检测进行保护，安全性能降低。连接出水管路进行腔体补压，使能量回流，造成能量损失。双向补偿器为较复杂的阀门装置，成本高，易损坏，一但损坏整个装置失去功能，稳定性能较差。

方案三是通过双向阀装置，将气体通过市政自来水压力压缩进入高压腔，实现压力补偿及无负压保护功能。方案三：该装置对设备进水管网起到了稳压补偿的作用，但是当市政水量减少时，腔体内容易变为真空，如果设备不停机会对管网产生真空负压作用，需要检测装置保护。如果双向阀损坏设备失去作用，可靠性降低。装置补压水全来自于高压腔，腔体大小有局限性，补压能力有限。

中国专利文献（公告日：2013年7月3日，公告号：CN203034538）公开了新型无负压供水设备涉及为高楼供水设备。包括自来水管接稳流调节罐，稳流调节罐底部出水管经蝶阀串接止回阀的自来水直通管路连接供水管。自来水直通管路二端并接增压管路，包括依次连接的第一蝶阀、增压水泵、止回阀和第二蝶阀。稳流调节罐装有负压抑制器和液位检测装置。自来水直通管路二端还并接有补压管路。供水管还并接压力补偿罐。本发明的优点是：设压力补偿罐，当供水压力剩余时压力补偿罐内胶囊被充水予以压力预存，当管网压力微小波动时，先由压力补偿罐予以压力补偿调节。当供水管网小波动进一步失压时启动小流量的补压泵补压。当管网再进一步失压时，启动增压管路的大流量增压泵增压，逐级启动补压、增压，该设备节能、降耗、降燥，经济运行。

上述技术方案虽然也能够实现无负压保护、空气隔离及压力补偿功能的，但是同样存在上述缺陷。

中国专利文献（公告日：2014年1月15日，公告号：CN103510577A）公开了计一种稳流罐，包括：罐体，该罐体上设有供水源流进罐体的进水口、供水源从罐体流出的出水口、用于检测罐体内水位高低的液位计、用于检测罐体内压力大小的压力计和供罐体内气体向外排出的排气阀，所述罐体内设置有可弹性变形的储能气囊。

上述技术方案提供了一种稳流罐，通过在罐内设置气囊来实现补偿市政管网高峰时压力下降而带来的压力差，防止负压的产生。该方案。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的供水设备无法实现大容量压力补偿，稳压性能差，容易破坏等问题，而提供一种具备大容量压力补偿功能，对进口压力的波动具有缓冲补压作用；具有良好的稳压和抑制负压功能，具有双重保护功能，维修方便，运行稳定可靠的NFWGⅡ型无负压及压力补偿供水设备。

本发明实现其技术目的所采用的技术方案是：一种NFWGⅡ型无负压压力补偿供水设备，包括稳流罐，所述的稳流罐上设置有市政自来水进口和进水管路接口，还包括与稳流罐分体设置的压力补偿罐，所述的压力补偿罐一端通过排气补水装置与稳流罐上的市政自来水进口连通，所述的压力补偿罐的另一端通过压力补偿补水装置与进水管路末端连接，所述的压力补偿罐包括胶囊体、负压抑制装置和真空抑制装置，所述的压力补偿罐的容积Vn=（V₀-Vt）/u，其中：u为0.35～0.55，V₀为稳流调节器优化设计容积，Vt为稳流调节器国标设计容积，所述的稳流罐容积与压力补偿罐容积比为6：4。该NFWGⅡ型无负压压力补偿供水设备，通过在稳流罐外部另外设置一个压力补偿罐，而压力补偿罐的容积进行优化设置为Vn=（V₀-Vt）/u，而稳流罐的容积按照6：4的比例设置，这样两个罐体内部的水位就会产生水位高度差，利用水位高度差的作用可以抵消一部分排水补水装置的作用力，使稳流罐内压力几乎等于压力补偿罐内的压力，胶囊体被压缩，实现为进水管路压力补偿储备能量的功能。通过压力补偿罐可以实现大容量压力补偿功能，对进口压力的波动具有缓冲补压作用。使用时，该供水设备连接入市政自来水管网与用户端，市政自来水接入稳流罐的上端，稳流罐的下端通过进水管路接口接入设备进水管路，当通水时，空气被压至稳流罐的上端通过排气补水装置进入压力补偿罐，并通过压力补偿罐上的真空抑制器排出。稳流罐补满水后，由于压力的作用排气补水装置打开，将压力补偿罐补满，真空抑制器闭合。稳流罐内压力几乎等于压力补偿罐内的压力，此时胶囊体被压缩，为进水管路压力补偿储备了能量。进水管路末端压力等于压力补偿罐内压力，此时压力补偿补水装置处于闭合状态。当市政自来水压力大于压力补偿罐的压力时，排气补水装置打开，压力补偿罐内压力得到补充。当设备运行时或自来水管网压力波动，压力补偿罐将对进水管路末端进行压力补偿并通过自身胶囊体的缓冲作用，稳定进水压力，提高出水压力稳定性。当用水高峰期市政自来水压力不足时，进水管路压力小于压力补偿罐内压力，排气补水装置关闭，在压力补偿罐自身的胶囊体和水体压力的作用下，压力补偿补水装置打开，对设备进水管路末端进行补压。压力补偿罐对整个进水端实现了提前补压功能（装置提前响应），减小设备运行时对市政自来水入口处压力的影响。当市政管网缺水时，进水处排水补水装置关闭，压力补偿罐向进水管路补水，压力补偿罐内水位下降，真空抑制器打开，过滤后的气体进入压力补偿罐内，压力补偿补水装置打开气体进入进水管路内，执行过程中在稳流罐和压力补偿罐的配合作用下抑制了在市政自来水管网处产生瞬间的负压及对市政自来水管网的抽吸作用。该供水设备在实现无负压保护、空气隔离及压力补偿功能的同时，大大提高了设备运行的可靠性。整体结构紧凑，结构简单，便于检测，维修方便，占地面积小，大大降低设备成本。

作为优选，所述的稳流调节器优化设计容积V₀=Vt/B，其中：B为0.75～0.85；所述的稳流调节器国标设计容积Vt=(Qq-Q₀)×△T，其中：Qq为设计流量；Q₀为市政管网给水量；△T为用水高峰持续时间。通过这样的结构设置的稳流罐和压力补偿罐，两个罐体内部的水位就会产生水位高度差，利用水位高度差的作用可以抵消一部分排水补水装置的作用力，使稳流罐内压力几乎等于压力补偿罐内的压力，胶囊体被压缩，实现为进水管路压力补偿储备能量的功能。

作为优选，所述的稳流罐垂直设置，市政自来水进水口设置在稳流罐的上端，所述的进水管路接口设置在稳流罐的下端并与水平设置的进水管路通过弯管连接。稳流罐的上述设置结构，设备组装方式紧凑，减小占地面积。

作为优选，所述的负压抑制装置水平设置在进水管路的上方并与稳流罐相垂直，负压抑制装置靠近稳流罐的一端设置有排气补水装置连接法兰，所述的负压抑制装置远离稳流罐的一端的下方设置有压力补偿补水装置接口，所述的真空抑制装置设置在压力补偿补水装置接口上方的负压抑制装置上。压力补偿罐安装在进水管路正上方，平行安装，即可以实现水位高度差的设置，也有利于设备组装方式紧凑，减小占地面积。

作为优选，所述的胶囊体设置在负压抑制装置的内部，所述的胶囊体的安装孔设置在负压抑制装置靠近稳流罐一侧下方，所述的安装孔上设置有密封法兰。胶囊体设置在负压抑制装置的内部，通过胶囊体的被压缩和释放，实现为进水管路压力补偿储备能量的目的和缓冲作用，稳定进水压力，提高出水压力稳定性。而且设置在内部结构更加紧凑。

作为另一种优选，所述的胶囊体设置在负压抑制装置的外部，所述的胶囊体垂直设置在靠近稳流罐一侧的负压抑制装置上方。当然，胶囊体也可以设置在负压抑制装置的外部，同样可以实现为进水管路压力补偿储备能量的目的和缓冲作用，稳定进水压力，提高出水压力稳定性。

作为优选，胶囊体内填充有惰性气体。

作为优选，压力补偿补水装置包括压力补偿补水单向阀和异径连接管，所述的异径连接管的大直径端与压力补偿补水单向阀连接，异径连接管的小直径端与进水管路末端连接。采用异径连接管的设计，减小补压口径，增强补压压力。

作为优选，排气补水装置上设置有排气补水单向阀。

作为优选，市政自来水进口端还设置有压力检测装置和低压停机报警装置。在进水端安装压力检测装置和低压停机报警装置，压力检测装置可以是压力传感器，通过系统检测，设定相关压力保护数值，对设备进水压力进行低压停机报警保护。

本发明的有益效果是：该无负压压力补偿供水设备，结构简单，所有功能部件外置，并带有双重保护功能，整体结构紧凑；器件损坏时便于发现，及时检修。维修更换器件方便，在实现无负压保护、空气隔离及压力补偿功能的同时，大大提高了设备运行的可靠性。

附图说明

图1是本发明无负压压力补偿供水设备的一种结构示意图；

图2是本发明无负压压力补偿供水设备的另一种结构示意图；

图中：1、稳流罐，2、市政自来水进口，3、水管路接口，4、压力补偿罐，5、排气补水装置，6、压力补偿补水装置，7、进水管路末端，8、胶囊体，9、负压抑制装置，10、真空抑制装置，11、进水管路，12、弯管，13、排气补水装置连接法兰，14、压力补偿补水装置接口，15、安装孔，16、密封法兰，17、压力补偿补水单向阀，18、异径连接管，19、排气补水单向阀，20、压力检测装置，21、低压停机报警装置。

具体实施方式

下面通过具体实施例并结合附图对本发明的技术方案作进一步详细说明。

实施例1：

在图1所示的实施例中，一种无负压压力补偿供水设备，包括稳流罐1，稳流罐1垂直设置，稳流罐1上设置有市政自来水进口2和进水管路接口3，市政自来水进水口2设置在稳流罐1的上端，进水管路接口3设置在稳流罐1的下端并与水平设置的进水管路11通过弯管12连接。市政自来水进口端还设置有压力检测装置20和低压停机报警装置21。还包括压力补偿罐4，压力补偿罐4一端通过排气补水装置5与稳流罐1上的市政自来水进口2连通，排气补水装置5上设置有排气补水单向阀19。压力补偿罐4的另一端通过压力补偿补水装置6与进水管路末端7连接，压力补偿罐4包括胶囊体8、负压抑制装置9和真空抑制装置10。

压力补偿罐4的容积Vn=（V₀-Vt）/u，其中：u为0.35～0.55，V₀为稳流调节器优化设计容积，Vt为稳流调节器国标设计容积，稳流罐1容积与压力补偿罐4容积比为6：4。

稳流调节器优化设计容积V₀=Vt/B，其中：B为0.75～0.85；稳流调节器国标设计容积Vt=(Qq-Q₀)×△T，其中：Qq为设计流量；Q₀为市政管网给水量；△T为用水高峰持续时间。

负压抑制装置9水平设置在进水管路11的上方并与稳流罐1相垂直，负压抑制装置9靠近稳流罐1的一端设置有排气补水装置连接法兰13，负压抑制装置9远离稳流罐1的一端的下方设置有压力补偿补水装置接口14，真空抑制装置10设置在压力补偿补水装置接口14上方的负压抑制装置9上。

胶囊体8设置在负压抑制装置9的内部，胶囊体8的安装孔15设置在负压抑制装置9靠近稳流罐1一侧下方，安装孔15上设置有密封法兰16。胶囊体8内填充有惰性气体。

压力补偿补水装置6包括压力补偿补水单向阀17和异径连接管18，异径连接管18的大直径端与压力补偿补水单向阀17连接，异径连接管18的小直径端与进水管路末端7连接。

实施例2：

在图2所示的实施例中，一种无负压压力补偿供水设备，包括稳流罐1，稳流罐1垂直设置，稳流罐1上设置有市政自来水进口2和进水管路接口3，市政自来水进水口2设置在稳流罐1的上端，进水管路接口3设置在稳流罐1的下端并与水平设置的进水管路11通过弯管12连接。市政自来水进口端还设置有压力检测装置20和低压停机报警装置21。还包括与稳流罐1分体设置的压力补偿罐4，压力补偿罐4一端通过排气补水装置5与稳流罐1上的市政自来水进口2连通，排气补水装置5上设置有排气补水单向阀19。压力补偿罐4的另一端通过压力补偿补水装置6与进水管路末端7连接，压力补偿罐4包括胶囊体8、负压抑制装置9和真空抑制装置10。

压力补偿罐4的容积Vn=（V₀-Vt）/u，其中：u为0.35～0.55，V₀为稳流调节器优化设计容积，Vt为稳流调节器国标设计容积，所述的稳流罐1容积与压力补偿罐4容积比为6：4。

稳流调节器优化设计容积V₀=Vt/B，其中：B为0.75～0.85；稳流调节器国标设计容积Vt=(Qq-Q₀)×△T，其中：Qq为设计流量；Q₀为市政管网给水量；△T为用水高峰持续时间。

负压抑制装置9水平设置在进水管路11的上方并与稳流罐1相垂直，负压抑制装置9靠近稳流罐1的一端设置有排气补水装置连接法兰13，负压抑制装置9远离稳流罐1的一端的下方设置有压力补偿补水装置接口14，真空抑制装置10设置在压力补偿补水装置接口14上方的负压抑制装置9上。

胶囊体8设置在负压抑制装置9的外部，胶囊体8垂直设置在靠近稳流罐1一侧的负压抑制装置9上方。胶囊体8内填充有惰性气体。

压力补偿补水装置6包括压力补偿补水单向阀17和异径连接管18，异径连接管18的大直径端与压力补偿补水单向阀17连接，异径连接管18的小直径端与进水管路末端7连接。

上述实施例所述的无负压压力补偿供水设备，通过两个独立设置的稳流罐1和压力补偿罐4，两个罐体整体容积比例按6:4（稳流罐：压力补偿罐）比例分开设置；压力补偿罐4通过排气补水装置5与稳流罐1连通，而压力补偿罐4包括有胶囊体8、负压抑制装置9、真空抑制装置10共同构成。稳流罐1竖向安装垂直设置，压力补偿罐4水平安装在进水管路11的正上方，平行安装，设备组装方式紧凑，减小占地面积。压力补偿罐4自身安装的胶囊体8内充惰性气体，设置在负压抑制装置9内下部偏左位置用法兰盖密封或者设置在负压抑制装置9外上部偏左位置。负压抑制装置9右上方安装真空抑制器10。负压抑制装置9右下部安装压力补偿补水装置6，采用大小头结构设计的异径连接管18，以减小补压口径，增强补压压力，中间安装向下的压力补偿补水单向阀，整个装置安装在进水管路11离进水侧最末端位置。

该无负压压力补偿供水设备的工作原理为：市政自来水接入稳流罐1上端的市政自来水进口，稳流罐1下端的水管路接口3接入设备进水管路11，当通水时，空气被压至稳流罐1的上端并通过排气补水装置5进入压力补偿罐4，并通过真空抑制器10排出。稳流罐1补满水后，由于压力的作用排气补水装置5的排气补水单向阀19打开，将压力补偿罐4补满，真空抑制器10闭合。因水位高度差的作用抵消了一部分排气补水单向阀19的作用力，使稳流罐1内压力几乎等于压力补偿罐4内的压力，胶囊体8被压缩，为进水管路压力补偿储备了能量。进水管路末端7压力等于压力补偿罐4内压力，考虑压力补偿补水单向阀17自身的部分作用力，此时压力补偿补水装置6的压力补偿补水单向阀17处于闭合状态。

当市政自来水压力大于压力补偿罐4压力时，排气补水装置5的排气补水单向阀19打开，压力补偿罐4内压力得到补充。

当设备运行时或自来水管网压力波动，压力补偿罐4将对进水管路末端7进行压力补偿并通过自身胶囊体8的缓冲作用，稳定进水压力，提高出水压力稳定性。

当用水高峰期市政自来水压力不足时，进水管路11压力小于压力补偿罐4内压力，排气补水装置5的排气补水单向阀19关闭，在压力补偿罐4的胶囊体8和水体压力的作用下，压力补偿补水装置6的压力补偿补水单向阀17打开，对设备进水管路末端7进行补压。

相对市政进水端，设备进水管路末端7可定义为进水压力最不利点压力，相对在市政自来水入口处来说，再结合稳流罐1的缓冲作用，压力补偿罐4对整个进水端实现了提前补压功能（装置提前响应），减小设备运行时对市政自来水入口处1压力的影响。

当市政管网缺水时，进水处排水补水装置5的排气补水单向阀19关闭，压力补偿罐4向进水管路11补水，罐体内水位下降，真空抑制器10打开，过滤后的气体进入罐体内，压力补偿补水装置6的压力补偿补水单向阀17打开气体进入进水管路11内，执行过程中在稳流罐1和压力补偿罐4的配合作用下抑制了在市政自来水管网处产生瞬间的负压及对市政自来水管网的抽吸作用。

在进水端安装压力检测装置20（压力传感器）和低压停机报警装置21，通过系统检测，设定相关压力保护数值，对设备进水压力进行低压停机报警保护，起到对市政自来水管网压力的双重保护作用。

设备正常运行时，由于进水排气补水装置5的隔离作用，市政自来水通过稳流罐1，在正常补水、补压时都为全封闭状态下运行；市政管网缺水时，开始使用两个罐体内存储的水，罐体内水位下降真空抑制器10打开，压力补偿补水装置6的压力补偿补水单向阀17关闭，也起到了隔绝空气的作用，避免了气体与水质长时间接触，同时对通过真空抑制器10的空气进行过滤处理，确保了水质不受空气污染。

该无负压压力补偿供水设备，具备大容量压力补偿功能，对进口压力的波动具有缓冲补压作用；补偿功能可以实现提前响应，能更好的起到稳压和抑制负压的作用；杜绝了罐体真空时对市政管网的抽吸（负压）作用，采用机械结构和检测系统的双重保护，提高了设备运行的安全性能；利用结构隔绝空气与水体的接触，减小空气对水质的影响；整套装置结构外置，便于功能检验及后期维护，确保功能运行稳定可靠。设备整体结构紧凑，结构简单，占地面积小，大大降低设备成本。

Claims (10)

1.一种无负压压力补偿供水设备，包括稳流罐（1），所述的稳流罐（1）上设置有市政自来水进口（2）和进水管路接口（3），其特征在于：还包括与稳流罐（1）分体设置的压力补偿罐（4），所述的压力补偿罐（4）的一端通过排气补水装置（5）与稳流罐（1）上的市政自来水进口（2）连通，所述的压力补偿罐（4）的另一端通过压力补偿补水装置（6）与进水管路末端（7）连接，所述的压力补偿罐（4）包括胶囊体（8）、负压抑制装置（9）和真空抑制装置（10），所述的压力补偿罐（4）的容积Vn=（V₀-Vt）/u，其中：u为0.35～0.55，V₀为稳流调节器优化设计容积，Vt为稳流调节器国标设计容积，所述的稳流罐（1）容积与压力补偿罐（4）容积比为6：4。

2.根据权利要求1所述的一种无负压压力补偿供水设备，其特征在于：所述的稳流调节器优化设计容积V₀=Vt/B，其中：B为0.75～0.85；所述的稳流调节器国标设计容积Vt=(Qq-Q₀)×△T，其中：Qq为设计流量；Q₀为市政管网给水量；△T为用水高峰持续时间。

3.根据权利要求1所述的一种无负压压力补偿供水设备，其特征在于：所述的稳流罐（1）垂直设置，市政自来水进水口（2）设置在稳流罐（1）的上端，所述的进水管路接口（3）设置在稳流罐（1）的下端并与水平设置的进水管路（11）通过弯管（12）连接。

4.根据权利要求3所述的一种无负压压力补偿供水设备，其特征在于：所述的负压抑制装置（9）水平设置在进水管路（11）的上方并与稳流罐（1）相垂直，负压抑制装置（9）靠近稳流罐（1）的一端设置有排气补水装置连接法兰（13），所述的负压抑制装置（9）远离稳流罐（1）的一端的下方设置有压力补偿补水装置接口（14），所述的真空抑制装置（10）设置在压力补偿补水装置接口（14）上方的负压抑制装置（9）上。

5.根据权利要求4所述的一种无负压压力补偿供水设备，其特征在于：所述的胶囊体（8）设置在负压抑制装置（9）的内部，所述的胶囊体（8）的安装孔（15）设置在负压抑制装置（9）靠近稳流罐（1）一侧下方，所述的安装孔（15）上设置有密封法兰（16）。

6.根据权利要求4所述的一种无负压压力补偿供水设备，其特征在于：所述的胶囊体（8）设置在负压抑制装置（9）的外部，所述的胶囊体（8）垂直设置在靠近稳流罐（1）一侧的负压抑制装置（9）上方。

7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种无负压压力补偿供水设备，其特征在于：胶囊体（8）内填充有惰性气体。

8.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种无负压压力补偿供水设备，其特征在于：压力补偿补水装置（6）包括压力补偿补水单向阀（17）和异径连接管（18），所述的异径连接管（18）的大直径端与压力补偿补水单向阀（17）连接，异径连接管（18）的小直径端与进水管路末端（7）连接。

9.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种无负压压力补偿供水设备，其特征在于：排气补水装置（5）上设置有排气补水单向阀（19）。

10.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种无负压压力补偿供水设备，其特征在于：市政自来水进口端（2）还设置有压力检测装置（20）和低压停机报警装置（21）。