CN109281355A - 变容补偿式叠压供水设备 - Google Patents

Abstract

变容补偿式叠压供水设备，过滤器和进水总阀、倒流防止器相连，倒流防止器又和水压传感器、稳压调节器相连。稳压调节器和稳流电动阀、稳流罐体相连。补偿电动阀和补偿罐体、稳流电动阀、保压罐体、保压电动阀相连。补偿、保压两罐体内设食品级胶囊体。稳流罐体和负压抑制器、进水压力传感器相连。进水阀门和水泵个数相等，各水泵均经进水阀门和稳流罐体相连，各止回阀又与水泵、出水阀门相连；出水总管与出水阀门、保压电动阀、主压力传感器、压力开关、备用压力传感器、出水总阀和电磁流量计相连。水压传感器、稳压调节器、补偿电动阀、稳流电动阀、水泵、主压力传感器、压力开关、备用压力传感器、保压电动阀、电磁流量计均和智能控制柜电相连。

Description

变容补偿式叠压供水设备

技术领域

本发明涉及一种供水设备，具体涉及一种叠压供水设备。

背景技术

随着城市化进程的不断扩张，高层建筑与日俱增，供水成了城市生活的一大焦点。原有的市政管网一次供水对于多层住宅可能具有比较好的效果，但在高层和小高层建筑面前却显得力不从心。早期通过气压、变频等方法对高层建筑进行二次加压供水来改变城市供水现状，这种传统的二次供水方法由于水池、水箱诸多中间构件的形成，不利于节能且对水资源容易造成二次污染。技术的日新月异，无负压供水设备随之诞生。在其发展至今的十多年时间，无负压供水这种新型的二次供水方式因为其良好的节地、节能、无污染性能，被现代高层建筑供水体系广泛的应用。但现有的无负压供水设备也还是存在以下一些缺点：

1.在工作时补偿容积有限，不能满足要求的补偿时间导致在大流量下的市政进水压力下降很快，直接触发系统频繁启停，供水不稳定；

2.系统都采用单一控制器来实现，当系统一旦出现故障时直接导致无法正常供水；而且系统采用粗放式的控制方式，系统延迟严重，瞬时流量加大或减小会出现出水管网压力瞬间增大，无法及时恢复正常压力，导致对市政管网造成损伤，影响管网寿命，增大管网阻力造成能耗浪费。

3.进水口的压力补偿没有原动力，一般依靠压缩空气进行补压，效果较差，负压保护能力有限，并且在进水压力波动时，容易对出口压力造成影响；

4.现有管网叠压【无负压】供水设备都为全密封结构，在泵组运行系统损坏或失控时，因为没有空气压力的补充容易对管网造成低于大气压力的负压危险，导致对整个相关管网的供水造成影响。

发明内容

本发明的主要发明目的，是提供一种系统管网寿命长、能耗低、不会频繁启停，因而系统稳定性高的供水设备。

本发明所用的技术方案是：一种变容补偿式叠压供水设备，包括进水总阀、水泵、智能控制柜。水泵的个数大于等于两个。智能控制柜包括有从控制系统和主控制系统，从控制系统设有多个子控制系统。进水总阀的出口和过滤器的一端相连，过滤器的另一端和倒流防止器的一端相连，倒流防止器的另一端和水压传感器、稳压调节器的一端同时相连。稳压调节器的第三端通过进水总管和稳流电动阀、稳流罐体两者同时相连。补偿电动阀的一端和补偿罐体、稳流电动阀的第二端同时相连，补偿电动阀的第二端和保压罐体、保压电动阀同时相连。补偿罐体、保压罐体内各设有一个食品级胶囊体。负压抑制器和稳流罐体的第二端相连。进水压力传感器的一端和稳流罐体的第三端相连。进水阀门的个数和水泵个数相等，每个水泵的一端均通过一个进水阀门和稳流罐体相连，各水泵的第二端又各与一个止回阀的一端相连。各止回阀的第二端各与一个出水阀门的一端相连，各出水阀门的另一端均和出水总管相连。保压电动阀的第二端和出水总管相连。出水总管在保压电动阀的第二端和出水总管的相连点的左侧自左到右设有主压力传感器、压力开关、备用压力传感器。出水总管在保压电动阀的第二端和出水总管的相连点的右侧自左到右设有出水总阀和电磁流量计。流量计的第二端和出水管网连通。水压传感器、稳压调节器的第二端、补偿电动阀的第三端、稳流电动阀的第三端、各水泵的第三端、主压力传感器的第二端、压力开关的第二端、备用压力传感器的第二端、保压电动阀的第三端、电磁流量计的第三端分别和智能控制柜电相连。

设备工作时，市政自来水通过进水总阀、过滤器、倒流防止器、稳压调节器进入稳流罐体，部分进水通过进水支管进入补偿罐体内，同时稳流罐体内部的空气通过负压抑制器被挤压排空，从而进水压力与补偿罐体内的食品级胶囊体的气体压力达到平衡。当默认不启用变容补偿功能时，补偿电动阀是常闭，稳流电动蝶阀和保压电动蝶阀是常开；当设备正常运行时，市政进水压力不变，稳流罐体和补偿罐体内的压力保持平衡；当设备流量增大或者各泵启动瞬间，导致市政进水压力下降时，补偿罐体通过进水支管给市政进水进行补压，并由食品级胶囊体的储存能量为补压流量提供原动力，保障补压流量的及时性及有效性；当设备由于某些故障或异常原因导致市政管网停水时，设备通过进水压力传感器的检测压力低于最低服务压力时停机，保障稳流罐体内部没有负压产生。出水端保压罐体为设备稳压，小流量保压和减少水锤的作用导致可能的爆管事故的发生。

智能控制柜采用分布式结构设计，在系统正常运行时，由主控制系统工作， 从控制系统实时监测主控制系统的运行状态，并存储主控制系统运行的实时数据。当主控制系统异常或故障时，从控制系统内的子控制系统依据各自控制系统是否能正常工作的情况自动投入运行：若第一个子控制系统故障则切换到第二个子控制系统，若第二个子控制系统故障则切换到第三个子控制系统，依此类推以实现最大限度的保障不间断供水的需求。一般地子控制系统的个数应大于等于三个。

变容补偿功能的启用一：当市政进水流量小于20%系统总流量时，稳流电动阀常闭，补偿电动阀和保压电动阀常开，补偿罐体和保压罐体里的水合流到出水总管，并通过补偿罐体和保压罐体中的食品级胶囊体的伸缩力来进行设备出水稳压，小流量保压容积倍增；

变容补偿功能的启用一：当市政进水流量大于20%，小于80%系统总流量时， 补偿电动阀常闭，稳流电动阀和保压电动阀常开，补偿罐体通过食品级胶囊体的伸缩力对进水进行流量补偿，保压罐体通过食品级胶囊体对出水进行稳压和小流量保压；

变容补偿功能的启用三：当市政进水流量大于80%系统总流量时，通过双罐中的食品级胶囊体的伸缩力来进行进水的流量补偿，补偿容积倍增。

本发明首先在市政进水端的负压保护及压力补偿进行了专项设计，在出水端也设计了出水稳压及小流量保压功能，并且依托于电动阀的切换实现了变容补偿的功能，防止了进出水压力的频繁波动，更完善的保障了无负压产生；其次在负压保护、负压消除功能上设计了双重保护的功能，通过气体压力的存储与释放和胶囊体固有伸缩力来实现市政管网进水口的补压及负压消除功能，保护市政进水压力在设备运行时更加安全；再者在智能化控制系统上做了分布式主从多系统的安全保护，智能化控制，多系统多冗余结构设计，提升设备供水的安全性。本发明，无负压设备在压力补偿功能上充分利用了设备在运行时产生的多余压力能量，补偿功能在设备内部实现，不占用空间，有效保护了管网受出水高压的影响产生的不安全因素，降低管网损耗及漏损，达到安全节能的目的；此外，本发明采用主、备用压力传感器加压力开关对压力进行有效监测，多系统配合控制，循环互备，提前预警，实现不间断供水，保障设备安全运行。

作为优选，所述过滤器为Y型过滤器。

作为优选，所述流量计为电磁流量计。

作为优选，所述负压抑制器包括不锈钢外壳、压力显示仪表、销针、浮块、出气孔、筒体、蝶形手柄球阀、连接管、接口法兰。组成负压抑制器的这些部分以常规结构连接在一起，负压抑制器通过接口法兰和稳流罐体相连。当市政管网进水时，由于内部气体压缩，稳流罐体内部气体由出气孔排出，此时浮块与销针处于底部状态。当稳流罐体内气体排出后液位上升至浮块位置时，浮块开始上浮顶住销针上升将出气孔关闭，液体无法流出。当市政进水口压力不足且稳流罐体内需要补压时则液位下降的同时气体通过出气孔补充到稳流管内，防止负压产生。

作为优选，出水总阀与保压电动阀和出水总管连接点之间的管路上设有管道伸缩节。

综上所述，本发明的有益效果是：可以自动适应市政进水压力的变化，保证出水压力的稳定，使得系统管网寿命长、能耗低、不会频繁启停，因而系统稳定性高。

附图说明

图1：本发明的示意图；

图2：负压抑制器示意图；

图中：进水总阀1、过滤器2、倒流防止器3、水压传感器4、稳压调节器5、补偿电动阀6、食品级胶囊体7、补偿罐体8、保压罐体9、稳流电动阀10、负压抑制器11、不锈钢外壳11.1、压力显示仪表11.2、销针11.3、浮块11.4、出气孔11.5、筒体11.6、蝶形手柄球阀11.7、连接管11.8、接口法兰11.9、进水压力传感器12、稳流罐体13、进水阀门14、水泵15、止回阀16、出水阀门17、出水总管18、主压力传感器19、压力开关20、备用压力传感器21、保压电动阀22、管道伸缩节23、出水总阀24、流量计25、从控制系统26、主控制系统27、智能控制柜28。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

如图1、图2所示，本发明包括进水总阀1、水泵15、智能控制柜28。水泵15的个数大于等于两个，本实施例水泵的个数为三个。智能控制柜28包括有从控制系统26和主控制系统27，从控制系统26设有多个子控制系统，所述子控制系统大于等于三个，本实施例从控制系统26优选地设有第一子控制系统、第二子控制系统和第三子控制系统三个子系统以平衡成本和可靠性的关系。进水总阀1的出口和过滤器2的一端相连，过滤器2的另一端和倒流防止器3的一端相连，倒流防止器3的另一端和水压传感器4、稳压调节器5的一端同时相连。稳压调节器5的第三端通过进水总管和稳流电动阀10、稳流罐体13两者同时相连。补偿电动阀6的一端和补偿罐体8、稳流电动阀10的第二端同时相连，补偿电动阀6的第二端和保压罐体9、保压电动阀22同时相连。补偿罐体8、保压罐体9内各设有一个食品级胶囊体7。负压抑制器11和稳流罐体13的第二端相连。进水压力传感器12的一端和稳流罐体13的第三端相连。进水阀门14的个数和水泵个数相等，每个水泵的一端均通过一个进水阀门和稳流罐体相连，各水泵的第二端又各与一个止回阀16的一端相连。各止回阀16的第二端各与一个出水阀门17的一端相连，各出水阀门17的另一端均和出水总管18相连。保压电动阀22的第二端和出水总管18相连。出水总管18在保压电动阀22的第二端和出水总管18的相连点的左侧自左到右设有主压力传感器19、压力开关20、备用压力传感器21；出水总管18在保压电动阀22的第二端和出水总管18的相连点的右侧自左到右设有出水总阀24和流量计25。流量计25的第二端和出水管网连通。进水压力传感器12的另一端、水压传感器4、稳压调节器5的第二端、补偿电动阀6的第三端、稳流电动阀10的第三端、各水泵15的第三端、主压力传感器19的第二端、压力开关20的第二端、备用压力传感器21的第二端、保压电动阀22的第三端、流量计25的第三端分别和智能控制柜28电相连。其中，补偿电动阀6、稳流电动阀10、保压电动阀22可以均为电动蝶阀或电动球阀，也可以是一部分为电动蝶阀，另一部分为电动球阀；补偿电动阀6、稳流电动阀10、保压电动阀22既可以是开关型电动阀，也可以是调节型电动阀。本实施例，补偿电动阀6、稳流电动阀10、保压电动阀22均优选为两位两通开关型电动蝶阀。另外，过滤器2优选为Y型过滤器，所述流量计25优选为电磁流量计，出水总阀24与保压电动阀22和出水总管18连接点之间的管路上设有管道伸缩节23。

作为优选，所述负压抑制器11包括不锈钢外壳11.1、压力显示仪表11.2、销针11.3、浮块11.4、出气孔11.5、筒体11.6、蝶形手柄球阀11.7、连接管11.8、接口法兰11.9。组成负压抑制器的这些部分以常规结构连接在一起，负压抑制器通过接口法兰和稳流罐体相连。当市政管网进水时，由于内部气体压缩，稳流罐体内部气体由出气孔排出，此时浮块与销针处于底部状态。当稳流罐体内气体排出后液位上升至浮块位置时，浮块开始上浮顶住销针上升将出气孔关闭，液体无法流出。当市政进水口压力不足且稳流罐体内需要补压时则液位下降的同时气体通过出气孔补充到稳流管内，防止负压产生。

以上所述之具体实施例仅为本发明较佳的实施方式，而并非以此限定本发明的具体实施结构和实施范围。事实上，对所述之形状、结构和设计目的也可以作出一些等效的变化。因此，凡依照所述之形状、结构和设计目的所作出的一些等效变化理应均包含在本发明的保护范围内，也即这些等效变化都应该受到本发明的保护。

Claims (5)

1.一种变容补偿式叠压供水设备，其特征是：包括进水总阀、水泵、智能控制柜；水泵的个数大于等于两个；智能控制柜包括有从控制系统和主控制系统，从控制系统设有多个子控制系统；进水总阀的出口和过滤器的一端相连，过滤器的另一端和倒流防止器的一端相连，倒流防止器的另一端和水压传感器、稳压调节器的一端同时相连；稳压调节器的第三端通过进水总管和稳流电动阀、稳流罐体两者同时相连；补偿电动阀的一端和补偿罐体、稳流电动阀的第二端同时相连，补偿电动阀的第二端和保压罐体、保压电动阀同时相连；补偿罐体、保压罐体内各设有一个食品级胶囊体；负压抑制器和稳流罐体的第二端相连；进水压力传感器的一端和稳流罐体的第三端相连；进水阀门的个数和水泵个数相等，每个水泵的一端均通过一个进水阀门和稳流罐体相连，各水泵的第二端又各与一个止回阀的一端相连；各止回阀的第二端各与一个出水阀门的一端相连，各出水阀门的另一端均和出水总管相连；保压电动阀的第二端和出水总管相连；出水总管在保压电动阀的第二端和出水总管的相连点的左侧自左到右设有主压力传感器、压力开关、备用压力传感器；出水总管在保压电动阀的第二端和出水总管的相连点的右侧自左到右设有出水总阀和流量计；流量计的第二端和出水管网连通；进水压力传感器的另一端、水压传感器、稳压调节器的第二端、补偿电动阀的第三端、稳流电动阀的第三端、各水泵的第三端、主压力传感器的第二端、压力开关的第二端、备用压力传感器的第二端、保压电动阀的第三端、流量计的第三端分别和智能控制柜电相连。

2.根据权利要求1所述的变容补偿式叠压供水设备，其特征是：所述过滤器（2）为Y型过滤器。

3.根据权利要求1所述的变容补偿式叠压供水设备，其特征是：所述流量计（25）为电磁流量计。

4.根据权利要求1所述的变容补偿式叠压供水设备，其特征是： 所述负压抑制器（11）包括不锈钢外壳（11.1）、压力显示仪表（11.2）、销针（11.3）、浮块（11.4）、出气孔（11.5）、筒体（11.6）、蝶形手柄球阀（11.7）、连接管（11.8）、接口法兰（11.9）。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的变容补偿式叠压供水设备，其特征是：出水总阀（24）与保压电动阀（22）和出水总管（18）连接点之间的管路上设有管道伸缩节（23）。