CN110644574A - 一种用于自来水厂的节能型管网叠压供水装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及供水设备技术领域，具体为一种用于自来水厂的节能型管网叠压供水装置，包括稳流罐、变速水泵、定频泵、PLC控制器和变速水泵控制系统，稳流罐内设有形成上下折流回路的变流板，稳流罐分别固定连接进水法兰和出水法兰，进水法兰固定连接供水总管，出水法兰固定连接第一送水管，第一送水管连通变速水泵，变速水泵连通第二送水管，第二送水管设有压力传感器和流量传感器。有益效果为：本发明在原有的机械式管网叠压供水基础上改造成电子式管网叠压供水，充分利用了稳流罐的流量补偿功能，对大型的市政供水具有很好的削峰填谷的作用，并对稳流罐进行优化改造，实现稳流罐中水体主动更新，确保水体不发生变质。
Description
技术领域
本发明涉及供水设备技术领域，具体为一种用于自来水厂的节能型管网叠压供水装置。
背景技术
管网叠压供水设备是一种加压供水机组直接与市政供水管网联接、在市政管网剩余压力基础上串联叠压供水而确保市政管网压力不小于设定保护压力的二次加压供水设备。管网叠压供水设备的核心是在二次加压供水系统运行过程中如何防止负压产生，消除机组运行对市政管网的影响，在保证不影响附近用户用水的前提下实现安全、可靠、平稳、持续供水。根据管网叠压供水设备的防负压设施结构不同，可将无负压供水设备分为机械式和电子式。
机械式管网叠压供水设备为了防止负压产生，在市政管网出水管与加压泵组进水管之间设置了一个缓冲调节装置，该装置主要采用稳流罐+真空抑制器+浮球水位控制器或液位控制器的形式，机械式管网叠压供水设备着眼于负压后消除负压，防负压效果差，正逐渐被电子式管网叠压供水设备所取代。
电子式管网叠压供水设备运用现代信息传感技术，实时监测市政管网进水压力，当用户用水量增加导致市政管网供水压力降低到设定的保护压力时，智能电子防负压运行控制器控制加压机组改变其水泵工作状况，稍微减少供水量，以换取市政管网进水压力不再下降，不产生负压而继续供水。
目前，由于电子式管网叠压供水设备不使用稳流罐，导致现有自来水厂的机械式管网叠压供水设备改造成电子式管网叠压供水设备后，存在稳流罐被废弃问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于自来水厂的节能型管网叠压供水装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于自来水厂的节能型管网叠压供水装置，包括稳流罐、变速水泵、定频泵、PLC控制器和变速水泵控制系统，所述稳流罐内置有若干个变流板，若干个所述变流板形成上下折流回路，且变流板之间穿设有定距杆，所述稳流罐顶部和底部分别固定连接进水法兰和出水法兰，所述进水法兰固定连接供水总管，所述出水法兰固定连接第一送水管，所述第一送水管分别固定连接第一进泵管和第二进泵管，所述第一进泵管与变速水泵的进口端固定连接，所述变速水泵的出口端固定连接第一出泵管，所述第二进泵管与定频泵的进口端固定连接，所述定频泵的出口端固定连接第二出泵管，所述第一出泵管和第二出泵管均固定连接第二送水管，所述第二送水管上设有压力传感器和流量传感器，第二送水管固定连接市政供水管网；
所述变速水泵控制系统包括电源电路，所述电源电路的输出端电性连接A/D转化电路，所述A/D转化电路的输出端电性连接PLC控制器的输入端，所述PLC控制器的输出端电性连接D/A转化电路的输入端，所述D/A转化电路的输出端电性连接永磁调速器的输入端，所述永磁调速器的输出端电性连接变速水泵的电机，所述压力传感器的输出端电性连接PLC控制器的输入端，所述流量传感器的输出端电性连接PLC控制器的输入端，所述PLC控制器的输出端电性连接变速水泵的输入端。
优选的，所述供水总管上设有Y型过滤器和倒流防止器，供水总管、第一送水管、第一进泵管、第一出泵管、第二进泵管、第二出泵管和第二送水管上均设有蝶阀。
优选的，所述稳流罐由左封头、筒体和右封头依次焊接而成，所述左封头的内壁、筒体的内壁和右封头的内壁均固定连接陶瓷内衬，右封头焊接有人孔。
优选的，所述变流板呈弓形且设有四块，四块所述变流板呈上下等间距交错排列，且变流板表面涂覆有超光滑金属涂层，四块变流板之间至少穿设有两个定距杆，且两个定距杆呈水平平行排列。
优选的，所述变速水泵和定频泵均设有一开一备的两组，所述定频泵设有两个，当变速水泵的转速与定频泵的转速相同时，其二者的扬程相同。
优选的，所述压力传感器采用唐山平升DATA86型压力变送器，其外壳采用316L不锈钢。
优选的，所述流量传感器采用涡轮流量传感器，流量传感器与PLC控制器之间的连接导线采用φ7.2mm聚氨酯电缆。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明在原有的机械式管网叠压供水基础上改造成电子式管网叠压供水，充分利用了稳流罐的流量补偿功能，对大型的市政供水具有很好的削峰填谷的作用，并对稳流罐进行优化改造，实现稳流罐中水体主动更新，确保水体不发生变质；
2.本发明通过变流板表面涂覆有超光滑金属涂层，超光滑金属涂层不仅符合饮用水安全使用规范，还可以提高变流板表面的光滑度，避免水体中杂质粘附在变流板上，并通过定距杆，对变流板进行约束，保证四块变流板之间具有一定的机械强度；
3.本发明中变速水泵和定频泵均设有一开一备的两组，方便检修，安全可靠。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明中稳流罐结构示意图。
图中：1供水总管、2稳流罐、3变流板、4定距杆、5进水法兰、6出水法兰、7陶瓷内衬、8人孔、9第一送水管、10第一进泵管、11变速水泵、12第一出泵管、13第二进泵管、14定频泵、15第二出泵管、16第二送水管、17压力传感器、18流量传感器、19控制器、20Y型过滤器、21倒流防止器、22蝶阀、23市政供水管网。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图2，本发明提供一种技术方案：一种用于自来水厂的节能型管网叠压供水装置，包括稳流罐2、变速水泵11、定频泵14、PLC控制器19和变速水泵控制系统。稳流罐2为卧式容器，其由左封头、筒体和右封头依次焊接而成，筒体底部外壁焊接有鞍座和出水法兰6，筒体顶部焊接进水法兰5，进水法兰5固定连接供水总管1。为了避免筒体发生应力破坏，进水法兰5和出水法兰6均不位于鞍座的正上方，或位于筒体的中间位置。本发明通过在左封头的内壁、筒体的内壁和右封头的内壁均固定连接陶瓷内衬7，利用陶瓷内衬7的防腐能力，避免稳流罐2发生腐蚀漏水问题，延长稳流罐2的使用寿命。
如图2所示，稳流罐2内置有四块变流板3，四块变流板3呈上下等间距交错排列，变流板3呈弓形且与筒体内壁相焊接，四块变流板3形成上下折流回路，从进水法兰5进入的水体会严格按照上述折流回路进入出水法兰6，避免稳流罐2内出现“水体死区”，确保在一定周期内，稳流罐2内水体可以自动或主动的实现全部更新，确保流体不发生变质。通过变流板3表面涂覆有贝尔佐纳生产的1314超光滑金属涂层，1314超光滑金属涂层符合饮用水安全使用规范，可以提高变流板3表面的光滑度，避免水体中杂质粘附在变流板3上。
变流板3之间穿设有定距杆4，四块变流板3之间穿设有两个定距杆4，且两个定距杆4呈水平平行排列。本发明通过定距杆4，对变流板3进行约束，保证四块变流板3之间具有一定的机械强度。
值得说明的是，机械式管网叠压供水中稳流罐不是国标件，一般的，其直径在1800mm-3000mm内，其长度在3200mm-6000m内，不具备检查人孔。为了可以向稳流罐2内安装变流板3和定距杆4，本实施例在右封头开设人孔贯穿孔，并通过在人孔贯穿孔处焊接人孔8，人孔8为国标件，其直径为600mm，方便施工人员进入稳流罐2中。
供水总管1上设有Y型过滤器20和倒流防止器21，Y型过滤器20和倒流防止器21均为本技术领域常规器件，其均采用法兰连接的方式与供水总管1连接。出水法兰6固定连接第一送水管9，第一送水管9分别固定连接第一进泵管10和第二进泵管13，第一进泵管10与变速水泵11的进口端固定连接，变速水泵11的出口端固定连接第一出泵管12，第二进泵管13与定频泵14的进口端固定连接，定频泵14的出口端固定连接第二出泵管15，第一出泵管12和第二出泵管15均固定连接第二送水管16，第二送水管16上设有压力传感器17和流量传感器18，第二送水管16固定连接市政供水管网23。供水总管1、第一送水管9、第一进泵管10、第一出泵管12、第二进泵管13、第二出泵管15和第二送水管16上均设有蝶阀22，蝶阀22采用法兰安装的形式与上述管体进行配合安装。
变速水泵控制系统包括电源电路，电源电路的输出端电性连接A/D转化电路，A/D转化电路的输出端电性连接PLC控制器19的输入端，PLC控制器19的输出端电性连接D/A转化电路的输入端，D/A转化电路的输出端电性连接永磁调速器的输入端，永磁调速器的输出端电性连接变速水泵11的电机，压力传感器17的输出端电性连接PLC控制器19的输入端，流量传感器18的输出端电性连接PLC控制器19的输入端，PLC控制器19的输出端电性连接变速水泵11的输入端。
其中，PLC控制器19采用常规的西门子S7-300，其工作原理和安装方式均为常规技术，本文不再赘述。
永磁调速器采用盘式永磁调速器。盘式调节永的磁转子安装在负载侧，导体转子安装在电机侧，导体转子与电机转速一致，其工作原理是导体转子和磁转子可以自由地独立旋转，导体转子旋转时，导体转子与磁转子产生相对运动，交变磁场通过气隙在铜转子上产生涡流，同时涡流产生感应磁场与永磁磁场相互作用，从而带动磁转子沿着与导体转子相同的方向旋转，结果在负载侧输出轴上产生扭矩，从而带动负载做旋转运动。通过调节磁转子和导体转子之间的气隙就可以控制传递扭矩的大小，从而获得可调整的、可控制的、可以重复的负载转速，实现负载转速的调节。
压力传感器17采用唐山平升DATA86型压力变送器，其外壳采用316L不锈钢。流量传感器18采用涡轮流量传感器，压力传感器17和流量传感器18与PLC控制器19之间的连接导线采用φ7.2mm聚氨酯电缆。
管网叠压供水原理：本发明通过压力传感器17和流量传感器18检测出市政管网供水量和用户用水量的大小关系。变速水泵11设有一开一备的两组，定频泵14设有两个，当变速水泵11的转速与定频泵14的转速相同时，其二者的扬程相同。正常工作时，两个定频泵14也采用一开一备。规定：当市政供水管网23的供水量与用户用水量相等时，变速水泵11和定频泵14共同负责将第一送水管9中自来水送入第二送水管16中，此时，变速水泵11和定频泵14的转速相同，即变速水泵11输出的扬程为此时市政供水管网23所需扬程的一半。
当市政供水管网23的供水量大于用户用水量时，PLC控制器19控制开启变速水泵11，变速水泵11投入运行，从启动频率开始加速，供水压力升到设定压力后恒压供水。此后，随用水量变化，PLC控制器19调整变速水泵11工作转速使供水压力始终保持恒压。
相反的，当市政供水管网23的供水量小于用户用水量时，PLC控制器19控制江都变速水泵11的转速，减少供水量，使进水压力始终大于等于市政管网保护压力，从而实现无负压。市政管网供水量满足用户用水量后，在PLC控制器19的控制下，自动恢复变速水泵11原设定的供水压力，恢复正常供水。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种用于自来水厂的节能型管网叠压供水装置，包括稳流罐(2)、变速水泵(11)、定频泵(14)、PLC控制器(19)和变速水泵控制系统，其特征在于：所述稳流罐(2)内置有若干个变流板(3)，若干个所述变流板(3)形成上下折流回路，且变流板(3)之间穿设有定距杆(4)，所述稳流罐(2)顶部和底部分别固定连接进水法兰(5)和出水法兰(6)，所述进水法兰(5)固定连接供水总管(1)，所述出水法兰(6)固定连接第一送水管(9)，所述第一送水管(9)分别固定连接第一进泵管(10)和第二进泵管(13)，所述第一进泵管(10)与变速水泵(11)的进口端固定连接，所述变速水泵(11)的出口端固定连接第一出泵管(12)，所述第二进泵管(13)与定频泵(14)的进口端固定连接，所述定频泵(14)的出口端固定连接第二出泵管(15)，所述第一出泵管(12)和第二出泵管(15)均固定连接第二送水管(16)，所述第二送水管(16)上设有压力传感器(17)和流量传感器(18)，第二送水管(16)固定连接市政供水管网(23)；
所述变速水泵控制系统包括电源电路，所述电源电路的输出端电性连接A/D转化电路，所述A/D转化电路的输出端电性连接PLC控制器(19)的输入端，所述PLC控制器(19)的输出端电性连接D/A转化电路的输入端，所述D/A转化电路的输出端电性连接永磁调速器的输入端，所述永磁调速器的输出端电性连接变速水泵(11)的电机，所述压力传感器(17)的输出端电性连接PLC控制器(19)的输入端，所述流量传感器(18)的输出端电性连接PLC控制器(19)的输入端，所述PLC控制器(19)的输出端电性连接变速水泵(11)的输入端。
2.根据权利要求1所述的一种用于自来水厂的节能型管网叠压供水装置，其特征在于：所述供水总管(1)上设有Y型过滤器(20)和倒流防止器(21)，供水总管(1)、第一送水管(9)、第一进泵管(10)、第一出泵管(12)、第二进泵管(13)、第二出泵管(15)和第二送水管(16)上均设有蝶阀(22)。
3.根据权利要求1所述的一种用于自来水厂的节能型管网叠压供水装置，其特征在于：所述稳流罐(2)由左封头、筒体和右封头依次焊接而成，所述左封头的内壁、筒体的内壁和右封头的内壁均固定连接陶瓷内衬(7)，右封头焊接有人孔(8)。
4.根据权利要求1所述的一种用于自来水厂的节能型管网叠压供水装置，其特征在于：所述变流板(3)呈弓形且设有四块，四块所述变流板(3)呈上下等间距交错排列，且变流板(3)表面涂覆有1314超光滑金属涂层，四块变流板(3)之间至少穿设有两个定距杆(4)，且两个定距杆(4)呈水平平行排列。
5.根据权利要求1所述的一种用于自来水厂的节能型管网叠压供水装置，其特征在于：所述变速水泵(11)和定频泵(14)均设有一开一备的两组，所述定频泵(14)设有两个，当变速水泵(11)的转速与定频泵(14)的转速相同时，其二者的扬程相同。
6.根据权利要求1所述的一种用于自来水厂的节能型管网叠压供水装置，其特征在于：所述压力传感器(17)采用唐山平升DATA86型压力变送器，其外壳采用316L不锈钢。
7.根据权利要求1所述的一种用于自来水厂的节能型管网叠压供水装置，其特征在于：所述流量传感器(18)采用涡轮流量传感器，流量传感器(18)与PLC控制器(19)之间的连接导线采用φ7.2mm聚氨酯电缆。
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- 2019-09-26 CN CN201910916297.9A patent/CN110644574A/zh active Pending
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