CN111485597A - 一种新型水动压力调控箱式叠压加压供水设备 - Google Patents

Abstract

一种新型水动压力调控箱式叠压加压供水设备，包括：水箱、导流罐和供水泵组；水箱进水口通过水箱进水管路与进水主管相连接，水箱出水口与导流罐的第二进水口相连接；导流罐的第一进水口通过导流罐进水管路与进水主管相连接；导流罐出水口与供水泵组进水端连接；在导流罐进水管路上设置第一水动压力调控管网安全装置；在水箱进水管路上设置第二水动压力调控管网安全装置；两水动压力调控管网安全装置结构相同，包括，闸板阀，包括阀体和闸板；其进水口用于连接进水管路；水力液压驱动装置，包括液压缸，液压缸包括缸体、活塞和活塞杆；活塞杆与闸板相连接；缸体的内腔通过闸板开启动力管路与进水管路相连接；缸体的内腔上部连接闸板闭合驱动装置。

Description

一种新型水动压力调控箱式叠压加压供水设备

技术领域

本发明涉及二次供水设备，具体涉及一种新型水动压力调控箱式叠压加压供水设备。

背景技术

现有箱式供水设备，如图4所示，为《GB/T 37892-2019数字集成全变频控制恒压供水设备》提供的箱式供水设备，已经没有稳流罐加真空抑制器无负压保护设备。采用数字集成全变频控制技术，配置低位储水箱，平时从有压供水管网中直接吸水叠压供水，并保证供水管网水压不低于设定压力值，实现管网叠压与水箱供水相互切换的成套供水设备。根据该标准的规定，设备具有以下功能：

该标准6.3.22条规定了传感器互为备用功能：设备同一检测点应支持接入两路传感器，互为备用，正常运行时，当任一支传感器出现异常或故障，系统应能够自动越过异常故障传感器启用备份传感器保证设备正常运行。

该标准6.3.23条规定了传感器压力检测值比较功能：设备运行过程中两路互为备用的传感器检测的压力值应能相互比较，设备应自动取用接近设定值的传感器。

该标准6.5.2条规定：设备应根据进水管网供水压力变化或供水时间，自动实现由市政吸水增压供水与低位水箱吸水增压供水的定时循环功能。设备可根据需要在任意设定的时间段，自动切换由低位水箱吸水增压供水方式，防止水箱储水长时间未被使用变质出现死水层。

按照上述标准规定的箱式叠压供水设备：配置低位储水箱，平时从有压供水管网中直接吸水叠压供水，并保证供水管网水压不低于设定压力值，实现管网叠压与水箱供水相互切换的成套供水设备。

在叠压供水过程中，保证供水管网压力不低于设定值。在图4所示的技术方案中，保证供水管网压力不低于设定值的安全防护措施是：

预先设定供水管网设定压力值，利用压力传感检测监控系统，来检测比较设备自动取用接近设定值的传感器，利用其信号来控制电动阀，压力达到供水管网设定压力值时，电动阀自动开启，设备进行叠压供水，压力小于等于供水管网设定压力值时，电动阀自动关闭，设备进行水箱常压加压供水，来保证进水管网安全。

国标《GBT24603-2016》，管网强制保护功能：设备运行中当供水管网压力降到限定压力时，通过切换装置，自动关闭进水并切换至水箱供水。

综上所述，对管网压力保护方案全部为通过进水管网压力传感器信号，控制管道闸门。

上述技术方案存在的问题：完全依靠压力传感器在管网压力设定值范围内来切换和控制电动闸门，进行叠压供水和常压加压供水的转换，来进行管网强制保护。因电气自动化设备长期工作，易受安装环境影响，运转时间寿命，维修维护，电磁干扰，人员调控影响，造成设备信号故障、电气故障等，其管网安全防护等级降低，在进水管网给水量满足不了用水需求时，仅依靠设备信号自动切换预防性功能，没有其他主动性根治措施，来保护供水机组在管网强制保护范围内正常工作，尤其是进水管网安装高程高于设备机组安装高程时，更易发生进水管网安全事故。

即便采取双传感器信号源比较控制系统，也属于被动性预防措施。不能从根本保证进水管网的供水安全，防止和减少进水管网低压区的产生。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种新型水动压力调控箱式叠压加压供水设备，用于解决上述问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种新型水动压力调控箱式叠压加压供水设备，包括：水箱、导流罐和供水泵组；所述水箱的进水口通过水箱进水管路与进水主管相连接，所述水箱的出水口与所述导流罐的第二进水口相连接；所述导流罐的第一进水口通过导流罐进水管路与进水主管相连接；所述导流罐的出水口与所述供水泵组的进水端相连接；解决技术问题的技术方案为在所述导流罐进水管路上设置第一水动压力调控管网安全装置；在所述水箱进水管路上设置第二水动压力调控管网安全装置；所述第一水动压力调控管网安全装置与所述第二水动压力调控管网安全装置结构相同，均包括，

闸板阀，至少包括阀体和闸板；所述闸板阀的进水口用于连接进水管路；

水力液压驱动装置，包括液压缸，所述液压缸包括缸体、活塞和活塞杆；所述活塞杆与所述闸板相连接；所述缸体的内腔下部通过闸板开启动力管路与进水管路相连接；所述缸体的内腔上部连接闸板闭合驱动装置，用于驱动闸板，将所述闸板阀关闭。

优选的，所述闸板闭合驱动装置包括储能气压罐，所述储能气压罐的出气口通过闸板闭合供气管路与所述液压缸缸体的内腔上部相连通；所述储能气压罐上设置补压调节管路，所述补压调节管路上设置压力表和控制阀。

优选的，所述闸板开启动力管路上设置控制阀门、过滤器和压力表。

优选的，所述闸板闭合供气管路上设置控制阀门和压力表。

优选的，所述储能气压罐上设置泄压调节管路，所述泄压调节管路设置泄压调节阀。

优选的，所述导流罐的第二进水口处设置微阻单向进水阀，所述水箱的出水口通过所述微阻单向进水阀与所述导流罐相连接。其中所述微阻单向进水阀为专利号为ZL201820819508.8专利产品。

优选的，所述水箱进水管路上还设有防倒流器、过滤器和控制阀门。

优选的，所述导流罐进水管路上设置防倒流器和控制阀门。

优选的，所述水箱上设置液位控制器，通过液位控制管路与所述水箱进水管路相连接。

优选的，所述活塞杆上固定设置触点，所述阀体内壁上固定设置电位器；所述触点与所述电位器相抵靠；所述电位器用于与控制系统连接。

使用时，水动压力调控管网安全装置的工作过程如下：

1、当进水管路给水压力达到设定值时，进水管路来水压力通过闸门开启动力管进入所述液压缸内腔的下部，并由来水压力转为闸门开启力，作用到活塞上，推动活塞并带动闸板逐步平稳向上运动，打开阀门，此时，液压缸缸体内腔上部的气体被压缩，转化为压力能，为阀门关闭储存能量。

2、当进水管路给水压力达不到设定值时，此时，储能气压罐内部压力加闸板重力形成的闸板关闭力大于进水管路来水压力形成的开启力，关闭力推动活塞并带动闸板逐步平稳关闭。

新型水动压力调控箱式叠压加压供水设备在使用时，

首先，设定第一水动压力调控管网安全装置与所述第二水动压力调控管网安全装置开启压力值：

1、第一水动压力调控管网安全装置开启压力值设定：根据供水管理部门要求的进水主管(即进水管网)进水压力的上限、下限值和设备安装高程与进水管网安装高程差，设第一水动压力调控管网安全装置的开启闸门的压力上限、下限值；根据开启阀门的上限、下限值设定调整储能气压罐控制阀门关闭的压力设定值。所述第一水动压力调控管网安全装置具有如下功能：

满足供水部门供水管网进水压力设定值的要求，取代了压力传感控制加机电一体化电动闸门系统，简化了电气控制系统，减少了故障发生率和后期维护；

按照供水部门供水管网进水压力设定值的要求，进行第一水动压力调控管网安全装置的开启和关闭，实现了主动性管网安全保护，在国标的基础上，增加了一项供水管网安全保护措施和功能，同时具备了国标GBT24603要求的无负压管网保护功能，取代了稳流罐加真空抑制器加机电一体化切换系统加无负压保护控制系统。

在有高程差的安装地点(如地下室和丘陵地区)，考虑到高程差因素带来的现场传感控制仪器测量失误，采取供水部门要求的管网设定压力加高程差双参数，设定第一水动压力调控管网安全装置开启压力下限，避免在设定进水压力值时，对供水管网的进水压力保护的误操作，增加进水管网保护的可靠性。

2、第二水动压力调控管网安全装置开启压力值设定：在设备安装高程与进水管网安装高程有高程差的地点，在水箱近水处安装第二水动压力调控管网安全装置，并根据高程差大小来设定第二水动压力调控管网安全装置开启压力下限，即将高程差压力值设定为第二水动压力调控管网安全装置开启压力值。第二水动压力调控管网安全装置具备以下功能：

a)、在同一供水区域内，无高程差、有高程差或高程差差距较大(例如丘陵地区)，可按同一进水管网进水压力进水，避免高程差大的地点进水压力过大，无高程差的地点无法进水。

b)、高峰供水时间内，采用上述方式进行水箱进水，可具备供水调峰功能；

c)、在进水管网无压少量，且安装地点高程差大的情况下，避免市政来水以重力流方式从进水管网取水至水箱，避免进水管网产生断流产生负压功能。

新型水动压力调控箱式叠压加压供水设备具有以下功能：

导流切换功能：可在叠压供水与水箱常压供水相互切换时，利用水力系统导流，适时进行水源切换，取代了国标中的机电一体化切换装置，简化了电气控制系统，减少了故障发生率和后期维护。

稳流功能：在导流罐双向进水切换过程中，产生的管网不同压力的进水和水泵吸水产生的内部水流紊乱或瞬时断水，通过导流罐，起到稳流功能，设备安全运行。

新型水动压力调控箱式叠压加压供水设备在工作时，有三种运行方式：

1、叠压运行方式：

当供水管网进水压力达到第一水动压力调控管网安全装置开启闸门的压力设定值下限时，第一水动压力调控管网安全装置在进水管网进水压力的作用下开启，供水压力达到进水压力第一水动压力调控管网安全装置开启闸门的压力设定值上限时，第一水动压力调控管网安全装置在进水管网进水压力的作用下全部打开。供水管网进水压力值的变化决定第一水动压力调控管网安全装置开启度，同时开启度也是进水管网进水量大小的流量调节范围。第一水动压力调控管网安全装置开启后，进水管网进水通过连接管进入导流罐，此时，由于导流罐内部压力等于进水管网来水压力，处于有压状态，导流罐内的微阻单向阀在压力作用下，自动关闭，切断水箱进水水源，此时水泵进水口压力＝导流罐压力＝进水管网压力，水泵机组进入节能叠压供水方式。

常压加压运行方式：

当供水管网进水压力小于等于第一水动压力调控管网安全装置开启闸门的压力设定值下限时，此时储能气压罐的气压关闭力大于第一水动压力调控管网安全装置进水压力开启力，在储能气压罐的关闭力和闸板重力作用下，第一水动压力调控管网安全装置逐步平稳关闭，切断进水管网进水水源。在切断过程中，导流罐内微阻单向阀在水泵的抽吸作用和水箱水压力作用下瞬时打开，此时，导流罐压力＝水泵机组进水口压力＝水箱与进水主管之间的高程差压力，呈接近常压状态。水泵机组进入常压加压供水方式。

水箱进水方式：

1、设定第二水动压力调控管网安全装置高程差压力启闭值：

以高程差为依据，预先设定第二水动压力调控管网安全装置的启闭压力设定值，根据用户要求，有两种设定方法：

a)、仅以高程差为依据，设定第二水动压力调控管网安全装置的启闭压力设定值,启闭力＝设备安装高程与进水管网安装高程差压力(简称高程差压力)。

b)、以高程差压力加进水管网最低进水压力要求为依据，设定第二水动压力调控管网安全装置的开启力设定值，开启力＝高程差压力加进水管网最低进水压力。

2、水箱进水：

当新型水动压力调控箱式叠压加压供水设备常压加压运行时，水箱水位下降，液位控制器打开，进水管网给水通过防倒流器、过滤器、控制阀门、第二水动压力调控管网安全装置进入水箱补水。补水过程中，如果进水管网给水压力处于无压状态或用户要求的来水压力设定，第二水动压力调控管网安全装置处于关闭状态，如果进水管网给水压力处于有压状态或用户要求的来水压力设定，第二水动压力调控管网安全装置处于开启状态，以避免水箱产生以重力流进水方式从进水管网取水。造成进水管网断流或产生负压。叠压运行过程中，当供水管网进水压力小于等于第一水动压力调控管网安全装置开启闸门的压力设定值下限时，第一水动压力调控管网安全装置在储能气压罐储存能量的作用下关闭，关闭过程中，在导流稳压罐内部装置的作用下，水箱水自动导流进入导流稳压罐，进行常压加压供水。

新型水动压力调控箱式叠压加压供水设备具有如下特点：

1、可根据供水管网实际情况，方便与设定供水管网设定压力值。其设定值只根据市政管网给水压力和供水管网压力设定值，利用市政管网压力产生的水动力来确定

2、管网安全保护功能不受供水设备机组与供水管网安装高程差的影响。

使用时，按照供水管网与供水设备无高程差时的允许压力值与供水设备与供水管网之间的高程差压力值之和设定安全阀的开启压力值即可。

水动压力调控箱式叠压供水设备因安装了水动压力调控管网安全装置而避免了供水管网在供水压力低于设定值时水泵直接从供水管网取水，使供水管网产生真空和低压区；尤其是避免了在供水泵组安装高程低于供水管网安装高程时(供水设备安装在地下室)，其高程差对水泵机组无负压保护系统形成水封状态，当供水管网给水压力低于设定值时，在无导流阀的情况下，供水管网来水以重力流方式进入水泵进水口。

2、由于安全装置的开启关闭动力只受供水管网压力和高程差压力控制，没有外部因素影响或机电一体化控制。而且安全装置闸门开启关闭压力是允许设定值，而且该压力设定值压力设定范围是可调值，可适应各种来水压力变化情况下的管网安全保护，并实现连续供水。

3、由于闸板的开启在动力转换中所消耗的动力不影响供水管网来水的压力，所以，在闸门全部打开时，充分利用供水管网压力进行节能叠压供水。

4、同时具备真空抑制器加压力传感器作为管网无负压保护功能，和预先压力设定由压力传感检测监控系统来控制进水压力允许值，防止产生供水低压区功能。

附图说明

图1为本发明新型水动压力调控箱式叠压加压供水设备的结构示意图；

图2为本发明新型水动压力调控箱式叠压加压供水设备中的水动压力调控管网安全装置的结构示意图；

图3为本发明水动压力调控管网安全装置的局部放大图；

图4为现有技术中箱式供水设备的结构示意图；

图中：1防倒流器、2控制阀门、3第一水动压力调控管网安全装置、4导流罐、5微阻单向进水阀、6供水泵组、7水箱、8液位控制器、9控制阀门、10第二水动压力调控管网安全装置、11控制阀门、12过滤器、13防倒流器、14水箱进水管路、15导流罐进水管路、16第一进水口、17第二进水口、18出水口；3-1进水管路、3-2控制阀门、3-3闸板开启动力管路、3-4过滤器、3-5压力表、3-6活塞、3-7储能气压罐、3-8缸体、3-9活塞杆、3-10阀体、3-11闸板；3-12闸板闭合供气管路、3-13控制阀门、3-14压力表、3-15压力表、3-16补压调节管路、3-17控制阀、3-18泄压调节管路、3-19控制阀门、3-20触点、3-21电位器；101阀门、102过滤器、103防倒流器、104水箱、105电动阀、106水位控制阀、107气压水罐、108数字集成变频控制柜、109触摸显示控制柜、110止回阀、111水泵、112阀门。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

请参阅图1至图3；本发明提供一种新型水动压力调控箱式叠压加压供水设备，包括：水箱7、导流罐4和供水泵组6；所述水箱7的进水口通过水箱进水管路14与进水主管相连接，所述水箱7的出水口与所述导流罐4的第二进水口17相连接；所述导流罐4的第一进水口16通过导流罐进水管路15与进水主管相连接；所述导流罐的出水口18与所述供水泵组6的进水端相连接；所述导流罐进水管路15上设置第一水动压力调控管网安全装置3；在所述水箱进水管路14上设置第二水动压力调控管网安全装置10；所述第一水动压力调控管网安全装置3与所述第二水动压力调控管网安全装置10结构相同，均包括，

闸板阀，至少包括阀体3-10和闸板3-11；所述闸板阀的进水口用于连接进水管路3-1；

水力液压驱动装置，包括液压缸，所述液压缸包括缸体3-8、活塞3-6和活塞杆3-9；所述活塞杆3-9与所述闸板3-11相连接；所述缸体3-8的内腔下部通过闸板开启动力管路3-3与进水管路3-1相连接；所述缸体3-8的内腔上部连接闸板闭合驱动装置，用于驱动闸板3-11，将所述闸板阀关闭。

在另一实施方式中，所述闸板闭合驱动装置包括储能气压罐3-7，所述储能气压罐3-7的出气口通过闸板闭合供气管路3-12与所述液压缸缸体8的内腔上部相连通；所述储能气压罐3-7上设置补压调节管路3-16，所述补压调节管路3-16上设置压力表3-15和控制阀3-17。

在另一实施方式中，所述闸板开启动力管路3-3上设置控制阀门3-2、过滤器3-4和压力表3-5。

在另一实施方式中，所述闸板闭合供气管路3-12上设置控制阀门3-13和压力表3-14。

在另一实施方式中，所述储能气压罐上设置泄压调节管路，所述泄压调节管路设置泄压调节阀。

在另一实施方式中，所述导流罐4的第二进水口17处设置微阻单向进水阀5，所述水箱7的出水口通过所述微阻单向进水阀5与所述导流罐4相连接。其中所述微阻单向进水阀5为专利号为ZL201820819508.8专利产品。

在另一实施方式中，所述水箱进水管路14上还设有防倒流器13、过滤器12和控制阀门11。

在另一实施方式中，所述导流罐进水管路15上设置防倒流器1和控制阀门2。

在另一实施方式中，所述水箱7上设置液位控制器8，通过液位控制管路与所述水箱进水管路14相连接。所述液位控制管路上设置控制阀门9。

在另一实施方式中，所述活塞杆3-9上固定设置触点3-20，所述阀体3-10内壁上固定设置电位器3-21；所述触点3-20与所述电位器3-21相抵靠；所述电位器3-21用于与控制系统连接。

图4为现有技术中箱式供水设备的结构示意图，图4中，101阀门、102过滤器、103防倒流器、104水箱、105电动阀、106水位控制阀、107气压水罐、108数字集成变频控制柜、109触摸显示控制柜、110止回阀、111水泵、112阀门。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种新型水动压力调控箱式叠压加压供水设备,包括：水箱、导流罐和供水泵组；所述水箱的进水口通过水箱进水管路与进水主管相连接，所述水箱的出水口与所述导流罐的第二进水口相连接；所述导流罐的第一进水口通过导流罐进水管路与进水主管相连接；所述导流罐的出水口与所述供水泵组的进水端相连接；其特征在于：在所述导流罐进水管路上设置第一水动压力调控管网安全装置；在所述水箱进水管路上设置第二水动压力调控管网安全装置；所述第一水动压力调控管网安全装置与所述第二水动压力调控管网安全装置结构相同，均包括，

闸板阀，至少包括阀体和闸板；所述闸板阀的进水口用于连接进水管路；

水力液压驱动装置，包括液压缸，所述液压缸包括缸体、活塞和活塞杆；所述活塞杆与所述闸板相连接；所述缸体的内腔下部通过闸板开启动力管路与进水管路相连接；所述缸体的内腔上部连接闸板闭合驱动装置，用于驱动闸板，将所述闸板阀关闭。

2.根据权利要求1所述的新型水动压力调控箱式叠压加压供水设备,其特征在于：所述闸板闭合驱动装置包括储能气压罐，所述储能气压罐的出气口通过闸板闭合供气管路与所述液压缸缸体的内腔上部相连通；所述储能气压罐上设置补压调节管路，所述补压调节管路上设置压力表和控制阀。

3.根据权利要求1所述的新型水动压力调控箱式叠压加压供水设备,其特征在于：所述闸板开启动力管路上设置控制阀门、过滤器和压力表。

4.根据权利要求1所述的新型水动压力调控箱式叠压加压供水设备,其特征在于：所述闸板闭合供气管路上设置控制阀门和压力表。

5.根据权利要求2至3中任一项所述的新型水动压力调控箱式叠压加压供水设备,其特征在于：所述储能气压罐上设置泄压调节管路，所述泄压调节管路设置泄压调节阀。

6.根据权利要求5所述的新型水动压力调控箱式叠压加压供水设备,其特征在于：所述导流罐的第二进水口处设置微阻单向进水阀，所述水箱的出水口通过所述微阻单向进水阀与所述导流罐相连接。

7.根据权利要求5所述的新型水动压力调控箱式叠压加压供水设备,其特征在于：所述水箱进水管路上还设有防倒流器、过滤器和控制阀门。

8.根据权利要求6或7所述的新型水动压力调控箱式叠压加压供水设备,其特征在于：所述导流罐进水管路上设置防倒流器和控制阀门。

9.根据权利要求6或7所述的新型水动压力调控箱式叠压加压供水设备,其特征在于：所述水箱上设置液位控制器，通过液位控制管路与所述水箱进水管路相连接。

10.根据权利要求5所述的新型水动压力调控箱式叠压加压供水设备,其特征在于：所述活塞杆上固定设置触点，所述阀体内壁上固定设置电位器；所述触点与所述电位器相抵靠；所述电位器用于与控制系统连接。

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