CN114216059A - 泵房压力流量水击自动控制系统和控制方法 - Google Patents
泵房压力流量水击自动控制系统和控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114216059A CN114216059A CN202111610979.0A CN202111610979A CN114216059A CN 114216059 A CN114216059 A CN 114216059A CN 202111610979 A CN202111610979 A CN 202111610979A CN 114216059 A CN114216059 A CN 114216059A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- valve
- pressure
- control valve
- control
- pressure reducing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 109
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 claims description 13
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 12
- 239000008400 supply water Substances 0.000 claims description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
- F17D1/00—Pipe-line systems
- F17D1/08—Pipe-line systems for liquids or viscous products
- F17D1/14—Conveying liquids or viscous products by pumping
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
- F16L55/02—Energy absorbers; Noise absorbers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
- F17D3/00—Arrangements for supervising or controlling working operations
- F17D3/01—Arrangements for supervising or controlling working operations for controlling, signalling, or supervising the conveyance of a product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Domestic Plumbing Installations (AREA)
- Control Of Fluid Pressure (AREA)
Abstract
本申请公开泵房压力流量水击自动控制系统和控制方法,所述自动控制系统包括两个电液阀、若干个压力传感器和控制器;所述电液阀分别被实施为泄压阀和减压阀,所述泄压阀被设置在所述管路的泄压支管路上,所述减压阀被设置在减压支管路上;所述电液阀包括主阀、第一控制阀和第二控制阀,所述主阀具有一个阀腔,所述第一控制阀被设置于所述主阀的进口端连通所述阀腔的第一导管上,所述第二控制阀被设置于所述主阀的出口端连通所述阀腔的第二导管上;压力传感器被分别设置于两个所述主阀的进口端和出口端以及所述管路的预定位置处;所述第一控制阀、所述第二控制阀以及所述压力传感器均电信号连接所述控制器。该控制系统能节能降耗,减小水锤。
Description
技术领域
本发明涉及泵房管道控制技术领域,尤其涉及泵房压力流量水击自动控制系统和控制方法。
背景技术
在一般的管道系统中,传统的压力控制阀为减压阀或者泄压阀,无论是直动式减压阀或是泄压阀,还是先导式减压阀或是泄压阀,亦或者隔膜型减压阀或是泄压阀,都不具备瞬时流量或者累计流量采集和显示的功能。
目前,常规的使用方法是单独的管线流量计01+单独的减压阀02(参见图1和图2),或者是一体式流量计减压阀(参见图3)。
如果流量计01安装在泄压阀03的前端(参见图1),那么流量计01只能测得水泵001的产出流量,系统不能得知泄压阀03的分流流量和流经减压阀02的实际用户流量;而如果流量计被安装在泄压阀03的后端(参图2和图3),系统就只能测得流经减压阀 02的实际用户流量,而不知道水泵001的产出流量与泄压阀03的分流流量。
管网系统目前常使用电接点压力表与控制箱来控制水泵的启停和输入功率,然而,电接点压力表自身的精度偏差,响应灵敏度也较差,导致水泵的输入频率和输入功率的调整存在较大的延迟现象,节能降耗效果差,水锤的控制效果差,同时减压阀和泄压阀的进出口压力和流量的实时在线显示也不精确。
同时,以上问题也导致泵房的水管内部出现水锤的概率增大,尤其是在泵房的管路被首次使用或者用户端的管路启动泵供水,在减压阀的出口端的水压出现波动变化,在减压阀进口端的压力出现瞬时变化,在正常停泵以及在突然断电停泵等情况发生时。
发明内容
本发明的一个优势在于提供一种泵房压力流量水击自动控制系统,结合压力传感器、位移传感器、节流阀、两个电液阀和控制器的功能和控制原理,能够实现从泵房启动、泵房运行以及运行期间断电停泵和正常停泵等全工况下的智能化自动控制,从而极大的节约了泵房的能耗,并有效控制水锤现象。
本发明的一个优势在于提供一种泵房压力流量水击自动控制系统,其中通过压力传感器和位移传感器的作用,并结合伯努利方程,能够自动计算泵房管路的瞬时流量以及某一固定时间段的累计流量,从而根据用户端的用水量和压力需求值能够自动调整水泵的输入频率和输入功率,进一步提高了节能的效果,减小了水锤。
本发明的一个优势在于提供一种泵房压力流量水击自动控制方法,能够在全工况下确保泵房的稳定运行,并有效节约泵房的能耗,减小水锤,甚至避免水锤现象的发生。
为达到本发明以上至少一个优势,第一方面,本发明提供一种泵房压力流量水击自动控制系统,用于控制泵房的管路的流量,其中所述自动控制系统包括:
两个电液阀,分别被实施为泄压阀和减压阀,其中所述泄压阀被设置在所述管路的泄压支管路上,所述减压阀被设置在所述管路的减压支管路上,其中所述电液阀包括主阀、第一控制阀和第二控制阀,所述主阀具有一个阀腔,所述第一控制阀被设置于所述主阀的进口端连通所述阀腔的第一导管上,所述第二控制阀被设置于所述主阀的出口端连通所述阀腔的第二导管上;
若干个压力传感器,其中若干个压力传感器被分别设置于两个所述主阀的进口端和出口端以及所述管路的预定位置处;和
控制器,其中所述第一控制阀、所述第二控制阀以及所述压力传感器均电信号连接所述控制器。
根据本发明一实施例,所述第一导管上还设置有与所述第一控制阀并联的第一急控阀,所述第二导管上还设置有与所述第二控制阀并联的第二急控阀。
根据本发明一实施例,所述自动控制系统还包括若干个节流阀,其中若干个所述节流阀被分别设置于所述第一导管和所述第二导管上,以分别控制所述主阀在所述第一导管和所述第二导管的开度;
所述主阀的阀杆上设置有位移传感器,所述位移传感器和所述节流阀均与所述控制器电信号连接。
第二方面,本发明还提供了一种利用所述泵房压力流量水击自动控制系统的泵房压力流量水击自动控制方法,其中,在所述泵房的管路被首次使用或者用户端的管路启动泵供水时:
关闭所述泄压阀上的所述第一控制阀,并打开所述泄压阀上的所述第二控制阀,以开启所述泄压阀;
打开所述减压阀上的所述第一控制阀,并关闭所述减压阀上的所述第二控制阀,以关闭所述减压阀;
启动所述泵房的水泵供水;
在所述泵房的管路升高至Pw1-0.5Bar时,关闭所述减压阀上的所述第一控制阀,并缓慢打开所述减压阀上的所述第二控制阀,以打开所述减压阀向所述用户端供水,其中Pw1被定义为所述泵房的管路在正常供水压力区间的低压值。
根据本发明一实施例,定义所述减压阀的进口端的压力为Pi,出口端的压力为Po,用户端所需使用的压力为Ps,允许的压力的偏差量为δ,在所述减压阀的出口端的水压出现波动变化时:
S11,当Po>Ps时,开启所述减压阀上的所述第一控制阀,并减小所述主阀在所述第二导管的开度,直至所述减压阀出口端的压力Po减小到Ps±δ的范围,此时关闭所述减压阀上的所述第一控制阀,保持所述主阀的开度并维持所述减压阀的出口端压力恒定;
S21,当Po<Ps时,开启所述减压阀上的所述第二控制阀,并增大所述主阀在所述第二导管的开度,直至所述减压阀出口端的压力Po增大到Ps±δ的范围,此时关闭所述减压阀上的所述第二控制阀,保持所述主阀的开度并维持所述减压阀的出口端压力恒定;
S31,当Po在Ps±δ的范围内时,关闭所述减压阀上的所述第一控制阀和所述第二控制阀,保持所述主阀的开度并维持所述减压阀的出口端压力恒定;
当用户端不用水时,开启所述减压阀上的所述第一控制阀,逐渐提升所述阀腔的压力,并逐渐减小所述主阀在所述第二导管的开度,直至所述主阀关闭,使Po在Ps±δ的范围,此时关闭所述减压阀上的所述第一控制阀。
根据本发明一实施例,在所述减压阀进口端的压力Pi出现瞬时变化时:
其中,在Pi瞬间增大时,进行步骤S11;
在Pi瞬间减小时,进行步骤S21。
根据本发明一实施例,在正常停泵时:
开启所述减压阀上的所述第一控制阀,并缓慢关闭所述减压阀上的所述第二控制阀,同时,关闭所述泄压阀上的所述第一控制阀,并打开所述泄压阀上的所述第二控制阀;
在水泵断电关停后,开启所述泄压阀上的所述第一控制阀,并关闭所述泄压阀上的第二控制阀。
根据本发明一实施例,在突然断电停泵时:
开启所述泄压阀上的所述第二控制阀,并关闭所述泄压阀上的所述第一控制阀,保持所述泄压阀的旁通泄出能力,同时,缓慢关闭所述减压阀上的所述第一控制阀,并开启所述减压阀上的所述第二控制阀,保持所述减压阀的止回能力。
根据本发明一实施例,在所述管路的预定位置处的所述压力传感器感应到压力超出预定值时,其中所述预定位置被定义为易发生水锤的位置:
开启靠近所述预定位置的所述泄压阀上的所述第二控制阀,并关闭该泄压阀上的所述第一控制阀,直至该泄压阀进口端的压力降至预定范围,然后关闭该泄压阀上的所述第二控制阀,并开启该泄压阀上的所述第一控制阀,保持该泄压阀处于关闭状态。
根据本发明一实施例,根据所述主阀进口端和出口端的压力差ΔP、所述主阀瞬时开度的Kv值和伯努利方程
Q=Kv*(ΔP)1/2
自动计算所述主阀的瞬时流量,其中所述主阀瞬时开度的Kv值由所述位移传感器提供信号,并根据用户端的用水量和压力需求值自动调整所述泵房的水泵的输入频率和功率。
本发明的这些和其它目的、特点和优势,通过下述的详细说明,得以充分体现。
附图说明
图1示出了现有技术中单独流量计和单独减压阀的示意图。
图2示出了现有技术中单独流量计和单独减压阀的示意图。
图3示出了现有技术中一体式流量计减压阀的示意图。
图4示出了本申请泵房压力流量水击自动控制系统的原理示意图。
图5示出了本申请电液泵的主视示意图。
图6示出了本申请泵房压力流量水击自动控制方法的部分流程示意图。
图7示出了本申请中泄压阀的构造示意图。
图8示出了本申请中减压阀的构造示意图。
图9示出了本申请不同公称直径管道的瞬时开度Kv值图。
图10示出了常规泵站无保护措施情况下的水锤曲线示意图。
图11示出了泵站采用K-550情况下的水锤曲线示意图。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例,本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
本领域技术人员应理解的是,在说明书的揭露中,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系,其仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此,上述术语不能理解为对本发明的限制。
可以理解的是,术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”,即在一个实施例中,一个元件的数量可以为一个,而在另外的实施例中,该元件的数量可以为多个,术语“一”不能理解为对数量的限制。
参考图4和图5,依本发明一较佳实施例的一种泵房压力流量水击自动控制系统将在以下被详细地阐述,其中所述泵房压力流量水击自动控制系统被用于控制泵房90的管路91的流量,通过自动计算管路的瞬时流量,并根据一定采样时间内的各瞬时流量自动计算该时间段内的累计流量,同时结合用户端在不同时间段的用水量以及压力需求值,能够自动调整泵房的水泵的输入频率和输入功率,减小水锤,甚至避免发生水锤现象,并达到节能降耗的目的。
具体的,所述自动控制系统包括两个电液阀10、若干个压力传感器70和控制器80。两个所述电液阀10被分别被实施为泄压阀110和减压阀120,其中所述泄压阀110被设置在所述管路91的泄压支管路911上,而所述减压阀120被设置在所述管路91的减压支管路912上,其中所述电液阀10包括主阀11、第一控制阀12和第二控制阀13,所述主阀11具有一个阀腔101,所述第一控制阀12被设置于所述主阀11的进口端连通所述阀腔101的第一导管102上,所述第二控制阀13被设置于所述主阀11的出口端连通所述阀腔101的第二导管103上。若干个压力传感器70被分别设置于两个所述主阀的进口端和出口端以及所述管路的预定位置处,即,在所述泄压阀110的主阀11的进口端和出口端分别设置有压力传感器70,以分别感应所述泄压阀110的主阀11的进口端和出口端的压力,相应的,在所述减压阀120的主阀11的进口端和出口端也设置有压力传感器70,以分别感应所述减压阀120的主阀的进口端和出口端的压力。
此外,所述管路的预定位置处的压力传感器70,一般是指水击易发生点处的压力传感器70,用于感应水锤。
此外,所述第一控制阀12、所述第二控制阀13以及所述压力传感器70均电信号连接所述控制器80,从而根据所述压力传感器70感应到的压力信号,通过所述控制器80 灵活调整所述第一控制阀12和所述第二控制阀13的开度。需要说明的是,所述压力传感器70、所述第一控制阀12和所述第二控制阀13同时包括所述泄压阀110和所述减压阀120上的所述压力传感器70、所述第一控制阀12和所述第二控制阀13。通常情况下,所述控制器80通过有线或无线网络连接控制中心。
这样一来,通过所述第一控制阀12调节所述主阀11的进口端通往所述阀腔101的流量,同时,通过所述第二控制阀13调节所述主阀11的阀腔101通往所述主阀11的出口端的流量,进而调节所述主阀11的进口端、所述主阀11的阀腔101和所述主阀11 的出口端之间的压力。
以所述电液阀10为例,所述主阀11的进口端压力被定义为Pi,出口端压力被定义为Po,所述阀腔101的压力被定义为Pc。当所述第一控制阀12被打开,所述第二控制阀13被关闭时,所述主阀11的进口端压力通过所述第一导管102进入所述阀腔101,此时Pc=Pi,由于所述阀腔的空间体积大于进口端的空间体积,所以主阀11的开度减小,趋向关闭;当所述第一控制阀12被关闭,而所述第二控制阀13被打开时,所述进口端不与所述阀腔101连通,而所述出口端与所述阀腔101连通,此时Pc=Po<Pi,所述主阀 11的开度逐渐增大,趋向打开;而当所述第一控制阀12和所述第二控制阀13被同时关闭,所述阀腔101被封闭,压力Pc保持恒定,此时Pi>Pc>Po,所述主阀11的开度保持稳定状态,同时管路的压力和流量也维持稳定。
因此,只需要控制好所述第一控制阀12和所述第二控制阀13的开度,便可以实现所述主阀11的开度在0~100%之间的灵活调整。此外,由于所述自动控制系统同时包括被布设在所述泄压支管路911和所述减压支管路912的所述泄压阀110和所述减压阀 120,在泵房管路的全工况状态下,所述控制器80可以通过对所述泄压阀110和所述减压阀120的开度进行灵活的控制,分别对所述管路进行相应的泄压操作和减压操作,进而实现对整个供水系统的节能降耗以及减小水锤,甚至避免水锤现象的发生,节约能耗成本和维护成本。
作为一较佳实施例,所述第一导管102上还设置有与所述第一控制阀12并联的第一急控阀121,所述第二导管103上还设置有与所述第二控制阀13并联的第二急控阀 131,从而能够在紧急情况下能够紧急开启或关闭所述主阀11,比如在断电时。
此外,需要说明的是,所述第一控制阀12和所述第二控制阀13被优选实施为电磁阀,以能够被所述控制器80远程操控,而所述第一急控阀121和所述第二急控阀131 被优选实施为球阀,比如气动球阀、电动球阀或者手动球阀,以能够被控制实现对所述主阀11的紧急开启或关闭。
进一步优选地,所述自动控制系统还包括若干个节流阀14,其中若干个所述节流阀 14被分别设置于所述第一导管102和所述第二导管103上,以分别控制所述主阀11在所述第一导管102和所述第二导管103的开度,同时,所述主阀11的阀杆111上设置有位移传感器112,其中所述位移传感器112和所述节流阀14均与所述控制器80电信号连接,从而通过所述位移传感器112感应所述主阀11的实时开度,并通过所述节流阀14灵活控制所述主阀11的打开和关闭速度,提高该自动控制系统的控制精准度和响应速度。
第二方面,结合图6至图8,本发明还提供了一种利用所述泵房压力流量水击自动控制系统的泵房压力流量水击自动控制方法,其中,在所述泵房90的管路被首次使用或者用户端的管路启动泵供水时,为避免高速水流对空管道以及管道的后端设备,包括用户端的设备等,产生巨大的冲击,减小水锤,甚至避免水锤现象的发生,利用上述自动控制系统进行自动控制的操作方法为:
关闭所述泄压阀110上的所述第一控制阀12,并打开所述泄压阀110上的所述第二控制阀13,开启所述泄压阀110;
打开所述减压阀120上的所述第一控制阀12’,并关闭所述减压阀120上的所述第二控制阀13’,关闭所述减压阀120;
启动所述泵房90的水泵供水;
在所述泵房90的管路91升高至Pw1-0.5Bar时,关闭所述减压阀120上的所述第一控制阀12’,并缓慢打开所述减压阀120上的所述第二控制阀13’,以打开所述减压阀120向所述用户端供水,其中Pw1被定义为所述泵房90的管路91在正常供水压力区间的低压值。这样一来,使得后端管线的压力能够缓慢的升高的设定值,从而避免高速水流对后端管线冲刷产生水锤,其中由于在所述自动控制系统中所述主阀11’的开度能够在0~100%的开度之间被灵活调整,所述第二控制阀13’被缓慢打开的速度可以被灵活手动控制,也可以根据预设的程序通过所述控制器80进行自动控制,其打开的速度不受限制。
进一步优选地,定义所述减压阀120的进口端的压力为Pi,出口端的压力为Po,用户端所需使用的压力为Ps,允许的压力的偏差量为δ,在所述减压阀120的出口端的水压出现波动变化时:
S11,当Po>Ps时,开启所述减压阀120上的所述第一控制阀12’,并减小所述主阀11’在所述第二导管103’的开度,直至所述减压阀120出口端的压力Po减小到Ps ±δ的范围,此时关闭所述减压阀120上的所述第一控制阀12’,保持所述主阀11’的开度并维持所述减压阀120的出口端压力恒定;
S21,当Po<Ps时,开启所述减压阀120上的所述第二控制阀13’,并增大所述主阀11’在所述第二导管103’的开度,直至所述减压阀120出口端的压力Po增大到Ps ±δ的范围,此时关闭所述减压阀120上的所述第二控制阀13’,保持所述主阀11’的开度并维持所述减压阀120的出口端压力恒定;
S31,当Po在Ps±δ的范围内时,关闭所述减压阀120上的所述第一控制阀12’和所述第二控制阀13’,保持所述主阀11’的开度并维持所述减压阀120的出口端压力恒定;
当用户端不用水时,所述减压阀120的出口端的压力随着用户端用水量的逐渐减小而逐渐增大,此时,开启所述减压阀120上的所述第一控制阀12’,逐渐提升所述阀腔101’的压力,并逐渐减小所述主阀11’在所述第二导管103’的开度,直至所述主阀 11’关闭,使Po在Ps±δ的范围,此时关闭所述减压阀120上的所述第一控制阀12’,使所述减压阀120保持用户端水压的稳定,不会压力升高而造成用水设备的损坏。
作为另一较佳实施例,在所述减压阀120进口端的压力Pi出现瞬时变化时:
其中,在Pi瞬间增大时,由于所述减压阀120的进出口间的压差Pi-Po将瞬间增大,而此时所述主阀11’的开度是固定的,因此,流经所述主阀11’的流量将增加,从而造成出口端的压力Po增大,进而导致Po>Ps,此时进行步骤S11;
在Pi瞬间减小时,相应的,进出口间的压差Pi-Po将瞬间减小,由于所述主阀11’的开度是固定的,因此,流经所述主阀11’的流量减小,从而造成出口端的压力Po减小,进而导致Po<Ps,此时进行步骤S21。
作为第三较佳实施例,在正常停泵时,为避免停泵产生的二次水锤对管线和管线沿途的设备造成破坏,此时的操作方法为:
开启所述减压阀120上的所述第一控制阀12’,并缓慢关闭所述减压阀120上的所述第二控制阀13’,使得所述减压阀120的主阀11’缓慢关闭,此时,无论所述减压阀120后端的用户是否用水,都不会因为倒流而产生水锤,同时,关闭所述泄压阀110 上的所述第一控制阀12,并打开所述泄压阀110上的所述第二控制阀13,将水泵产生的水流通过所述泄压阀110旁通泄出,减轻管路的压力;
在水泵断电关停后,开启所述泄压阀110上的所述第一控制阀12,并关闭所述泄压阀110上的第二控制阀13,关闭所述泄压阀110,保持管路内压力的稳定。
作为第四较佳实施例,在突然断电停泵时,止回阀会快速止回,此时管线内的水流因为水泵提供的惯性还会继续向后端流动,在止回阀的出口端、减压阀120的进口端和泄压阀110的进口端的管网区域都会形成瞬时流量,为了避免突然断电停泵产生的二次水锤对管线和管线沿途设备的破坏,此时的操作方法为:
开启所述泄压阀110上的所述第二控制阀13,并关闭所述泄压阀110上的所述第一控制阀12,保持所述泄压阀110的旁通泄出能力,同时,缓慢关闭所述减压阀120上的所述第一控制阀12’,并开启所述减压阀120’上的所述第二控制阀13’,保持所述减压阀120的止回能力,使各减压支管路上减压阀120均变成止回阀,防止各支管路的水流倒流至主管路。如果主管路的高位水流快速倒流,而泄压阀110未提前开启分流,就会对管网系统产生二次水锤,对管线产生破坏。因此,泄压阀110提前打开分流,则倒流回来的水流产生的二次水锤会大幅度降低或者不产生二次水锤,从而能够有效防护泵房的供水系统。
在常规泵房的管网系统内部的水锤曲线图如图10:
在利用该自动控制系统进行控制后的管网系统内部的水锤曲线图如图11:
考虑到泵房的供水系统在使用过程中,常会因为各种突发情况而在管网的局部区域产生水锤,尤其是在管网系统的水锤易发生点位,水锤来回震荡,导致管线压力不稳定和抖动,也给后端用户带来不稳定的用水压力,如水锤超过一定强度,甚至导致法兰垫脱出或者爆管。因此,进一步优选地,在所述管路的预定位置处的所述压力传感器70 感应到压力超出预定值时,其中所述预定位置被定义为易发生水锤的位置,系统的操作方法如下:
开启靠近所述预定位置的所述泄压阀110上的所述第二控制阀13,并关闭该泄压阀 110上的所述第一控制阀12,直至该泄压阀110进口端的压力降至预定范围,然后关闭该泄压阀110上的所述第二控制阀13,并开启该泄压阀110上的所述第一控制阀12,保持该泄压阀110处于关闭状态,从而在确保管网系统安全的同时,也能够维持管线内的余压,其中根据水锤的大小可以灵活控制所述泄压阀110上的所述第二控制阀13的开启速度。
根据本发明一实施例,结合图9,根据所述主阀进口端和出口端的压力差ΔP、所述主阀瞬时开度的Kv值和伯努利方程
Q=Kv*(ΔP)1/2
自动计算所述主阀的瞬时流量,其中所述主阀瞬时开度的Kv值由所述位移传感器提供信号,并根据用户端的用水量和压力需求值自动调整所述泵房的水泵的输入频率和功率。这样一来,根据用户的需求能够由后端用户端向前端泵房端反推供应量,可以有效实现节能效应的最大化,既满足用户需要,又节约企业成本,节能降耗,还可以有效减小水锤,甚至避免水锤现象的发生。
需要说明的是,本发明中用语“第一、第二、第三以及第四”仅用于描述目的,不表示任何顺序,不能理解为指示或者暗示相对重要性,可将这些用语解释为名称。
本领域的技术人员应理解,上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的优势已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明,在没有背离所述原理下,本发明的实施方式可以有任何变形或修改。
Claims (9)
1.泵房压力流量水击自动控制系统,用于控制泵房的管路的流量,其特征在于,所述自动控制系统包括:
两个电液阀,分别被实施为泄压阀和减压阀,其中所述泄压阀被设置在所述管路的泄压支管路上,所述减压阀被设置在所述管路的减压支管路上,其中所述电液阀包括主阀、第一控制阀和第二控制阀,所述主阀具有一个阀腔,所述第一控制阀被设置于所述主阀的进口端连通所述阀腔的第一导管上,所述第二控制阀被设置于所述主阀的出口端连通所述阀腔的第二导管上;
若干个压力传感器,其中若干个压力传感器被分别设置于两个所述主阀的进口端和出口端以及所述管路的预定位置处;和
控制器,其中所述第一控制阀、所述第二控制阀以及所述压力传感器均电信号连接所述控制器。
2.如权利要求1所述泵房压力流量水击自动控制系统,其特征在于,还包括若干个节流阀,其中若干个所述节流阀被分别设置于所述第一导管和所述第二导管上,以分别控制所述主阀在所述第一导管和所述第二导管的开度;
所述主阀的阀杆上设置有位移传感器,所述位移传感器和所述节流阀均与所述控制器电信号连接。
3.利用权利要求2所述泵房压力流量水击自动控制系统的泵房压力流量水击自动控制方法,其特征在于,在所述泵房的管路被首次使用或者用户端的管路启动泵供水时:
关闭所述泄压阀上的所述第一控制阀,并打开所述泄压阀上的所述第二控制阀,以开启所述泄压阀;
打开所述减压阀上的所述第一控制阀,并关闭所述减压阀上的所述第二控制阀,以关闭所述减压阀;
启动所述泵房的水泵供水;
在所述泵房的管路升高至Pw1-0.5Bar时,关闭所述减压阀上的所述第一控制阀,并缓慢打开所述减压阀上的所述第二控制阀,以打开所述减压阀向所述用户端供水,其中Pw1被定义为所述泵房的管路在正常供水压力区间的低压值。
4.如权利要求3所述泵房压力流量水击自动控制方法,其特征在于,定义所述减压阀的进口端的压力为Pi,出口端的压力为Po,用户端所需使用的压力为Ps,允许的压力的偏差量为δ,在所述减压阀的出口端的水压出现波动变化时:
S11,当Po>Ps时,开启所述减压阀上的所述第一控制阀,并减小所述主阀在所述第二导管的开度,直至所述减压阀出口端的压力Po减小到Ps±δ的范围,此时关闭所述减压阀上的所述第一控制阀,保持所述主阀的开度并维持所述减压阀的出口端压力恒定;
S21,当Po<Ps时,开启所述减压阀上的所述第二控制阀,并增大所述主阀在所述第二导管的开度,直至所述减压阀出口端的压力Po增大到Ps±δ的范围,此时关闭所述减压阀上的所述第二控制阀,保持所述主阀的开度并维持所述减压阀的出口端压力恒定;
S31,当Po在Ps±δ的范围内时,关闭所述减压阀上的所述第一控制阀和所述第二控制阀,保持所述主阀的开度并维持所述减压阀的出口端压力恒定;
当用户端不用水时,开启所述减压阀上的所述第一控制阀,逐渐提升所述阀腔的压力,并逐渐减小所述主阀在所述第二导管的开度,直至所述主阀关闭,使Po在Ps±δ的范围,此时关闭所述减压阀上的所述第一控制阀。
5.如权利要求4所述泵房压力流量水击自动控制方法,其特征在于,在所述减压阀进口端的压力Pi出现瞬时变化时:
其中,在Pi瞬间增大时,进行步骤S11;
在Pi瞬间减小时,进行步骤S21。
6.如权利要求3所述泵房压力流量水击自动控制方法,其特征在于,在正常停泵时:
开启所述减压阀上的所述第一控制阀,并缓慢关闭所述减压阀上的所述第二控制阀,同时,关闭所述泄压阀上的所述第一控制阀,并打开所述泄压阀上的所述第二控制阀;
在水泵断电关停后,开启所述泄压阀上的所述第一控制阀,并关闭所述泄压阀上的第二控制阀。
7.如权利要求3所述泵房压力流量水击自动控制方法,其特征在于,在突然断电停泵时:
开启所述泄压阀上的所述第二控制阀,并关闭所述泄压阀上的所述第一控制阀,保持所述泄压阀的旁通泄出能力,同时,缓慢关闭所述减压阀上的所述第一控制阀,并开启所述减压阀上的所述第二控制阀,保持所述减压阀的止回能力。
8.如权利要求3所述泵房压力流量水击自动控制方法,其特征在于,在所述管路的预定位置处的所述压力传感器感应到压力超出预定值时,其中所述预定位置被定义为易发生水锤的位置:
开启靠近所述预定位置的所述泄压阀上的所述第二控制阀,并关闭该泄压阀上的所述第一控制阀,直至该泄压阀进口端的压力降至预定范围,然后关闭该泄压阀上的所述第二控制阀,并开启该泄压阀上的所述第一控制阀,保持该泄压阀处于关闭状态。
9.如权利要求3至8任一项所述泵房压力流量水击自动控制方法,其特征在于,根据所述主阀进口端和出口端的压力差ΔP、所述主阀瞬时开度的Kv值和伯努利方程
Q=Kv*(ΔP)1/2
自动计算所述主阀的瞬时流量,其中所述主阀瞬时开度的Kv值由所述位移传感器提供信号,并根据用户端的用水量和压力需求值自动调整所述泵房的水泵的输入频率和功率。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111610979.0A CN114216059B (zh) | 2021-12-27 | 2021-12-27 | 泵房压力流量水击自动控制系统和控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111610979.0A CN114216059B (zh) | 2021-12-27 | 2021-12-27 | 泵房压力流量水击自动控制系统和控制方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114216059A true CN114216059A (zh) | 2022-03-22 |
CN114216059B CN114216059B (zh) | 2024-04-19 |
Family
ID=80706146
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111610979.0A Active CN114216059B (zh) | 2021-12-27 | 2021-12-27 | 泵房压力流量水击自动控制系统和控制方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114216059B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116642074A (zh) * | 2023-07-26 | 2023-08-25 | 无锡小净共享网络科技有限公司 | 管路组件、用水设备的进水管线和用水设备 |
Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05253314A (ja) * | 1992-03-16 | 1993-10-05 | Nohmi Bosai Ltd | 消防用設備の開閉弁 |
CN2282624Y (zh) * | 1996-11-08 | 1998-05-27 | 北京融洋技术研究所 | 缓闭消声止回阀 |
CN203374465U (zh) * | 2013-07-26 | 2014-01-01 | 贵州省水利水电勘测设计研究院 | 一种预防和泄放泵站水击压力的装置 |
CN205447268U (zh) * | 2016-03-16 | 2016-08-10 | 山西中科国通新能源有限公司 | 射汽抽气器减温减压系统 |
CN106090364A (zh) * | 2016-08-26 | 2016-11-09 | 上海康措流体控制有限公司 | 电液阀、出口压力控制系统及进口压力控制系统 |
CN106193190A (zh) * | 2016-08-30 | 2016-12-07 | 中铁隧道勘测设计院有限公司 | 一种水泵启停水锤效应消除装置 |
KR101723508B1 (ko) * | 2016-10-13 | 2017-04-05 | 주식회사 바램 | 수충격 방지용 제어밸브 시스템 |
CN206347161U (zh) * | 2016-12-16 | 2017-07-21 | 辽宁省水利水电勘测设计研究院 | 一种启闭压力不同的水击泄压阀 |
US20180128412A1 (en) * | 2015-09-18 | 2018-05-10 | Flowtech Co., Ltd. | Water piping system and control method therefor |
CN208381451U (zh) * | 2018-06-28 | 2019-01-15 | 苏州艾尔泰流体控制有限公司 | 一种水力控制阀和管道系统 |
CN111236361A (zh) * | 2018-11-28 | 2020-06-05 | 西安理工大学 | 一种旁通管道水锤防护方法 |
CN111572708A (zh) * | 2020-05-28 | 2020-08-25 | 中国船舶工业集团公司第七0八研究所 | 一种纯泵式压力供水装置 |
CN213338451U (zh) * | 2020-09-25 | 2021-06-01 | 埃维柯阀门(安徽)有限公司 | 智能压力管理控制装置及其压力管理控制系统 |
CN214577952U (zh) * | 2021-03-10 | 2021-11-02 | 上海远跃制药机械有限公司 | 一种新型泵后防水锤装置 |
-
2021
- 2021-12-27 CN CN202111610979.0A patent/CN114216059B/zh active Active
Patent Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05253314A (ja) * | 1992-03-16 | 1993-10-05 | Nohmi Bosai Ltd | 消防用設備の開閉弁 |
CN2282624Y (zh) * | 1996-11-08 | 1998-05-27 | 北京融洋技术研究所 | 缓闭消声止回阀 |
CN203374465U (zh) * | 2013-07-26 | 2014-01-01 | 贵州省水利水电勘测设计研究院 | 一种预防和泄放泵站水击压力的装置 |
US20180128412A1 (en) * | 2015-09-18 | 2018-05-10 | Flowtech Co., Ltd. | Water piping system and control method therefor |
CN205447268U (zh) * | 2016-03-16 | 2016-08-10 | 山西中科国通新能源有限公司 | 射汽抽气器减温减压系统 |
CN106090364A (zh) * | 2016-08-26 | 2016-11-09 | 上海康措流体控制有限公司 | 电液阀、出口压力控制系统及进口压力控制系统 |
CN106193190A (zh) * | 2016-08-30 | 2016-12-07 | 中铁隧道勘测设计院有限公司 | 一种水泵启停水锤效应消除装置 |
KR101723508B1 (ko) * | 2016-10-13 | 2017-04-05 | 주식회사 바램 | 수충격 방지용 제어밸브 시스템 |
CN206347161U (zh) * | 2016-12-16 | 2017-07-21 | 辽宁省水利水电勘测设计研究院 | 一种启闭压力不同的水击泄压阀 |
CN208381451U (zh) * | 2018-06-28 | 2019-01-15 | 苏州艾尔泰流体控制有限公司 | 一种水力控制阀和管道系统 |
CN111236361A (zh) * | 2018-11-28 | 2020-06-05 | 西安理工大学 | 一种旁通管道水锤防护方法 |
CN111572708A (zh) * | 2020-05-28 | 2020-08-25 | 中国船舶工业集团公司第七0八研究所 | 一种纯泵式压力供水装置 |
CN213338451U (zh) * | 2020-09-25 | 2021-06-01 | 埃维柯阀门(安徽)有限公司 | 智能压力管理控制装置及其压力管理控制系统 |
CN214577952U (zh) * | 2021-03-10 | 2021-11-02 | 上海远跃制药机械有限公司 | 一种新型泵后防水锤装置 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116642074A (zh) * | 2023-07-26 | 2023-08-25 | 无锡小净共享网络科技有限公司 | 管路组件、用水设备的进水管线和用水设备 |
CN116642074B (zh) * | 2023-07-26 | 2024-01-19 | 无锡小净共享网络科技有限公司 | 管路组件、用水设备的进水管线和用水设备 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114216059B (zh) | 2024-04-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1474731B1 (en) | Water supply system | |
US4240463A (en) | Safety valve actuator and pilot system | |
CN203421240U (zh) | 一种y型先导式水击泄压阀系统 | |
CN104968887A (zh) | 自动安全阀控制系统和方法 | |
US20060243328A1 (en) | Flow control apparatus | |
CN210662293U (zh) | 液氮灌注系统 | |
CN114216059A (zh) | 泵房压力流量水击自动控制系统和控制方法 | |
CN105421531A (zh) | 叠压供水泵站的进水装置 | |
US7055546B2 (en) | Fluid intake pressure regulating system | |
CN210829929U (zh) | 电杆生产车间的压缩空气供气系统 | |
CN205259265U (zh) | 自来水的进水控制装置 | |
CN111485597A (zh) | 一种新型水动压力调控箱式叠压加压供水设备 | |
CN205999975U (zh) | 一种具有储能保压功能的无负压供水设备 | |
CN211853538U (zh) | 泄压罐 | |
CN209856773U (zh) | 一种恒压排放系统 | |
CN102269288A (zh) | 发生故障完全开启的自力式轴流调压阀 | |
CN214890512U (zh) | 燃气调压设备远程切断系统及燃气调压柜 | |
CN203309249U (zh) | 一种隔膜式紧急切断装置 | |
CN111734878A (zh) | 电控式爆管自动切断控制阀 | |
CN215767645U (zh) | 井下安全阀气体流量自动测试装置 | |
CN106989276B (zh) | 一种输气管道站场在线自动排污方法 | |
CN114182786B (zh) | 一种小扰动低噪声空排系统及控制方法 | |
CN216536702U (zh) | 一种用于消防水泵接合器的检测装置 | |
CN213655805U (zh) | 一种具有警示功能的石油设备安全阀 | |
CN207760944U (zh) | 一种基于落地膨胀水箱的水压控制装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant |