CN1267672C - 水槌制动器、液体供应装置及防止水槌效应的方法 - Google Patents
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Abstract
一种水槌制动器、液体供应装置及防止水槌效应的方法，其中水槌制动器用以制动一液体槽与一液体供应点之间的水槌效应，其中液体槽与液体供应点之间利用一管路相连通，此一水槌制动器包括一压力传感器、一比例积分微分控制模块以及一控制阀，其中压力传感器设于液体槽与液体供应点之间。而比例积分微分控制模块与压力传感器相连。控制阀则设于管路中，且与比例积分微分控制模块相连，其中控制阀受控于比例积分微分控制模块。由于水槌制动器能够根据管路压力来自动泄压，因此管路将不会发生因于过速关断逆止阀所造成的水槌效应。
Description
技术领域
本发明涉及一种防止水槌(water hammer)效应的装置，特别是涉及一种水槌制动器(arrester)、液体供应装置(liquid supply apparatus)及使用此种制动器防止水槌效应的方法。
背景技术
一般的液体供应装置如供水装置在进行供水时，往往需要利用泵(bump)将水从水槽中抽出，并注入需要用水的地方中。由于水槽与供水位置之间具有位能(potential energy)上的差异，所以当供水装置的电源被切断后，泵的叶片仍会因惯性(inertia)而持续转动一段时间，在这段时间内的液体流速及提起水的力(lift)将会逐渐下降，而且当提起水的力小于管路中的静态压力(static pressure)时，管路中的水会发生逆流，导致仍在转动的泵与逆流的水相互碰撞，而发生所谓的“水槌效应”。因此，目前会在管路中装设一逆止阀(check valve)，其结构通常是呈片状，而这个逆止阀在供水装置运作时是处于开启的状态；反之，当供水装置关闭时，逆止阀也会即刻关闭，以阻止管路中的液体逆流至水槽。
然而，现有常因为逆止阀过速的关断，容易造成相当大的水槌力。特别是在水槽与供水位置之间的位能差异较大时，这种水槌效应会更加严重，甚至造成逆止阀部分的管路爆裂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水槌制动器、液体供应装置及防止水槌效应的方法，可依管路的压力变化自动泄压。
本发明的另一目的在于提供一种水槌制动器、液体供应装置及防止水槌效应的方法，可主动式地将水槌力降至最低。
根据上述与其它目的，本发明提出一种水槌制动器，用以制动一液体槽与一液体供应点之间的水槌效应，其中液体槽与液体供应点之间利用一管路相连通，此一水槌制动器包括一压力传感器(压力感知器)、一比例积分微分(proportional-integral-derivative，简称PID)控制模块以及一控制阀，其中压力传感器是设于液体槽与液体供应点之间，用以感知管路中的压力。而比例积分微分控制模块与压力传感器相连，用以侦测压力传感器的信号。控制阀则是设置于管路中，且与比例积分微分控制模块相连，其中控制阀受控于比例积分微分控制模块。
本发明再提出一种液体供应装置，用以供应液体至一液体供应点，该液体供应装置包括一液体槽、一管路、一泵、一逆止阀以及至少一水槌制动器。其中，管路连接液体槽以及液体供应点，而泵是设置于液体槽以及液体供应点之间，用以从液体槽抽取液体到液体供应点。逆止阀则是设置于泵与液体供应点之间的管路上，用以防止液体于泵关闭后发生逆流。再者，水槌制动器设置于逆止阀与液体供应点之间，此一水槌制动器包括一压力传感器、一比例积分微分控制模块以及一控制阀，其中压力传感器是用以感知管路中的压力。而比例积分微分控制模块与压力传感器相连，用以侦测压力传感器的信号。控制阀则是设置于管路中，且与比例积分微分控制模块相连，其中控制阀受控于比例积分微分控制模块作线性关闭的动作。
本发明另外提供一种使用前述的水槌制动器防止水槌效应的方法，包括提供一水槌制动器于一管路中，以依照该管路的压力变化自动泄压，其中该水槌制动器包括一压力传感器、一比例积分微分控制模块以及一控制阀。
本发明因为在管路中配置有一水槌制动器，而此一水槌制动器能够根据管路压力来自动泄压，因此管路将不会发生因过速关断逆止阀所造成的水槌效应。
附图说明
图1为本发明的一较佳实施例的液体供应装置的示意简图；
图2为使用本发明的较佳实施例的水槌制动器防止水槌效应的步骤图。
具体买施方式
图1为本发明的一较佳实施例的液体供应装置的示意简图。请参照图1，本发明的液体供应装置100用以供应液体103至一液体供应点105，而此液体供应装置100包括一液体槽102、一管路104、一泵106、一逆止阀(check valve)108以及至少一水槌制动器110。其中，管路104连接液体槽102以及液体供应点105，且液体槽102可设置于液体供应点105下方。而泵106设置于液体槽102以及液体供应点105之间，用以从液体槽102抽取液体103到液体供应点105。逆止阀108设置于泵106与液体供应点105之间的管路104上，用以防止液体103于泵106关闭后发生逆流，其中逆止阀108可以是全开型(full open style)逆止阀。再者，水槌制动器110设置于逆止阀108与液体供应点105之间，此一水槌制动器110包括一压力传感器112、一比例积分微分(proportional-integral-derivative，简称PID)控制模块114以及一控制阀116，其中水槌制动器110例如是一L型水槌制动器、I型水槌制动器、T型水槌制动器或是其它角阀型(anglevalve style)水槌制动器。而且，水槌制动器110的数量可依据管路设计与实际所需而增加，而不限定只有一个。
请继续参照图1，本发明的水槌制动器110中的压力传感器112用以感知管路104中的压力，且压力传感器112还可包括设置于管路104中的一压力感知位置(即112位置)。而比例积分微分控制模块114与压力传感器112相连，用以侦测压力传感器112的信号。控制阀116则是设置于管路104中，且与比例积分微分控制模块114相连，其中控制阀116受控于比例积分微分控制模块114作线性关闭的动作，而且控制阀包括相对压力感知位置(即112位置)的受压方向配置。
而前述装置在实际操作上的运作主要提供一水槌制动器于一管路中，以依照管路的压力变化自动泄压，其操作步骤如图2所示。
图2为使用本发明的较佳实施例的水槌制动器防止水槌效应的步骤图。请参照图2，在步骤200中，提供一水槌制动器于一管路中，其中水槌制动器包括一压力传感器、一比例积分微分控制模块以及一控制阀。之后，在步骤202中，当管路中的压力发生一特定变化时，压力传感器会发出一信号。以图1的液体供应装置为例，当泵106关闭后，管路104中的压力应持续降低，不过由于水槌效应的关系，当压力随时间持续下降至一最低点之后，管路中的压力会突然上升，所以为避免突然升高的压力所导致的水槌效应，故本步骤中所提到的“特定变化”例如是压力降至最低的时候。接着，在步骤204中，当比例积分微分控制模块侦测压力传感器的信号时，控制阀将线性关闭管路。
综上所述，本发明的特点在于配置一水槌制动器于管路中，由于水槌制动器能够根据管路压力来自动泄压，因此管路将不会发生导因于过速关断逆止阀所造成的水槌效应。
虽然结合以上较佳实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围应以权利要求所界定的为准。
Claims (12)
1.一种水槌制动器，用以制动一液体槽与一液体供应点之间的水槌效应，其中该液体槽与该液体供应点之间利用一管路相连通，其特征在于，该水槌制动器包括：
一压力传感器，设于该液体槽与该液体供应点之间，用以感知该管路中的压力；
一比例积分微分(PID)控制模块，与该压力传感器相连，用以侦测该压力传感器的信号；以及
一控制阀，设置于该管路中，与该比例积分微分控制模块相连，其中该控制阀受控于该比例积分微分控制模块。
2.如权利要求1所述的水槌制动器，其中该压力传感器还包括一压力感知位置，设置于该管路中。
3.如权利要求2所述的水槌制动器，其中该控制阀相对该压力感知位置的受压方向配置。
4.一种液体供应装置，用以供应液体至一液体供应点，该液体供应装置包括：
一液体槽；
一管路，连接该液体槽以及该液体供应点；
一泵，设置于该液体槽以及该液体供应点之间，用以从该液体槽抽取液体到该液体供应点；
一逆止阀，设置于该泵与该液体供应点之间的该管路上，用以防止液体在泵关闭后发生逆流；其特征在于，该液体供应装置还包括：
至少一水槌制动器，设置于该逆止阀与该液体供应点之间，该水槌制动器包括：
一压力传感器，用以感知该管路中的压力；
一比例积分微分控制模块，与该压力传感器相连，用以侦测该压力传感器的信号；以及
一控制阀，设置于该管路中，与该比例积分微分控制模块相连，其中该控制阀受控于该比例积分微分控制模块。
5.如权利要求4所述的液体供应装置，其中该液体槽设置于该液体供应点下方。
6.如权利要求4所述的液体供应装置，其中该压力传感器还包括一压力感知位置，设置于该管路中。
7.如权利要求4所述的液体供应装置，其中该控制阀相对该压力感知位置的受压方向配置。
8.如权利要求4所述的液体供应装置，其中该水槌制动器包括一L型水槌制动器、I型水槌制动器、T型水槌制动器或是其它角阀型水槌制动器。
9.如权利要求4所述的液体供应装置，其中该逆止阀包括全开型逆止阀。
10.一种使用权利要求1所述的水槌制动器防止水槌效应的方法，包括提供一水槌制动器在一管路中，以依照该管路的压力变化自动泄压，其中该水槌制动器包括一压力传感器、一比例积分微分控制模块以及一控制阀。
11.如权利要求10所述的防止水槌效应的方法，其中依照该管路的压力变化自动泄压包括：
当该管路中的压力发生一特定变化时，该压力传感器会发出一信号；
当该比例积分微分控制模块侦测该压力传感器的该信号时，该控制阀将线性关闭该管路。
12.如权利要求11所述的防止水槌效应的方法，其中该管路中的压力发生该特定变化包括该管路中的压力降至最低的时候。
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