CN1279320A - 管道余压射流联合变频调速加压供水装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种管道余压射流联合变频调速加压供水装置,适用于由自来水水网供水而需要其压力较高的高层建筑物,它是采用射流器与变频调速水泵多台多级的联合可充分利用管网压力以满足高压供水要求的装置。它由射流器、变频调速水泵、电控柜、防止回流污染装置、蓄水池以及管件、导线所组成。较常规供水装置可节约30—70%的电能、减少20—40%的蓄水池容积,当停电时仍可向低层用户供水。

Description

管道余压射流联合变频调速加压供水装置

本发明提供一种管道余压射流联合变频调速加压供水装置，属于固定建筑中的给水装置领域。它是用于由自来水水网供水而需要其压力高于水网原有压力的高层建筑以及其他建筑群体，利用多台多级射流器及变频调速水泵联合配组管路及采用电控操纵方式使能充分利用管道余压以节约大量能耗保持连续顺畅供水的装置。

目前城市里高层建筑如雨后春笋般大量涌现，城郊附近又大面积地兴建多层或小高层新住宅楼群小区。为合理利用土地资源，这些住宅小区多建筑在原有的荒山边或高坡上。实现水、电、煤气、暖气的四通成为人们工作生活必不可少的条件。供水则是四通项目中必须首先需要解决的问题。当自来水网连接后由于高层建筑楼层高，且兴建在山坡的住宅小区位置也校高，水网原有压力不足根本无法满足供水要求。当前解决的方法通常有两种：一种是建造水塔或高位水箱；另一种则是使用气压给水设备。这二种方法除必须耗费巨资进行基建以外均须用水泵直接从蓄水池中吸水，城市自来水管网必须不断地向蓄水池补水，管网中原有压力只得释放泄去，白白浪费管网压能。而经常采用的加压设备变频调速水泵又有一个最佳的流量调节范围，对于低峰期间小流量供水，尽管水泵降低了转速，但要维持一定的压力，转速不可能降低很多，而水泵的效率却急剧下降，同样要浪费大量的能量。

本发明的目的是提供一种管道余压射流联合变频调速加压供水装置。它是射流技术与变频调速技术相结合的产物，它能把以往白白浪费在蓄水池中的大量水压差能量全部充分的利用起来。因之在高峰用水时通过射流器能以原有的管网压头将蓄水池内的水抽出来与管网水相混合后送入变频调速水泵的吸水口。在低峰用水时不但能直接把水送入水泵吸水口，还能给蓄水池补水，起到了调节水量传递压能的作用。采用射流器后提高了水泵进水压力，减少了水泵扬程，提高了效率，节约了能耗。

本发明提供一种管道余压射流联合变频调速加压供水装置，适用于由自来水水网供水而需要其压力高于水网压力的高层建筑以及其他建筑群体，它是以电控操纵的采用射流器与变频调速水泵多台多级相联合充分利用管网压力以满足需要高压供水要求的装置，它基本是由设有闸阀、自动排气阀、止回阀的防止回流污染装置、设有最低水位控制器、浮球阀的蓄水池和射流器、变频调速水泵、电控柜、各供水阀以及连接其间的供水管系、导线所组成，其特征在于：

a．所述的多台射流器均由吸水管、喷管与混合扩散管三个配件利用螺纹及螺栓螺母连接组合而成，三者的中心线必须在同一直线上，其喷管的喷嘴口径d、喷嘴缩口角度α、混合扩散管的混合孔内径D、扩散孔口内径D3、扩散角度β均按照供水需要进行设计并通过试验选定，吸水管上端的管网来水管孔径D1、按照由自来水管网通过防止回流污染装置并经过闸阀之后的吸水管道法兰相配合连接，而左端的吸水管孔径D2则与蓄水池下部经过闸阀止回阀后并与已连通浮球阀上部空间支管的吸水管法兰相配合连接；

b．所述的多台变频调速水泵其吸水口与射流器的混合扩散管右端出水口D3处法兰利用管道使用紧固件配合连接，而水泵的出水管则经过闸阀止回阀送入各供水阀；

c．所述的电控柜可按预先制定的程序或由专人控制整个供水装置及其管系中的变频调速水泵的启动、变速、恒速、停止、及单台、多台的操纵和加压供水装置群的一级或多级工作，最低水位控制器的作用以及各供水阀管道的供水和停止。

本发明所述的供水装置，其特征在于所述的射流器在蓄水池下部同时平行并列安装2～3组，分别各连接装有闸阀及止回阀和已接通蓄水池(12)浮球阀(11)处支管的吸水管，并采用同等数量的也可以用较多数量的变频调速水泵，其吸水口分别与对应的射流器右端的混合扩散管的出水口经过管道连接，多于射流器数量的变频调速水泵则直接与蓄水池的另一根单独的也装有闸阀及止回阀的出水管连接，所有射流器可共用同一管网分别吸水，所有的变频调速水泵的出水口可以连接到同一根装有压力表与减震喉的总输出管道上；本发明所述的供水装置，其特征在于以多个射流器与多个变频调速水泵组成的联合供水加压装置可以组配成低、中、高不同压力等级的多级式供水加压装置群，以第一级供水加压装置中的总输出管除部分供给需要较低压力用水区Ⅰ外其余均作为第二级供水加压装置中各射流器的吸水管加压水源，第二级供水装置中的总输出管也是同样，除部分供给需要中等压力用水区Ⅱ外其余又作为第三级加压供水装置中各射流器的吸水管加压水源，如此三级加压，最后由第三级供水加压装置中各变频调速水泵扬出的水压力可达到更高值，以提供给需要更高压力的用水区Ⅲ使用，以此类推，可以采用较多级的供水加压装置群；本发明所述的供水装置，其特征在于所述的射流器应尽可能靠近蓄水池，其出水管应采用最短通道送入变频调速水泵的吸水管，避免使用弯管。

本发明与现有技术相比，采用了新型专用射流器(附图2)有利于池水的抽吸，加装了防止一次管网进水污染装置防止回流污染管网水质，设置了保护水位控制器避免水池的水抽空。另外由于利用了管网中原有压力使变频调速水泵(7)进水压力提高，从而使水泵扬程减少水泵功率降低，电能消耗减少。对于更高层及超高层建筑可以采用多台多级即分低、中、高压力区(附图5的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)供水方式，节省能耗将会更多，一般可以达到节能30-70％，有极其明显的经济效益。若设备因检修或停电造成停机时，利用管网余压仍可向低层用户继续供水。此外，由于本供水装置是采用部分由蓄水池吸水，部分利用管网原有水能喷射供水，保留了自来水水网中净化或灭菌用的部分氯气，这样可以既不违反供水单位一般不允许直接由管网中抽水的规定，不致造成邻近地区管网的压力突降影响周围其他单位及住户正常用水的问题，而且还可以使建造的蓄水池容积缩减20-40％，降低了基建费用。由于可采用预先制定的程序操纵控制柜(5)，灵活方便、自动化程度高、各水泵可轮流周转替换使用，形成池水循环，减少混浊污染。

附图：

1、管道余压射流联合变频调速加压供水装置示意图

2、射流器(8)剖视图

3、加压供水装置安装侧视图

4、加压供水装置安装顶视图

5、多级压力区加压供水装置进出水系统安装侧视图

6、多级压力区加压供水装置进出水系统安装顶视图附图内零部件名称：1、防止回流污染装置  2、闸阀  3、自动排气阀  4、止回阀  5、电控柜  6、各供水阀  7、变频调速水泵  8、射流器  9、供水管系  10、最低水位控制器  11、浮球阀  12、蓄水池  13、导线  14、吸水管  15、喷管  16、混合扩散管  17、18、螺栓及螺母  19、检查盖  20、减震垫  21、压力表  22、减震喉  23、基础

实施例：

如附图(1)所示为管道余压射流变频调速加压供水装置示意图，附图3、4为加压供水装置安装侧视及顶视图，通常在高层建筑中整个装置可固定安装在其地下室或其邻近的辅助建筑内。附图(1)的防止回流污染装置(1)能防止加压系统在运行中，当一次管网进水管处压力低于变频调速水泵(7)吸水口处的压力时造成的回流，从而避免回流污染了一次管网水的水质。设有浮球阀(11)、最低水位控制器(10)、检查盖(19)以及通常必须有的水位计、冲洗排污孔等的蓄水池(12)通过闸阀(2)、止回阀(4)向射流器(8)的吸水管(14)供应池内存水。另有一支管连在蓄水池(12)上部浮球阀(11)所在的空间内。由防止回流污染装置(1)的出水管通过闸阀(2)连接在射流器(8)吸水管(14)上端口上，带有压力的管网进水管使射流器(8)的喷管(15)始终处在喷射状态，当蓄水池(12)处在非满水状态时即打开闸阀(2)进行补水直至池水充满浮球阀(11)起作用时为止。有时又由于抽吸水量过多过急补水不及时，致使蓄水池(12)水位急剧下降当达到最低水位线时，电控柜(5)即对最低水位控制器(10)通电控制、停止变频调速水泵(7)的运转，以防止蓄水池(12)的水被抽空。附图2为射流器(8)的剖视图，其中喷管(15)的喷嘴直径d、缩口角度α、管网吸水口径D1、混合扩散管(16)的混合孔内径D1、扩散口内径D3、扩散角度β均应按照管网压力大小及所在高层建筑单位时间最大供水量等参数进行设计再经实际试验以选取所需最佳数值制造。喷管(15)可以制造数种规格尺寸，当供水有关参数发生变化时可在现场随时拆装更换。附图3、4所示为加压供水装置安装侧视及顶视图、在蓄水池(12)右外侧平行并列安装了三根吸水管，其中两管安装了射流器(8)与变频调速水泵(7)的联合加压组，中间一管直接接通了变频调速水泵(7)的吸水口。这种组合便于电控柜(5)根据用水量的大小，分别关、停、轮换使用各组水泵，以促使蓄水池(12)池水经常循环扰动，避免停滞、防止污染。在正常情况下自来水水网管道压力约为0.2-0.4Mpa，一般仅能满足六、七层多层建筑至十层小高楼的日常用水。而对于高度再大直至50米左右的高层建筑则需要采用此种附图3、4一级加压供水装置。如高层建筑超过70-100米或以上高度时，宜采用如附图5-6所示的多级加压供水装置。它可将前一级总出水管管径合理加大，除照常供应较低压力区的用水外尚可分出一部分作为下一级加压供水装置群的吸水管使用，以使各级余压得以更充分的利用。(如附图5中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ即分别供应低压、中压、高压用水区)如此采用的变频调速水泵(7)也可以选取扬程较小、功率较低的规格型号，以进一步节约电能。

Claims (4)

1、一种管道余压射流联合变频调速加压供水装置，适用于由自来水水网供水而需要其压力高于水网压力的高层建筑以及其他建筑群体，它是以电控操纵采用射流器与变频调速水泵多台多级相联合充分利用管网压力以满足高压供水要求的装置，它基本是由设有闸阀(2)、自动排气阀(3)、止回阀(4)的防止回流污染装置(1)、设有最低水位控制器(10)、浮球阀(11)的蓄水池(12)和射流器(8)、变频调速水泵(7)、电控柜(5)、各供水阀(6)以及连接其间的供水管系(9)、导线(13)所组成，其特征在于：

a．所述的多台射流器(8)均由吸水管(14)、喷管(15)与混合扩散管(16)三个配件利用螺纹及螺栓螺母(17、18)连接组合而成，三者的中心线必须在同一直线上，其喷管(15)的喷嘴口径d、喷嘴缩口角度α、混合扩散管(16)的混合孔内径D、扩散孔口内径D3、扩散角度β均按照供水需要进行设计并通过试验选定，吸水管(14)上端的管网来水管孔径D1、按照由自来水管网通过防止回流污染装置(1)并经过闸阀(2)之后的吸水管道法兰相配合连接，而左端的吸水管孔径D2则与蓄水池(12)下部经过闸阀(2)止回阀(4)后并与已连通浮球阀(11)上部空间支管的吸水管法兰相配合连接；

b．所述的多台变频调速水泵(7)其吸水口与射流器(8)的混合扩散管(16)右端出水口D3处法兰利用管道使用紧固件配合连接，而水泵的出水管则经过闸阀(2)止回阀(4)送入各供水阀(6)；

c．所述的电控柜(5)可按预先制定的程序或由专人控制整个供水装置及其管系中的变频调速水泵(7)的启动、变速、恒速、停止、及单台、多台的操纵和加压供水装置群的一级或多级工作，最低水位控制器(10)的作用以及各供水阀(6)管道的供水和停止。

2、根据权利要求1所述的供水装置，其特征在于所述的射流器(8)在蓄水池(12)下部同时平行并列安装2～3组，分别各连接装有闸阀(2)及止回阀(4)和接通蓄水池(12)浮球阀(11)处支管的吸水管，并采用同等数量的也可以用较多数量的变频调速水泵(7)，其吸水口分别与对应的射流器(8)右端的混合扩散管(16)的出水口经过管道连接，多于射流器(8)数量的变频调速水泵(7)则直接与蓄水池(12)的另一根单独的也装有闸阀(2)及止回阀(4)的出水管连接，所有射流器(8)可共用同一管网分别吸水，所有的变频调速水泵(7)的出水口可以连接到同一根装有压力表(21)与减震喉(22)的总输出管道上；

3、根据权利要求1所述的供水装置，其特征在于如权利要求2所述的以多个射流器(8)与多个变频调速水泵(7)组成的联合供水加压装置可以组配成低、中、高不同压力等级的多级式供水加压装置群，以第一级供水加压装置中的总输出管除部分供给需要较低压力用水区Ⅰ外，其余均作为第二级供水加压装置中各射流器(8)的吸水管加压水源，第二级供水装置中的总输出管也是同样，除部分供给需要中等压力用水区Ⅱ外，其余又作为第三级加压供水装置中各射流器(8)的吸水管加压水源，如此三级加压，最后由第三级供水加压装置中各变频调速水泵(7)扬出的水压力可达到更高值，以提供给需要更高压力的用水区Ⅲ使用，以此类推，可以采用较多级的供水加压装置群；

4、根据权利要求1所述的供水装置，其特征在于所述的射流器(8)应尽可能靠近蓄水池(12)，其出水管应采用最短通道送入变频调速水泵(7)的吸水管，避免使用弯管。

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