CN1718948A - 自来水管道直接增压装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自来水管道直接增压装置，配备电动阀、止回阀、水泵、集水罐等，以微机控制，是集管道直接增压；有流量缺口时可以管道取水为主，集水罐补水为辅增压；市政管网可能出现负压时，可采用隔断装置取水增压；市政管网压力能满足最高用户用水时可以超越管道直接供水四种工作模式为一体的装置。本发明应用空间大，能满足各种条件下的自来水增压要求，使原管道压力得到最大利用，不会对原管道压力造成大的波动，对高峰供水时流量有缺口的以集水罐补充；水体封闭输送、无污染；变频恒压，适用于各种规模的自来水增压泵站。

Description

自来水管道直接增压装置

技术领域

本发明涉及一种自来水增压装置。

背景技术

自来水的长距离输送会带来水头损失，高层建筑的出现，市政供水压力会不够，为确保远距离和高层住户正常用水，就需要增压。增压，如果直接在管道上用增压泵，会引起水源端管道产生负压而影响水源端用户的正常用水。为此人们以前普遍采用隔断取水增压法，具体是，设置一蓄水池，水源端管道中的水流入蓄水池中，再把蓄水池中的水用泵泵入下一段管道中，以此来实现增压，然此种方式原管道压力不能利用，功耗损失大、浪费资源、且易带来二次污染。为此人们又开发了无负压管道直接增压供水装置，它的工作原理是：在管道上直接取水增压，能利用管道原有压力，为避免管道产生负压，设置了稳流补偿器，当管道产生负压时补充空气，但进入这一工作状态时，原管网压力已不能利用，能量全部无效释放，而且流量的可调节功能很弱。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供一种自来水管道直接增压装置，该装置直接从市政管网取水、流量有缺口时可辅以补水，最大利用市政管网压力，无负压、无污染、变频恒压、适用空间大。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种自来水管道直接增压装置，主要包括：第一压力表、第一电动阀、第一水泵、第二水泵、第二压力表、集水罐、第二电动阀、第一止回阀、管道泵、控制柜，第一压力表出水端与第一、二电动阀的进水端同时连通，第二电动阀出水端通过管道与集水罐的进水端连通，集水罐设有三个出水口，第一出水口与管道泵进水端连通，第二个出水口与第二止回阀进水端连通，第三个出水口设置排空用闸阀，管道泵出水端与第一止回阀进水端连通，第一、二止回阀的出水端通过管道共同与第一电动阀出水端及第一、二水泵进水端及超越管道上的第三止回阀进水端相连，第一、二水泵出水端和第三止回阀出水端通过管道共同和第二压力表进水端相连，第二压力表出水端和用户端通过管道相连通，又集水罐上设置液位探测仪；

第一压力表所测的市政管网水压和第二压力表所测的用户端水压分别传递给控制柜，液位探测仪把集水罐内的液位传递给控制柜，控制柜控制第一电动阀、第一水泵、第二水泵、第二电动阀、管道泵的动作；

1)当第一压力表的压力小于用户端供水压力设定值且第一压力表的压力大于市政管网取水口允许波动的下限值时，第一电动阀开启，第一电动阀流出的水直接流向第一水泵、第二水泵的进水端，第一水泵或第二水泵工作，泵出的水经第二压力表流向用户端，同时液位探测仪把集水罐内液位传递到控制柜，如果集水罐内液位满则第二电动阀关闭，切断集水罐的进水管道，如果集水罐内液位未满，第二电动阀开启集水罐的进水管道，直至集水罐满位，第二电动阀关闭，管道泵始终不工作，此种模式称作：管道直接增压；

2)当第一压力表的压力小于市政管网取水口允许波动的下限值且大于市政管网取水口允许波动的极限值时，第一电动阀开启，第一电动阀流出的水经取水管道向第一、二水泵进水端送水，同时液位探测仪把集水罐内液位传递到控制柜，如果集水罐内液位满则第二电动阀关闭，切断集水罐的进水管道，如果集水罐内液位未满，第二电动阀开启集水罐的进水管道，直至集水罐满位，第二电动阀关闭，管道泵工作，向第一、二水泵进水端补水，管道泵工作时第二电动阀关闭，管道泵泵出的水压与取水管道中的水压一致，此时第一水泵或第二水泵工作，第一水泵或第二水泵泵出的水经第二压力表流向用户端；此种模式称作：管道直接可补水增压；

3)当第一压力表的压力大于用户端供水压力设定值时，第一电动阀开启，第一水泵、第二水泵、第二电动阀、管道泵不工作，水从第一电动阀流出后直接经第三止回阀、第二压力表流向用户端；此种模式称作：超越管道直接供水；

4)当第一压力表的压力小于市政管网取水口允许波动的极限值时，第一电动阀关闭，第二电动阀开启，第一水泵或第二水泵工作，泵出的水经第二压力表流向用户端，第一水泵或第二水泵的转速不仅要根据用户端的出水压力而且要受集水罐的液位来调节，这种状态管道泵不工作，此种模式称作：采用隔断装置取水增压。

第一压力表出水端和第二电动阀进水端的管道上设置蝶阀，第一止回阀和第二止回阀的共同出水口的管道上设置蝶阀，第一、二水泵的进水端和出水端的管道上分别设置蝶阀，超越管道上的第三止回阀出水端设置蝶阀，第二压力表出水端的管道上设置蝶阀。

集水罐顶部设置洁净空气置换器。

本发明的有益效果是：本创作是集管道直接增压、管道直接可补水增压、超越管道直接供水、采用隔断装置取水增压为一体的增压装置，可根据水源端水压、流量情况自动对应，转换工作，能满足各种条件下的增压需求，最大利用市政管网压力，高效节能、无负压、无污染，安全可靠。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1为本发明的工作原理图。

具体实施方式

实施例：参见图1，一种自来水管道直接增压装置，主要包括：第一压力表3、第一电动阀4、第一水泵5、第二水泵6、第二压力表、集水罐8、第二电动阀9、第一止回阀12、管道泵13、控制柜14，第一压力表3出水端与第一、二电动阀4、9的进水端同时连通，第二电动阀9出水端通过管道与集水罐8的进水端连通，集水罐8设有三个出水口，第一出水口与管道泵13进水端连通，第二个出水口与第二止回阀22进水端连通，第三个出水口设置排空用闸阀，管道泵13出水端与第一止回阀12进水端连通，第一、二止回阀12、22的出水端通过管道共同与第一电动阀4出水端及第一、二水泵5、6进水端及超越管道上的第三止回阀25进水端相连，第一、二水泵5、6出水端和第三止回阀25出水端通过管道共同和第二压力表7进水端相连，第二压力表7出水端和用户端通过管道相连通，又集水罐上设置液位探测仪11；

第一压力表3所测的市政管网水压和第二压力表7所测的用户端水压分别传递给控制柜14，液位探测仪11把集水罐8内的液位传递给控制柜14，控制柜14控制第一电动阀4、第一水泵5、第二水泵6、第二电动阀9、管道泵13的动作；

1)当第一压力表3的压力小于用户端供水压力设定值且第一压力表3的压力大于市政管网取水口允许波动的下限值时，第一电动阀4开启，第一电动阀4流出的水直接流向第一水泵5、第二水泵6的进水端，第一水泵5或第二水泵6工作，泵出的水经第二压力表7流向用户端，同时液位探测仪11把集水罐8内液位传递到控制柜，如果集水罐8内液位满则第二电动阀9关闭，切断集水罐8的进水管道，如果集水罐8内液位未满，第二电动阀9开启集水罐8的进水管道，直至集水罐8满位，第二电动阀9关闭，管道泵13始终不工作，此为：管道直接增压；

2)当第一压力表3的压力小于市政管网取水口允许波动的下限值且大于市政管网取水口允许波动的极限值时，第一电动阀4开启，第一电动阀4流出的水经取水管道向第一、二水泵5、6进水端送水，同时液位探测仪11把集水罐8内液位传递到控制柜，如果集水罐8内液位满则第二电动阀9关闭，切断集水罐8的进水管道，如果集水罐8内液位未满，第二电动阀9开启集水罐8的进水管道，直至集水罐8满位，第二电动阀9关闭，管道泵13工作，向第一、二水泵5、6进水端补水，管道泵13工作时第二电动阀9关闭，管道泵13泵出的水压与取水管道30中的水压一致，此时第一水泵5或第二水泵6工作，第一水泵5或第二水泵6泵出的水经第二压力表流向用户端；此为：管道直接可补水增压。

3)当第一压力表3的压力大于用户端供水压力设定值时，第一电动阀4开启，第一水泵5、第二水泵6、第二电动阀9、管道泵13不工作，水从第一电动阀4流出后直接经第三止回阀25、第二压力表流向用户端；此为：超越管道直接供水。

4)当第一压力表3的压力小于市政管网取水口允许波动的极限值时，第一电动阀4关闭，第二电动阀9开启，第一水泵5或第二水泵6工作，泵出的水经第二压力表流向用户端，第一水泵5或第二水泵6的转速不仅要根据用户端的出水压力而且要受集水罐的液位来调节，这种状态管道泵13不工作，此为：采用隔断装置取水增压。

第一压力表3出水端和第二电动阀9进水端的管道上设置蝶阀，第一止回阀12和第二止回阀22的共同出水口的管道上设置蝶阀，第一、二水泵5、6的进水端和出水端的管道上分别设置蝶阀，超越管道上的第三止回阀25出水端设置蝶阀，第二压力表出水端的管道上设置蝶阀。

集水罐顶部设置洁净空气置换器10。

一、系统主要设备和仪表的工作状态

(1)第一、二水泵5、6：

水泵可为多台，但至少二台。水泵自动切换、交替运行，受控制柜控制，由变频器调节转速。当市政管网压力P小于用户所需压力P3时，水泵启动运行。以变频调速控制，确保供水压力。双泵组的通常单泵工作，在单泵满负荷运行不能满足供水时，另一泵启动补足。三泵组的通常双泵同时工作。运行中各泵按设定的时间自动切换，交替运行。本例设双泵，即第一、二水泵5、6。本例中，第二压力表把用户端水压传递给控制柜14，然后与用户端供水压力设定值比较，如果第二压力表所示用户端实际水压小于用户端供水压力设定值时，水泵则加速泵水直至第二压力表所示用户端实际水压等于用户端供水压力设定值，水泵才保持匀速泵水；如果第二压力表所示用户端实际水压大于用户端供水压力设定值时，水泵则减速泵水直至第二压力表所示用户端实际水压等于用户端供水压力设定值，水泵才保持匀速泵水。

(2)阀门：

总阀门1，安装于本系统与市政管网连接处，取水总阀门，常开。

第一电动阀4：开关型电动阀门。安装于取水管道，在直接增压(P1＜P＜P3)、直接可补水增压(P2＜P＜P1)、超越管道供水(P＞P3)时处于开启状态。在P≤P2时关闭，以保护市政管网压力。

第二电动阀9：开关型电动阀门。安装于集水罐进水管道上，控制柜14根据液位探测仪11的情况控制第二电动阀9动作。第二电动阀9开启进水，集水罐满第二电动阀9则关闭。但管道泵13启动时，第二电动阀9关闭，集水罐不补水。

止回阀：安装于加压后的管道和集水罐的出水管上，避免回流。

闸阀和蝶阀：手动控制阀门，主要用于设备检修；若电动阀门失灵，可用手工调节。

(3)第一、二压力表3、7：

第一压力表3装于系统取水口，测量市政管网供水压力P，压力信号传送至控制柜。

第二压力表7安装于系统出水口，测量本系统供水压力，压力信号传送至控制柜。

(4)集水罐8：

在高峰供水时市政管网流量出现缺口，通过集水罐将增压泵与市政管网隔断，保护市政管网压力，事先预计市政管网在高峰供水时有缺口的，集水罐可加大，在低谷时蓄水，用于高峰时补水。集水罐的容积根据用户要求或供水单位的规定确定。集水罐可埋在地下或半地下。

集水罐可能会长期不用。一旦启用后，会连续使用。如果中断不用，系统设定自动换水。

(5)管道泵13

管道泵13安装于集水罐的出水管道上，其流量、扬程在选型时确定，当P2＜P＜P1时，管道泵13工作，给第一、二水泵5、6的进水端补水，系统进入管道直接可补水增压状态。

(6)液位探测仪11：

安装于集水罐，检测集水罐的液位。信号传送至控制柜后控制集水罐进水第二电动阀9的开与合。

(7)洁净空气置换器10：

安装于集水罐的顶部，用于集水罐内液位变动时置换空气，并保证进入的空气洁净。

(8)过滤器2：

安装于市政管网与本装置的连接处，防止市政管网中的杂物流入。

二、四种供水模式简述

1.管道直接增压：

P1＜P＜P3，管网流量充足，压力不能满足最高层用水需求，第一水泵5或第二水泵6启动增压。第一、二电动阀4、9开启，如果集水罐8内液位满则第二电动阀9关闭，切断集水罐进水管道，否则，第二电动阀9开启集水罐进水管道。第一水泵5或第二水泵6处于工作状态，管道泵13始终不工作。

2.管道直接可补水增压

P2＜P＜P1，市政管网流量或压力不够时，第一电动阀4开启，继续向第一、二水泵5、6进水端送水。管道泵13工作，从集水罐取水同时向第一、二水泵5、6进水端补水，第一水泵5或第二水泵6启动增压。管道泵13工作时，第二电动阀9关闭。(管道泵13工作时第一水泵5或第二水泵6才启动增压，这样可有效避免取水管道出现负压情况。)

3.超越管道直接供水：

P≥P3，管网压力能满足最高层用户需求，直接由超越管道供水。第一电动阀4开启，水流经第三止回阀25、第二压力表流向用户，第二电动阀9关闭，第一、二水泵5、6均处休眠状态，直接由市政管网供水至用户端。

4.采用隔断装置取水增压：

P＜P2，启用隔断装置增压。第二电动阀9开启，第一电动阀4关闭，管道泵13不工作。第一水泵5或第二水泵6启动增压。第一水泵5或第二水泵6的转速根据用户端出水压力和集水罐的液位来调节，液位探测器把集水罐的液位传递给控制柜，由控制柜根据集水罐液位情况调节第一水泵5或第二水泵6的转速。集水罐中液位低第一水泵5或第二水泵6转速慢，集水罐中液位高第一水泵5或第二水泵6转速则快。

说明：

P1：为市政管网取水口压力允许波动下限值(由当地供水部门确定)；

P2：为市政管网取水口压力允许波动极限值(由当地供水部门确定)；

P3：用户供水压力设定值(由用户确定)。

P：市政管网压力。

P1、P2、P3间关系是：P2＜P1＜P3。

Claims (3)

1.一种自来水管道直接增压装置，其特征是：主要包括：第一压力表(3)、第一电动阀(4)、第一水泵(5)、第二水泵(6)、第二压力表(7)、集水罐(8)、第二电动阀(9)、第一止回阀(12)、管道泵(13)、控制柜(14)，第一压力表(3)出水端与第一、二电动阀(4、9)的进水端同时连通，第二电动阀(9)出水端通过管道与集水罐(8)的进水端连通，集水罐(8)设有三个出水口，第一出水口与管道泵(13)进水端连通，第二个出水口与第二止回阀(22)进水端连通，第三个出水口设置排空用闸阀，管道泵(13)出水端与第一止回阀(12)进水端连通，第一、二止回阀(12、22)的出水端通过管道共同与第一电动阀(4)出水端及第一、二水泵(5、6)进水端及超越管道上的第三止回阀(25)进水端相连，第一、二水泵(5、6)出水端和第三止回阀(25)出水端通过管道共同和第二压力表(7)进水端相连，第二压力表(7)出水端和用户端通过管道相连通，又集水罐(8)上设置液位探测仪(11)；

第一压力表(3)所测的市政管网水压和第二压力表(7)所测的用户端水压分别传递给控制柜(14)，液位探测仪(11)把集水罐(8)内的液位传递给控制柜(14)，控制柜(14)控制第一电动阀(4)、第一水泵(5)、第二水泵(6)、第二电动阀(9)、管道泵(13)的动作；

1)当第一压力表(3)的压力小于用户端供水压力设定值且第一压力表(3)的压力大于市政管网取水口允许波动的下限值时，第一电动阀(4)开启，第一电动阀(4)流出的水直接流向第一水泵(5)、第二水泵(6)的进水端，第一水泵(5)或第二水泵(6)工作，泵出的水经第二压力表(7)流向用户端，同时液位探测仪(11)把集水罐(8)内液位传递到控制柜，如果集水罐(8)内液位满则第二电动阀(9)关闭，切断集水罐(8)的进水管道，如果集水罐(8)内液位未满，第二电动阀(9)开启集水罐(8)的进水管道，直至集水罐(8)满位，第二电动阀(9)关闭，管道泵(13)始终不工作，此种模式称作：管道直接增压；

2)当第一压力表(3)的压力小于市政管网取水口允许波动的下限值且大于市政管网取水口允许波动的极限值时，第一电动阀(4)开启，第一电动阀(4)流出的水经取水管道向第一、二水泵(5、6)进水端送水，同时液位探测仪(11)把集水罐(8)内液位传递到控制柜，如果集水罐(8)内液位满则第二电动阀(9)关闭，切断集水罐(8)的进水管道，如果集水罐(8)内液位未满，第二电动阀(9)开启集水罐(8)的进水管道，直至集水罐(8)满位，第二电动阀(9)关闭，管道泵(13)工作，向第一、二水泵(5、6)进水端补水，管道泵(13)工作时第二电动阀(9)关闭，管道泵(13)泵出的水压与取水管道(30)中的水压一致，此时第一水泵(5)或第二水泵(6)工作，第一水泵(5)或第二水泵(6)泵出的水经第二压力表流向用户端；此种模式称作：管道直接可补水增压；

3)当第一压力表(3)的压力大于用户端供水压力设定值时，第一电动阀(4)开启，第一水泵(5)、第二水泵(6)、第二电动阀(9)、管道泵(13)不工作，水从第一电动阀(4)流出后直接经第三止回阀(25)、第二压力表(7)流向用户端；此种模式称作：超越管道直接供水；

4)当第一压力表(3)的压力小于市政管网取水口允许波动的极限值时，第一电动阀(4)关闭，第二电动阀(9)开启，第一水泵(5)或第二水泵(6)工作，泵出的水经第二压力表(7)流向用户端，第一水泵(5)或第二水泵(6)的转速不仅要根据用户端的出水压力而且要受集水罐的液位来调节，这种状态管道泵(13)不工作，此种模式称作：采用隔断装置取水增压。

2.根据权利要求1所述的一种自来水管道直接增压装置，其特征是：第一压力表(3)出水端和第二电动阀(9)进水端的管道上设置蝶阀，第一止回阀(12)和第二止回阀(22)的共同出水口的管道上设置蝶阀，第一、二水泵(5、6)的进水端和出水端的管道上分别设置蝶阀，超越管道上的第三止回阀(25)出水端设置蝶阀，第二压力表(7)出水端的管道上设置蝶阀。

3.根据权利要求1所述的一种自来水管道直接增压装置，其特征是：集水罐顶部设置洁净空气置换器。