CN204023715U - 一种节能箱式智能无负压供水设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种节能箱式智能无负压供水设备，通过在进水机构、无负压供水系统、水箱和出水机构间建立管网关系，构建箱式无负压供水设备，保证供水特别是高峰期用户供水的正常；同时，在稳流罐的进水口和输出管的出水口间设置压差传感器，实时测量其间的工作压差，通过压差的数值反馈至控制柜，由变频器控制水泵输出相应的功率。本实用新型比单纯的箱式无负压供水系统更节能，能更好的满足用户的用水需求，在高峰用水时段能充分利用市政管网的压力和水量来满足用户的用水需要，在用水高峰期全力运作水泵从稳流罐或水箱内取水，在用水低谷期保持水泵匀低速运转，保持工作动能，具有很好的应用前景，节约能源，具有良好的经济、社会效益。

Description

一种节能箱式智能无负压供水设备

技术领域

本实用新型属于取水、集水或配水的装置或方法的应用的技术领域，特别涉及一种能实时检测进水和出水端的压差以控制水泵的工作频率达到节省能耗的目的的节能箱式智能无负压供水设备。

背景技术

通常我们所说的无负压供水设备，一般指的是无负压变频供水设备，也叫变频无负压供水设备，是直接连接到供水管网上的增压设备。传统的供水方式离不开蓄水池，蓄水池中的水一般自来水管供给，这样有压力的水进入水池后变成零，造成大量的能源白白浪费。

而无负压供水设备是一种理想的节能供水设备，其利用市政管网的压力，供水系统在市政管网上直接吸水供给用户的供水机组；采取保护措施，确保管网并不产生负压，在保证市政管网供水不受影响的前提下，利用市政管网余压供水，节约供水设备的能耗，并且还具有全封闭、无污染、占地量小、安装快捷、运行可靠、维护方便等诸多优点。

无负压供水系统在现在的城市供水中应用越来越多，起到了很好的节约能源的效果。其中，罐式无负压供水系统是普遍采用的供水系统，其工作原理是在管网压力允许的情形下直接从管网吸水，利用市政管网的压力，节约能源，无负压供水系统吸水量小于管网供水能力时，并不会造成管网压力的降低，但在用水高峰时段，水泵的吸水量大于管网供水量时，市政管网压力降低，造成稳流器内压力也相应的降低，当稳流器的压力降至低于大气压力时，稳流补偿器上部的负压防止器打开，水泵从稳流器内吸水，此时稳流器和大气连通，相当于一个小的盛水容器。在此条件下，无负压供水系统并不能利用管网的供水压力，稳流器内的水被吸完后，机组将不得不减少供水量甚至停水，等管网压力增高后，设备才能利用管网余压正常供水。由此可见，罐式无负压供水系统在使用时，要求市政管网在高峰用水时能满足罐式无负压供水系统的供水量，使稳流器内压力高于大气压力，否则很可能要停水影响用户的正常用水，这对于普通的用水用户来说是极为不方便的，更无法被利用在对于持续供水有较高需求的场合中且存在安全隐患。

箱式无负压供水设备是近几年才发展起来的一种无负压供水设备，它改进了罐式无负压供水设备在高峰用水时，调节能力不足，容易停水的缺点。箱式无负压供水设备较之罐式无负压供水设备，主要是增加了水箱，在高峰用水时，由水箱供水。箱式无负压给水设备增加了水箱，采用的水箱和外界隔绝，避免外面的污染物进入到水箱内。选择合适大小的水箱，避免了水箱内的水停留时间过长；在控制系统中增加定时器，定时对水箱内的水进行循环使用，解决水箱内循环问题，保证了水箱内水质新鲜。

然而，现有技术中，箱式无负压供水设备在初启动阶段需要由变频器带动水泵加速运作，在关闭阶段又需要由变频器带动水泵减速运作，这导致了箱式无负压供水设备在启闭的过程中需要消耗大量的电力，非常不节能环保，更因为这种加速及减速的作业导致变频器和水泵的使用寿命减短，无形中增加更换成本。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是，现有技术中，箱式无负压供水设备在初启动阶段需要由变频器带动水泵加速运作，在关闭阶段又需要由变频器带动水泵减速运作，而导致的箱式无负压供水设备在启闭的过程中需要消耗大量的电力，非常不节能环保，更因为这种加速及减速的作业导致变频器和水泵的使用寿命减短，无形中增加了更换成本的问题，进而提供了一种优化结构的节能箱式智能无负压供水设备。

本实用新型所采用的技术方案是，一种节能箱式智能无负压供水设备，包括进水机构、无负压供水系统、水箱和出水机构，所述无负压供水系统包括控制柜，所述进水机构分别通过第一管路和第二管路与无负压供水系统和水箱连接，所述出水机构通过第三管路与无负压供水系统连接，所述第一管路、第二管路和第三管路上均设有闸阀，所述无负压供水系统和水箱通过设备进水管连接；所述无负压供水系统包括通过第一管路与进水机构连接的稳流罐，所述第一管路上顺次设有负压检测装置和负压切换装置，所述稳流罐连接至设备进水管，所述设备进水管通过若干水泵连接至输出管，所述输出管连接至第三管路，所述输出管上还连接有气压罐；所述无负压供水系统还设有压差传感器，所述压差传感器分别连接至稳流罐的进水口和输出管的出水口；所述控制柜内设有变频器，所述变频器与所述水泵连接；所述控制柜与所述稳流罐、气压罐、压差传感器、负压检测装置和负压切换装置连接。

优选地，所述稳流罐上设有真空抑制器，所述真空抑制器包括储气室及设于储气室上部的单向排气阀，所述单向排气阀连接至控制柜。

优选地，所述稳流罐上设有显示机构，所述显示机构连接至控制柜。

优选地，所述进水机构包括进水管路，所述进水管路上顺次设有压力检测装置、闸阀、过滤机构和倒流防止器。

优选地，所述设备进水管上设有对夹式蝶阀和橡胶棒止回阀。

优选地，所述无负压供水系统外侧设有集水槽，所述集水槽连接至集水池，所述集水池处设有排水装置。

优选地，所述第三管路上顺次设有橡胶棒止回阀和闸阀。

优选地，所述进水机构通过第二管路连接至水箱，所述第二管路上设有遥控浮球阀。

优选地，所述水箱包括2个分别设于水箱上部和下部的通气孔；所述水箱还包括检修口。

优选地，所述进水管路处设有温度调节装置。

本实用新型提供了一种优化结构的节能箱式智能无负压供水设备，通过在进水机构、无负压供水系统、水箱和出水机构间建立管网关系，构建了箱式无负压供水设备，保证了供水特别是高峰期用户供水的正常；同时，在稳流罐的进水口和输出管的出水口间设置压差传感器，使得能实时测量其间的工作压差，通过压差的数值反馈至控制柜，由变频器控制水泵输出相应的功率。本实用新型的节能箱式智能无负压供水设备比单纯的箱式无负压供水系统更节能，能更好的满足用户的用水需求，在高峰用水时段能充分利用市政管网的压力和水量来满足用户的用水需要，在用水高峰期全力运作水泵从稳流罐或水箱内取水，在用水低谷期保持水泵匀低速运转，保持工作动能，具有很好的应用前景，节约能源，具有良好的经济、社会效益。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细描述，但本实用新型的保护范围并不限于此。

如图所示，本实用新型涉及一种节能箱式智能无负压供水设备，包括进水机构、无负压供水系统、水箱1和出水机构，所述无负压供水系统包括控制柜2，所述进水机构分别通过第一管路3和第二管路4与无负压供水系统和水箱1连接，所述出水机构通过第三管路5与无负压供水系统连接，所述第一管路3、第二管路4和第三管路5上均设有闸阀6，所述无负压供水系统和水箱1通过设备进水管7连接；所述无负压供水系统包括通过第一管路3与进水机构连接的稳流罐8，所述第一管路上顺次设有负压检测装置9和负压切换装置10，所述稳流罐8连接至设备进水管7，所述设备进水管7通过若干水泵11连接至输出管12，所述输出管12连接至第三管路5，所述输出管12上还连接有气压罐13；所述无负压供水系统还设有压差传感器14，所述压差传感器14分别连接至稳流罐8的进水口15和输出管12的出水口；所述控制柜2内设有变频器，所述变频器与所述水泵11连接；所述控制柜2与所述稳流罐8、气压罐13、压差传感器14、负压检测装置9和负压切换装置10连接。

本实用新型中，无负压供水设备配合设置有进水机构、无负压供水系统、水箱1和出水机构，进水机构负责与市政管网连接取水，无负压供水系统直接与自来水管网连接、进行直接供水或间接供水，水箱1用于存储一定的市政管网水以保证稳定、不间断的供水，出水机构用于输出水至用户管网。

本实用新型中，进水机构分别通过第一管路3和第二管路4与无负压供水系统和水箱1连接，即进水可以根据实时的压力状况选择直接通过无负压供水系统供水或者是先行到水箱1进行储水，保证了在管网荷载压力较小时能直接通过无负压供水系统供水，同时有适量的水存储至水箱1，保证当管网荷载压力较大时能使用水箱1内的存储水保证用户管网输出水的稳定。

本实用新型中，出水机构通过第三管路5与无负压供水系统连接，而无负压供水系统和水箱1又通过设备进水管7连接，即无负压供水系统既可以在管网荷载压力较小时作为无负压供水设备完成供水作业又可以在管网荷载压力较大时作为普通的出水中间体完成传输供水的作业，保证了用户管网输出水的稳定。

本实用新型中，所有管路上都设有闸阀6，保证了本实用新型内的各条输水管路可以依据实际情况及时进行通路的切换和选择，满足正常的供水需求，保证用户管网输出水的稳定。

本实用新型中，工作原理为：在管网荷载压力较小时，进水机构通过无负压供水系统的无负压供水设备直接将水加压送至出水机构后输向用户管网，同时可以存储一部分的水在水箱1中备用；当管网荷载压力较大时，在水箱1中备用的水由无负压供水系统的输送水装置送至出水机构后输向用户管网；用户管网输出水稳定，在市政管网的不同荷载情况下均能正常送水。

本实用新型中，无负压供水系统主要包括稳流罐8、气压罐13、控制柜2、水泵11及与输出水的第三管路5连接的输出管12，保证无负压供水的正常进行。

本实用新型中，进水机构通过第一管路3连接至稳流罐8，同时第一管路3上顺次设有负压检测装置9和负压切换装置10。负压检测装置9主要用于时刻检测稳流罐8的压力，通过控制稳流罐8上的真空抑制器16来稳定稳流罐8和自来水的压力使之不产生负压，负压切换装置10则是在检测到稳流罐8产生不正常压力时，及时切换气压罐13的工作气压作用于输出管12对相对压力进行调节，保证稳流罐8工作的正常进行，两者均用于确保自来水管网的正常供水。

本实用新型中，无负压供水系统的设备进水管7连接至水箱1，当管网荷载压力较大时，在水箱1中备用的水可以通过无负压供水系统的输送水装置即设备进水管7送至出水机构后输向用户管网，使得用户管网输出水稳定，在市政管网的不同荷载情况下均能正常送水。

本实用新型中，在稳流罐8的进水口15和输出管12的出水口间设置压差传感器14，其工作原理是被测压力直接作用于传感器的膜片上，使膜片产生与水压成正比的微位移，使传感器的电容值发生变化，并转换输出一个相对应压力的标准测量信号，其能实时测量稳流罐8的进水口15和输出管12的出水口间的工作压差，通过压差的数值反馈至控制柜2，由变频器控制水泵11输出相应的功率，这使得当用户用水自低谷向高峰跳变或是自高峰向低谷跳变时，水泵11不是从低频直接跳至高频或是由高频直接跳至低频，而是通过一个中间频率运转自高频或者是从高频回落至一个中间频率，即水泵11具有一个缓慢运转的低速 ，在水泵11开始高频工作或回落到低频工作时的加速度减小，保证了使用过程中节约能源的同时延长了变频器和水泵11的使用寿命。

所述稳流罐8上设有真空抑制器16，所述真空抑制器16包括储气室及设于储气室上部的单向排气阀，所述单向排气阀连接至控制柜2。

本实用新型中，通过将稳流罐8上的真空抑制器16设置为双层结构，上层的单向排气阀可以及时被控制将多余的空气排出，最后仅留下少量的气体留在储存室里面，防止真空的产生。

本实用新型中，将单向排气阀放在真空抑制器16的高处还可以更好的保护水泵11的机械密封，当水泵11里有空气时，水泵11会产生气蚀对水泵11机械密封及叶轮造成严重的损伤，真空抑制器16中的单向排气阀可以在水泵11进行排气之前先排出大量的空气，对水泵11形成双重的保护。

所述控制柜2内还设有单片机或PLC，所述单片机或PLC，所述单片机或PLC连接有GPRS收发器。

本实用新型中，还可以在控制柜2内设置单片机或PLC，通过微机单元，将与控制柜2连接的稳流罐8、气压罐13、负压检测装置9和负压切换装置10的相关信息写入、保存及调取，并可通过GPRS收发器完成信息的传输，使得本实用新型可以在世界各地被使用，同时生产者可以随时获知其工作信息，及时发现其存在的各种问题，保证设备的各部分工作正常，维修得当，使用寿命更长。

本实用新型中，单片机或PLC的设置可以依据本领域技术人员的常规设置方式处理，一般情况下，能完成各项装置的工作情况的写入、存储、控制运算及读取即可。

所述稳流罐8上设有显示机构17，所述显示机构17连接至控制柜2。

本实用新型中，稳流罐8上的显示机构17即用于实时显示稳流罐8工作的压力和供水流量等，保证能使工作人员实时了解无负压供水系统的工作情况，以便对不正常的情况做出及时的调整。

所述进水机构包括进水管路18，所述进水管路18上顺次设有压力检测装置19、闸阀6、过滤机构20和倒流防止器21。

本实用新型中，进水机构包括进水管路18及其上设置的压力检测装置19、闸阀6、过滤机构20和倒流防止器21，其中，进水管路18与第一管路3和第二管路4连接，而闸阀6则用于对于进水机构的停放水进行控制，即第一级控水。

本实用新型中，压力检测装置19用于检测市政管网通入的水压，一则保证无负压供水系统的工作能正常进行，二则亦能保证进水管路18的受压在额定范围内，不会发生水管爆裂或是对下一级水管产生过大的压力或冲击力的情况。本实用新型中，采用常见的压力表即可完成压力检测作业。

本实用新型中，过滤机构20是输送介质管道上不可缺少的一种装置，其能使得市政管网输入水中的杂质被阻挡，当需要清洗时，只要将可拆卸的滤筒取出，处理后重新装入即可，使用维护极为方便。本实用新型中，过滤机构20采用Y型过滤器，呈是Y字型的，一端使水等流质经过，另一端沉淀废弃物、杂质，过滤器待处理的水由入水口进入机体，水中的杂质沉积在不锈钢滤网上，由此产生压差，当压差达到设定值时，电动机带动刷子旋转，对滤芯进行清洗，同时控制阀打开进行排污，当清洗结束后，关闭控制阀，电机停止转动，系统恢复至其初始状态，开始进入下一个过滤工序。Y型过滤器的过滤时间和清洗转换时间可设定，更为便利可靠。

本实用新型中，在进水机构与无负压供水系统或水箱1正式接通前，还在进水管路18上设置倒流防止器21，严格限定进水管路18中的水只能单向流动，防止倒流，以达到避免倒流污染的目的。

所述设备进水管7上设有对夹式蝶阀22和橡胶棒止回阀23。

本实用新型中，在设备进水管7上设置对夹式蝶阀22，是由于在蝶阀22的阀体圆柱形通道内，圆盘形的蝶板绕着轴线旋转，旋转角度为0°～90°之间，只需旋转90°即可快速启闭，操作简单，控制方便，同时该阀门具有良好的流体控制特性，当蝶板旋转到90°时，阀门达到最大开度。

本实用新型中，在设备进水管7上设置橡胶棒止回阀23，用于保证设备进水管7中的介质定向流动而不致倒流。

所述无负压供水系统外侧设有集水槽24，所述集水槽24连接至集水池25，所述集水池25处设有排水装置。

本实用新型中，在无负压供水系统外侧设置集水槽24，保证了本实用新型内部尤其是无负压供水系统周围的环境相对清洁，保证各个设备装置工作正常，延长使用寿命；同时，集水槽24连接至集水池25，集水池25处设置排水装置，保证了积水排出的正常与通畅，使得本实用新型的工作环境最佳。

所述第三管路5上顺次设有橡胶棒止回阀23和闸阀6。

本实用新型中，在第三管路5上设置橡胶棒止回阀23，用于保证设备进水管7中的介质定向流动而不致倒流，设置闸阀6则是保证了通往用户管网的管路可以被随时启闭。

所述进水机构通过第二管路4连接至水箱1，所述第二管路4上设有遥控浮球阀26。

本实用新型中，在第二管路4上设置遥控浮球阀26，其目的是在于其能有效的控制水箱1液面，适时切断或打开阀芯输入水流或阻止水流外泄，即在合适的时机向水箱1输入水，在水箱1水位过高时即使闸阀6开启亦不输入水，保证在最节省能源的前提下向用户管网供水，液位控制准确，水位不受压力波动干扰，开闭紧密不漏水，浮球灵活，维护保养简单。

所述水箱1包括2个分别设于水箱1上部和下部的通气孔27；所述水箱1还包括检修口28。

本实用新型中，在水箱1上设置2个分别设于上部和下部的通气孔27保证了水箱1的内压均衡，检修口28保证了工作人员对于水箱1进行定期维护的可行性。

所述进水管路18处设有温度调节装置。

本实用新型中，为了保证进水管路18的使用寿命尽可能延长，特别是为了防止冬季的冻裂情况，故在进水管路18处设置温度调节装置，对于进水管路18进行保温。

本实用新型解决了现有技术中，箱式无负压供水设备在初启动阶段需要由变频器带动水泵11加速运作，在关闭阶段又需要由变频器带动水泵11减速运作，而导致的箱式无负压供水设备在启闭的过程中需要消耗大量的电力，非常不节能环保，更因为这种加速及减速的作业导致变频器和水泵11的使用寿命减短，无形中增加了更换成本的问题，通过在进水机构、无负压供水系统、水箱1和出水机构间建立管网关系，构建了箱式无负压供水设备，保证了供水特别是高峰期用户供水的正常；同时，在稳流罐8的进水口15和输出管12的出水口间设置压差传感器14，使得能实时测量其间的工作压差，通过压差的数值反馈至控制柜2，由变频器控制水泵11输出相应的功率。本实用新型的节能箱式智能无负压供水设备比单纯的箱式无负压供水系统更节能，能更好的满足用户的用水需求，在高峰用水时段能充分利用市政管网的压力和水量来满足用户的用水需要，在用水高峰期全力运作水泵11从稳流罐8或水箱1内取水，在用水低谷期保持水泵11匀低速运转，保持工作动能，具有很好的应用前景，节约能源，具有良好的经济、社会效益。

Claims (10)

1.一种节能箱式智能无负压供水设备，包括进水机构、无负压供水系统、水箱和出水机构，所述无负压供水系统包括控制柜，其特征在于：所述进水机构分别通过第一管路和第二管路与无负压供水系统和水箱连接，所述出水机构通过第三管路与无负压供水系统连接，所述第一管路、第二管路和第三管路上均设有闸阀，所述无负压供水系统和水箱通过设备进水管连接；所述无负压供水系统包括通过第一管路与进水机构连接的稳流罐，所述第一管路上顺次设有负压检测装置和负压切换装置，所述稳流罐连接至设备进水管，所述设备进水管通过若干水泵连接至输出管，所述输出管连接至第三管路，所述输出管上还连接有气压罐；所述无负压供水系统还设有压差传感器，所述压差传感器分别连接至稳流罐的进水口和输出管的出水口；所述控制柜内设有变频器，所述变频器与所述水泵连接；所述控制柜与所述稳流罐、气压罐、压差传感器、负压检测装置和负压切换装置连接。

2.根据权利要求1所述的一种节能箱式智能无负压供水设备，其特征在于：所述稳流罐上设有真空抑制器，所述真空抑制器包括储气室及设于储气室上部的单向排气阀，所述单向排气阀连接至控制柜。

3.根据权利要求1所述的一种节能箱式智能无负压供水设备，其特征在于：所述稳流罐上设有显示机构，所述显示机构连接至控制柜。

4.根据权利要求1所述的一种节能箱式智能无负压供水设备，其特征在于：所述进水机构包括进水管路，所述进水管路上顺次设有压力检测装置、闸阀、过滤机构和倒流防止器。

5.根据权利要求1所述的一种节能箱式智能无负压供水设备，其特征在于：所述设备进水管上设有对夹式蝶阀和橡胶棒止回阀。

6.根据权利要求1所述的一种节能箱式智能无负压供水设备，其特征在于：所述无负压供水系统外侧设有集水槽，所述集水槽连接至集水池，所述集水池处设有排水装置。

7.根据权利要求1所述的一种节能箱式智能无负压供水设备，其特征在于：所述第三管路上顺次设有橡胶棒止回阀和闸阀。

8.根据权利要求1所述的一种节能箱式智能无负压供水设备，其特征在于：所述进水机构通过第二管路连接至水箱，所述第二管路上设有遥控浮球阀。

9.根据权利要求1所述的一种节能箱式智能无负压供水设备，其特征在于：所述水箱包括2个分别设于水箱上部和下部的通气孔；所述水箱还包括检修口。

10.根据权利要求4所述的一种节能箱式智能无负压供水设备，其特征在于：所述进水管路处设有温度调节装置。