CN208969985U - 模拟高层建筑恒压供水实训装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种模拟高层建筑恒压供水实训装置，包括水箱，与所述水箱连接、用于给各出水口供水的供水泵，与所述供水泵连接、用于在供水过程中为各出水口增压的增压泵，以及与所述增压泵连接的多个出水口；所述多个出水口上端设置有用于调节各出水口压力减压阀，所述多个出水口中间部位设置有压力传感器以及压力表，所述多个出水口下端设置有出水阀。本实用新型模拟高层建筑恒压供水实训装置设置有多个出水口，各出水口都设置有减压阀对各出水口的压力进行调节，可模拟高层建筑各个楼层的出水压力，在实训过程中通过增压泵调节出水口压力在一定范围内，贴近实际地对高层建筑恒压供水进行实训，结构简单，制造成本低。

Description

模拟高层建筑恒压供水实训装置

技术领域

本实用新型涉及教学设备技术领域，尤其涉及一种模拟高层建筑恒压供水实训装置。

背景技术

高层建筑是指高度大于27米的住宅建筑和建筑高度大于24m的非单层厂房、仓库和其他民用建筑，高层建筑供水用途一般是生活、消防和工业用水。目前，在高校或技工院校等培训机构中，供水实训装置是不能真实地模拟高层建筑恒压供水情景的，只是局限于中央控制单元（可编程逻辑控制器PLC、直接数字控制器DDC或单片机）的实训，该类实训装置一般只有控制装置而没有实际的模拟量和控制对象，如果仅仅是对中央控制单元的实训，则没有客观、全面反映实际高层建筑的供水情况，实训的目的和效果也不能满足实际要求。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本实用新型目的在于提供一种模拟高层建筑恒压供水实训装置，旨在解决现有技术中的供水实训装置仅限于中央控制单元的实训，不能反映实际高层建筑的供水情况的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种模拟高层建筑恒压供水实训装置，包括水箱，与所述水箱连接、用于给各出水口供水的供水泵，与所述供水泵连接、用于在供水过程中为各出水口增压的增压泵，以及与所述增压泵连接的多个出水口；所述多个出水口上端设置有用于调节各出水口压力的减压阀，所述多个出水口中间部位设置有压力传感器以及压力表，所述多个出水口下端设置有出水阀。

进一步的，所述供水泵和增压泵之间设置有用于在供水泵压力过大时进行减压的第四减压阀。

进一步的，所述模拟高层建筑恒压供水实训装置还包括与所述供水泵、增压泵、压力传感器连接的PLC，以及设置在所述PLC和增压泵之间的变频器。

进一步的，所述水箱内设置有用于检测所述水箱内是否有水的液体限位开关，所述液体限位开关与所述 PLC连接。

进一步的，所述PLC的型号为FX3U-80MT/DSS，所述变频器的型号为FR-E740-7.5K-CHT。

进一步的，所述增压泵和出水口之间设置有止回阀。

进一步的，所述水箱底部设置有排污口。

进一步的，所述水箱位于所述出水口下方。

进一步的，所述供水泵的型号为20FB-8D，所述增压泵的型号为IZ50-32-200B。

本实用新型采用上述技术方案，至少具有以下有益效果：设置有多个出水口，各出水口都设置有减压阀对各出水口的压力进行调节，可模拟高层建筑各个楼层的出水压力，贴近实际地对高层建筑恒压供水进行实训，在实训过程中可通过增压泵调节出水口压力在一定范围内，结构简单，制造成本低；可通过PLC对整个供水实训装置进行控制，使供水实训装置实现自动化操作；水箱内设置用于检测水箱液位的液体限位开关，可在水箱内没有水时控制供水实训装置无法启动，提高供水实训装置的安全性；水箱位于出水口下方，可使出水口流出的水进行循环利用，无需另外对水箱注水；供水泵和增压泵之间设置有第四减压阀，可在供水泵提供的压力过大时进行减压，使各个出水口的压力有更大的调节空间，增加实训的灵活度；增压泵和出水口之间设置有止回阀，防止水倒流；水箱底部设置有排污口，便于对水箱进行清理。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型模拟高层建筑恒压供水实训装置第一实施例的结构示意图。

图2为第一出水口的侧面结构示意图。

图3为本实用新型模拟高层建筑恒压供水实训装置第二实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，藉此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

高层建筑是指高度大于27米的住宅建筑和建筑高度大于24m的非单层厂房、仓库和其他民用建筑，高层建筑供水用途一般是生活、消防和工业用水。

如图1所示，本实用新型模拟高层建筑恒压供水实训装置包括水箱10、供水泵20、增压泵30和多个出水口40。供水泵20与水箱连接并位于水箱10底部，用于对多个出水口40供水。增压泵30分别与供水泵20和多个出水口40连接，用于在实训过程中当出水口的压力超过一定范围时，对出水口的压力进行调节，以保证出水口的压力不超过预定范围。

设置多个出水口40的目的是通过各出水口来模拟高层建筑各个楼层的出水口，具体的实施例中，只设置3个出水口进行说明，也可根据需要设置其他数目的出水口，在此不作限制。或者也可以不增加出水口个数，直接按照模拟的楼层的压力来调节出水口的压力，也就是说，一个出水口可以模拟很多楼层的出水口，只需调节到不同的压力即可。多个出水口40包括第一出水口41、第二出水口42、第三出水口43，第一出水口41用于模拟一层水压，第二出水口42用于模拟六层水压，第三出水口43用于模拟十层水压。

为了在实训之前真实的模拟出各楼层的水压，需在各出水口安装减压阀来对出水口压力进行调节。如图1所示，第一出水口41上端设置有第一减压阀411，第一出水口41的中间部位设置有第一压力传感器412和第一压力表413，通过第一压力传感器412检测出水口的压力并显示在第一压力表413上，以便操作员直观的看出。第一出水口41下端设置有第一出水阀414。图2是第一出水口41的侧面结构示意图。

可以理解的是，与第一出水口41类似的，第二出水口42上也设置有第二减压阀421、第二压力传感器422、第二压力表423、第二出水阀424，第三出水口43上设置有第三减压阀431、第三压力传感器432、第三压力表433、第三出水阀434。

如前文所述，第一出水口41用于模拟一层水压，第二出水口42用于模拟六层水压，第三出水口43用于模拟十层水压，一层水压为0.3 MPa（兆帕），根据实际情况，每上升一层楼，末端水压减少0.03 MPa，所以六层的水压为0.12 MPa，十层的水压为0 MPa，实训前，通过扳手调节第一减压阀411、第二减压阀421、第三减压阀431来调节各楼层对应的出水口的压力至相应的压力值。在供水装置工作过程中，则通过对增压泵30的控制，来调节各楼层出水口的压力在一定的范围内，例如检测到第三出水口43的三压力传感器432检测到压力小于0.15 MPa时，启动增压泵，确保第三出水口43的压力大于或等于0.15mpa，当第一出水口41的压力大于0.35 MPa时，停止增压泵，以使第一出水口41的压力小于或等于0.35 MPa。国家标准的管网供水压力为0.15 MPa至 0.35 MPa，通过以上控制，确保实训过程中各出水口压力不至于过高，符合国家标准。

当然，每个出水口水压是根据需要模拟的楼层来调节的，每一出水口并不固定模拟某个楼层，例如第一出水口41不一定只能模拟一层水压，也可模拟二层、三层、四层等等，只要按照每上升一层楼，末端水压减少0.03 MPa的原理来调节第一减压阀411到合适压力即可。根据上述原理，第二出水口42和第三出水口43也不限制于实施例中列举的模拟楼层，也可模拟其它楼层，只需根据实训需要调节即可。

为了使多个出水口40有更大的压力调节空间以及增加实训过程的灵活度，可在供水泵和增压泵之间设置第四减压阀44，如果供水泵20提供的压力过大，可通过第四减压阀44进行减压。

增压泵30和多个出水口40之间还设置有止回阀45，止回阀45用于防止水倒流回增压泵里。

水箱10底部设置有排污口12，便于对水箱10进行清理，理所当然的，排污口12上设置有排污阀门121，排污阀门121处于常闭状态，避免水箱10内的水漏出，只有在需要清理水箱10时才将排污阀门121打开。

较佳的，水箱10位于多个出水口40下方，这样从多个出水口40流出的水可流回水箱10里继续利用，不用另外对水箱进行注水。

为提高本实用新型模拟高层建筑恒压供水实训装置的自动化程度，可通过PLC对其进行控制，PLC（Programmable Logic Controller）即可编程控制器，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。PLC采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。是工业控制的核心部分。

图3为本实用新型模拟高层建筑恒压供水实训装置第二实施例的结构示意图，如图3所示，第二实施例在第一实施例的基础上增加了PLC和变频器50，供水泵20、增压泵30、第一压力传感器412、第二压力传感器422、第三压力传感器432、液体限位开关11都与PLC连接， PLC和增压泵30之间还设置有变频器50，PLC通过变频器50来控制压泵30，而变频器50通过PID算法控制增压泵30。PLC连接一用于控制整个供水实训装置启停的开关60。

当第三压力传感器432检测到第三出水口43的压力小于0.15 MPa时，PLC控制变频器50启动增压泵30，确保第三出水口43的压力大于或等于0.15MPa，当第一压力传感器412检测到第一出水口41的压力大于0.35 MPa时，PLC控制变频器50停止增压泵30，确保第一出水口41的压力小于或等于0.35MPa。

水箱10里设置有液体限位开关11，液体限位开关11用于检测水箱10内是否有水，液体限位开关11可与PLC连接，如果液体限位开关11检测到水箱内没有水，则供水泵20和增压泵30都无法启动，保证实训安全。

当液体限位开关11检测到水箱10内没有水时，PLC控制供水泵20和增压泵30都无法启动，以保证实训的安全性。

本实用新型中各部件的型号规格如下：

1.供水泵

品牌：全一

型号：20FB-8D

工作电压：220V

功率：0.18KW

流量：2.8立方米每小时

扬程：3米

2.增压泵

品牌：中超

型号：IZ50-32-200B

工作电压：380V

功率：3KW

转速：2900r/min

流量：10.8立方米每小时

扬程：38米

3.液体限位开关

品牌：佰斯特

型号：BF-45SI-2A

输出信号：开关型

4.减压阀

品牌：埃美柯

型号：Y12X-16T

材质：黄铜

连接形式：内螺纹

工作温度：0-80℃

5.PLC

品牌：三菱

型号：FX3U-80MT/DSS

电源电压：DC24V

输入形式：漏型/源型

输入点数：40点

输出种类：晶体管/源型输出

输出点数：40点

6.变频器

品牌：三菱

型号：FR-E740-7.5K-CHT

额定输入交流电压、频率：3相380~480V 50Hz/60Hz

额定容量：13kVA

大约重量：3.2kg

7.止回阀

品牌：天一金牛

系列: LSZHF

材质：黄铜

最高压力：1.6MPa

工作温度：-10℃-150℃

本实用新型第二实施例的操作步骤包括：

实训前准备工作：

1. 水箱10加注自来水至容积的2/3，模拟市政管网水源；

2. 打开供水泵20，模拟市政管网供水压力；

3. 通过扳手对第一出水口41、第二出水口42以及第三出水口43进行调压整定，在没有启动增压泵30的前提下模拟相应楼层的水压，第一出水口41模拟一层水压为0.3MPa，第二出水口42模拟6层水压0.12 MPa，第三出水口43模拟10层水压为 0 MPa；

4. 设备上电；

5. 根据要求编程并写入PLC；

实训过程：

1. 启动装置；

2. 当第三压力传感器432检测到第三出水口43的压力小于0.15 MPa时，PLC控制变频器50启动增压泵30，确保第三出水口43压力大于或等于0.15MPa，当第一压力传感器412检测到第一出水口41的压力大于0.35MPa时，PLC控制变频器50停止增压泵30；

3. 变频器50通过PID算法控制增压泵30，保证出水口快速、稳定且无偏差的达到压力要求；

4. 若液体限位开关11未检测到水箱10内有水，供水泵20和增压泵30都无法启动；

5. 出水口流出的水倒回水箱，不仅确保稳定供水，还可节省水资源。

本实用新型模拟高层建筑恒压供水实训装置设置有多个出水口，各出水口都设置有减压阀对各出水口的压力进行调节，可模拟高层建筑各个楼层的出水压力，在实训过程中通过增压泵调节出水口压力在一定范围内，贴近实际地对高层建筑恒压供水进行实训，结构简单，制造成本低；可通过PLC对整个供水实训装置进行控制，使供水实训装置实现自动化操作；水箱内设置用于检测水箱液位的液体限位开关，可在水箱内没有水时控制供水实训装置无法启动，提高供水实训装置的安全性；水箱位于出水口下方，可使出水口流出的水进行循环利用，无需另外对水箱注水；供水泵和增压泵之间设置有第四减压阀，可在供水泵提供的压力过大时进行减压，使各个出水口的压力有更大的调节空间，增加实训的灵活度；增压泵和出水口之间设置有止回阀，防止水倒流；水箱底部设置有排污口，便于对水箱进行清理。

应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种模拟高层建筑恒压供水实训装置，其特征在于，包括水箱，与所述水箱连接、用于给各出水口供水的供水泵，与所述供水泵连接、用于在供水过程中为各出水口增压的增压泵，以及与所述增压泵连接的多个出水口；所述出水口上端设置有用于调节各出水口压力的减压阀，所述出水口中间部位设置有压力传感器以及压力表，所述出水口下端设置有出水阀。

2.根据权利要求1所述的模拟高层建筑恒压供水实训装置，其特征在于，所述供水泵和增压泵之间设置有用于在供水泵压力过大时进行减压的第四减压阀。

3.根据权利要求2所述的模拟高层建筑恒压供水实训装置，其特征在于，所述模拟高层建筑恒压供水实训装置还包括与所述供水泵、增压泵、压力传感器连接的PLC，以及设置在所述PLC和增压泵之间的变频器。

4.根据权利要求3所述的模拟高层建筑恒压供水实训装置，其特征在于，所述水箱内设置有用于检测所述水箱内是否有水的液体限位开关，所述液体限位开关与所述PLC连接。

5.根据权利要求4所述的模拟高层建筑恒压供水实训装置，其特征在于，所述PLC的型号为FX3U-80MT/DSS，所述变频器的型号为FR-E740-7.5K-CHT。

6.根据权利要求1所述的模拟高层建筑恒压供水实训装置，其特征在于，所述增压泵和出水口之间设置有止回阀。

7.根据权利要求1所述的模拟高层建筑恒压供水实训装置，其特征在于，所述水箱底部设置有排污口。

8.根据权利要求1所述的模拟高层建筑恒压供水实训装置，其特征在于，所述水箱位于所述出水口下方。

9.根据权利要求1所述的模拟高层建筑恒压供水实训装置，其特征在于，所述供水泵的型号为20FB-8D，所述增压泵的型号为IZ50-32-200B。