CN2121640U - 高低压膨胀罐自动稳压补水装置 - Google Patents

高低压膨胀罐自动稳压补水装置 Download PDF

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黄吉祯
陶俊昌
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Abstract

本实用新型高低压膨胀罐自动稳压补水装置,涉 及一种供暖、空调冷热水循环系统的稳压补充给水装 置,由高压膨胀罐、低压膨胀罐、除氧水箱、补水泵和 氮气瓶组成,是一氮气定压补水除氧闭式循环系统, 所设低压膨胀罐起到容纳膨胀水的作用外,还能起到 补水箱的作用,低压膨胀罐充入氮气少,能够获得较 大容积来容纳膨胀水量,高、低压膨胀罐可利用本身 压力并联向稳压系统补水。本装置各点控制均为联 锁反应,自动运行,压力波动范围小,安全可靠,节能, 经济效果好。

Description

本实用新型高低压膨胀罐自动稳压补水装置涉及一种供暖、空调冷热水循环系统的稳压补充给水装置,由高压膨胀罐、低压膨胀罐、除氧水箱、补水泵和氮气瓶组成。
在供暖、空调冷热水稳压循环系统【以下简称稳压系统】中,由于循环水温度高低变化,引起稳压系统中循环水的体积大小变化,为保证稳压系统运行的稳定和安全,需要用特定的稳压补水装置,当稳压系统中循环水热膨胀时能及时吸收膨胀量,而当稳压系统中循环水冷却收缩时又能及时向稳压系统中补水。中国专利局于1988年1月6日公开的实用新型专利申请《低位膨胀水箱自动稳压补水装置》【申请号为87200887,公告号为CN8720887U】即这样一种稳压补水装置,但其采用了封闭式带有除氧器的软化水水箱,当补水箱需要补充氮气时会使氮气充入软化水箱中,多次充氮后会使软化水水箱的水位低而氮气量增多,从而造成补水泵不能上水,使该装置失去补水性能。此外,它将膨胀水箱和补水水箱合为一体,降低了该水箱容纳膨胀水的能力,稳压系统超量膨胀水除水箱容纳部分外其余泄放,当稳压系统需补水时,还需再次除氧,补水水箱使用前需抽空充入氮气,要增加抽空设备,同时补水水箱及膨胀水箱运行压力高,使水箱容积气、水比要增大,容水量受到限制,且其不能有效利用膨胀水压力,使补水泵启动次数增加。由于以上不足,使该设备经济济性变差。
本实用新型的目的在于克服上述已有技术的不足,提供一种膨胀罐自动稳压补水装置,能较大量地容纳稳压系统膨胀水,且能有效利用膨胀能量,保证供暖、空调冷热水循环系统安全、稳定运行,同时实现节能和提高设备经济性的积极效果。
本实用新型的目的是这样实现的:本实用新型为一种高低压膨胀罐自动稳压补水装置,由高压膨胀罐、低压膨胀罐、除氧水箱、补水泵和氮气瓶组成。实现本实用新型目的的技术措施是:除氧水箱经低压膨胀罐补水管单向阀和补水管与低压膨胀罐下端的低压膨胀罐补水管接头连接;低压膨胀罐下端的低压膨胀罐水管接头经低压膨胀罐水管与补水泵的入口连接,低压膨胀罐水管上还设置有低压膨胀罐安全阀和低压膨胀罐放水阀;补水泵的出口经补水泵单向阀和闸阀与高压膨胀罐水管连接;高压膨胀罐水管分别还与高压膨胀罐下端的高压膨胀罐水管接头连接、经维修关闭截止阀与稳压系统连接、经高压膨胀罐安全阀与低压膨胀罐水管连接,同时,高压膨胀罐水管上还设置有高压膨胀罐放水阀;氮气瓶经减压阀后分别经设置在低压膨胀罐顶部的低压膨胀罐电磁阀、低压膨胀罐单向阀及设置在高压膨胀罐顶部的高压膨胀罐电磁阀、高压膨胀罐单向阀而与低压膨胀罐及高压膨胀罐连接;高压膨胀罐侧壁上设置有补水泵运行压力控制器和高压膨胀罐电接点液位控制器,高压膨胀罐顶部还设置有高压膨胀罐放气阀;低压膨胀罐侧壁上设置有低压膨胀罐压力控制器和低压膨胀罐电接点液位控制器,低压膨胀罐顶部还设置有低压膨胀罐放气阀。
本实用新型高低压膨胀罐自动稳压补水装置与供暖、空调冷热水循环系统【以下简称稳压系统】连接,当稳压系统中循环水热膨胀时,增大体积的膨胀水由高压膨胀罐水管压入高压膨胀罐内,高压膨胀罐内压力增大,压力增大到一定值后,高压膨胀罐安全阀自动开启,膨胀水经高压膨胀罐安全阀流入低膨胀罐内,保证高压膨胀罐处于安全压力之内,高、低压两膨胀罐能较大量地容纳稳压系统中的膨胀水,其容纳量一般可按稳压系统最大膨胀量设计,一旦稳压系统循环水超量膨胀,低压膨胀罐不能继续容纳时,低压膨胀罐安全阀自动开启,将超量膨胀水泄放掉,保证低压膨胀罐处于安全压力之内;当稳压系统内循环水冷却收缩时高低压膨胀罐在自身膨胀压力下向稳压系统补水,高压膨胀罐内液位降低到一定位置时,高压膨胀罐上设置的补水泵运行压力控制器即启动补水泵从低压膨胀罐抽水向稳压系统补水,低压膨胀罐内压力随之降低,当低压膨胀罐内形成负压时,低压膨胀罐补水管单向阀自动开启,除氧水箱内的除氧软化水向低压膨胀罐内补水。高压膨胀罐内的氮气补充是通过高压膨胀罐上设置的高压膨胀罐电接点液位控制器根据高压膨胀罐内液位达到一定位置时控制高压膨胀罐电磁阀来实现的;低压膨胀罐内的氮气补充是通过低压膨胀罐上设置的低压膨胀罐电接点液位控制器和低压膨胀罐压力控制器根据低压膨胀罐内液位达到一定位置和压力达到一定值时联动控制低压膨胀罐电磁阀来实现的,高、低压膨胀罐内的充氮量是依据设计值失多少氮气补多少氮气的原则进行补充的,从而保证了高、低压膨胀罐可以安全稳定地为稳压系统充分容纳膨胀水和补充足够的除氧软化水。综上所述,本实用新型高低压膨胀罐自动稳压补水装置是一氮气定压补水除氧闭式循环系统,防止了氧对稳压系统管道及设备的腐蚀,可以延长管道及设备的使用寿命。其次,低压膨胀罐充入氮气较少,能够获得较大容积来容纳稳压系统的膨胀水量,使膨胀水不外泄或至少是少外泄,从而减少了补水除氧量,提高了经济性。再次,高、低压膨胀罐压力达到一定值时,可利用本身膨胀压力,并联向稳压系统补水,补至补水泵运行压力控制器启动补水泵,可减少补水泵启动次数,达到节电节能目的。另外,低压膨胀罐既起到容纳稳压系统膨胀水的作用,还能起到补水箱的作用,即当低压膨胀罐由补水泵向稳压系统进行补水,低压膨胀罐内形成一定真空,也就是形成一定负压时,除氧水箱中的除氧软化水即自动压向低压膨胀罐内补水,再由补水泵补充给稳压系统。总之,本实用新型高低压膨胀罐自动稳压补水装置较好地实现了本实用新型的目的。
下面结合附图对本实用新型高低压膨胀罐自动稳压补水装置及其实施例作进一步详细说明。
图1为本实用新型高低压膨胀罐自动稳压补水装置及其实施例的结构示意图。
图2为本实用新型图1中高压膨胀罐及其实施例的结构示意图。
图3为本实用新型图1中低压膨胀罐及其实施例的结构示意图。
图4为本实用新型中高压膨胀罐内压力及液位控制说明示意图。
图5为本实用新型中低压膨胀罐内压力及液位控制说明示意图。
如图1、图2和图3所示,本实用新型高低压膨胀罐自动稳压补水装置由高压膨胀罐【1】、低压膨胀罐【11】、除氧水箱【23】、补水泵【20】和氮气瓶【4】组成,其连接方式是:除氧水箱【23】经低压膨胀罐补水管单向阀【29】和补水管【30】与低压膨胀罐【11】下端的低压膨胀罐补水管接头【16】连接;低压膨胀罐【11】下端的低压膨胀罐水管接头【15】经低压膨胀罐水管【31】与补水泵【20】的入口连接,低压膨胀罐水管【31】上还设置有低压膨胀罐安全阀【21】和低压膨胀罐放水阀【27】;补水泵【20】的出口经补水泵单向阀【18】和闸阀【19】与高压膨胀罐水管【32】连接;高压膨胀罐水管【32】分别还与高压膨胀罐【1】下端的高压膨胀罐水管接头【8】连接、经维修关闭截止阀【28】与稳压系统【33】连接,经高压膨胀罐安全阀【22】与低压膨胀罐水管【31】连接,同时,高压膨胀罐水管【32】上还设置有高压膨胀罐放水阀【26】;氮气瓶【4】经减压阀【9】后分别经设置在低压膨胀罐【11】顶部的低压膨胀罐电磁阀【12】、低压膨胀罐单向阀【13】及设置在高压膨胀罐【1】顶部的高压膨胀罐电磁阀【2】、高压膨胀罐单向阀【3】而与低压膨胀罐【11】及高压膨胀罐【1】连接;高压膨胀罐【1】侧壁上设置有补水泵运行压力控制器【7】和高压膨胀罐电接点液位控制器【10】,高压膨胀罐【1】顶部还设置有高压膨胀罐放气阀【24】;低压膨胀罐【11】侧壁上设置有低压膨胀罐压力控制器【14】和低压膨胀罐电接点液位控制器【17】,低压膨胀罐【11】顶部还设置有低压膨胀罐放气阀【25】。
作为实施例,结合图1、图2、图3、图4和图5,说明本实用新型高低压膨胀罐自动稳压补水装置及其实施例的工作原理和流程。
本实用新型高低压膨胀罐自动稳压补水装置在与稳压系统【33】连接投入稳压补水运行之前,先将维修关闭截止阀【28】及本实用新型高低压膨胀罐自动稳压补水装置上的各阀关闭,然后按稳压系统【33】的运行压力对本实用新型高低膨胀罐自动稳压补水装置进行压力,液位及控制机构进行调试。调试程序是:先在低压膨胀罐【11】内注入水至hD1液位【即补水泵20自动引水高度】,除氧水箱【23】内存有除氧软化水,然后开启高压膨胀罐放气阀【24】和闸阀【19】,将高压膨胀罐安全阀【22】调至开启压力为【Pg3-0.02Mpa】【Pg3为高压膨胀罐1的上限压力】,此时启动补水泵【20】向高压膨胀罐【1】内注水,至高压膨胀罐放气阀【24】出水,高压膨胀罐【1】内空气完全排出,关闭高压膨胀罐放气阀【24】,停止补水泵【20】向高压膨胀罐【1】注水,补水泵单向阀【19】为关闭状态,开启高压膨胀罐放水阀【26】、氮气瓶【4】闸阀和高压膨胀罐电磁阀【2】,向高压膨胀罐【1】内充氮气,同时,从高压膨胀罐放水阀【26】向外泄水,当高压膨胀罐【1】内液位降至h2【可由高压膨胀罐电接点液位控制器10示出】时关闭高压膨胀罐放水阀【26】,高压膨胀罐【1】内充氮压力达到Pg1【稳压系统33的运行压力下限值】时关闭高压膨胀罐电磁阀【2】,高压膨胀罐【1】内液位h2与压力Pg1相对应。接着开启低压膨胀罐放气阀【25】,将低压膨胀罐安全阀【21】调至开启压力为0.1MPa【绝对压力】,然后启动补水泵【20】向高压膨胀罐【1】注水,当高压膨胀罐【1】内压力达到【Pg3-0.02MPa】时【高压膨胀罐电接点液位控制器10相应示出液位为h4】,高压膨胀罐安全阀【22】自动开启,补水泵【20】即向低压膨胀罐【11】内注水,低压膨胀罐补水管单向阀【29】处于关闭状态,直至低压膨胀罐放气阀【25】出水,低压膨胀罐【11】内空气完全排出即关闭低压膨胀罐放气阀【25】,停止补水泵【20】注水,高压膨胀罐安全阀22和补水泵单向阀18均自动关闭,然后开启低压膨胀罐放水阀【27】和低压膨胀罐电磁阀【12】,向低压膨胀罐【11】内充氮气,同时,低压膨胀罐放水阀【27】向外泄水,当低压膨胀罐【11】内液位降至hD1【可由低压膨胀罐电接点液位控制器17示出】时,关闭低压膨胀罐放水阀【27】,低压膨胀罐【11】内充氮气,至低压膨胀罐安全阀【21】出水时,即关闭低压膨胀罐电磁阀【12】停止充氮气,此时低压膨胀罐【11】内充氮气压力为0.1MPa【即PD1】,与低压膨胀罐【11】内液位hD1相对应,再将低压膨胀罐安全阀【21】开启压力调至【Pg3-0.02MPa】。最后,分别调试高压膨胀罐【1】上的补水泵运行压力控制器【7】、高压膨胀罐电接点液位控制器【10】、低压膨胀罐压力控制器【14】和低压膨胀罐电接点液位控制器【17】,由配套电气控制系统自动控制,即当高压膨胀罐【1】内压力为Pg1时,补水泵运行压力控制器【7】指示自动启动补水泵【20】运行,当高压膨胀罐【1】内压力为Pg2【Pg2约为1.2Pg1】时,补水泵运行压力控制器【7】指示自动停止补水泵【20】运行;当高压膨胀罐【1】内液位高于h5时,高压膨胀罐电接点液位控制器【10】指示自动开启高压膨胀罐电磁阀【2】,向高压膨胀罐【1】内充入氮气,当高压膨胀罐【1】内液位降至h5时,高压膨胀罐电接点液位控制器【10】指示自动关闭高压膨胀罐电磁阀【2】停止向高压膨胀罐【1】内充氮气;当低压膨胀罐【11】内液位高于hD2并且低压膨胀罐【11】内压力又低于【PD1+PDf】时【PDf为低压膨胀罐11内充氮压力为PD1时,液位由hD1上升至hD2时,低压膨胀罐11内压缩氮气所增加的压力值】,低压膨胀罐压力控制器【14】和低压膨胀罐电接点液位控制器【17】联锁指示开启低压膨胀罐电磁阀【12】,向低压膨胀罐【11】内充氮气,否则,低压膨胀罐电磁阀【12】处于关闭状态。至此,调试完毕,本实用新型高低压膨胀罐自动稳压补水装置可由配套电气控制系统自动控制投入自动稳压补水运行。
开启维修关闭截止阀【28】,将本实用新型高低压膨胀罐自动稳压补水装置与稳压系统【33】连通。当稳压系统【33】内循环水热膨胀时,补水泵单向阀【18】和高压膨胀罐安全阀【22】均处于关闭状态,膨胀水首先被高压膨胀罐【1】容纳,高压膨胀罐【1】容纳膨胀水后罐内压力达到【Pg3-0.02MPa】时,高压膨胀罐安全阀【22】自动开启,后续膨胀水由低压膨胀罐【11】所容纳,只是当低压膨胀罐【11】内压力也达到【Pg3-0.02MPa】时,低压膨胀罐安全阀【21】才自动开启向外泄水。一般按稳压系统【33】正常运行计算设计高、低压膨胀罐【1,11】容积,应尽量避免发生此种情况,以利节约除氧软化水,提高经济性。当稳压系统【33】内循环水冷却收缩或出现漏水故障时,本实用新型高低压膨胀罐自动稳压补水装置容纳有膨胀水压力高于Pg1的高压膨胀罐【1】和低压膨胀罐【11】可同时向稳压系统【33】内补水,此时低压膨胀罐【11】内的膨胀水是依靠自身膨胀压力直接由补水泵【20】叶轮压入稳压系统【33】,此时补水泵单向阀【18】呈开启状态,而不需启动补水泵【20】电机,起到节电节能的效果,直至高压膨胀罐【1】向稳压系统【33】补水后罐内压力降至Pg1时,高压膨胀罐【1】侧壁上设置的补水泵运行压力控制器【7】才指示启动补水泵【20】从低压膨胀罐【11】抽水向稳压系统【33】补水。当低压膨胀罐【11】向稳压系统【33】补水,低压膨胀罐【11】内液位降到hD1以下时,低压膨胀罐【11】内就形成负压,低压膨胀罐补水管单向阀【29】开启,除氧水箱【23】内的除氧软化水在大气压压力下就会自动补向低压膨胀罐【11】,补水泵【20】可连续从低压膨胀罐【11】抽水补入稳压系统【33】,可见低压膨胀罐【11】既起到容纳膨胀水的作用,又起到补水箱引水罐的作用。由于维持稳压系统【33】内压力主要由高压膨胀罐【1】来实现,因此,低压膨胀罐【11】内不必充很高压力的氮气,充氮量较少,可以有较大容积容纳膨胀水,在补水过程中,又可以利用低压膨胀罐【11】内水的膨胀压力向系统补水,从而改善和提高了本实用新型高低压膨胀罐自动稳压补水装置的可靠性和经济性。
运行中氮气补入是:当高压膨胀罐【1】内由于失氮,高压膨胀罐【1】内液位超过h5时,高压膨胀罐【1】侧壁上设置的高压膨胀罐电接点液位控制器【10】指示自动开启高压膨胀罐电磁阀【2】向高压膨胀罐【1】内充氮气,至高压膨胀罐【1】内液位降至h5,相应压力也达到Pg3时,高压膨胀罐电接点液位控制器【10】指示自动关闭高压膨胀罐电磁阀【2】停止充氮气;当低压膨胀罐【11】内由于失氮,低压膨胀罐【11】内液位高于hD2并且压力又不足【PD1+PDf】时,低压膨胀罐【11】侧壁上设置的低压膨胀罐电接点液位控制器【17】和低压膨胀罐压力控制器【14】联锁指示自动开启低压膨胀罐电磁阀【12】向低压膨胀罐【11】内充氮气,当低压膨胀罐【11】内液位降至hD2或压力等于【PD1+PDf】时,即指示自动关闭低压膨胀罐电磁阀【12】停止充氮气。总之,本实用新型高低压膨胀罐自动稳压补水装置补氮气是遵循缺多少氮气就补多少氮气的原则进行的,从而保证高压膨胀罐【1】和低压膨胀罐【11】始终能有一定容积容纳膨胀水,同时又能保证稳压系统【33】稳压。
考虑到有时需快速、大量地向稳压系统【33】补水,本实用新型高低压膨胀罐自动稳压补水装置的补水泵【20】可为两台并联安装,高压膨胀罐【1】侧壁上设置的补水泵运行压力控制器【7】为补水泵联动运行压力控制器,从而可以提高补水效率,以满足要求。两台补水泵【20】联动运行消耗电能较多,特别是对于稳压系统【33】一般正常运行下,补水量要求不大时,就会形成两台补水泵【20】联动运行很快满足补水要求,补水泵【20】频繁启动、停止,不仅消耗电能较多,而且容易造成设备损坏,本实用新型高低压膨胀罐自动稳压补水装置的更佳实施例是在高压膨胀罐【1】侧壁上还设置有一个补水泵切换运行压力控制器【6】,高压膨胀罐【1】内压力为Pg1【液位相应为h2】时,补水泵切换运行压力控制器【6】只指示自动启动一台补水泵【20】运行补水,高压膨胀罐【1】内压力达到Pg2【液位相应为h3】时,补水泵切换运行压力控制器【6】指示自动停止该台补水泵【20】补水,当高压膨胀罐【1】内压力又降为Pg1时,补水泵切换运行压力控制器【6】则指示自动启动另一台补水泵【20】运行补水,依次切换两台并联补水泵【20】交替运行补水,只是当高压膨胀罐【1】内压力降至【Pg1-0.02MPa】时,高压膨胀罐【1】侧壁上设置的补水泵联动运行压力控制器【7】才能示自动启动两台补水泵【20】联动补水,当高压膨胀罐【1】内压力达到Pg2时,补水泵联动运行压力控制器【7】指示自动停止两台并联安装的补水泵【20】补水。这样就实现了稳压系统【33】一般正常运行时,两台并联安装的补水泵【20】可以切换单台运行补水,确需快速、大量补水时,又能两台并联补水泵【20】联动运行补水,可以达到节约电能,避免补水泵【20】频繁启动、停止而保护设备的积极效果。
为充分保证本实用新型高低压膨胀罐自动稳压补水装置和稳压系统【33】的运行安全、可靠,最好在高压膨胀罐【1】上设置有一个压力报警控制器【5】,一旦设备出现控制失灵或其它故障,致使高压膨胀罐【1】内压力超过高压极限压力【Pg3+0.01MPa】或压力低于低压极限Pgf【相应液位为h1】时,压力报警控制器【5】均会发出报警信号,提示操作者采取紧急措施,保证本实用新型高低压膨胀罐自动稳压补水装置和稳压系统【33】的设备安全。
本实用新型高低压膨胀罐自动稳压补水装置所需配套的电气控制系统是已有公知技术可以实现的,不再具体描述。

Claims (4)

1、一种高低压膨胀罐自动稳压补水装置,由高压膨胀罐、低压膨胀罐、除氧水箱、补水泵和氮气瓶组成,其特征在于:
--除氧水箱(23)经低压膨胀罐补水管单向阀(29)和补水管(30)与低压膨胀罐(11)下端的低压膨胀罐补水管接头(16)连接;
--低压膨胀罐(11)下端的低压膨胀罐水管接头(15)经低压膨胀罐水管(31)与补水泵(20)的入口连接,低压膨胀罐水管(31)上还设置有低压膨胀罐安全阀(21)和低压膨胀罐放水阀(27);
--补水泵(20)的出口经补水泵单向阀(18)和闸阀(19)与高压膨胀罐水管(32)连接;
--高压膨胀罐水管(32)分别还与高压膨胀罐(1)下端的高压膨胀罐水管接头(8)连接,经维修关闭截止阀(28)与稳压系统(33)连接,经高压膨胀罐安全阀(22)与低压膨胀罐水管(31)连接,同时,高压膨胀罐水管(32)上还设置有高压膨胀罐放水阀(26);
--氮气瓶(4)经减压阀(9)后分别经设置在低压膨胀罐(11)顶部的低压膨胀罐电磁阀(12)、低压膨胀罐单向阀(13)及设置在高压膨胀罐(1)顶部的高压膨胀罐电磁阀(2)、高压膨胀罐单向阀(3)而与低压膨胀罐(11)及高压膨胀罐(1)连接;
--高压膨胀罐(1)侧壁上设置有补水泵运行压力控制器(7)和高压膨胀罐电接点液位控制器(10),高压膨胀罐(1)顶部还设置有高压膨胀罐放气阀(24);
--低压膨胀罐(11)侧壁上设置有低压膨胀罐压力控制器(14)和低压膨胀罐电接点液位控制器(17),低压膨胀罐(11)顶部还设置有低压膨胀罐放气阀(25)。
2、按照权利要求1所述的高低压膨胀罐自动稳压补水装置,其特征在于所说补水泵【20】为两台并联安装的,高压膨胀罐【1】侧壁上设置的补水泵运行压力控制器【7】为补水泵联动运行压力控制器。
3、按照权利要求2所述的高低压膨胀罐自动稳压补水装置,其特征在于在高压膨胀罐【1】侧壁上还设置有一个补水泵切换运行压力控制器【6】。
4、按照权利要求1或2或3所述的高低压膨胀罐自动稳压补水装置,其特征在于在高压膨胀罐【1】上设置有一个压力报警控制器【5】。
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