CN216041483U - 一种负压供水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种负压供水系统，属于输水机械设备技术领域。负压供水系统包括：真空抽取装置，沿气体流动方向依次包括进气管路和真空泵，进气管路上设置有真空压力变送器和真空电动阀门；抽水装置，沿供水方向依次包括用于与水库连接的进水管路、水泵、用于与供水管网连接的出水管路；出水管路上沿出水方向依次设置有压力变送器和供水电动阀门，进气管路与进水管路连通；PLC柜，PLC柜的输入端连接压力变送器和真空压力变送器，PLC柜的输出端控制连接真空泵、真空电动阀门、供水电动阀门、水泵。本实用新型采用真空电动阀门为机械式的电动阀门，可以避免了进气管路上杂质的影响，保证进气管路的连通和关闭。

Description

一种负压供水系统

技术领域

本实用新型涉及一种负压供水系统，属于输水机械设备技术领域。

背景技术

当采用水泵输送水库的水时，经常会遇到水库的液位高度低于水泵入口的情况，而对于离心泵，必须使管路及泵体内有水才能正常运行。如果采用人工灌水的方法，不仅操作麻烦，而且需要现场专人值守，无法实现自动运行的目的，因此，工程上一般采用抽真空装置将水泵进水管道内空气吸出，水管道内出现负压，进而大气压力使水池内的水进入管道，水泵即可正常开启。

例如：授权公告号为CN 207420884 U的中国实用新型专利文件公开了一种自动抽真空系统及包含其的输水系统，其中输水系统中包括自动抽真空系统、抽真空控制器、输水系统以及控制系统，自动抽真空系统包括依次相连的真空罐、水环真空泵、气水分离器和电控柜，自动抽真空系统通过抽真空管道与抽真空控制器相连，抽真空管道上设有电磁阀，抽真空控制器内设置有液位开关，当输水系统需要启动时，抽真空系统先于输水系统启动，抽真空系统将管道内空气抽出，大气压力将水压入进水管道和抽真空控制器，当抽真空控制器内液位达到高液位时，液位开关通过控制系统关闭电磁阀，同时输水系统启动；当抽真空控制器内液位下降至低液位时，液位开关通过控制系统开启电磁阀，抽真空系统的真空罐内真空度下降，真空系统内的水环真空泵开始工作，当抽真空控制器内水位达到高液位时，液位开关通过电控系统关闭电磁阀，实现了真空系统的自动启停。

然而上述专利文件中，通过电磁阀的打开/关闭实现真空系统的启停，在实际控制过程中，由于水中可能存在杂质，造成出现电磁阀关闭不严的现象，进而破坏真空度，而且电磁阀的维护不方便，增加维护成本。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种负压供水系统，用以解决现有供水系统中真空装置可靠性差的问题。

为实现上述目的，本申请提出了一种负压供水系统的技术方案，负压供水系统包括：

真空抽取装置，沿气体流动方向依次包括进气管路和真空泵，进气管路上设置有真空压力变送器和真空电动阀门；

抽水装置，沿供水方向依次包括用于与水库连接的进水管路、水泵、用于与供水管网连接的出水管路；出水管路上沿出水方向依次设置有压力变送器和供水电动阀门，进气管路与进水管路连通；

PLC柜，PLC柜的输入端连接压力变送器和真空压力变送器，PLC柜的输出端控制连接真空泵、真空电动阀门、供水电动阀门、水泵。

本实用新型的负压供水系统的技术方案的有益效果是：本实用新型采用真空电动阀门为机械式的电动阀门，可以避免了进气管路上杂质的影响，保证进气管路的连通和关闭，提高真空抽取的可靠性，保证了供水系统的供水输出，并且电动阀门维护简单，降低了维护成本。

进一步的，为了实现远程控制，所述PLC柜连接有无线通信模块，用于与远程控制系统连接。

进一步的，为了提高远程控制的可靠性，所述无线通信模块为5G通讯模块。

进一步的，为了提高抽真空的可靠性，所述真空泵为水环式真空泵。

进一步的，为了保证水环式真空泵正常工作，还包括储水装置，储水装置连接水环式真空泵。

进一步的，所述储水装置为储水箱、或者气水分离器。

进一步的，为了实现恒流量供水，所述出水管路上还设置有流量计，流量计连接PLC柜的输入端，以检测供水的流量。

进一步的，为了提高流量检测的可靠性，所述流量计为电磁流量计。

进一步的，还包括变频控制柜，PLC柜通过变频控制柜连接水泵的电机，PLC柜与变频控制柜通信连接。

进一步的，还包括交流接触器，PLC柜通过交流接触器控制连接真空泵。

附图说明

图1是本实用新型负压供水系统的原理框图；

图2是本实用新型负压供水系统的启动供水流程图；

图3是本实用新型负压供水系统的关闭供水流程图。

具体实施方式

负压供水系统实施例：

负压供水系统如图1所示，包括真空抽取装置、抽水装置和PLC柜。

真空抽取装置沿气体流动方向依次包括进气管路、水环式真空泵(即图1中的真空泵)和气水分离器，真空泵的出气口连接气水分离器的进气端，气水分离器的储水箱通过一个加水管线连接真空泵的进水口，加水管线上设置一个阀门，但是这个阀门处于全开状态，不需要控制，气水分离器用于将真空泵的出气口的水气进行分离，并且为水环式真空泵提供水源，保证水环式真空泵正常工作。

进气管路的一端连接真空泵的入气口，并且进气管路上设置有真空电动阀门和真空压力变送器，真空电动阀门的打开/关闭可以使得进气管路连通/断开，真空压力变送器用于检测进气管路的压力。

抽水装置沿供水方向依次包括进水管路、水泵、出水管路；进水管路的一端用于连接水库，另一端连接水泵的入水口，并且进水管路与进气管路的另一端连通；出水管路的一端连接水泵的出水口，另一端用于连接供水管网；出水管路上沿出水方向依次设置有压力变送器、电磁流量计、以及供水电动阀门；压力变送器用于检测出水管路的压力，电磁流量计用于检测出水管路的出水流量，供水电动阀门的打开/关闭可以使得出水管路连通/断开。

PLC柜内置有控制模块，控制模块为可编程的逻辑控制器，控制模块连接有5G通讯模块，5G通讯模块通过5G/Internet专线与水源井远程控制系统进行网络数据通讯。

控制模块的输入端连接压力变送器、真空压力变送器、电磁流量计，以接收各传感器检测的信息。

控制模块通过变频控制柜连接水泵的电机，变频控制柜包括变频器、电源控制开关、变频器工频启动/停机开关、变频器工频/自动切换继电器，与控制模块进行双向通讯，控制模块控制水泵的启动/停机，并接收变频控制器的反馈信息。控制模块通过交流接触器连接真空泵，以控制真空泵的启动/停机。

可编程逻辑控制器(即控制模块)存储有PID控制程序、以及预设条件(包括压力值的设定高值、设定低值、以及流量的设定阈值)，通过压力变送器、真空压力变送器、电磁流量计实时监测供水系统的实时参数，带这些参数达到一定阈值时控制真空泵和水泵的启停，以及真空电动阀门和供水电动阀门的打开/关闭，实现供水系统的就地闭环运行。同时，远程控制系统包括远程控制计算机，远程控制计算机存储有相同的PID控制程序，通过网络通讯可以监控供水系统的实时参数，并且计算机的操作界面还可以显示供水系统的运行参数(供水压力和流量)、控制泵站的启停，计算机远程向可编程逻辑控制器下达各种指令，可编程逻辑控制器接收到指令后自动控制执行机构执行，实现供水系统的远程控制。

负压供水系统工作过程包括如图2所示的启动供水流程和如图3所示的关闭供水流程，具体包括以下步骤：

1)首先启动真空抽取装置：打开真空电动阀门，真空电动阀门打开后，控制真空泵启动，将进水管路中的空气进行抽取；

2)真空泵压力变送器实时检测进气管路的压力，当进气管路的压力小于等于设定低值时(也即负压≤设定低值)，控制水泵启动；

3)压力变送器实时检测出水管路上的压力，当出水管路上的压力(即水泵正压)大于等于设定高值时，控制供水电动阀门打开，关闭真空电动阀门，控制真空泵停机，停运真空抽取装置；

4)正常供水过程中，电磁阀流量计实时检测供水流量，当供水流量达到设定阈值时，控制供水电动阀门关闭，供水电动阀门关闭后，关闭水泵电机的供电电源，控制水泵停机，停止供水，实现恒流量供水。

上述供水系统的控制过程中，供水系统的启动和停运由远程控制，并且在维持启停状态中，远程监控各种参数，当然供水系统的控制也可以在本地的PLC柜中进行，本实用新型对此不做限制。

上述实施例中，为了实现供水系统的远程控制，PLC柜连接有无线通信模块，并且为了提高无线通信的可靠性，无线通信模块采用5G通讯模块，作为其他实施方式，无线通信模块也可以采用4G/3G、LoRa等其他无线通信模块，并且在无需远程控制，只需本地控制的的情况下，无线通信模块也可以不设置。

上述实施例中，真空泵选用了水环式真空泵，并且为了保证水环式真空泵的正常工作，增加了气水分离器作为储水装置，为水环式真空泵提供水源，作为其他实施方式，也可以采用单独的储水箱为水环式真空泵提供水源，或者在保证水环式真空泵工作正常的情况下，无需设置储水装置，或者直接采用常规的真空泵，能够实现抽真空的功能即可。

上述实施例中，为了实现恒流供水，在出水管路上设置有电磁式的流量计，作为其他实施方式，也可以采用其他流量计，例如：超声波流量计、激光流量计等；或者在不考虑供水量的情况下，流量计也可以不设置。

上述实施例中，为了更好的控制真空泵的启停，通过交流接触器控制，为了更好的控制水泵的启停，通过变频控制柜控制，作为其他实施方式，PLC柜也可以直接控制真空泵和水泵。

本实用新型采用真空电动阀门避免了进气管路上杂质的影响，保证进气管路的连通和关闭，提高真空抽取的可靠性，保证了供水系统的供水输出。而且通过远程控制负压供水系统的启停，实现了供水的实时性，另可远程控制供水流量、压力，达到节约能源的目的，从而保证安全供水。本实用新型减少泵站(即供水系统)运行的人力、物力，减少了长期运营成本的支出，其节能降费效果十分显著，采用远程控制启停水泵及远程控制，实现了泵站无人值守，符合现代化生产管理的需求。

Claims (10)

1.一种负压供水系统，其特征在于，包括：

真空抽取装置，沿气体流动方向依次包括进气管路和真空泵，进气管路上设置有真空压力变送器和真空电动阀门；

抽水装置，沿供水方向依次包括用于与水库连接的进水管路、水泵、用于与供水管网连接的出水管路；出水管路上沿出水方向依次设置有压力变送器和供水电动阀门，进气管路与进水管路连通；

PLC柜，PLC柜的输入端连接压力变送器和真空压力变送器，PLC柜的输出端控制连接真空泵、真空电动阀门、供水电动阀门、水泵。

2.根据权利要求1所述的负压供水系统，其特征在于，所述PLC柜连接有无线通信模块，用于与远程控制系统连接。

3.根据权利要求2所述的负压供水系统，其特征在于，所述无线通信模块为5G通讯模块。

4.根据权利要求1所述的负压供水系统，其特征在于，所述真空泵为水环式真空泵。

5.根据权利要求4所述的负压供水系统，其特征在于，还包括储水装置，储水装置连接水环式真空泵。

6.根据权利要求5所述的负压供水系统，其特征在于，所述储水装置为储水箱、或者气水分离器。

7.根据权利要求1所述的负压供水系统，其特征在于，所述出水管路上还设置有流量计，流量计连接PLC柜的输入端，以检测供水的流量。

8.根据权利要求7所述的负压供水系统，其特征在于，所述流量计为电磁流量计。

9.根据权利要求1所述的负压供水系统，其特征在于，还包括变频控制柜，PLC柜通过变频控制柜连接水泵的电机，PLC柜与变频控制柜通信连接。

10.根据权利要求1所述的负压供水系统，其特征在于，还包括交流接触器，PLC柜通过交流接触器控制连接真空泵。

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