无负压二次供水设备的制作方法

本实用新型涉及无负压二次供水设备。

背景技术：

随着城市化进程的脚步加快，越来越多的人住上了高层住宅，而自来水厂的一次水源无法送到高层用户，这就需要使用二次供水设备。

无负压二次供水设备是一种直接与市政管网相连的二次增压供水设备，其在运行时，要求无论任何状况都不能影响市政管网，同时，为了使得用户体验感较好，设备的出水水压也需要恒定，不能有较大的震荡。目前，无负压二次供水设备结构简单，都是采用切断水源的方式来防止设备对管网产生负压。而且，在使用时，即使在用户用水量较小时，也需要启动大水泵进行供水，设备运行寿命较短，而且频繁启动大泵还导致费电问题，能源利用率低，用户体验较差。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种设备的进水端和出水端压力均能保持恒定且可根据用户用水量大小适应性的调整供水量、无需频繁启动大泵、比较节能的无负压二次供水设备。

为实现上述目的，本实用新型的无负压二次供水设备采用如下技术方案：无负压二次供水设备包括：

进水管路组件，包括用于与市政管网连通的进水主管，进水主管上设有压力变送器和倒流防止器；

第一无负压罐，安装在进水主管上，包括密闭的第一罐体以及从第一罐体中穿过的中心管，中心管的上端与所述进水主管连通，中心管上间隔设置有多个小孔，中心管的外部还套设有弹性袋，弹性袋的两端密封固定在中心管的两端，所述小孔均位于弹性袋内，弹性袋与第一罐体之间围成密闭的第一气腔；

主供水组件，包括与所述中心管的下端连通的第一管路，第一管路上连通有多个第一支路，各个第一支路上分别设置有第一变频水泵；

副供水组件，包括第二管路，第一管路与第二管路通过转换支路连接，转换支路上设有双向转换器；第二管路的一端设有第二无负压罐，第二管路上设有第二变频水泵；第二无负压罐包括第二罐体，第二罐体下部具有与第二管路连通的罐体导通口，第二罐体内通过弹性膜将第二罐体分隔为上部密闭的第二气腔和下部的水腔；

出水管路组件，包括用于与用户管网连通的出水主管，出水主管上设有压力变送器和电接点压力表，第二管路的远离第二无负压罐的一端与出水主管连通，各第一支路的远离第一管路的一端与出水主管连通；

控制系统，包括plc和人机交互模块，各压力变送器、各第一变频水泵、第二变频水泵、电接点压力表和双向转换器与plc控制连接。

在上述方案的基础上，进一步改进如下，第一气腔和/或第二气腔内充填有惰性气体。

在上述方案的基础上，进一步改进如下，双向转换器为电动阀以方便控制。

在上述方案的基础上，进一步改进如下，第一支路有三条。

在上述方案的基础上，进一步改进如下，进水主管和出水主管上分别安装有手动截止阀以便在电路故障时手动操作，确保安全。

在上述方案的基础上，进一步改进如下，弹性袋和弹性膜的材质为弹性橡胶。

在上述方案的基础上，进一步改进如下，中心管上的小孔孔径为10mm，相邻两个小孔的距离为20mm。

本实用新型的有益效果：(1)进水端和出水端的压力恒定，由于增压水泵具有放大震荡的作用，放大倍数可达到30倍，因此，即使进水端具有很小的压力震荡，经过水泵放大后也会导致出水端大幅震荡，现有技术中未能很好解决该问题，导致用户使用时水压不稳定，严重影响用户体验，而本实用新型的方案仅通过第一无负压罐的设置即可解决进水端的压力波动问题，依靠的就是弹性袋储能作用，在弹性袋收缩和胀大的过程逐渐将来自水压的波动能量耗尽，从而有效解决进水端压力波动问题，使得水泵后的出水端的水压波动程度明显降低；第二无负压罐的设置，则可以通过弹性膜往复震动来消除第二管路及出水主管中的水压波动，同时，利用压力变送器和电接点压力表监测出水主管内水压，并通过控制器控制各变频水泵进行泵送能力的调整，最终确保了出水端的压力恒定，确保用户能够拥有很好的用水体验；(2)用户用水由原来简单的大泵直接供水的粗放模式替换为多个小泵、主副供水组件、变频水泵及具有储水功能的第一、第二无负压罐，使得一、用户在用水量特别小时，设备停机保压；二、用户开始用水时，设备不启动，而是依靠储存在第二无负压罐中的水释放出来供使用；三、用户用水量持续增大且小于设定流量，打开双向转换器，并打开副供水组件的第二变频水泵，以从第一无负压罐中取水供给用户；四、用户用水量持续增大且大于设定流量时，第二变频水泵停机，切换到主供水组件的若干个第一变频水泵进行供水；可见，本实用新型的方案在供水时不再是单一粗放的供水模式，而是更加细化、更智能化的供水模式，供水量的多少根据用户用水量的多少进行适应性调节，该方式更加节能、能源利用率高、减少大泵启动次数，显著提高设备寿命。

附图说明

图1是本实用新型的无负压二次供水设备的系统原理示意图；

图2是第一无负压罐的结构原理示意图；

图3是第二无负压罐的结构原理示意图；

图中：1-进水主管，2-第一压力变送器，3-倒流防止器，4-第二压力变送器，5-第一无负压罐，51-第一罐体，52-中心管，521-小孔，53-弹性袋，54-第一气腔，6-第二无负压罐，61-第二罐体，62-弹性膜，63-第二气腔，64-水腔，65-罐体导通口，7-双向转换器，8-第一管路，81-第一支路，9-第一变频水泵，11-转换支路，12-第二变频水泵，13-第三压力变送器，14-电接点压力表，15-第二管路，17-出水主管，18-手动截止阀。

具体实施方式

本实用新型的无负压二次供水设备的具体实施例，如图1-图3所示，无负压二次供水设备包括：

进水管路组件包括用于与市政管网连通的进水主管1，进水主管1上设有压力变送器和倒流防止器3。

第一无负压罐5安装在进水主管1上，包括密闭的第一罐体51以及从第一罐体51中穿过的中心管52，中心管52的上端与所述进水主管1连通，中心管52上间隔设置有多个小孔521，中心管52的外部还套设有弹性袋53，弹性袋53的两端密封固定在中心管52的两端，所述小孔521均位于弹性袋53内，弹性袋53与第一罐体51之间围成密闭的第一气腔54。

主供水组件包括与所述中心管52的下端连通的第一管路8，第一管路8上连通有多个第一支路81，各个第一支路81上分别设置有第一变频水泵9。

副供水组件包括第二管路15，第一管路8与第二管路15通过转换支路11连接，转换支路11上设有双向转换器7；第二管路15的一端设有第二无负压罐6，第二管路15上设有第二变频水泵12；第二无负压罐6包括第二罐体61，第二罐体61下部具有与第二管路15连通的罐体导通口65，第二罐体61内通过弹性膜62将第二罐体61分隔为上部密闭的第二气腔63和下部的水腔64。

出水管路组件包括用于与用户管网连通的出水主管17，出水主管17上设有压力变送器和电接点压力表14，第二管路15的远离第二无负压罐6的一端与出水主管17连通，各第一支路81的远离第一管路8的一端与出水主管17连通。

控制系统包括plc和人机交互模块，各压力变送器、各第一变频水泵9、第二变频水泵12、电接点压力表14和双向转换器7与plc控制连接。

更具体地，第一气腔54和第二气腔63内充填有惰性气体。双向转换器7为电动阀以方便控制。第一支路81有三条。进水主管1和出水主管17上分别安装有手动截止阀18以便在电路故障时手动操作，确保安全。弹性袋53和弹性膜62的材质为弹性橡胶。中心管52上的小孔521孔径为10mm，相邻两个小孔521的距离为20mm。

无负压二次供水设备利用变频器调节三个第一变频水泵9，来满足用户的用水，实现用多少供多少；利用第一无负压罐5来杜绝设备对市政管网的影响问题，达到无负压的目的；利用第一无负压罐5来解决水泵进水口压力波动问题，以稳定水泵出水端压力；第二管路15上连接第二无负压罐6，第二无负压罐6实时消除第二管路15上的压力震荡，确保出水主管17压力稳定。

本实用新型涉及的无负压二次供水设备，包括第一无负压罐5、市政管网、第一变频水泵9、第二管路15、用户管网，第一无负压罐5的进水口与市政管网相连，第一变频水泵9的进水端与第一无负压罐5的出水口相连，第一变频水泵9的出水端与出水主管17相连，出水主管17与用户管网相连。

第一压力变送器2实时监测市政管网的压力，压力波动在±0.05mpa时，判断为正常供水模式。此时，市政管网中的水进入到第一无负压罐5中，经过三个第一变频水泵9加压给用户管网供水。

市政管网上装有倒流防止器3，防止第一无负压罐5中有压的水倒流至市政管网中，以免对市政管网造成产生影响。

出水主管17上安装有第三压力变送器13和电接点压力表14。第三压力变送器13实时监测出水主管17内的水压，并传输到控制柜中的plc；用水量变大时，plc通过控制柜中的变频器来增大三个第一变频水泵9的转速，增加供水量，确保压力恒定；一台第一变频水泵9流量不够时，选取两台变频水泵，若还不够，则选用三台；用水量变小时，plc通过控制柜中的变频器来降低第一变频水泵9的转速，减少供水量，确保压力恒定；也可通过减少第一变频水泵9的台数实现恒压供水。控制柜中的变频器与各个变频水泵一一对应。

当电接点压力表14检测到出水主管17上的压力低于或高于设定压力，三个第一变频水泵9停止运转。

第二无负压罐6通过第二管路15与出水主管17相连。正常供水情况下，关闭双向转换器7(相当于截止阀)，切断第一无负压罐5、第二无负压罐6的通道，出水主管17中部分有压力的水通过第二管路15存储在第二无负压罐6中。当用户用水量小时，设备停机保压。当用户又开始用水时，设备无需启动，存储在第二无负压罐6中的有压的水释放到第二管路15，保证用户正常用水。用户用水量持续增大，且小于设定流量时，打开双向转换器7，第二变频水泵12开始工作，从第一无负压罐5取水供给用户，当用户用水量持续增大，且大于设定流量时，第二变频水泵12停止工作，切换到第一变频水泵9运转。

进水端和出水端的压力恒定，由于增压水泵具有放大震荡的作用，放大倍数可达到30倍，因此，即使进水端具有很小的压力震荡，经过水泵放大后也会导致出水端大幅震荡，现有技术中未能很好解决该问题，导致用户使用时水压不稳定，严重影响用户体验，而本实用新型的方案仅通过第一无负压罐5的设置即可解决进水端的压力波动问题，依靠的就是弹性袋53储能作用，在弹性袋53收缩和胀大的过程逐渐将来自水压的波动能量耗尽，从而有效解决进水端压力波动问题，使得水泵后的出水端的水压波动程度明显降低；第二无负压罐6的设置，则可以通过弹性膜62往复震动来消除第二管路15及出水主管17中的水压波动，同时，利用压力变送器和电接点压力表14监测出水主管17内水压，并通过控制器控制各变频水泵进行泵送能力的调整，最终确保了出水端的压力恒定，确保用户能够拥有很好的用水体验。

用户用水由原来简单的大泵直接供水的粗放模式替换为多个小泵、主副供水组件、变频水泵及具有储水功能的第一、第二无负压罐6，使得一、用户在用水量特别小时，设备停机保压；二、用户开始用水时，设备不启动，而是依靠储存在第二无负压罐6中的水释放出来供使用；三、用户用水量持续增大且小于设定流量，打开双向转换器7，并打开副供水组件的第二变频水泵12，以从第一无负压罐5中取水供给用户；四、用户用水量持续增大且大于设定流量时，第二变频水泵12停机，切换到主供水组件的若干个第一变频水泵9进行供水；可见，本实用新型的方案在供水时不再是单一粗放的供水模式，而是更加细化、更智能化的供水模式，供水量的多少根据用户用水量的多少进行适应性调节，该方式更加节能、能源利用率高、减少大泵启动次数，显著提高设备寿命。

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