专利名称：无空气污染自平衡式无负压供水设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高楼供水设备，特别是涉及一种通过水泵实现无负压管道加压的供水设备。
现有技术目前，市场上有一种胶囊式气压给水设备，该设备主要由胶囊式气压罐、水泵、阀门、电控系统所组成，该设备的特点是采用胶囊式气压罐作为稳压和缓冲装置，内充气体作为储能和缓冲介质，胶囊的隔离作用，克服了因空气在水中的溶解而使气压罐失去作用的弊病，使给水设备的可靠性大大提高，但是，该给水设备的胶囊式气压罐是装在水泵的出水口上的，该给水设备通常用于水池或水井水源，而不具有无负压功能，更不能直接接在市政自来水管网上抽水。
为了解决市政自来水压力不能很好的满足高楼用水需要的问题，中国专利ZL97245178.1号公开了一种无吸程管道给水设备机组、ZL00256147.6号公开了一种无负压供水装置、ZL01204960.3号公开了一种节能无负压储水箱，这些设备的优点在于可以直接串接在市政自来水管网上抽水而不会在市政管网中产生负压，既利用了管网中的压力，又避免了原始的水池供水方式带来的水质污染，确实是解决高楼供水的有效途径。
但是，由于上述实用新型为了避免产生负压，均采用了向系统中补进空气的方法，当进气装置打开空气就进入供水系统，并且进入系统的空气直接与水相接触，这样就仍然不可避免的对水质产生空气污染。
本实用新型的发明目的在于提供一种能克服上述技术存在的缺陷，不靠向系统中补进空气来消除负压，可直接串接在市政自来水管网上抽水，既不产生负压，又不会产生任何空气污染的无负压供水设备。
本实用新型的发明目的是这样实现的本实用新型采用了囊式储液器结构设计和气体自动平衡稳压装置，将囊式储液器接在水泵的进水口和市政自来水管网之间，在囊式储液器的囊和罐体之间预先充入一定量的氮气或其它气体并与大气隔绝密封，靠囊使气体与水完全隔离，避免了所充气体对水质的污染，在设备的使用过程中，靠气体自动平衡稳压装置来实现无负压调节功能，不用再从外界补进空气来消除负压，从而避免了空气对水质的污染，实现了发明的目的。
图1是本实用新型的原理示意图；图2是本实用新型的罐体与囊结构形式之一的剖面图；图3是本实用新型的罐体与囊结构形式之二的剖面图；1.进水口；2.罐体；3.囊；4.充气阀；5.远传压力表；6.负压表；7.闸阀；8.自动控制箱；9.气泵；10.止回阀；11.气罐；12.分散器；13.电磁阀；14.微机变频自动控制柜；15.远传压力表；16.设备总管；17.止回阀；18.水泵；19.水泵进水口；20.出水口；21.压力传感器；22.密封；23.导线；24.液位传感器；25.孔；26.止回阀；27.进水管；28.囊上口；29.囊下口；30.止回阀；31.闸阀；32.闸阀。。
具体实施方式
以下将结合以上附图，对本实用新型的具体实施方式
做进一步详细的描述。
参见图1，罐体(2)中装有囊(3)，囊由橡胶或其它有弹性的材料制成；在罐体(2)中，囊(3)形成了一个空腔A，囊(3)与罐体(2)之间形成了空腔B，在罐体(2)上有充气阀(4)，充气阀(4)与空腔B相通，在罐体(2)上还装有远传压力表(5)、负压表(6)；气体自动平衡稳压装置由闸阀(7)、自动控制箱(8)、气泵(9)、止回阀(10)、气罐(11)、分散器(12)、电磁阀(13)组成，闸阀(7)的一端与罐体(2)连通，另一端与气泵(9)的吸气口相连通，止回阀(10)与气泵(9)的排气口相连通，气罐(11)分别与止回阀(10)和电磁阀(13)相连通，电磁阀(13)通过分散器(12)与罐体(2)相连通；在囊(3)的下部装有液位传感器(24)，在此所述的液位传感器(24)包括所有的能提供液位信号的仪器，如液位计、液位开关、各种液位传感器，液位传感器(24)由导线(23)经密封(22)与微机变频自动控制柜(14)相连接；在出水口(20)或进水口(1)的管道上装有压力传感器(21)，在进水口(1)处的管道上装有止回阀(26)，罐体(2)和囊(3)经出水口(20)与水泵(18)的进水口(19)相连通，止回阀(30)的进水端与闸阀(31)相连接，止回阀(30)的出水端与闸阀(32)相连接，闸阀(31)和闸阀(32)的作用是，当止回阀(30)出现故障而维修时，将闸阀(31)和闸阀(32)关闭，而不会影响整套设备的正常供水；在水泵(18)的出水口装有止回阀(17)，在设备总管(16)上装有远传压力表(15)，各远传压力表、液位传感器、水泵均与微机变频自动控制柜(14)通过导线连接。
充气过程设备在使用前，先用氮气或其它无腐蚀性的气体将B腔和气罐中的空气置换出后，密封各接头，再经充气阀(4)向B腔中充入一定量的氮气或其它无腐蚀性的气体，此时A腔被压缩至最小，充入气体的压力值由负压表(6)指示，充入气体压力的大小根据不同用户的自来水压力确定，一般充气压力(指相对压力)的范围取0.01MPa至0.03MPa，一旦充气完成，罐内的予压条件就被建立，充气过程就完成了；充气阀(4)实际上是一个单向阀，所起的作用是能够让气体轻松的进入罐体，而罐体内的气体不能逸出。
气体自动平衡稳压装置的工作原理和过程设备在工作前，首先根据用户自来水的压力情况，确定一个稳压值，用符号F代替，稳压值的大小一般取用户自来水用水高峰期压力的三分之一到二分之一，在自动控制箱(8)中将此稳压值设定为控制气泵(9)动作的临界值，用符号C1表示，将此稳压值减去一个修正值△F，△F一般取0.005MPa至0.02MPa，将(F-△F)设定为控制电磁阀(13)动作的临界值，用符号C2表示，临界值设定好后，即为投入正常工作作好了准备；远传压力表(5)将罐体(2)B腔中的气压信号传至自动控制箱(8)，由自动控制箱(8)根据预先设定的临界值进行逻辑判断，当B腔中的压力值高于设定的临界值C1时，自动控制箱(8)就控制气泵(9)开机，此时电磁阀(13)处于关闭状态，这样，B腔中的气体就会经止回阀(10)被压缩进气罐(11)，使B腔中的压力降低，一旦B腔中的压力降低至临界值C1，自动控制箱(8)就控制气泵(9)停机，这时，因止回阀(10)的作用，气罐(11)中的气体不能通过气泵(9)再返回至B腔，从而使B腔的压力值稳定在临界值C1，即稳定在稳压值F；当B腔中的压力值低于设定的临界值C2时，自动控制箱(8)就控制电磁阀(13)打开，此时，气泵(9)处于停机状态，这样，气罐(11)中的气体就会通过分散器(12)补充进入B腔，使B腔中的压力升高，一旦B腔中的压力升高至临界值C2，自动控制箱(8)就控制电磁阀(13)关闭，这时，B腔中的压力值又稳定在临界值C2，从而实现了B腔压力的相对自动稳定。由上可见，B腔的压力始终维持在一个近似稳定值，波动误差为△F，设定一个修正值△F的目的是起一个缓冲作用，避免气泵(9)和电磁阀(13)相互干扰而频繁动作，△F可以根据稳压精度要求人为设定。
下面是整个无负压供水设备的工作过程在微机变频自动控制柜(14)控制水泵(18)向用户恒压自动供水过程中，市政管网中的水通过进水口(1)进入供水设备。
当进水流量大于设备的供水流量时，因为B腔中的压力设定值小于自来水压力，一部分水就会通过囊口(25)补充进入A腔，使囊(3)膨胀，这时B腔中的气体就会被压缩而压力逐步提高，当压力超过自动控制箱(8)中的设定值C1时，气体自动平衡稳压装置投入工作，而使B腔中的压力维持在设定值，直至囊(3)膨胀到足够大，至此储水过程完成。
当进水流量小于设备的供水流量或进水流量为零时，囊(3)中的水在B腔的压力下，就会通过囊口(25)和出水口(20)补充进入水泵(18)的管道，以弥补市政管网供水量的不足从而满足用户的用水，止回阀(26)的作用是避免囊(3)和供水设备中的水倒流回市政管网，而造成市政管网污染和所储水资源的流失；水由囊(3)流出，A腔收缩，这时B腔中气压会逐渐下降，当压力低于自动控制箱(8)中的设定值C2时，气体自动平衡稳压装置投入工作，而使B腔中的压力同样维持在近似设定值，直至A腔中的水释放完，当A腔中的水释放完后，液位会下降至一定的位置，此时液位传感器(12)将信号通过导线传至微机变频自动控制柜(14)，微机变频自动控制柜(14)将信号处理后自动将水泵断电，使水泵(18)停机不再抽水，以避免产生负压和水泵(18)无水空转而造成损坏；需要说明，也可以不用液位传感器(12)，而通过压力传感器(21)来独立实现不产生负压和不损坏水泵的功能，具体如下当设备中的压力降至一定值时，压力传感器(21)将一个电信号传至微机变频自动控制柜(14)，控制水泵停机，而不产生负压和损坏水泵。
可见，在整个无负压供水设备的工作过程中，靠设备自身的气体自动平衡稳压作用，不用从大气中补进空气，使B腔和A腔中的压力永远是正压，即无负压，从而实现了发明目的。
参见图2，这是罐体与囊结构形式之二。此结构为立式结构，囊(3)的下部有囊口，囊(3)装在立式的罐体(2)中。
参见图3，这是罐体与囊结构形式之三。此结构为立式结构，囊(3)的两端有囊上口(28)和囊下口(29)，囊(3)装在立式的罐体(2)中，上端有一进水管(27)。
以上所述的仅是本实用新型的优选实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的原理的前提下，还可以作出若干变化和改进，也应视为属于本发明的保护范围。
权利要求1.一种无空气污染自平衡式无负压供水设备，主要由罐体(2)、囊(3)、充气阀(4)、远传压力表(5)、自动控制箱(8)、气泵(9)、止回阀(10)、气罐(11)、电磁阀(13)、微机变频自动控制柜(14)、远传压力表(15)、止回阀(17)、水泵(18)、液位传感器(24)、止回阀(26)、止回阀(30)构成，其特征在于由远传压力表(5)、自动控制箱(8)、气泵(9)、止回阀(10)、气罐(11)、电磁阀(13)组成的气体自动平衡稳压装置与罐体(2)相连通，罐体(2)中装有囊(3)，罐体(2)和囊(3)经出水口(20)与水泵(18)的进水口(19)相连通。
2.根据权利要求1所述的一种无空气污染自平衡式无负压供水设备，其特征在于止回阀(10)与气泵(9)的排气口相连通，气罐(11)分别与止回阀(10)和电磁阀(13)相连通，电磁阀(13)通过分散器(12)与罐体(2)相连通。
3.根据权利要求1所述的一种无空气污染自平衡式无负压供水设备，其特征在于在囊(3)的下部装有液位传感器(24)。
4.根据权利要求1所述的一种无空气污染自平衡式无负压供水设备，其特征在于在罐体(2)和囊(3)出水口(20)或进水口(1)的管道上装有压力传感器(21)。
5.根据权利要求1所述的一种无空气污染自平衡式无负压供水设备，其特征在于在罐体(2)上安装有充气阀(4)和负压表(6)。
6.根据权利要求1所述的一种无空气污染自平衡式无负压供水设备，其特征在于在进水口(1)处的管道上装有止回阀(26)。
7.根据权利要求1所述的一种无空气污染自平衡式无负压供水设备，其特征在于止回阀(30)的进水端与闸阀(31)相连接，止回阀(30)的出水端与闸阀(32)相连接。
8.根据权利要求1所述的一种无空气污染自平衡式无负压供水设备，其特征在于囊(3)可以为立式结构，囊(3)的下部有囊口，囊(3)装在立式的罐体(2)中。
9.根据权利要求1所述的一种无空气污染自平衡式无负压供水设备，其特征在于囊(3)可以为立式结构，囊(3)的两端有囊上口(28)和囊下口(29)，囊(3)装在立式的罐体(2)中，上端有一进水管(27)。
专利摘要本实用新型提供一种无空气污染自平衡式无负压供水设备，它主要包括罐体、囊、充气阀、气泵、气罐、水泵、微机变频自动控制柜、液位传感器、压力传感器、止回阀等，本实用新型的技术方案要点在于采用了囊式储液器结构设计和气体自动平衡稳压装置，在囊与罐体之间充有一定量的予压缩气体，靠气体自动平衡稳压装置实现供水设备储水和用水过程中压力的相对稳定，不用补进空气来实现无负压，并且囊使气体与水完全隔离，避免了气体对水质的污染，从而实现了发明目的。
文档编号E03B11/00GK2587945SQ0229409
公开日2003年11月26日 申请日期2002年12月26日 优先权日2002年12月26日
发明者张明亮, 王学成 申请人:张明亮