一种箱式给水系统的制作方法

本发明涉及排水技术领域，特别是涉及一种箱式给水系统。

背景技术：

随着城市化进程的加快，为了保证供水的安全，箱式给水系统的使用量越来越大。目前箱式给水系统还存在一些问题，比如水箱的有效容积利用率(可利用容积与水箱箱体容积之比)低；水箱中的水不能完全排除箱体，造成水质变差；再者水在水箱中的停留时间没有控制，部分情况下水长期存在水箱中，造成水质变差，不满足水质标准要求，甚至出现“死水”现象；箱式给水系统中还存在水泵机械密封由于干磨造成损坏等问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种箱式给水系统，不仅提高了水箱有效容积利用率，加快了水循环，还能防止水泵机械密封干磨造成损坏，提高水泵使用寿命。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种箱式给水系统，包括：水箱进水管、箱体、水泵进水管、给水管、数据采集器和控制器；

所述箱体包括水箱和泵房，所述水箱底部开设有凹坑，所述水箱内部设置有液位计；所述泵房内部设置有水泵，所述水泵开设有水泵进口和水泵出口；所述水泵进水管一端位于所述凹坑位置，另一端与所述水泵进口连接；所述水泵出口连接所述给水管；所述水箱进水管上设置有水箱入口调节阀和进口流量计，所述水泵进水管上设置有水箱出口流量计和水箱出口调节阀，所述给水管上设置有截止阀和压力传感器；

所述数据采集器用于采集所述水箱入口调节阀、水箱出口调节阀、进口流量计、水箱出口流量计、液位计、压力传感器和水泵的数据信号；所述控制器用于控制所述水箱入口调节阀和水箱出口调节阀的开度范围，并控制所述水泵的转速。

所述水泵包括水泵外筒、泵头、泵轴和电机，所述泵头置于水泵外筒的开口位置以形成水泵腔体，所述电机通过联轴器连接并控制所述泵轴，所述泵轴穿过所述泵头并延伸至所述水泵腔体内部，所述泵轴在所述水泵腔体的内部设置有叶轮，所述泵轴与所述泵头的连接处安装有机械密封，用于密封所述泵轴和泵头。

所述控制器通过数据采集器将采集到压力传感器的压力信号和预设压力值进行对比，来调整所述电机的转速，若采集到的压力信号大于预设压力值，则减小所述电机的转速；若采集到的压力信号小于预设压力值，则增加所述电机的转速。

所述水泵进口和所述水泵出口为高低结构，所述水泵进口设置在所述水泵外筒一侧的中间位置，所述水泵出口设置在所述水泵外筒另一侧的顶部。

所述水泵进口的最低点位置高于所述叶轮的最高点位置。

所述叶轮为两级叶轮。

所述水泵为变频多级离心泵，所述水泵出口内置有止回阀。

所述水箱中的水在预设的水循环时间t内全部循环从所述给水管排出，则满足表达式：

q2＝(s×h)/t+q1

其中，q1为所述进口流量计的进水流量，q2为所述水箱出口流量计的出水流量，h为所述液位计测得的液位高度，s为水箱的底面积。

所述凹坑的低点设置有排污阀，所述凹坑低于所述水箱的底部平面。

所述水箱顶部开设有溢流管，所述溢流管为倒u形结构，所述溢流管高出所述水箱的顶部平面，所述溢流管末端设置有过滤器。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明通过在水箱箱体底部设置的凹坑，以及水箱箱体顶部设置的溢流管，使水箱中的水可以充满整个水箱，并能使水全部排除水箱，提高了水箱的有效容积利用率；通过控制器实时控制水箱内水的循环，保证水在水箱内的停留时间小于设定值，保证水质要求；另外本发明中水泵进口的最低点位置至少高于叶轮的最高点位置，在清洗水箱或者水箱缺水的情况，可以保证水泵内总是存有部分水，使得水泵具有自吸功能，在清洗水箱后，在未排气水泵误启动或者排气不充分的情况下，能够有效防止水泵机械密封干磨造成损坏，提高水泵使用寿命，具有较好的实用性。

附图说明

图1是本发明实施方式的箱式给水系统原理示意图；

图2是本发明实施方式的水泵结构示意图。

图示：1、水箱进水管，2、水箱入口调节阀，3、进口流量计，4、液位计，5、箱体，6、水泵进水管，7、水箱出口流量计，8、水箱出口调节阀，9、水泵，10、截止阀，11、压力传感器，12、给水管，13、凹坑，14、排污阀，15、溢流管，16、过滤器，17、数据采集器，18、控制器，51、水箱，52、泵房，90、水泵进口，91、水泵外筒，92、叶轮，93、水泵腔体，94、泵头，95、泵轴，96、机械密封，97、联轴器，98、电机，99水泵出口。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本发明的实施方式涉及一种箱式给水系统，如图1所示，为本发明实施方式的箱式给水系统原理示意图，包括：水箱进水管1、水箱入口调节阀2、进口流量计3、液位计4、箱体5、水泵进水管6、水箱出口流量计7、水箱出口调节阀8、水泵9、截止阀10、压力传感器11、给水管12、凹坑13、排污阀14、溢流管15、过滤器16、数据采集器17和控制器18。

本实施方式中，所述箱体5为长方体结构，所述箱体5包括水箱51和泵房52，所述水箱51和所述泵房52集成为一体；所述水箱进水管1上设置了水箱入口调节阀2和进口流量计3；所述水泵进水管6上设置了水箱出口流量计7和水箱出口调节阀8；所述水箱51的内部设置有液位计4；所述水泵9容置在泵房52内部，水泵9的出口内置了止回阀；所述水箱51内还设置有凹坑13和溢流管15，凹坑13底部设置了排污阀14，凹坑13低于箱体5的底部平面，溢流管15高出箱体5的顶部平面。

本实施方式中，所述溢流管15采用倒u型设计结构，并且溢流管15末端设置有过滤器16，该设计方式能够防止空气中固体颗粒物、雨水或小昆虫进入水箱，造成二次污染。

进一步地，所述排污阀14设置在凹坑13底部，便于清洗水箱51后把污水全部通过排污阀14排出。

进一步地，所述数据采集器17和控制器18集成一体；所述数据采集器17用于采集水箱入口调节阀2和水箱出口调节阀8的开度信号，所述数据采集器17还可以采集进口流量计3和水箱出口流量计7的流量信号、液位计4的液位信号、压力传感器11的压力信号和以及水泵9的转速信号；所述控制器18用于发送控制信号来控制水箱入口调节阀2和水箱出口调节阀8的开度信号，所述控制器18还可以控制水泵9的转速。

如图2所示，为本发明实施方式的水泵结构示意图，所述水泵9包括：水泵进口90、水泵外筒91、叶轮92、水泵腔体93、泵头94、泵轴95、机械密封96、联轴器97、电机98和水泵出口99。

进一步地，所述水泵9的水泵进口90和水泵出口99的设计方式为高低结构，所述水泵进口90设置在水泵外筒91一侧的中部位置，所述水泵出口99设置在水泵外筒另一侧91的顶部。

进一步地，所述水泵9的水泵进口90的最低点位置至少高于叶轮92的最高点位置；在清洗水箱或者水箱缺水的情况，可以保证水泵内总是存有部分水，使得水泵具有自吸功能，在清洗水箱后，在未排气水泵误启动或者排气不充分的情况下，能够有效防止水泵机械密封干磨造成损坏，提高水泵使用寿命。

进一步地，所述水泵9的给水管12上设置有截止阀10和压力传感器11。

进一步地，所述水泵9为变频多级离心泵。

本实施方式中，所述水泵进水管6与水箱51的凹坑13连通，水由水泵进水管6经过水泵进口90进入水泵外筒91与水泵腔体93组成的环状空间，机械密封96用于密封转动部件泵轴95与固定部件泵头94。根据给水系统需求端的用水需求，控制器18通过数据采集器17采集的压力传感器11的压力信号与预设的压力值进行对比，来调整电机98的转速，确保给水压力在设定压力允许的误差范围内，电机98通过联轴器97把扭矩传递给泵轴95，泵轴95带动叶轮92旋转，叶轮92把动能传递给水，水的势能增加，压力升高，经过水泵腔体93最后从水泵出口99送入给水管12供水给用户。

进一步地，在调整电机98的转速时，若采集到的压力信号大于预设压力值，则减小所述电机98的转速；若采集到的压力信号小于预设压力值，则增加所述电机98的转速。

本实施方式中，所述控制器18通过控制水箱入口调节阀2和水箱出口调节阀8的开度使得水在水箱内的停留时间不超过预设值，若在预设时间t内把水箱51中的水全部循环从给水管12排出，需要满足如下表达式：

q2＝(s×h)/t+q1

其中，t为预设的水循环时间，q1为进口流量计3的进水流量，q2为水箱出口流量计7的出水流量，h为液位计4测得的液位高度，s为水箱51的底面积。水循环时间t是预设的，可以根据不同的源水质量设定不同水循环时间t来满足水质要求。

由此可见，本发明通过凹坑和溢流管的设计，能够有效保证水箱中的水可以全部排出，提高了水箱的有效容积利用率，同时还可以保证水在水箱内的停留时间小于设定值，保证水质要求，另外水泵进口的最低点位置至少高于两级叶轮的最高点位置的设计方式，在清洗水箱或者水箱缺水的情况下，保证水泵内总是存有部分水，使得水泵具有自吸功能，防止水泵机械密封干磨造成损坏，提高水泵使用寿命。