专利名称：既有屋顶水箱和供水管节能防污改造系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及屋顶水箱和供水管，特别是涉及一种既有屋顶水箱和供水管节能防污技术改造系统。
背景技术：
现在的屋顶水箱作为广泛使用的供水方式，具有“供水”、“调峰”和“备急”的功能， 系统简单，建造安装方便，形式多样；其中多层房和老式旧公房的屋顶水箱多数是“黑大笨粗”的砖混、钢混结构，其他房的屋顶水箱也有玻璃钢、塑料和不锈钢等形式的；但这些水箱大多数是平底敞开式、无防二次污染的措施，仅仅作为物理意义上的水的容器而已。由于既有屋顶水箱的供水管，一般是将水箱的进水管与出水管是分开设置中间不连通的，迫使居民的生活用水必须经过水箱的供应，在水箱供应中又增加了二次污染，造成了市政自来水管网中的余压水头，损失和浪费。这样的水箱水直接与大气接触后，各种大气环境的生物微生物进入，水体很容易被污染；同时，由于敞开式，自来水中的余氯会被挥发溢出，水体的抗菌抑菌能力下降，水质变差；时间长了，容易滋生藻类、病菌，形成水箱水的二次污染，严重影响居民生活健康；同时，水箱容积一般过大过方正，一不节水，二容易形成死水区；时间长了，每个水箱每年需要清洗3-4次，清洗时用掉一箱多水，全国全年浪费的水量非常惊人；同时居民还要停水1-2 天，给生活造成非常不便。水箱作为居民“头顶上”的生活饮用来源，随着人民生活水准的不断提高，居民对饮用水水质的要求越来越高；结合中国国情和客观现状要求，对既有的水箱进行综合技术改造，解决水箱水的二次污染和余氯挥发浪费，以及供水管网中的余压水头的损失和浪费等问题，显得迫在眉睫，势在必行。
发明内容本发明要解决的技术问题在于克服上述既有屋顶水箱普遍存在的平底敞开式、 无密封容易产生二次污染和余氯挥发浪费，以及水箱的进水管与出水管，因中间是不连通而造成了供水管网中的余压水头的损失和浪费等问题；而提供一种既不对原有水箱进行彻底消除更换，又不影响现有居民的日常生活用水，能够提高水质标准，至少保持与原出自来水厂的水质一样不变，争取到达欧盟二级标准，减少水箱清洗次数，符合低碳经济、健康民生工程总要求的一种既有屋顶水箱和供水管节能防污改造系统。本发明为解决上述问题所采用的技术改造方案是提供一种既有屋顶水箱和供水管节能防污改造系统，包括水腔室改造系统和气腔室改造系统，和在两个腔室之间连接系统。一种既有屋顶水箱和供水管节能防污改造系统，其特征在于，包括水腔室、气腔室、内胆袋组、呼吸连通套管、加强连接管、旁通管、电动单向智能液位控制阀和信号线；所述内胆袋组设置在所述气腔室内；所述水腔室和气腔室的中间用不锈钢呼吸连通套管相连通，并在水箱底部水平位置安装旁通管和电动单向智能液位控制阀组合组装而成。所述的连通呼吸套管，由内管和外管组成，所述外管连接所述水腔室和气腔室的外壳，所述内管连接所述水腔室的内腔和所述内胆袋组的内腔；所述旁通管设置在所述既有水箱的下方，连接既有水箱的进水总管与出水总管； 所述旁通管中间位置设置有电动单向智能液位控制阀；所述电动单向智能液位控制阀，并设置液位控制阀信号线并与水箱高水位线连接。所述既有水箱内部镶贴食品级的瓷砖、食品级的不锈钢板、食品级玻璃钢或者食品级塑料。所述气腔室内还设置有连接架滑杆组件、金属吊轮、连接滚槽组件和滚轮；所述内胆袋组上端与金属吊轮和所述连接架滑杆组件挂接；所述内胆袋组下端与所述滚轮和连接滚槽组件连接；所述内胆袋组顶部设置有放气阀，底部设置有放液阀。水腔室改造系统包括隔板，成60度角的圆弧形导流底部挡板和侧面挡板，浮球开关组件，高水位信号线，低水位信号线，人孔组件和排气阀组件和空气滤清器组件，对称两头进水管，进水管阀门，溢流管，溢流管U形存水弯，溢流管空气滤清器，对称两侧出水管，对称两侧出水管阀门，排污管和排污管阀门。气腔室改造系统包括单元模块化柔性呼吸内胆袋，现场根据密闭容器的大小计算需要多少个内胆袋，一般考虑多加15-20%的整数个余量，组成内胆袋组，将多个内胆袋组上与不锈钢金属连接架滑杆组件和金属吊轮挂接，下与不锈钢金属连接滚槽组件和滚轮连接，安装呼吸连通套管，安装放气阀、放液阀，安装气腔箱外侧的平开检查门及其组件如防水透气孔、透明观察窗、金属门锁、门把手、铭牌插口，筛孔底板。两个腔室之间连接系统包括用呼吸连通套管连接两个腔室，其外管连接两者的外壳，内管连接两者的内胆内腔；两者的下面部分用加强连接管连接固定而成，确保两者的腔室在同一个水平线位置上；以及包括水腔室外下面的旁通管和电动单向智能液位控制阀系统。如果是外加接一个气腔室，那么两个腔室的距离一般在0. 5-1. 0米左右，中间加装固定管连接固定；水箱不设透气孔，避免了外界大气的浸入，水箱最底部设置排污管道。所述的水腔室外设置的旁通管，是改造水箱外的供水管用的；是在水箱外底部的水平位置上，将水箱进水总管与出水总管之间，加设安装一根旁通管，管径同进水总管，并在旁通管中间位置上加装电动单向智能液位控制阀。所述的旁通管上加装的电动单向智能液位控制阀，并设置液位控制阀信号线，并与水箱高水位线连接安装；它是当水箱内的水位在高水位线时，停止进水处于关闭状态； 当水箱内的水位在高水位线以下时，处于开启状态。在既有水箱内，将原来的进水管改造成进水管的出水口在水箱呼吸管底以下 3-5公分位置和在溢流管上面3-5公分位置，分两路对称型接入，并与水箱内壁成60度角， 两个入口相对按同一顺序方向切入；使水箱水始终呈旋转流动状态，避免死水，同时利用流体力学对水箱内壁不断冲刷，破坏了细菌繁殖生长机会条件。在既有水箱内，将原来的出水管改造成出水管是安装在水箱底部圆弧形导流板以上2-3公分位置的两侧，分两路对称型接出，并与水箱内壁成60度角，与进水管接入同一顺序方向且垂直的两侧接入；圆弧形底部导流板高出水箱底部10-15公分设置。[0021]所述的水腔室的溢流管，是在水箱最外侧的一根进水管出水口以下3-5公分的位置下面设置安装溢流管，流管做成U形存水弯管，在U形存水弯管底部设有水封与外界大气隔绝，并在U形存水弯管的末端加空气过滤器装置，杜绝箱内气体与箱外空气串通而受到污染。水箱的高水位线在溢流管口以下3-5公分位置设置，低水位线在水箱出水管口以上3-5公分位置设置。所述的水腔室两种圆弧形挡板一是底部挡板，在水箱底部，其圆弧弦与内壁成 60度角的圆弧形导流挡板，并围成一圈，呈密封状；二是侧面挡板如果水箱是圆形的，就不用设置，方形的水箱要设置，在水箱相邻的两侧面之间，其圆弧弦与内壁成60度角的圆弧形导流挡板；这样一是消除死水区，减少细菌繁殖生长机会的可能，二是减小水箱体积， 水箱节水减轻重量，三是利于水体在水箱内旋转流动，破坏细菌繁殖生长的机会。所述的水腔室的组合人孔，是增设水箱人孔的密闭圈与人孔呈咬合状态，平时密闭，检修时打开；并在人孔密闭盖上开孔，增设一自动空气排气阀，并在排气阀上加过滤器装置，当水箱体内空气压力大于或者小于箱外大气压时才动作，防止箱体内气体受箱外空气的污染。所述的气腔室的呼吸套管，在两个腔室中间上端部的隔板上部开一个小园孔，安装连接一段不锈钢呼吸套管到气腔室和水腔室内，该呼吸套管两端各出壁长度一般为5-8 公分。所述的气腔室的单元模块化柔性呼吸内胆袋及其边框组件，是工厂化生产的，用食品级的柔性高分子塑胶或橡胶或聚丙烯塑料等材料，做成密封状并带有不锈钢边框的组件。所述的气腔室的呼吸内胆袋组，是由多个单元模块化食品级的柔性呼吸内胆袋及其金属边框组件，根据密闭容器的大小计算好并现场组合拼装而成，一般多加15-20%整数个余量，中间用铜质或不锈钢质的螺丝拧紧。所述的气腔室的放气阀、放液阀，是在呼吸内胆袋组的最外侧上端部向外设置一个用于检修或在启动系统时抽空用的放气阀，在其最内侧下端部向下设置一个用于排水用的放液阀。所述的气腔室的外壳箱内部组件，是在其内设置构架滑动杆或滑动滚轮，是用于呼吸内胆袋，随密闭容器液位的上下高低变化，而呈水平或上下方向自如的伸缩滑动，起到水箱动态变化平衡的自然呼吸作用，无需外力。所述的气腔室的检查门，是在气腔室的外壳与水箱一致，属于一个整体，气腔室的下底板设筛状漏水孔，最外侧设检查门，检查门上部设透气孔和透明观察窗口，平时上锁，检修或更换呼吸内胆袋时打开，使用起来经济简洁、安全方便可靠。水箱按以上方法改造连接后，其气腔室的呼吸内胆袋组起到动态变化平衡的自然呼吸作用当水箱开始进出水时，随着水的液位线不断上下涨落变化，而气腔室内的呼吸内胆袋也不断的收缩膨胀位移，呈水平或者上下方向运动；由于两者中间是隔开的，互不影响，互不形成交叉污染或者感染，充分体现了水箱的“肺”呼吸功能。所述的既有水箱除了是正方体形外，还可以是球形、圆桶形、罐状形等，其同样可以按上述方法进行改造其内切或者居中或者分隔设置的气腔室中的呼吸内胆袋组装置，相应为圆桶形、半圆桶形；其安装方法与正方体形要正好相反，即呼吸空气入口从呼吸内胆组的下面接入，呼吸内胆袋组的最末端在上面，呼吸内胆袋组的检修门设置在上面。所述的既有水箱的材料材质的改造改进方法如下1，如果既有水箱是砖混、钢混结构的，其中结构比较好的，建议用内部镶贴食品级的瓷砖或者镶贴食品级的不锈钢板；2， 如果结构比较差的，建议用食品级的不锈钢板和其他不锈钢管件等金属材料，现场拼装，按以上方法施工安装即可；3，如果是玻璃钢、塑料和不锈钢的，其中结构比较好的，建议按同质食品级的材料，按以上方法，现场拼装施工安装；4，如果结构比较差的，建议用食品级的不锈钢板和其他不锈钢管件等金属材料，现场拼装，按以上方法施工安装即可。本发明具有有以下优点和效果1，本发明的关键点在于根据生态学和流体力学原理，改进了传统水箱的结构和使用方法；2，使水箱具有使用经济安全、检修维护方便、运行不需要其他外力，不形成其他污染；3，巧妙地借用市政管网的余压水头向用户直接供水、 节约管网余压；4，对水箱清洗或检修或改造时不断水，不影响居民日常生活用水；减少水箱清洗次数，节能减排；5，平时有一部分水是直接进用户，不在水箱停留无污染可能；6，整个系统处于稳压恒定状态，和膨胀调节作用，不会形成爆管和水锤等现象发生；7，使用了内置装配式呼吸装置，使水在密闭状态下运行，彻底避免了水进出水箱时因与箱外空气的接触而造成的二次污染问题；8，同时，也杜绝了因敞开式而造成有益余氯挥发的问题。
图1为实施例改造后的侧面主视结构示意图。图2为实施例改造后实施方案的侧面主视结构示意图。图3为实施例改造后外侧面检查门结构示意图。图中水腔室100，隔板101，人孔组件102，排气阀组件103，空气滤清器组件104， 圆弧形导流底挡板105，圆弧形导流侧面挡板106，高水位信号线107，低水位信号线108，对称两头进水管109，进水管阀门110，浮球开关组件111，溢流管112，溢流管U形存水弯113， 溢流管空气滤清器114，对称两侧出水管115，出水管阀门116，排污管117，排污管阀门118， 旁通管119，电动单向智能液位控制阀120 ；气腔室200，筛孔底板201，单元模块化柔性呼吸内胆袋组件202，内胆袋组203，上不锈钢金属连接架滑杆组件204，金属吊轮205，下不锈钢金属连接滚槽组件206，滚轮207， 放气阀208，放液阀209，气腔箱外侧平开检查门210，防水透气孔211，透明观察窗212，金属门锁213，门把手214，铭牌插口 215，呼吸连通套管216，外管217，内管218，加强连接管 219。以上标注虽然从100/200开始，是为了相关其他发明的阐述方便，并不是说该装置有一百/ 二百多个部件；水腔室从100开始到120结束，正好是21个部件，说明水腔室是由21个部件组成的；气腔室从200开始到219结束，正好是20个部件，说明气腔室是由20 个部件组成的。
具体实施方式
以下结合附图实例，对本发明作进一步的详细描述，但实施案例仅用于说明并不限制本发明保护范围。[0042]如图1所示，一种实施例的既有水箱和供水管节能防污改造系统，它是由包括一个左边的水腔室100，一个右边的气腔室200，中间用不锈钢呼吸连通套管216相连通，并在水箱底部水平位置安装旁通管119和电动单向智能液位控制阀120组合组装而成。其中，水腔室100内，包括隔板101，圆弧形导流底挡板105，圆弧形导流侧面挡板 106，浮球开关组件111，人孔组件102，排气阀组件103，空气滤清器组件104，高水位信号线 107，低水位信号线108 ；其外包括对称两头进水管109，进水管阀门110，溢流管112，溢流管U形存水弯113，流管空气滤清器114，对称两侧出水管115，出水管阀门116，排污管117， 排污管阀门118等组成；水腔室100外，包括旁通管119，电动单向智能液位控制阀120，加强连接管219等组成。气腔室200内，包括单元模块化柔性呼吸内胆袋组件202，内胆袋组203，上不锈钢金属连接架滑杆组件204，金属吊轮205，下不锈钢金属连接滚槽组件206，滚轮207，放气阀208，放液阀209，气腔箱外侧平开检查门210，防水透气孔211，透明观察窗212，金属门锁 213，门把手214，铭牌插口 215，筛孔底板201等组成。两个腔室之间，用呼吸连通套管216，外管217，内管218和加强连接管219连接固定而成，确保两者的腔室在同一个水平线位置上。由两个腔室组成的新水箱，与原来楼宇自来水进水总管和供水总管，进行以下方案改造将改造好的既有水箱的，进水管与市政自来水进水管连接，出水管与原来楼宇的供水管连接，在水箱外底下的水平位置上，增设安装一根旁通管119，并在旁通管中间位置上， 加水箱电动单向液位智能控制阀120，这样，整个水箱以及楼宇供水系统就改造好了。实施例一，按正方体形水箱为例说明。按图1所示，一种既有屋顶水箱及其供水管密闭防污节能改造系统为用食品级的不锈钢或者工程塑料或者复合玻璃钢等材料，对既有水箱进行更换包装，并改造安装成水腔室100和气腔室200，加工连接安装呼吸连通套管 216及其他组件而成，如在水腔室100内，按图1所示要求的改造安装系统为1，隔板101，圆弧形导流底挡板105和侧面圆弧形导流挡板106 ；2，高水位信号线107，低水位信号线108，浮球开关组件111 ；3，人孔组件102，排气阀组件103，空气滤清器组件104。在水腔室100外，按图1所示要求的改造安装系统为1，对称两头进水管109，进水管阀门110 ；2，对称两侧出水管115，出水管阀门116 ；3，排污管117，排污管阀门118 ；4， 溢流管112，溢流管U形存水弯113，溢流管空气滤清器114，旁通管119和电动单向智能液位控制阀120。在气腔室200内，按图1所示要求的改造安装系统为1，单元模块化柔性呼吸内胆袋202 ；2，现场根据密闭容器的大小计算需要多少个内胆袋，一般考虑多加15-20%的整数个余量，组成内胆袋组203 ；3，将多个内胆袋组与上不锈钢金属连接架滑杆组件204和金属吊轮205挂接；4，与下不锈钢金属连接滚槽组件206和滚轮207连接；5，安装连通套管 216、放气阀208、放液阀209 ；6，安装气腔箱外侧的平开检查门210及其组件如防水透气孔 211、透明观察窗212、金属门锁213、门把手214、铭牌插口 215 ；7，筛孔底板201。在两个腔室之间，用呼吸连通套管216连接；其外管217连接两者的外壳，内管 218连接两者的内胆内腔；两者的下面部分用加强连接管219连接固定而成，确保两者的腔室在同一个水平线位置上。至此，改造系统安装完毕。[0052]实施例二，按圆桶、半圆桶形水箱为例说明。其内切或者居中或者分隔设置的呼吸气腔室箱200，也是圆桶形或者半圆桶形的，其呼吸内胆袋组装置与正方体形正好相反，即呼吸空气入口从呼吸内胆组的下面接入，呼吸内胆袋组的最末端在上面，呼吸内胆袋组的检修门设置在上面，其他功能原理与正方体形水箱一样。实施例三，按球形、罐状形水箱为例说明。在其内居中或者分隔设置的呼吸气腔室 200，也为圆桶形，其呼吸内胆袋组装置与正方体形正好相反，即呼吸空气入口从呼吸内胆组的下面接入，呼吸内胆袋组的最末端在上面，呼吸内胆袋组的检修门设置在上面，其他功能原理与正方体形水箱一样。具体实施例的实施改造实施方式，如图2所示，一种既有屋顶水箱节能防污改造后的实施方式为按图2所示要求1，检查并安装连接好水箱各个部件，关好进水管阀门110，出水管阀门116，打开旁通管上的液位控制阀120，断开不接入液位信号线；2，打开检查门210， 拧开呼吸内胆袋组的放气阀208，将组装好的内胆袋组一般加放2-3个内胆袋的余量，向外拉开至最大位置；3，对水腔室100、气腔室200内，用紫外线灯和臭氧发生器对其进行消毒灭菌处理；4，打开进水管阀门110，让密闭水腔室充满水，水的最高液位线107控制在溢流管112管底线以下3-5公分；5，将呼吸内胆袋组203，向水腔室200的一侧轻微挤压，感觉挤不动时止，表明内胆袋组203是密封的，也是最大量的；6，拧紧关好呼吸内胆袋的放气阀 208 ；7，打开水腔室100的出水管路上的阀门116和安装旁通管上的液位控制阀120的信号线，水箱开始进出水而正常工作；8，当水位下降到水腔室100的最低液位线108时，气腔室 200内的呼吸内胆袋组203也向水腔室收缩靠近；9，此时，进水阀110通过浮球开关111打开进水，水位上升，气腔室200内的呼吸内胆袋组203也向水腔室伸缩远离——如图中单线箭头方向；10，同时，当水位上升到高位时，电动单向智能液位控制阀120，停止进水处于关闭状态；11，当水箱内的水位在高水位线以下时，电动单向智能液位控制阀120，处于开启状态；12，随着用户居民的不断用水，水箱的水位再次因为用水而下降，气腔室200内的呼吸内胆袋组203，也向左收缩性移动——如图中双线箭头方向，如此往复，周而复此。呼吸气腔室200因与水腔室100的上部空间是用联通呼吸套管216密封连接相通，因此呼吸气腔室200能够很好地自觉配合水腔室100而同时工作。如图3所示，为本发明实施例的检查门的结构示意图。平时上锁，使用更换检修时打开，方便使用不影响工作。具体实施例的既有水箱密闭防污节能改造的工作原理为当水箱的水腔室100开始进出水而工作时，随着水的液位的不断上下涨落变化，气腔室200内的呼吸内胆袋组也不断的收缩膨胀，呈水平方或者上下方向位移运动，由于两者中间是隔开的，仅上部有一小孔管是相通的，两者互不影响，互不感染，充分体现了水箱的“肺”呼吸功能，是水箱很好的工作“伴侣”。以上所揭露的仅为本发明的最佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。实施方式中的水腔室100及其内各种部件；以及气腔室200 ；旁通管和智能控制阀 120及其内各种部件；以及三者之间的联接工艺，技术方法，是公知公用的，在此不再累赘。
权利要求1.一种既有屋顶水箱和供水管节能防污改造系统，其特征在于，包括水腔室(100)、气腔室(200)、内胆袋组(203)、呼吸连通套管(216)、加强连接管(219)、旁通管(119)、电动单向智能液位控制阀(120)和信号线；所述内胆袋组(203)设置在所述气腔室(200)内；所述的连通呼吸套管(216)，由内管(218)和外管(217)组成，所述外管(217)连接所述水腔室(100)和气腔室(200)的外壳，所述内管(218)连接所述水腔室(100)与气腔室 (200)的内胆内腔；所述加强连接管(219)，设置并连接在所述水腔室(100)和气腔室(200)的下面部分； 所述旁通管(119)设置在所述既有水箱的下方，连接既有水箱的进水总管与出水总管；所述旁通管(119)中间位置设置有电动单向智能液位控制阀(120)；所述电动单向智能液位控制阀(120)，并设置液位控制阀信号线并与水箱高水位线连接。
2.根据权利要求1所述的一种既有屋顶水箱和供水管节能防污改造系统，其特征在于所述既有水箱内部镶贴食品级的瓷砖、食品级的不锈钢板、食品级玻璃钢或者食品级塑料。
3.根据权利要求1所述的一种既有屋顶水箱和供水管节能防污改造系统，其特征在于所述气腔室(200)内还设置有连接架滑杆组件(204)、金属吊轮(205)、连接滚槽组件 (206)和滚轮(207)；所述内胆袋组(203)上端与金属吊轮(205)和所述连接架滑杆组件(204)挂接；所述内胆袋组(203)下端与所述滚轮(207)和连接滚槽组件(206)连接。
专利摘要本实用新型涉及一种既有屋顶水箱和供水管节能防污改造系统，它包括设置成两个不同功能互不影响，又能相互密切配合工作的水腔室和气腔室；以及连通套管，加强管，旁通管和智能液位控制阀；同时借用了市政管网的余压水头向用户直接供水，保证了对水箱清洗或检修或改造时不断水，不影响居民日常生活用水；减少了水箱清洗次数，节能减排；气腔室里设置安装了内置装配式柔性内胆袋的呼吸装置，使水在密闭状态下运行，彻底避免了水进出水箱时因与箱外空气的接触而造成的二次污染问题，同时，也杜绝了因敞开式而造成有益余氯挥发的问题。
文档编号E03B11/12GK201972195SQ20102017894
公开日2011年9月14日 申请日期2010年4月28日 优先权日2010年4月28日
发明者冯祎子, 胡玉林 申请人:上海理想家园生态建筑规划设计研究院