小型化、通用化的节能性气压给水设备制造技术

涉及一种小型化、通用化的节能性气压给水设备。包括并联几台水泵的主系统、气压给水副系统以及可编程序控制器ＰＣ为核心的电控系统。采用ＳＫＸ阀把气压水罐小型化到普通气压式的１／１０－１／３０。采用ＳＢＱ阀任何时刻任意次数实施自动补气，使这种给水机用于各种供水场合。并在压力波动△Ｐ≈±０．０３ＭＰａ范围实施无失调和脉动以及没有零流量空转等耗能问题的高效恒压调节。最后，采用小型ＰＣ机实现了高水平、高可靠、低成本的全自动控制。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
专利说明 本专利技术专利涉及一种小型化、通用化的节能性气压给水设备。 目前，气压式和变频式给水设备由于土建费用少，施工周期短、不存在水质的第二次污染问题，正在迅速发展中。尤其是采用计算机和变频器实施“恒压供水”的变频式给水设备，本文简称BPS设备，以节能性给水设备自居，几乎压倒气压式正在独霸中国的给水设备行业。然而，这种设备的节能效果并非许多厂家所宣扬的约30%～50%这样大，在多台并联水泵给水机上较难达到节能目的。 众所周知，离心水泵的给水扬程H与水泵转数的n2成正比，而交流电动机的转数n与其输入电的交流频率f成正比。显然，较小的频率变化(或转数)引起很大的扬程变化，扬程降到一定程度，变频泵将处于零流量阻塞状态白白耗费电能。此外，对两台以上并联水泵给水机，相邻水泵之间相互切换时，往往存在一种无法获得稳定流量的流量失调区。在这种流量区域，刚刚启动或停止运转的工频泵将处于反复启、停状态，即脉动状态消耗大量电能。因此，多台并联水泵的BPS设备，由于这些零流量阻塞，流量失调区的长期脉动以及在切换水泵过程中压力和流量跃变引起的较长时间的振荡等原因，难于看出节能效果。这就是美国福伦水泵公司把变频调速技术仅用于一台水泵上的主要原因。此外，水泵转速的降低还会引起水泵吸水扬程的减少。因此，水深超过3米以上的上吸式场合，无法采用这类设备。 目前的气压给水设备，本文简称QYS设备，都是恒速节流调节原理工作的，根据压力控制器内设定的上、下触点压力差，启、停水泵。不存在零流量阻塞，无法停止水泵等问题。但是，当压力差取较小时，亦然存在流量失调区和脉动耗电问题。而且，气压水罐容积大，水泵电机的每小时启、停次数过多等等。因此，QYS设备一般都是压力变化大，耗电多、气压水罐很苯重也不宜采用在上吸式场合。 鉴于以上情况，本专利技术专利将根据专利技术人的小型化、通用化的节能性气压给水机设计理论和采用三种技术阀门专利，提出一种完全新型的气压给水设备，拟达到小型化、通用化、节能、可靠、经济和适用等综合目的。这种小型化、通用化的节能性气压给水设备，本文简称BYG型给水机，根据并联水泵台数，分别取代号BYG-Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、以及Ⅴ等。下面，以并联四台水泵的BYG-Ⅳ型给水机为例，结合附图说明图1～图7，介绍本专利技术专利的水力流程、自控程序、工作原理以及其主要技术特征等。为叙述之便，本文将略加重复三种技术阀门专利的一些内容。 图1是 BYG-Ⅳ型机的水力流程; 图2是 BYG-Ⅳ型机的自动控制电路; 图3是 BYG-Ⅳ型机的自动控制程序; 图4是 SBQ型水控补气阀的结构(专利号93211044.4); 图5是 SKX型水控限流阀的结构(专利号93211043.6); 图6是 GD型高灵敏底阀的结构(专利号93211042.8); 所有BYG型给水机都由水泵的给水主系统，气压水罐付系统以及电控系统，这三部分组成的。 1、水泵的给水主系统，简称主系统，见图1。在给水管3上，根据最大给水流量大小并联几台水泵B0～B3等，它们都是H-Q特性很平滑的单级离心水泵，如IS系列。其中，B0泵为稳压用附助小泵，其余水泵都是规格相同的主水泵。在各水泵的进出口设置蝶阀4，从水井上吸式场合，每根吸水管1的入水口安装底阀GD，在第一根吸水管顶部串联裁止阀5和漏斗6，仅在安装调试时给该吸水管注一次水之用。从地面贮水池直灌式场合，取消底阀GD，在每台水泵出水口串联止回阀(图中未示出)。然后，在给水管3的中上部安装带有缓冲器的压力表SY。给水管的一端经闸阀7与用水管网8连接，另一端经过滤器GL与气压水罐付系统相连接。 2、气压水罐付系统，简称付系统。它是以气压水罐QS(简称QS罐)为中心，其顶部安装两只电接点压力表，其中DY0表用来控制稳压小泵电机M0，而DY表用于控制其它水泵电机M1～M3。倘若，B0泵的性能与其它主水泵相差不大，则取消DY0，仅用一只DY表控制所有水泵。在QS罐的中下部，装有水位指示器10和自动排气阀11。这个罐的底部与过滤器GL之间设置止回阀9，而该阀与过滤器之间引出一根较细的水管连接水控补气阀SBQ的入水口A，该阀的出水口B与QS罐上方的补气罐BQ(简称BQ罐)连接，而该阀的C口与回水管14连接，SBQ阀的水控口设置电磁阀DF-3，其排水口连接到回水管14上。 在BQ罐顶部充水管上设置吸气阀12和止回阀13，然后经过水控限流阀SKX，把充水管插入QS罐的下部。在这个SKX阀的水控口并联两个电磁阀DF-1和DF-2。其中，DF-1的入水口与SKX阀的入水口并联，使DF-1起水控口的增压作用。而DF-2的出水口连接到回水管14，使该电磁阀起水控口的泄压作用。 3、电控系统，见图2。这个系统的核心部件是小型的可编程序控制器PC，简称PC，例如日本omron公司的SP10、SP16、SP20以及C20P等。其输入为电接点压力表DY，钮子开关NK、消防触点Kx等的开关信号，由内部DC24V供电。而PC的输出取AC220V交流，分别控制三个电磁阀DF-1～3和驱动电动机Mi的所有交流接触器CJi。最后，把QS罐顶部气压Pq反馈到DY表内构成整个开关量闭环控制系统，其控制程序，如图3。下面，说明图中各种符号的意义 Pq-QS气压罐; Ps-给水管水压; Pk-DY表下限压力; Pt-DY表上限压力; Sk-开关信号; St-停泵信号; J＝1-每发一次Sk信号次数; k＝1每发一次St信号次数; 「N -控制通道选择号; N-控制通道代号; Ti-定时器的延时值，秒; on-通电接通; off-通电断开; CS-QS罐充水过程; PS-QS罐排水过程; 图3是BYG-Ⅳ型机的电路、水路、气路的综合自动控制程序。其中，从DY表到CJi以上电控程序均编制在PC内，把它分为信号处理和控制通道这两部分的逻辑流程。 首先，信号处理部分的逻辑流程说明如下 1)DY表检测QS罐气压Pq之后，与其上、下限压力Pt、Pk相比较。 2)每当Pq≤Pk时，发出一次Sk信号并记为J＝1，输入到通道选择器「N 。倘若Sk信号过长，则每隔Tk秒切断一次信号，增加J＝1的输入次数。 3)每当Pq≥Pt时，发出一次St信号并记为K＝1，输入于「N 。倘若St过长，每隔Tk秒切断一次信号，增加K＝1的输入次数。 4)每当发出一次St信号，给电磁阀DF-3通电T3秒，实施一次补气。 5)通道选择器按「N ＝∑J-∑K之数学模式选择控制通道。 6)倘若「N ＝0，所有控制通道没有电，任何电机都不工作。 7)倘若Pk＜Pq＜Pt，不发出任何信号，但维持当时的通道状态。 其次，控制通道部分由N＝1，N≥2，N≥3，N≥4等几路组成，其通道数与水泵电机的台数相等。其逻辑流程是 1)当通道选择器的「N ＝1时，N＝1通道供电，接通CJ0，驱动B0水泵电机M0。与此同时，给电磁阀DF-2通电T2秒; 2)当「N ＝2时，给N≥2，通道供电，接通CJ1，驱动M1。同时，切断CJ0和M0并给电磁阀DF-1通电T1秒; 3)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小型化、通用化的节能性气压给水设备。它包括，几台并联水泵、阀门和给水管等组成的给水主系统，由气压水罐、补气罐和阀门等组成的付系统以及全自动电控系统。其特征在于：主系统采用Ｈ－Ｑ特性很平滑的单级离心水泵，例如ＩＳ系例水泵，第一台水泵Ｂｏ是稳压小泵，其余Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３等为规格相同的主水泵。它们之间的流量按本文公式（３）和（４）匹配。在上吸式场合，每台水泵出水口不设置止回阀，但每根吸水管１的入水口安装高灵敏底阀ＧＤ（专利号：９３２１１０４２．８）。而付系统的基本特征在于：以本文公式（１）设计的小型化气压水罐ＱＳ为中心，其顶部安装电接点压表ＤＹｏ和ＤＹ，ＤＹｏ表用于控制Ｂｏ水泵，其余主水泵全部由ＤＹ表控制，倘若稳压小泵和主水泵的Ｈ－Ｑ特性基本相同，则取消ＤＹｏ，仅用一只ＤＹ表控制全部水泵。此外，在ＱＳ罐底部与过滤器ＧＬ之间设置止回阀９，单向排水。而该阀与ＧＬ之间又引出较小的进水管与水控补气阀ＳＢＱ（专利号：９３２１１０４４．４）的Ａ口连接，该阀的出水口Ｂ与补气罐ＢＱ连接，而该阀的Ｃ口与回水管１４相连。然后，ＳＢＱ阀的水控口设置电磁阀ＤＦ－３，并把其排水管连接到回水管１４上。在补气罐ＢＱ顶部的充水管上先设置吸气阀１２和止回阀１３，然后再经过水控限流阀ＳＫＸ（专利号：９３２１１０４３．６），把充水管插入ＱＳ罐的下部。在这个ＳＫＸ阀的水控口并联两个电磁阀ＤＦ－１和ＤＦ－２，其中ＤＦ－１的入水口与ＳＫＸ阀的入水口并联，使ＤＦ－１起增压水控口作用，而ＤＦ－２的出水口连接到回水管１４使该电磁阀起水控口的泄压作用。电控系统的全自动部分以小型化可编程序控制器ＰＣ为核心，分别控制ＤＦ－１～３，电磁阀和驱动电动机Ｍｉ的所有交流接触器ＣＪｉ。ＰＣ的输入为电接点压力表ＤＹ、钮子开关ＮＫ，消防触点Ｋｘ等的开关信号，由ＰＣ内部ＤＣ２４Ｖ供电。最后，把ＱＳ罐顶部气压Ｐｑ反馈到ＤＹ表内构成整个开关量闭环控制系统。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朴龙奎，
申请(专利权)人：朴龙奎，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]