一种多管路异步供水系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术涉及一种多管路异步供水系统及其工作方法。该多管路异步供水系统，包括加压泵、缓冲装置和a个供水端；其中，前a‑1个供水端通过吸水泵与汇总管连通，第a个供水端通过进水管直接与汇总管连通，加压泵和前a‑1个吸水泵分别与PLC连接；本发明专利技术采用缓冲装置和单向流通阀对进样液体进行缓冲保护，当加压泵出现故障时，吸水泵吸入的液体会存在缓冲装置中，有效防止管道崩裂的问题。

A Multi-Pipeline Asynchronous Water Supply System and Its Working Method

The invention relates to a multi-pipeline asynchronous water supply system and its working method. The multi-pipeline asynchronous water supply system includes a pressure pump, a buffer device and a water supply terminal; among them, the first a_1 water supply terminal is connected with the manifold through the suction pump, the first a water supply terminal is directly connected with the manifold through the intake pipe, and the pressure pump and the first a_1 suction pump are connected with the PLC respectively; The invention adopts a buffer device and a one-way flow valve to buffer and protect the injected liquid when pressurized. When the pump breaks down, the liquid sucked by the suction pump will have a buffer device, which can effectively prevent the pipeline from cracking.

【技术实现步骤摘要】
一种多管路异步供水系统及其工作方法
本专利技术涉及一种多管路异步供水系统及其工作方法，属于实验室供水系统的

技术介绍
实验室反应器供水要求高的控制精度，通常通过时间继电器与蠕动泵相配合实现，由于实验室升流式反应器需要从底部供水，因此供水需要一定的扬程。目前国内大多数实验室反应器供水采用的是单泵供水，当同一反应器需要定量输送多种液体时，通常有两种方法，其中：一种是采用多台大扬程蠕动泵并联，使其分别吸取不同液体加压输送，每台蠕动泵分别配备一台时间继电器控制其进样时间，以保证多管路定量输送液体。由于大扬程蠕动泵成本较高且占地面积大，因此在实验室反应器定量进样的方面并无优势，应用受到一定的制约和影响。另一种是将多台吸水(蠕动)泵并联抽液后再串联到一台加压(蠕动)泵进行输送，例如要同时输送i(i≥2)种液体，通常需要j(i种液体，输送液体的泵的个数要大于1个，小于等于i个泵，所用泵的个数用j表示，所以j的个数范围在1～i之间，1≤j≤i)个吸水蠕动泵分别吸取i种液体，通过多通阀将这i种液体汇总后再串联一台加压蠕动泵进行输送，采用多管路同步进样的方法，并通过时间继电器控制蠕动泵启动时间。为了保证供水系统正常工作，必须保证：(1)加压泵启动时间≥吸水泵启动时间；(2)吸水泵启动阶段均需在加压泵启动阶段；(3)加压泵流量≥所有吸水泵流量之和。此外，第二种供水系统正常运行的限制条件还包括，加压(蠕动泵)泵价格较贵，供水压力偏差大，控制方式简单，稳定性、跟随性差，抗干饶能力差，功能单一；时间继电器寿命短，水泵占地面积大，用户安装使用不方便，供水装置管路连接复杂，检测维修改造升级难度大。并且当时间继电器出现事故或加压泵故障无水压时，供水系统无法正常工作，将出现管道崩裂等问题。传统的供水装置与其它用水设备的适配性较差，不能实现实验室反应器高质量的供水要求。所以有必要提出一种新的技术方案，以解决上述技术问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种多管路异步供水系统。本专利技术提供一种上述异步供水系统的工作方法。本专利技术的技术方案为：一种多管路异步供水系统，包括加压泵、缓冲装置和a个供水端；其中，前a-1个供水端通过吸水泵与汇总管连通，第a个供水端通过进水管直接与汇总管连通，汇总管通过三通分别与缓冲装置和加压泵连通；加压泵和前a-1个吸水泵分别与PLC连接；其中，启动周期能整除加压泵启动周期的吸水泵个数为b，启动周期不能整除加压泵启动周期的吸水泵个数为a-1-b；a≥2。根据本专利技术优选的，加压泵的流量为Q，设加压泵流量Q的计算如下：当c为整数时，当c为非整数时，其中，qx为启动周期能整除加压泵启动周期的吸水泵中第x个吸水泵的流量，qy为启动周期不能整除加压泵启动周期的吸水泵中第y个吸水泵的流量；T为加压泵的启动周期；Tx为启动周期能整除加压泵启动周期的吸水泵中第x个吸水泵的启动周期，Ty为启动周期不能整除加压泵启动周期的吸水泵中第y个吸水泵的启动周期；q’为进水管的流量。“[]”为取整符号，[x]表示对“x”取整。根据本专利技术优选的，所述缓冲装置为缓冲袋。所述缓冲袋是仅设置有一个进出水管道的、可形变的、抗酸碱性且物理化学性质稳定的密封袋，不与管道内液体发生物理化学反应；可使用带有聚四氟乙烯内衬的PP材料、硅胶或者PVC材料制作。进一步优选的，缓冲袋的最大体积其中，Kz为安全系数，Kz＝1.2～1.5；qx为启动周期能整除加压泵启动周期的吸水泵中第x个吸水泵的流量，qy为启动周期不能整除加压泵启动周期的吸水泵中第y个吸水泵的流量；T为加压泵的启动周期；Tx为启动周期能整除加压泵启动周期的吸水泵中第x个吸水泵的启动周期，Ty为启动周期不能整除加压泵启动周期的吸水泵中第y个吸水泵的启动周期；“[]”为取整符号，[x]表示对“x”取整，如根据本专利技术优选的，所述供水端与吸水泵密封连通；吸水泵的吸水端依次通过水阀和单向流通阀与供水端连通；吸水泵的扬程端与汇总管连通；加压泵的扬程端连接至用水负荷。根据本专利技术优选的，所述缓冲装置的水头高于供水端的水头，低于吸水泵扬程端的水头。此处的“水头”指的是位置水头和压强水头。根据本专利技术优选的，所述加压泵进水端设置有单向流通阀。单向流通阀又称止回阀，其依靠介质本身流动而自动开、闭阀瓣，防止介质倒流的阀门，管道中单项流通阀安装方向为水流经过蠕动泵方向为开。根据本专利技术优选的，所述吸水泵和加压泵为定频泵或变频泵。一种上述异步供水系统的工作方法，包括步骤如下：1)当同时供给c种液体时，选择c-1个吸水泵分别吸取c-1种液体，加压泵通过进水管直接吸取第c种液体；c≤a；2)通过PLC控制每个吸水泵运行时间与周期，确保前c-1种液体定时、定量输送；同时通过PLC控制加压泵的启动时间和周期，保证前c-1种液体加压输送的同时实现第c种液体的输送；由于定频泵的流量是固定的，所以每个吸水泵启动的时间不同，因此通过PLC控制其运行的时间，达到高效精确的控制效果；而同时由于每个泵运行时间存在差异，故用缓冲装置进行保护。2.1)当吸水泵运行时，如果加压泵处于停止状态，吸水泵吸水端的单向流通阀防止液体倒流回供水端而流入缓冲装置中存储；2.2)当吸水泵停止工作，加压泵运行时，由于缓装置的水头高于供水端的水头，加压泵优先吸水缓冲装置中的液体，当缓冲装置中的液体吸光后，再从第a个供水端中吸取液体；2.3)当加压泵与吸水泵同时运行时，由于吸水泵扬程端的水头高于缓装置的水头，加压泵优先吸取吸水泵扬程端的液体，再吸取缓冲装置中的液体，最后吸取第a个供水端中的液体。综上所述，无论吸水泵是否与加压泵同时运行，都能保证供水系统的正常运行。本专利技术的有益效果为：1.本专利技术所述多管路异步供水系统，实现非同步多管路定量进样缓冲保障的效果，采用缓冲装置和单向流通阀对进样液体进行缓冲保护，当加压泵出现故障时，吸水泵吸入的液体会存在缓冲装置中，有效防止管道崩裂的问题；2.本专利技术所述多管路异步供水系统，采用缓冲装置与可编程逻辑控制器(PLC)时间控制系统的配合，实现进水泵与加压泵不必同时运行，减少了对时间继电器的复杂设计问题，延长了时间继电器的使用寿命，简单实用。3.本专利技术在供水过程中仅使用一台加压蠕动泵，其余吸水泵均采用定频小泵，降低了系统的经济成本；采用PLC控制每个泵的运行时间与周期，不需要采用市面上时间继电器控制泵的启动，延长了系统使用寿命，降低占地面积，管路简单，检测维修改造升级简单；同时，通过压蠕动泵、吸水泵、PLC的有机结合，减小了供水压力偏差，有效提高了稳定性、跟随性和抗干饶能力。附图说明图1为本专利技术所述多管路异步供水系统的结构示意图；其中，1、单向流通阀；2、供水端；3、水阀；4、吸水泵；5、PLC；6、缓冲袋；7、汇总管；8、加压泵；9、进水管。具体实施方式下面结合实施例和说明书附图对本专利技术做进一步说明，但不限于此。实施例1如图1所示。一种多管路异步供水系统，包括加压泵8、缓冲装置和a个供水端2；其中，前a-1个供水端2通过吸水泵4与汇总管7连通，第a个供水端通过进水管9直接与汇总管7连通，汇总管7通过三通分别与缓冲装置和加压泵8连通；加压泵8和前a-1个吸水泵4分别与PLC5连接；其中，启动周期能整除加压泵8启动周期的吸水泵4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多管路异步供水系统，其特征在于，包括加压泵、缓冲装置和a个供水端；其中，前a‑1个供水端通过吸水泵与汇总管连通，第a个供水端通过进水管直接与汇总管连通，汇总管通过三通分别与缓冲装置和加压泵连通；加压泵和前a‑1个吸水泵分别与PLC连接；其中，启动周期能整除加压泵启动周期的吸水泵个数为b，启动周期不能整除加压泵启动周期的吸水泵个数为a‑1‑b；a≥2。

【技术特征摘要】
1.一种多管路异步供水系统，其特征在于，包括加压泵、缓冲装置和a个供水端；其中，前a-1个供水端通过吸水泵与汇总管连通，第a个供水端通过进水管直接与汇总管连通，汇总管通过三通分别与缓冲装置和加压泵连通；加压泵和前a-1个吸水泵分别与PLC连接；其中，启动周期能整除加压泵启动周期的吸水泵个数为b，启动周期不能整除加压泵启动周期的吸水泵个数为a-1-b；a≥2。2.根据权利要求1所述的多管路异步供水系统，其特征在于，加压泵的流量为Q，设加压泵流量Q的计算如下：当c为整数时，当c为非整数时，其中，qx为启动周期能整除加压泵启动周期的吸水泵中第x个吸水泵的流量，qy为启动周期不能整除加压泵启动周期的吸水泵中第y个吸水泵的流量；T为加压泵的启动周期；Tx为启动周期能整除加压泵启动周期的吸水泵中第x个吸水泵的启动周期，Ty为启动周期不能整除加压泵启动周期的吸水泵中第y个吸水泵的启动周期；q’为进水管的流量。3.根据权利要求1所述的多管路异步供水系统，其特征在于，所述缓冲装置为缓冲袋。4.根据权利要求3所述的多管路异步供水系统，其特征在于，缓冲袋的最大体积其中，Kz为安全系数，Kz＝1.2～1.5；qx为启动周期能整除加压泵启动周期的吸水泵中第x个吸水泵的流量，qy为启动周期不能整除加压泵启动周期的吸水泵中第y个吸水泵的流量；T为加压泵的启动周期；Tx为启动周期能整除加压泵启动周期的吸水泵中第x个吸水泵的启动周期，Ty为启动周期不能整除加压泵启动周期的吸水泵中第y个吸水泵的启动周期。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛启桂，郭红利，刘汝涛，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37