一种NFWGⅢ型多级罐体管网叠压供水设备的制作方法

本实用新型涉及供水设备技术领域，尤其是涉及一种NFWGⅢ型多级罐体管网叠压供水设备。

背景技术：

传统的一次供水已经不能很好的满足现代城市的用水需求。随着经济的不断发展以及各种技术的不断更新，在原有的供水基础上增添了管网叠压无负压供水设备进行二次供水。由于无负压供水设备供水节能、节省空间、无污染得优良特性，得以被现代二次供水行业广泛的应用。

随着城市化进程的不断扩张，高层建筑与日俱增，供水成了城市生活的一大焦点。原有的市政网管一次供水对于多层住宅可能具有比较好的效果，但在高层和小高层建筑面前却显得力不从心。早期通过气压、变频等方法对高层建筑进行二次加压供水来改变城市供水现状，这种传统的二次供水方法由于水池、水箱诸多中间构件的形成，不利于节能且对水资源容易造成二次污染。技术的日新月异，无负压供水设备随之诞生。在其发展至今的十多年时间，无负压供水这种新型的二次供水方式因为其良好的节地、节能、无污染性能，被现代高层建筑供水体系广泛的应用。

早期采用的传统的给水增压系统大致有以下两种方式：一、是采用“水池+水泵+高位水箱”的方法，市政来水中需要增压的水先全部进入储水池，然后由定速泵加压后送至用户，高位水箱起到高低峰用水时调节作用。二、是采用“水池+变频调速水泵”的方法，设定了水泵的供水压力后，在变频器的控制下，水泵的转速随供水量的变化而改变，降低转速后减小了功率，一定程度上节省了电耗。

这两种供水方式均存在以下通病，一是都有开放性的储水设施，水质容易受到污染，这种二次污染直接影响供水水质安全，有时甚至产生严重的水质污染事故;二是通常达到20多米水头的市政供水压力未能被充分利用，造成较大的能源浪费。

无负压给水设备不设储水池，直接从市政管网吸水，设备工作时，通过设备的控制方式、稳流补偿器、真空抑制器的联合作用，消除水泵工作时产生的吸程，对自来水管网的动压没有影响。全密闭的结构隔绝与空气的接触，彻底避免水质的二次污染，市政供水余压可叠加为扬程利用，水泵只是补充设定供水水压与余压不足部分，节能效果明显。

随着行业的发展管网叠压（无负压）供水设备对系统的安全性与稳定性要求提高，普通楼宇二次加压设备的技术已经无法满足其需求，在恒压控制、阀门控制、监测装置控制等智能化程度上需大幅提升。 目前针对管网叠压（无负压）供水设备在工作时缺少争对性的防爆管防护技术，导致对管网使用寿命造成影响，并且容易爆管造成比较大的事故，并且容易造成泵组损坏、阀门损坏、用户财产损失等不安全的供水环境。

现有一般的防负压技术采用传统的真空抑制器，机械结构控制，在系统损坏时无法及时发现，导致管网负压产生风险较大。由于系统延迟，瞬时流量加大或减小会出现出水管网压力瞬间增大，无法及时恢复正常压力，导致对市政管网造成损伤，影响管网寿命，增大管网阻力造成能耗浪费。进水口的压力补偿没有原动力，一般依靠压缩空气进行补压，效果较差，负压保护能力有限，并且在进水压力波动时，容易对出口压力造成影响。

现有一般管网叠压（无负压）供水设备都为全密封结构，在泵组运行系统损坏或失控时，因为没有空气压力的补充容易对管网造成低于大气压力的负压危险，导致对整个相关管网的供水造成影响。

中国专利文献（公告日： 2015年8月19日，公告号：CN 104846942A）公开了设置气压罐节能管网叠压供水设备主要由稳流罐、负压消除器、水泵、控制柜、气压罐组成，所述气压罐主要由罐体和气囊组成，在气压罐内设有配水管伸入气囊内充水以加大流动和避免死水，气囊出水另设出水口，使气囊内的进水与出水之间形成内循环，从而保证了气囊内的水质优良且消除了正常系统中积水、死水的可能性。所述控制柜用于检测稳流罐的进水压力、出水总管的出水压力，控制负压消除器适时动作与消除负压，以及控制水泵的自动启停、变频、切换、工作泵增减和小流量节能模式切换。

中国专利文献（公告日： 2008年5月28日，公告号：CN101187215）公开了一种全自动限流式无负压管网叠压供水设备，在管网上直接串接水泵加压供水，从而取消水池、水箱等水体暴露贮留等产生二次污染的中间过程；在全封闭的环境下，消除负压生成条件使设备在约束条件下运行，运转时根本不产生负压，避免对管网的不良冲击；即使将要产生负压，在负压产生的临界状态也能消除之，防、消双重功能保证管网内水流态的稳定平滑的变化，使管网稳定运行，将合格的自来水直供到用户的每一个用水点，具有高节能、高可靠性、适用性强、全自动控制、绿色环保的突出特点。

上述技术方案虽然公开了几种供水设备，但是却不能解决现有技术中存在的上述技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决现有技术中依靠压缩空气进行补压，效果较差，负压保护能力有限，并且在进水压力波动时，容易对出口压力造成影响等问题，而提供一种能有效防止相对负压产生的、具有双重补压功能的一种NFWGⅢ型多级罐体管网叠压供水设备。

本实用新型实现其技术目的所采用的技术方案是：一种NFWGⅢ型多级罐体管网叠压供水设备，包括控制系统、设置在供水总管和出水总管之间的稳流罐，所述的供水总管与稳流罐之间设置有稳压调节器，所述的稳流罐为多级罐体结构，包括稳流罐体和补压罐体，所述的补压罐体内部设置有补压胶囊体，所述的稳压调节器与稳流罐之间的供水总管上设置有连接补压罐体的进水支管，所述的进水支管出水口与补压胶囊体的开口连通，所述的稳流罐体通过一负压抑制装置与补压罐体连接，所述的负压抑制装置和稳压调节器分别与控制系统连接，所述的负压抑制装置通过管路与补压胶囊体外部的补压罐体的腔体连通。该供水设备在供水总管上设置多级罐体结构，在稳压罐体上连接一补压罐体，稳压罐体和补压罐体通过一个负压抑制装置连通或者断开，补压罐体内部设置有补压胶囊，稳压罐体与补压罐体的内部腔体连通并且不与补压胶囊体内部连通，补压胶囊的开口通过一进水支管与供水总管连通而不与补压罐体内部腔体连通。当设备工作时，市政自来水通过供水总管、稳压调节器进入稳流罐体，部分进水通过进水支管进入补压罐体内的补压胶囊体内部，同时稳流罐体内部的空气被压缩后，通过负压抑制装置进入补压罐体内部补压胶囊外部的腔体中，并对补压胶囊外壁产生压力，补压胶囊在压缩空气的作用下被压缩，直至进水压力与补压罐体内的气体压力达到平衡。当设备正常运行时，市政进水压力不变，稳流罐体和补压罐体内的压力保持平衡；当设备流量增大或者泵组启动瞬间，导致市政进水压力下降时，补压罐体通过进水支管给市政进水进行补压，进水通过进水支管进入到补压胶囊内部，补压胶囊胀大将补压罐体内部的空气向稳流罐体压缩，由补压胶囊和补压罐体内部的空气为补压流量提供原动力，保障补压流量的及时性及有效性；当设备由于某些故障或异常原因导致市政管网停水时，设备仍在运行，补压罐体内部的气体通过负压抑制装置排出到稳流罐体内部，补充稳流罐体的压力，保障稳流罐体内部没有负压产生。该供水设备通过多级罐体结构的配合工作，由补压胶囊与气体进行双重补压保障，增强了市政进水的负压抑制效果，保障了市政管网的安全运行。

作为优选，所述的负压抑制装置包括外壳体、连接管、连接法兰和负压抑制本体，所述的负压抑制本体设置在外壳体内，所述的负压抑制本体包括连通稳流罐体内部的通气管、与通气管连接的高频电磁阀、负压抑制筒体、球体和顶针，所述的负压抑制筒体连接在通气管的出口端并与通气管连通，所述的顶针和球体设置有负压抑制筒体内部，所述的顶针与球体连接并与通气管出口正对设置。负压抑制装置设置为上述结构，通过连接法兰将该负压抑制装置与设备进水口稳流罐体连接，当市政管网进水时，由于稳流罐体内部气体被压缩，稳流罐体内部的气体由通气管排出，此时球体与顶针、高频电磁阀处于打开状态。当稳流罐体内气体排出后液位上升至球体位置时，球体开始上浮，顶针将通气管关闭，液体无法流出。高频电磁阀同时由控制系统控制关闭。当市政进水口压力不足，稳流罐体内需要补压时，高频电磁阀门打开，液位下降的同时补压罐体内部的气体通过通气管补充到稳流罐体内，防止负压产生。

作为优选，所述的出水总管上设置有出水支管，所述的出水支管上连接有稳压罐，所述的稳压罐内部设置有稳压胶囊体，所述的稳压胶囊体的开口与出水支管连接，所述的连接补压罐体的进水支管通过电磁阀与连接稳压罐的出水支管连接，所述的电磁阀与控制系统连接。在出水支管上设置稳压罐是为了对供水设备进行稳压，起到小流量保压的作用，稳压罐体内部安装有食品级的稳压胶囊体，稳压胶囊体与出水支管连接，在出水与进水通路的支管末端设计安装了电磁阀，在供水设备异常高压时保护出水管网将由系统控制进行自动泄压，防止爆管事故的发生。

作为优选，所述的稳流罐通过一组进水阀门连接有一组泵体，每个泵体的出水口分别设置有止回阀和出水阀门并与出水总管连接，所述的出水总管上设置有压力开关， 所述的出水总管通过出水总阀连接出水管网。稳流罐体直接与一组泵体连接，每个泵体的出水口分别安装有止回阀和出水阀门并且与出水总管连接，出水总管上安装有压力开关，这样的结构有利于保证供水设备的正常运行。

作为优选，所述的出水总阀前部的出水总管上设置有管道伸缩节和电磁流量计，所述的电磁流量计与控制系统连接。

作为优选，控制系统采用冗余结构，所述的控制系统包括主控制系统和辅助控制系统，系统正常运行由主控制系统控制并由辅助控制系统监测，主控制系统异常或故障则辅助控制系统运行，所述的电磁阀由辅助控制系统控制。控制系统控制柜部分采用冗余结构设计，在系统正常运行时，由主控制系统工作，辅助控制系统则实时监测主控制系统的运行状态，并存储系统运行的实时数据；当主控制系统异常或故障时，辅助控制系统自动投入运行，避免停机的风险，保障了不间断供水的需求。

作为优选，供水总管上还设置有进水总阀、 Y型过滤器和倒流防止器。设备工作时，市政自来水通过进水总阀、Y型过滤器、倒流防止器、稳压调节器进入稳流罐，这样的结构实现了对供水的有效过滤，并且保证了在供水过程中水不会倒流。

本实用新型的有益效果是：该NFWGⅢ型多级罐体管网叠压供水设备，1.设备结构部分增加阀门智能控制，与机械结构形成双重保护，在正常运行时提高系统运行安全性能，控制系统部分采用冗余结构设计，在控制系统正常运行时，主控制系统作为控制运行，辅助系统作为监测系统及数据存储中心，当主控制系统异常或者故障时，辅助系统自动投入运行，大幅提高系统的安全性能，保障不间断的供水需求。

2.在设备的进出水端设计电磁阀门的智能控制，压力传感器检测进出水端压力，在系统中形成压差控制，设备运行时，当出水压力超高时，系统控制电磁阀门进行自动泄压，防止出水管路因高压，增加管路的漏损及缩短管路的使用寿命，并防止爆管事故的发生。

3.防负压功能采用负压抑制系统，通过机械结构加智能控制的双重保护，大幅提高设备运行的稳定性能，在设备运行时，实时监测进水压力变化，智能控制系统调节阀门开闭，防止相对负压的产生，并通过机械结构及时补压，补偿进水流量，双重保护负压产生。

4.在全密闭结构防止水质二次污染的基础上，通过收集罐体内部气体经过压缩的能量，在进水压力不足需要补压时提供原动力，减少系统补压时间，使流量补偿时间缩短，及时抑制负压产生，对进水管网造成影响。

5.当设备系统运行异常或故障时，设备结构自动排出存储的气体，补充至稳流罐体防止罐体内部因全密闭而导致的真空现象，防止罐体损坏，管路遭破坏等事故的发生。

6.通过进水压力的补偿和出水压力缓冲的多级罐体结构设计，解决了因进水压力波动而导致的出水压力波动，使出水压力更加的稳定，提升用户用水体验。

附图说明

图1是本实用新型NFWGⅢ型多级罐体管网叠压供水设备的一种结构示意图；

图2是本实用新型NFWGⅢ型多级罐体管网叠压供水设备的一种运行原理图；

图3是本实用新型中多级罐体结构的一种结构示意图；

图4是本实用新型中负压抑制装置的一种结构示意图；

图中：1、控制系统，2、供水总管，3、出水总管，4、稳流罐装置，5、稳压调节器，6、稳流罐体，7、补压罐体，8、补压胶囊体，9、进水支管，10、负压抑制装置，11、外壳体，12、连接管，13、连接法兰，14、负压抑制本体，15、通气管，16、高频电磁阀，17、负压抑制筒体，18、球体，19、顶针，20、出水支管，21、稳压罐，22、稳压胶囊体，23、电磁阀，24、进水阀门，25、泵体，26、止回阀，27、出水阀门，28、压力开关，29、出水总阀，30、管道伸缩节，31、电磁流量计，32、主控制系统，33、辅助控制系统，34、进水总阀，35、Y型过滤器，36、倒流防止器，37、压力变送器。

具体实施方式

下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型的技术方案作进一步详细说明。

实施例1：

在图1、图2所示的实施例中，一种NFWGⅢ型多级罐体管网叠压供水设备，包括控制系统1、设置在供水总管2和出水总管3之间的稳流罐装置4，供水总管2与稳流罐装置之4间设置有稳压调节器5，稳流罐装置4为多级罐体结构，包括稳流罐体6和补压罐体7，补压罐体7内部设置有补压胶囊体8（见图3），稳压调节器5与稳流罐4之间的供水总管2上设置有连接补压罐体7的进水支管9，进水支管9出水口与补压胶囊体8的开口连通，稳流罐体6通过一负压抑制装置10与补压罐体7连接，负压抑制装置10和稳压调节器5分别与控制系统1连接，负压抑制装置10通过管路与补压胶囊体8外部的补压罐体7的腔体连通。

负压抑制装置10包括外壳体11、连接管12、连接法兰13和负压抑制本体14（见图4），负压抑制本体14设置在外壳体11内，负压抑制本体14包括连通稳流罐体6内部的通气管15、与通气管15连接的高频电磁阀16、负压抑制筒体17、球体18和顶针19，负压抑制筒体17连接在通气管15的出口端并与通气管15连通，顶针19和球体18设置有负压抑制筒体17内部，顶针19与球体18连接并与通气管15出口正对设置。

出水总管3上设置有出水支管20，出水支管20上连接有稳压罐21，稳压罐21内部设置有稳压胶囊体22，稳压胶囊体22的开口与出水支管20连接，连接补压罐体7的进水支管9通过电磁阀23与连接稳压罐21的出水支管20连接，电磁阀23与控制系统1连接。

稳流罐装置4通过一组进水阀门24连接有一组泵体25，每个泵体25的出水口分别设置有止回阀26和出水阀门27并与出水总管3连接，出水总管3上设置有压力开关28，出水总管3通过出水总阀29连接出水管网。

出水总阀29前部的出水总管3上设置有管道伸缩节30和电磁流量计31，电磁流量计31与控制系统1连接。

控制系统1采用冗余结构，控制系统1包括主控制系统32和辅助控制系统33，系统正常运行由主控制系统32控制并由辅助控制系统33监测，主控制系统32异常或故障则辅助控制系统33运行，电磁阀23由辅助控制系统33控制。

供水总管2上还设置有进水总阀34、 Y型过滤器35和倒流防止器36。

市政进水管至稳流罐装置4中间安装稳压调节器5，稳流罐体6上端安装有负压抑制装置10与补压罐体7的内腔（进水在补压胶囊体8内部，并通过补压胶囊体8的进口进入）连接；供水总管2接口处安装压力变送器37检测进水压力，并分有进水支路9连接补压罐体7，补压罐体7内部安装有食品级的补压胶囊体8（进水在补压胶囊体8内部）；稳流罐体6直接与一组泵体25连接，每个泵体25出水口分别安装有止回阀26和出水阀门27与出水总管3连接，出水总管3上安装有压力开关28，并分一路出水支管20连接稳压罐21，稳压罐21内部安装有食品级的稳压胶囊体22。出水支管20与进水支管9之间安装有电磁阀23，电磁阀23由辅助控制系统33进行控制。

该供水设备的运行原理：设备工作时，市政自来水通过进水总阀34、Y型过滤器35、倒流防止器36、稳压调节器5进入稳流罐体6，部分进水通过进水支管9进入补压罐体7内的补压胶囊体8的内部，同时稳流罐体6内部的空气被压缩后，通过负压抑制装置10进入补压罐体7（补压胶囊体8外部的补压罐体7内部，）使补压胶囊体8被压缩，直至进水压力与补压罐体7内的气体压力达到平衡。当设备正常运行时，市政进水压力不变，稳流罐体6和补压罐体7内的压力保持平衡；当设备流量增大或者泵组启动瞬间，导致市政进水压力下降时，补压罐体7通过进水支管9给市政进水进行补压，并由补压胶囊体8和补压罐体7内部的空气为补压流量提供原动力，保障补压流量的及时性及有效性；当设备由于某些故障或异常原因导致市政管网停水时，设备仍在运行，补压罐体7内部的气体通过负压抑制装置10排出并进入稳流罐体6内部，补充稳流罐体6的压力，保障稳流罐体6内部没有负压产生。出水端设置的稳压罐21为设备稳压，小流量保压的作用，在出水与进水通路的支管末端设计安装了电磁阀23，在设备异常高压是保护出水管网将由系统控制进行自动泄压，防止爆管事故的发生。

设备的控制系统1控制柜部分采用冗余结构设计，在系统正常运行时，由主控制系统32工作，辅助控制系统33则实时监测主控制系统32的运行状态，并存储系统运行的实时数据；当主控制系统32异常或故障时，辅助控制系统33自动投入运行，避免停机的风险，保障了不间断供水的需求。

市政进水从供水总管2进入稳流罐体6中，稳流罐体6内部分空气被压缩后通过负压抑制装置10和气体流通管进入补压罐体内部，一部分进水则通过进水支管进入补压胶囊体8内部，补压胶囊体8安装于补压罐体7内部。

为保障市政管网安全，设进水压力为P1，稳流罐体6内部气体压力为P2，当进水压力达到平衡是P1=P2； 当市政进水管网压力波动时，打破了进水压力的平衡及P1≠P2，则补压罐体7通过内部的补压胶囊体8及空气的收缩作用对进水进行补压及调节进水压力的稳定，相当于气压罐体的作用。当进水压力的不足达到零界负压值时（系统设定的进水最低保护压力即相对负压）此时P1＜P2，负压抑制装置通过系统控制将补压罐体7内部的气体放出，补充至稳流罐体6中，补偿部分稳流罐体6内部压力，扩充补偿量，保障市政进水无负压产生，本设计中通过多级罐体结构的配合工作，由补压胶囊体8与气体的双重补压保障，增强了市政进水的负压抑制效果，保障市政管网的安全。

本设计中，负压抑制装置10通过连接法兰13与设备进水口稳流罐体6连接，当市政管网进水时，由于稳流罐体6内部气体压缩，稳流罐体6内部气体由通气管15排出，此时不锈钢球体18与顶针19、高频电磁阀16处于打开状态。当稳流罐体6内气体排出后液位上升至不锈钢球体18位置时，不锈钢球体18开始上浮，顶针19将通气管15关闭，液体无法流出。高频电磁阀16同时由控制系统1控制关闭。当市政进水口压力不足，稳流罐体6内部需要补压时，高频电磁阀16打开，液位下降的同时气体通过通气管15补充到稳流罐体6内，防止负压产生。

该设备在市政进水端的负压保护及压力补偿功能的设计，在出水端也设计了压力补偿及小流量保压功能，防止了压力的频繁波动，更完善的保障了无负压产生。设备在负压保护、负压消除功能上设计了双重保护的功能，通过气体压力的存储与释放和胶囊体固有伸缩力来实现市政管网进水口的补压及负压消除功能，保护市政进水压力在设备运行时更加安全。设备在智能化控制系统上做了主副系统的安全保护，智能化控制，双系统冗余结构设计，提升设备供水的安全性。无负压设备在压力补偿功能上充分利用了设备在运行时产生的多余压力能量，补偿功能在设备内部实现，不占用空间，制作成本低，有效保护了管网受出水高压的影响产生的不安全因素，降低管网损耗及漏损，达到安全节能的目的。设备多点压力监测，多系统配合控制，循环互备，提前预警，实现不间断供水，保障设备安全运行。