一种流量补偿无负压管网叠压节能供水控制系统的制作方法

本发明属于管网供水技术领域，具体是涉及一种流量补偿无负压管网叠压节能供水控制系统。

背景技术：

管网叠压供水设备是一种在原有管网水压力基础上再次加压的供水设备。在用户前段安装管网叠压供水设备，可解决自来水由于管网压力限制不能送到用户的问题，满足远端高地势用户的需求。管网叠压供水设备的主要控制参数包括设备的流量、压力、电机容量等，它采用了系统工程技术，流体控制技术、微机变频技术、过秤组态技术、数据处理技术、远程通讯技术实现叠压(无负压)供水的全过程，通过可调控人机界面显示运行状态。以全新的设计原理、流程和结构，实现了真正意义上的管网叠压技术，节能、降耗、环保、卫生。

输配水管网是城市给水体系的重要组成部分，担负着向用户运送、分配水的使命，以满足用户对水量、水压的需求。因为给水管网的散布面广、间隔长、原料需求高，在输配水过程中需求耗费很多的能量，供水公司的能耗有90％用于一级、二级泵站的水力晋升，这有些能耗占制水本钱的30％--40％。因此，配水管网运转状况的好坏直接影响到供水压力和水量，影响到服务质量。

现有的供水系统通常是在进水管处外接一个压力水箱，向压力水箱内存储自来水，将压力水箱内空气进行压缩，在供水需求增大时通过压缩空气动力将压力水箱内存储水压至供水系统中进行压力补偿，但是这样的压力水箱存在一个问题，空气在高压条件下会慢慢溶解在水中，当压力水箱内空气耗尽时如何进行空气压缩，所以，本发明提供了一种流量补偿无负压管网叠压节能供水控制系统。

技术实现要素：

针对上述存在的问题，本发明提供了一种流量补偿无负压管网叠压节能供水控制系统。

本发明的技术方案是：一种流量补偿无负压管网叠压节能供水控制系统，其特征在于，主要包括进水系统、分流阀、流量补偿系统、稳流罐、出水系统和控制柜，

所述进水系统包括与自来水供水管网连接的进水管、设置在所述进水管中段用于对自来水中杂质进行前置过滤的前置过滤器和与进水管内部连通用于对自来水供水管网进水压力进行监测的进水压力监测表，

所述分流阀连接在所述进水管的出水端，用于将进水管内的水分别输送至所述流量补偿系统和稳流罐，

所述流量补偿系统包括与所述分流阀连接用于对分流至流量补偿系统的自来水进行增压的增压泵组和与所述增压泵组连接的压力补偿水箱，所述压力补偿水箱包括与增压泵组连接用于存储自来水的补偿水罐和设置在所述补偿水罐外部用于压缩补偿水罐排出气体的压缩气室，

所述补偿水罐通过支架固定在所述压缩气室中部，补偿水罐上端两侧分别设有用于补偿水罐内气体排出的排气嘴，补偿水罐内壁顶部还设有用于监测补偿水罐内水位高度的水位监测器，所述水位监测器在补偿水罐内水位到达水位监测器时向所述控制柜发送电信号，通过控制柜控制所述增压泵组停止向补偿水罐内输水，补偿水罐上端两侧分别设有用于补偿水罐内气体排出的排气嘴，

所述压缩气室内部设有用于监测压缩气室内气压的气压监测器，压缩气室外侧还设有用于向压缩气室内补充气压的压力补充泵，所述气压监测器在监测到所述压缩气室内压力低于设定最小压力值时，向所述控制柜发送电信号，通过控制柜控制所述压力补充泵向压缩气室内补充压力，所述稳流罐还与所述储水罐的出水口连接，稳流罐顶端设有用于使稳流罐处于无负压状态的进气口和设置在所述进气口处通过稳流罐内水位高度控制开启状态的浮球阀，

所述出水系统包括与所述稳流罐出水端连接的出水管、与所述出水管连通用于监测出水压力的出水压力监测表和连接在所述出水管出水端的变频恒压供水泵，所述变频恒压供水泵与用户供水管网连接，用于向用户恒压供水，

所述控制柜分别与所述进水阀、进水压力监测表、分流阀、增压泵组、水位监测器、气压监测器、压力补充泵、出水压力监测表通过继电器控制连接。

进一步地，所述进水管与自来水供水管网连通过进水阀连接，所述进水阀与所述控制柜通过继电器连接，用于在供水控制系统维修或更换时直接切断自来水供水管网的连接，可以直接切断自来水供水管网的供水，方便维修或更换供水控制系统。

进一步地，所述增压泵组包括两个以上并联的增压泵，且所述增压泵的工作模式为间隔工作，单个增压泵长时间投入使用会造成泵体过热损坏，多个增压泵循环工作，既保证了单个增压泵损坏时系统的正常运行，又延长了增压泵的使用寿命。

进一步地，所述增压泵组与所述补偿水罐连接中段设有用于防止补偿水罐内水在压力作用下倒流至增压泵组的止回阀，避免补偿水罐内存储水在压缩气体的作用下倒流至增压泵组，造成增压泵组损坏。

进一步地，所述补偿水罐上端的两个排气嘴上均设有可以通过补偿水罐排出空气但不能通过混合在排出空气中水分的膜滤装置，膜滤装置可以将混合在空气中的水气隔绝在补偿水罐内，避免水分进入压缩气室造成压缩气室内环境潮湿，容易滋生细菌。

进一步地，所述压力补充泵的进气端和所述稳流罐的进气口均设有用于过滤空气中杂质的气滤装置，避免空气中杂物进入供水控制系统内造成自来水污染。

进一步地，所述流量补偿系统每间隔1d就会主动将所述补偿水罐内存储水补偿至控水控制系统中，然后重新向补偿水罐内补充存储水，用于使补偿水罐内水循环流动，避免补偿水罐内存储水长时间存储发生变质。

进一步地，所述控制柜还包括通过无线传输技术远程连接的远程控制终端，所述远程控制终端用于查看供水控制系统整体运行情况和用于设置供水控制系统具体参数，操作人员可以远程设置和控制供水控制系统，方便好用。

本发明的工作原理是：将供水控制系统介入自来水供水管网，通过远程控制终端设置补偿水罐的压力范围，自来水供水管网将自来水从进水阀输送至进水系统的进水管内，进水管上的前置过滤器将自来水中的杂质过滤，进水压力监测表监测进水压力并传输至控制柜，控制柜根据进水压力控制分流阀将进水管的进水分流至流量补偿系统的补偿水罐和稳流罐中，

流至补偿水罐的自来水经增压泵组增压后进入补偿水罐，补偿水罐内原有的空气被压缩经排气嘴排出，排出气体在压缩气室内压缩，当补偿水罐内水位达到水位监测器或压缩气室内压力达到设定最高压力范围时，增压泵组停止工作，

流至稳流罐中的自来水在通过变频恒压供水泵直接向用户供水管网恒压供水，

当用户供水管网供水需求增大时，出水压力监测表监测到出水压力降低，稳流罐内水位降低，浮球阀下降将进气口打开，避免稳流罐内形成负压，然后补偿水罐内存储的自来水在压缩气室的压缩空气压力下对稳流罐进行补偿供水，

当用户供水管网供水需求较低时，重新开启增压泵组对补偿水罐进行补水，由稳流罐向用户供水管网供水，且流量补偿系统每间隔1d就会主动将所述补偿水罐内存储水补偿至稳流罐中，然后重新向补偿水罐内补充存储水，用于使补偿水罐内水循环流动，避免补偿水罐内存储水长时间存储发生变质，

当停水或停电时，补偿水罐内存储自来水还可以在压缩气室内压缩气体的压力动能下对用户供水管网提供自来水。

本发明的有益效果是：本发明提供的一种流量补偿无负压管网叠压节能供水控制系统，尤其适用于供水需求量波动较大的供水管网使用，本发明通过设置流量补偿系统，可以将自来水供水管网中大于供水需求的余量水增压存储至补偿水罐内，补偿水罐内水位上升后将补偿水罐内空气排至压缩气室中压缩，为补偿水罐向稳流罐中供水存储了能量，并且在排气嘴设置了只能通过空气不能通过水分的膜滤装置，避免了水分进入压缩气室造成压缩气室内环境潮湿，并且还设置了压力补充泵，补偿水罐内空气在高压条件下部分溶解在自来水中排出补偿水罐，长时间运行导致补偿水罐内压力变小甚至成为负压，压力补充泵可以对补偿水罐进行压力补充，当供水需求较大时，自来水供水管网不能满足用户用水压力需求，流量补偿系统就可以对供水控制系统进行压力补偿，并且在供水需求较小时，可以直接由补偿水罐对用户进行供水，供水控制系统内其余部件均可以进入休眠状态，降低供水控制系统的能耗。总之，本发明具有系统完善、使用方便、高效节能等优点。

附图说明

图1是本发明供水控制系统整体结构示意图；

图2是本发明供水控制系统的系统框图。

其中，1-进水系统、11-进水阀、12-进水管、13-前置过滤器、14-进水压力监测表、2-分流阀、3-流量补偿系统、31-增压泵组、311-增压泵、312-止回阀、32-压力补偿水箱、321-补偿水罐、3211-排气嘴、32111-膜滤装置、3212-水位监测器、322-压缩气室、3221-支架、3222-气压监测器、3223-压力补充泵、4-稳流罐、41-进气口、42-浮球阀、5-出水系统、51-出水管、52-出水压力监测表、53-变频恒压供水泵、6-控制柜、61-远程控制终端、7-气滤装置。

具体实施方式

为便于对本发明技术方案的理解，下面结合附图1-2和具体实施例对本发明做进一步的解释说明，实施例并不构成对发明保护范围的限定。

实施例：如图1所示，一种流量补偿无负压管网叠压节能供水控制系统，主要包括进水系统1、分流阀2、流量补偿系统3、稳流罐4、出水系统5和控制柜6，

进水系统1包括与自来水供水管网连接的进水管12、设置在进水管12中段用于对自来水中杂质进行前置过滤的前置过滤器13和与进水管12内部连通用于对自来水供水管网进水压力进行监测的进水压力监测表14，进水管12与自来水供水管网连通过进水阀11连接，进水阀11与控制柜6通过继电器连接，用于在供水控制系统维修或更换时直接切断自来水供水管网的连接，

分流阀2连接在进水管12的出水端，用于将进水管12内的水分别输送至流量补偿系统3和稳流罐4，

流量补偿系统3包括与分流阀2连接用于对分流至流量补偿系统3的自来水进行增压的增压泵组31和与增压泵组31连接的压力补偿水箱32，增压泵组31包括两个以上并联的增压泵311，且增压泵311的工作模式为间隔工作，增压泵组31与补偿水罐321连接中段设有用于防止补偿水罐321内水在压力作用下倒流至增压泵组31的止回阀312，压力补偿水箱32包括与增压泵组31连接用于存储自来水的补偿水罐321和设置在补偿水罐321外部用于压缩补偿水罐321排出气体的压缩气室322，

补偿水罐321通过支架3221固定在压缩气室322中部，补偿水罐321上端两侧分别设有用于补偿水罐321内气体排出的排气嘴3211，补偿水罐321上端的两个排气嘴3211上均设有可以通过补偿水罐321排出空气但不能通过混合在排出空气中水分的膜滤装置32111，补偿水罐321内壁顶部还设有用于监测补偿水罐321内水位高度的水位监测器3212，水位监测器3212在补偿水罐321内水位到达水位监测器3212时向控制柜6发送电信号，通过控制柜6控制增压泵组31停止向补偿水罐321内输水，

压缩气室322内部设有用于监测压缩气室322内气压的气压监测器3222，压缩气室322外侧还设有用于向压缩气室322内补充气压的压力补充泵3223，气压监测器3222在监测到压缩气室322内压力低于设定最小压力值时，向控制柜6发送电信号，通过控制柜6控制压力补充泵3223向压缩气室322内补充压力，

流量补偿系统3每间隔1d就会主动将补偿水罐321内存储水补偿至控水控制系统中，然后重新向补偿水罐321内补充存储水，用于使补偿水罐321内水循环流动，

稳流罐4还与储水罐321的出水口连接，稳流罐4顶端设有用于使稳流罐4处于无负压状态的进气口41和设置在进气口41处通过稳流罐4内水位高度控制开启状态的浮球阀42，

压力补充泵3223的进气端和稳流罐4的进气口41均设有用于过滤空气中杂质的气滤装置7，

出水系统5包括与稳流罐4出水端连接的出水管51、与出水管51连通用于监测出水压力的出水压力监测表52和连接在出水管51出水端的变频恒压供水泵53，变频恒压供水泵53与用户供水管网连接，用于向用户恒压供水，

如图2所示，控制柜6分别与进水阀11、进水压力监测表14、分流阀2、增压泵组31、水位监测器3212、气压监测器3222、压力补充泵3223、出水压力监测表52通过继电器控制连接，

控制柜6还包括通过无线传输技术远程连接的远程控制终端61，远程控制终端61用于查看供水控制系统整体运行情况和用于设置供水控制系统具体参数。

本实施例的工作原理是：将供水控制系统介入自来水供水管网，通过远程控制终端61设置补偿水罐321的压力范围，自来水供水管网将自来水井进水阀11输送至进水系统1的进水管12内，进水管12上的前置过滤器13将自来水中的杂质过滤，进水压力监测表14监测进水压力并传输至控制柜6，控制柜6根据进水压力控制分流阀2将进水管12的进水分流至流量补偿系统3的补偿水罐321和稳流罐4中，

流至补偿水罐321的自来水经增压泵组31增压后进入补偿水罐321，补偿水罐321内原有的空气被压缩经排气嘴3211排出，排出气体在压缩气室322内压缩，当补偿水罐321内水位达到水位监测器3212或压缩气室322内压力达到设定最高压力范围时，增压泵组31停止工作，

流至稳流罐4中的自来水在通过变频恒压供水泵53直接向用户供水管网恒压供水，

当用户供水管网供水需求增大时，出水压力监测表52监测到出水压力降低，稳流罐4内水位降低，浮球阀42下降将进气口打开，避免稳流罐4内形成负压，然后补偿水罐321内存储的自来水在压缩气室322的压缩空气压力下对稳流罐4进行补偿供水，

当用户供水管网供水需求较低时，重新开启增压泵组31对补偿水罐321进行补水，由稳流罐4向用户供水管网供水，且流量补偿系统3每间隔1d就会主动将所述补偿水罐31内存储水补偿至稳流罐4中，然后重新向补偿水罐321内补充存储水，用于使补偿水罐321内水循环流动，避免补偿水罐321内存储水长时间存储发生变质，

当停水或停电时，补偿水罐321内存储自来水还可以在压缩气室322内压缩气体的压力动能下对用户供水管网提供自来水。