一种多级增压式全自动箱式无负压供水设备
1.技术领域
2.本发明属于自来水供水技术领域，具体而言，涉及一种多级增压式全自动箱式无负压供水设备。
背景技术：3.近几年来，由于城市的迅速扩张，市政供水设施难以跟上城市发展的节奏，供水量连年增长，管网改造难以赶上，在供水高峰期断水的情况常有发生，这样也是城市单纯采用无负压供水设备，带来的弊端，管网叠压无负压仅靠供水设备稳流罐的容积，蓄水能力有限，在市政进水压力长时间波动或者用水高峰期持续时间较长等情况下，罐体存储水量往往就不能满足用户的需求，另外，由于无负压供水在市政供水水压较低时，为了保证大多数住户的供水需要，往往会牺牲低区的供水要求，降低设备进口的进水压力，从管网直接吸水，低区容易形成负压，无法保证低区的供水压力，同时，管网压力波动频繁时，设备启停频繁，容易造成设备的损坏。
技术实现要素：4.本发明实施例提供了一种多级增压式全自动箱式无负压供水设备，设置三级独立的增压系统，叠加自来水管网供水压力，通过实时检测出水流量控制三级增压系统的依次启停，在不影响自来水管网压力的同时实现自动多级增压。
5.鉴于上述问题，本发明提出的技术方案是：本发明提供一种多级增压式全自动箱式无负压供水设备，包括水箱、稳压罐、高压变频泵、管道组件、控制器和服务器；其中，所述水箱设置有三组，且均配置有进水口、出水口和排空口，所述水箱的内部均设置有液位传感器；所述管道组件包括进水主管和出水主管，所述进水主管的一端连接市政管网，所述进水主管的另一端连接有第一支管和第二支管，所述进水主管上设置有第一电压力表和第一电动阀，所述第一电压力表和所述第一电动阀均设置于所述第一支管和所述第二支管连通处的前端，所述第一支管与所述稳压罐的进水口连通，所述第二支管设置有三组，且分别与三组所述水箱的进水口连通，所述第一支管上设置有第二电动阀，所述第二支管上均设置有第三电动阀，所述出水主管的一端连接有第三支管和第四支管，所述出水主管的另一端连接用户供水管，所述出水主管上设置有第二电压力表、流量计和第四电动阀，所述第二电压力表、所述流量计和所述第四电动阀均设置于所述第三支管和所述第四支管连通处的后端，且所述第四电动阀设置于所述第二电压力表和所述流量计的后端，所述第三支管与所述稳压罐的出水口连通，所述第四支管设置有三组，且分别与三组所述水箱的出水口连通，所述第三支管和所述第四支管上均设置有止回阀；
所述高压变频泵设置有三组，且分别设置于所述第四支管上；所述控制器包括plc控制单元、交互单元和无线通讯单元，所述高压变频泵、所述第一电压力表、所述第一电动阀、所述第二电动阀、所述第三电动阀、所述第四电动阀、所述第二电压力表和所述流量计均与所述plc控制单元电性连接；所述服务器与所述控制器通讯连接，所述服务器包括数据储存单元和报警单元；应用于所述的一种多级增压式全自动箱式无负压供水设备的控制方法，包括以下步骤：s1，所述流量计检测所述出水主管的当前流量值为qa，在所述控制器内设置三组流量分界值q1、q2、q3，使设备运行区分为四个运行模式；s2，当qa≤q1时，所述第二电动阀开启，三组所述高压变频泵和所述第三电动阀均关闭，自来水依次经过所述第一支管、所述稳压罐和所述第三支管进入用户供水管道；s3，当q1＜qa≤q2时，所述稳压罐供水保持开启，第一组所述高压变频泵开启，将第一组所述水箱内的储水增压输送至所述出水主管内；s4，当q2＜qa≤q3时，步骤s3保持不变，第二组所述高压变频泵开启运行，同时将两组所述水箱内的储水增压输送至所述出水主管内；s5，当qa＞q3时，步骤s4保持不变，第三组所述高压变频泵开启运行，将三组所述水箱内的储水均增压输送至所述出水主管内。
6.作为本发明的一种优选技术方案，所述plc控制单元用于接收各传感器的检测信号，并输出相应的控制信号至各动力件，所述交互单元设置于所述控制器的表面，所述交互单元包括触摸屏，用于操作人员切换设备运行状态，并查看运行数据，所述无线通讯单元用于连接所述服务器，实现数据传输。
7.作为本发明的一种优选技术方案，所述数据储存单元用于接收并储存运行数据，所述报警单元用于检测运行数据是否超过设定阙值，并向管理人员客户端发送报警信息。
8.作为本发明的一种优选技术方案，所述稳压罐的顶部设置有真空抑制阀。
9.作为本发明的一种优选技术方案，所述高压变频泵的进、出口端均设置有软连接和闸阀，所述闸阀安装于所述第四支管上。
10.作为本发明的一种优选技术方案，所述液位传感器为投入式压力液位变送器，所述水箱的内部设置有紫外灯，所述液位传感器和所述紫外灯均与所述plc控制单元电性连接。
11.作为本发明的一种优选技术方案，所述液位传感器设置有高、中、低三个水位检测信号，在低水位时，所述高压变频泵为停止状态，同时所述第三电动阀开启，联通所述第二支管为所述水箱进行补水，到达高水位时，所述第三电动阀关闭，停止补水，当所述高压变频泵开启抽水至中水位时，所述第三电动阀再次开启补水。
12.作为本发明的一种优选技术方案，在所述步骤s2~s5中，所述plc控制单元根据所述第二电压力表的检测信号调整三组所述高压变频泵的运行频率。
13.相对于现有技术，本发明的有益效果是：（1）根据用水量不同自动切换对应的运行模式，对应开启不同数量的高压变频泵进行增压输送，通过泵送水量的大小保持出水总管的恒压运行，满足用户用水需求；（2）水箱在用水低峰自动储存自来水，以应对高峰用水或管网停水等问题，同时，
控制器根据水箱内液位高低自动开阀补水或停泵运行，保护设备安全，自动化、智能化程度高，运行稳定性强。
14.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
15.图1是用水流量变化曲线图；图2是本发明所公开的一种多级增压式全自动箱式无负压供水设备的结构示意图；图3是本发明所公开的一种多级增压式全自动箱式无负压供水设备的通信连接示意图；附图标记说明：100-水箱；101-液位传感器；102-紫外灯；200-稳压罐；201-真空抑制阀；300-高压变频泵；301-软连接；302-闸阀；400-管道组件；401-进水主管；4011-第一支管；4012-第二支管；4013-第一电压力表；4014-第一电动阀；4015-第二电动阀；4016-第三电动阀；402-出水主管；4021-第三支管；4022-第四支管；4023-第二电压力表；4024-流量计；4025-第四电动阀；4026-止回阀；500-控制器；501-plc控制单元；502-交互单元；503-无线通讯单元；600-服务器；601-数据储存单元；602-报警单元。
具体实施方式
16.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
17.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
18.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
19.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
20.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，
除非另有明确具体的限定。
实施例
21.参照附图1所示，本发明提供一种技术方案：一种多级增压式全自动箱式无负压供水设备，包括水箱100、稳压罐200、高压变频泵300、管道组件400、控制器500和服务器600；其中，水箱100设置有三组，且均配置有进水口、出水口和排空口，水箱100的内部均设置有液位传感器101，水箱100用于储存一定量的自来水，用于在用水高峰时对供水管道进行增压，设置三组使增压作业分级进行，起到增压效果更好的作用，液位传感器101为投入式压力液位变送器，测量精度高，使用寿命长，可有效防止水流波动对液位检测结果的影响，水箱100的内部设置有紫外灯102，液位传感器101和紫外灯102均与plc控制单元501电性连接，紫外灯102定时开启，对水箱100进行杀菌消毒，防止细菌繁殖影响水质，液位传感器101设置有高、中、低三个水位检测信号，在低水位时，高压变频泵300为停止状态，防止高压变频泵300空转造成电机损坏，同时第三电动阀4016开启，联通第二支管4012为水箱100进行补水，到达高水位时，第三电动阀4016关闭，停止补水，防止水箱100内液体外溢，当高压变频泵300开启抽水至中水位时，第三电动阀4016再次开启补水，使水箱100内的存水尽量满足长时间段的增压使用，水箱100内的液位补给根据水位情况自动运行，减少人工干预；管道组件400包括进水主管401和出水主管402，进水主管401的一端连接市政管网，进水主管401的另一端连接有第一支管4011和第二支管4012，进水主管401上设置有第一电压力表4013和第一电动阀4014，第一电压力表4013和第一电动阀4014均设置于第一支管4011和第二支管4012连通处的前端，第一电压力表4013用于检测市政管网的压力大小，第一电动阀4014在设备安装或检修时方便管道对接，第一支管4011与稳压罐200的进水口连通，第二支管4012设置有三组，且分别与三组水箱100的进水口连通，第一支管4011上设置有第二电动阀4015，第二支管4012上均设置有第三电动阀4016，出水主管402的一端连接有第三支管4021和第四支管4022，出水主管402的另一端连接用户供水管，出水主管402上设置有第二电压力表4023、流量计4024和第四电动阀4025，第二电压力表4023、流量计4024和第四电动阀4025均设置于第三支管4021和第四支管4022连通处的后端，第二电压力表4023检测出水管道上的压力，流量计4024实时检测用户供水管道的瞬时流量，第四电动阀4025用于切断出水管道，方便设备安装和检修，且第四电动阀4025设置于第二电压力表4023和流量计4024的后端，第三支管4021与稳压罐200的出水口连通，第四支管4022设置有三组，且分别与三组水箱100的出水口连通，第三支管4021和第四支管4022上均设置有止回阀4026，止回阀4026使自来水仅向一个方向流动，防止水流贯管倒流，对水泵或其他设备造成损伤，高压变频泵300设置有三组，且分别设置于第四支管4022上，第一支管4011和第三支管4021为叠压供水系统，通过稳压罐200将市政管网的供水压力输送至用户供水管上，不影响市政管网，第二支管4012和第四支管4022为多级增压供水系统，通过三台高压变频泵300依次启动工作，为用户供水管提供更高的流量，使用户供水管在不同用水时间段均保持恒压状态，满足用户用水需求量；控制器500包括plc控制单元501、交互单元502和无线通讯单元503，高压变频泵300、第一电压力表4013、第一电动阀4014、第二电动阀4015、第三电动阀4016、第四电动阀
4025、第二电压力表4023和流量计4024均与plc控制单元501电性连接，plc控制单元501用于接收各传感器的检测信号，并输出相应的控制信号至各动力件，交互单元502设置于控制器500的表面，交互单元502包括触摸屏，用于操作人员切换设备运行状态，并查看运行数据，无线通讯单元503用于连接服务器600，实现数据传输；服务器600与控制器500通讯连接，服务器600包括数据储存单元601和报警单元602，数据储存单元601用于接收并储存运行数据，将数据生成转换为特定格式的图标，方便管理人员查看运行数据和状态，报警单元602用于检测运行数据是否超过设定阙值，并向管理人员客户端发送报警信息。
22.本发明实施例还通过以下技术方案进行实现。
23.在本发明的实施例中，稳压罐200的顶部设置有真空抑制阀201，防止稳压罐200在运行过程中形成真空，并消除对市政管网的影响。
24.在本发明的实施例中，高压变频泵300的进、出口端均设置有软连接301和闸阀302，闸阀302安装于第四支管4022上，软连接301用于隔绝高压变频泵300在运行中的振动，闸阀302方便高压变频泵300的检修拆卸。
25.另外，参照附图2所示，应用于的一种多级增压式全自动箱式无负压供水设备的控制方法，包括以下步骤：s1，流量计4024检测出水主管402的当前流量值为qa，在控制器500内设置三组流量分界值q1、q2、q3，使设备运行区分为四个运行模式；s2，当qa≤q1时，第二电动阀4015开启，三组高压变频泵300和第三电动阀4016均关闭，自来水依次经过第一支管4011、稳压罐200和第三支管4021进入用户供水管道；s3，当q1＜qa≤q2时，稳压罐200供水保持开启，第一组高压变频泵300开启，将第一组水箱100内的储水增压输送至出水主管402内；s4，当q2＜qa≤q3时，步骤s3保持不变，第二组高压变频泵300开启运行，同时将两组水箱100内的储水增压输送至出水主管402内；s5，当qa＞q3时，步骤s4保持不变，第三组高压变频泵300开启运行，将三组水箱100内的储水均增压输送至出水主管402内。
26.其中，在步骤s2~s5中，plc控制单元501根据第二电压力表4023的检测信号调整三组高压变频泵300的运行频率，为保持出水主管402的压力稳定，调整高压变频泵300以不同频率运行，输出不同大小的水量以满足恒压要求。
27.为避免流量计4024瞬时流量值快速变化导致高压变频泵300频繁启停，plc控制单元501在接收流量信号进行运行模式判断时，需保持一分钟内的流量数值均在相邻一级的分界值区间内才输出控制信号执行该运行模式，且间隔一段时间，三台高压变频泵300会自动调换运行顺序，防止单台水泵长时间工作，平均使用寿命，减轻检修维护工作量。
28.在本实施例所提供的一种多级增压式全自动箱式无负压供水设备的控制方法，以设定的高、中、低三组流量分界值为依据，开启不同数量的高压变频泵300将对应水箱100内的储水增压输送至用户供水管中，通过高压变频泵300不同的运行频率调整输送不同的水量，以保持供水管压力恒定，满足用户不同时间段的用水需求。
29.需要说明的是，液位传感器101、紫外灯102、高压变频泵300第一电压力表4013、第一电动阀4014、第二电动阀4015、第三电动阀4016、第二电压力表4023、流量计4024、第四电
动阀4025、控制器500和服务器600的具体型号规格需根据该装置的实际规格等进行选型确定，具体选型计算方法采用本领域现有技术，故不再详细赘述。
30.需要说明的是，液位传感器101、紫外灯102、高压变频泵300第一电压力表4013、第一电动阀4014、第二电动阀4015、第三电动阀4016、第二电压力表4023、流量计4024、第四电动阀4025、控制器500和服务器600的供电及其原理对本领域技术人员来说是清楚的，在此不予详细说明。
31.需要说明的是，本发明中未详细阐述部分属于本领域公知技术，或可直接从市场上采购获得，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可获得，其具体的连接方式在本领域或日常生活中有着极其广泛的应用，此处不再详述。
32.以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：1.一种多级增压式全自动箱式无负压供水设备，其特征在于，包括水箱（100）、稳压罐（200）、高压变频泵（300）、管道组件（400）、控制器（500）和服务器（600）；其中，所述水箱（100）设置有三组，且均配置有进水口、出水口和排空口，所述水箱（100）的内部均设置有液位传感器（101）；所述管道组件（400）包括进水主管（401）和出水主管（402），所述进水主管（401）的一端连接市政管网，所述进水主管（401）的另一端连接有第一支管（4011）和第二支管（4012），所述进水主管（401）上设置有第一电压力表（4013）和第一电动阀（4014），所述第一电压力表（4013）和所述第一电动阀（4014）均设置于所述第一支管（4011）和所述第二支管（4012）连通处的前端，所述第一支管（4011）与所述稳压罐（200）的进水口连通，所述第二支管（4012）设置有三组，且分别与三组所述水箱（100）的进水口连通，所述第一支管（4011）上设置有第二电动阀（4015），所述第二支管（4012）上均设置有第三电动阀（4016），所述出水主管（402）的一端连接有第三支管（4021）和第四支管（4022），所述出水主管（402）的另一端连接用户供水管，所述出水主管（402）上设置有第二电压力表（4023）、流量计（4024）和第四电动阀（4025），所述第二电压力表（4023）、所述流量计（4024）和所述第四电动阀（4025）均设置于所述第三支管（4021）和所述第四支管（4022）连通处的后端，且所述第四电动阀（4025）设置于所述第二电压力表（4023）和所述流量计（4024）的后端，所述第三支管（4021）与所述稳压罐（200）的出水口连通，所述第四支管（4022）设置有三组，且分别与三组所述水箱（100）的出水口连通，所述第三支管（4021）和所述第四支管（4022）上均设置有止回阀（4026）；所述高压变频泵（300）设置有三组，且分别设置于所述第四支管（4022）上；所述控制器（500）包括plc控制单元（501）、交互单元（502）和无线通讯单元（503），所述高压变频泵（300）、所述第一电压力表（4013）、所述第一电动阀（4014）、所述第二电动阀（4015）、所述第三电动阀（4016）、所述第四电动阀（4025）、所述第二电压力表（4023）和所述流量计（4024）均与所述plc控制单元（501）电性连接；所述服务器（600）与所述控制器（500）通讯连接，所述服务器（600）包括数据储存单元（601）和报警单元（602）；应用于所述的一种多级增压式全自动箱式无负压供水设备的控制方法，包括以下步骤：s1，所述流量计（4024）检测所述出水主管（402）的当前流量值为qa，在所述控制器（500）内设置三组流量分界值q1、q2、q3，使设备运行区分为四个运行模式；s2，当qa≤q1时，所述第二电动阀（4015）开启，三组所述高压变频泵（300）和所述第三电动阀（4016）均关闭，自来水依次经过所述第一支管（4011）、所述稳压罐（200）和所述第三支管（4021）进入用户供水管道；s3，当q1＜qa≤q2时，所述稳压罐（200）供水保持开启，第一组所述高压变频泵（300）开启，将第一组所述水箱（100）内的储水增压输送至所述出水主管（402）内；s4，当q2＜qa≤q3时，步骤s3保持不变，第二组所述高压变频泵（300）开启运行，同时将两组所述水箱（100）内的储水增压输送至所述出水主管（402）内；s5，当qa＞q3时，步骤s4保持不变，第三组所述高压变频泵（300）开启运行，将三组所述水箱（100）内的储水均增压输送至所述出水主管（402）内。2.根据权利要求1所述的一种多级增压式全自动箱式无负压供水设备，其特征在于，所
述plc控制单元（501）用于接收各传感器的检测信号，并输出相应的控制信号至各动力件，所述交互单元（502）设置于所述控制器（500）的表面，所述交互单元（502）包括触摸屏，用于操作人员切换设备运行状态，并查看运行数据，所述无线通讯单元（503）用于连接所述服务器（600），实现数据传输。3.根据权利要求1所述的一种多级增压式全自动箱式无负压供水设备，其特征在于，所述数据储存单元（601）用于接收并储存运行数据，所述报警单元（602）用于检测运行数据是否超过设定阙值，并向管理人员客户端发送报警信息。4.根据权利要求1所述的一种多级增压式全自动箱式无负压供水设备，其特征在于，所述稳压罐（200）的顶部设置有真空抑制阀（201）。5.根据权利要求1所述的一种多级增压式全自动箱式无负压供水设备，其特征在于，所述高压变频泵（300）的进、出口端均设置有软连接（301）和闸阀（302），所述闸阀（302）安装于所述第四支管（4022）上。6.根据权利要求1所述的一种多级增压式全自动箱式无负压供水设备，其特征在于，所述液位传感器（101）为投入式压力液位变送器，所述水箱（100）的内部设置有紫外灯（102），所述液位传感器（101）和所述紫外灯（102）均与所述plc控制单元（501）电性连接。7.根据权利要求1所述的一种多级增压式全自动箱式无负压供水设备，其特征在于，所述液位传感器（101）设置有高、中、低三个水位检测信号，在低水位时，所述高压变频泵（300）为停止状态，同时所述第三电动阀（4016）开启，联通所述第二支管（4012）为所述水箱（100）进行补水，到达高水位时，所述第三电动阀（4016）关闭，停止补水，当所述高压变频泵（300）开启抽水至中水位时，所述第三电动阀（4016）再次开启补水。8.根据权利要求1所述的一种多级增压式全自动箱式无负压供水设备，其特征在于，在所述步骤s2~s5中，所述plc控制单元（501）根据所述第二电压力表（4023）的检测信号调整三组所述高压变频泵（300）的运行频率。
技术总结本发明提供了一种多级增压式全自动箱式无负压供水设备，属于自来水供水技术领域，该设备包括水箱、稳压罐、高压变频泵、管道组件、控制器和服务器，水箱设置有三组，管道组件包括进水主管和出水主管，进水主管的一端连接市政管网，进水主管的另一端连接有第一支管和第二支管，第一支管与稳压罐的进水口连通，第二支管分别与三组水箱的进水口连通，出水主管的一端连接有第三支管和第四支管，出水主管的另一端连接用户供水管，第三支管与稳压罐的出水口连通，第四支管分别与三组水箱的出水口连通，高压变频泵设置于第四支管上，控制器包括PLC控制单元、交互单元和无线通讯单元，服务器与控制器通讯连接，服务器包括数据储存单元和报警单元。报警单元。
技术研发人员：卓玉静 吴艳丽 范国瑞
受保护的技术使用者：卓玉静
技术研发日：2022.04.06
技术公布日：2022/7/5
