專利名稱：二進(jìn)制變流量水泵組合穩(wěn)壓給水方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動(dòng)穩(wěn)壓給水方法。
目前，建筑物給水系統(tǒng)已逐漸放棄了水塔、高位水箱、氣壓罐等傳統(tǒng)的給水技術(shù)，而采用電腦控制配合變頻調(diào)速器對(duì)水泵電機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速，恒壓給水的新技術(shù)。上述給水技術(shù)在穩(wěn)定水壓、減少設(shè)備體積、節(jié)能等方面有了相當(dāng)進(jìn)步，但實(shí)際使用時(shí)有如下不足1、變頻調(diào)速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作條件要求高，對(duì)電網(wǎng)電壓波動(dòng)大，外界干擾強(qiáng)或電力線路管理混亂等復(fù)雜工況，如不采取相當(dāng)?shù)募夹g(shù)保護(hù)措施，極易造成其內(nèi)部的功率半導(dǎo)體器件損壞，因而，變頻調(diào)速器使整個(gè)系統(tǒng)的可靠性下降。
2、變頻調(diào)速器價(jià)格較高，維護(hù)技術(shù)水平要求高，一般電器技術(shù)工人較難以維護(hù)。
3、使用變頻調(diào)速器的給水系統(tǒng)幾乎達(dá)到了恒壓水平，然而，一般給水系統(tǒng)對(duì)水壓穩(wěn)定度要求不高，恒壓系統(tǒng)把穩(wěn)壓指標(biāo)規(guī)定過(guò)高，不必要地多耗能源。
4、變頻調(diào)速理論上應(yīng)使用專用變頻電機(jī)，但水泵電機(jī)則為普通型，低速工作時(shí)并沒(méi)有工作于高效區(qū)，電機(jī)發(fā)熱加重。
本發(fā)明的目的在于提供一種不使用變頻調(diào)速器(或氣壓罐)，可以保證給水壓力足夠穩(wěn)定的自動(dòng)穩(wěn)壓給水方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用一種二進(jìn)制變流量水泵組合穩(wěn)壓給水方法a、由M臺(tái)水泵并聯(lián)運(yùn)行，組合給水。M臺(tái)水泵分別定義為0號(hào)水泵、1號(hào)水泵……M-1號(hào)水泵，b、M臺(tái)水泵的額定揚(yáng)程相同，額定流量卻成二倍遞變，c、各臺(tái)水泵額定流量的具體確定方法為，設(shè)計(jì)給水系統(tǒng)總流量上限指標(biāo)為Q，確定一個(gè)基本流量q，q=QΣk=0M-12K]]>則選擇0號(hào)泵、1號(hào)泵……M-1號(hào)泵的額定流量分別為20q、21q……、2m-1q，d、以數(shù)字1表示水泵工作，以數(shù)字0表示水泵停止工作，則M臺(tái)水泵的工作狀態(tài)各用一位二進(jìn)制數(shù)加以表示，分別為a0、a1……、am-1即1(第K臺(tái)水泵工作)ak＝0(第K臺(tái)水泵停止工作)K＝0，1，2……M-1
e、水泵組合工作時(shí)狀態(tài)為M位的二進(jìn)制數(shù)am-1am-2……a1a0，這個(gè)M位的二進(jìn)制數(shù)有二個(gè)含義，其一，代表當(dāng)時(shí)水泵組合的工作狀態(tài)，即處于不同地位的水泵工作或停止工作，其二，代表水泵組合所能提供給水系統(tǒng)的出水流量Qt，即，Qt＝[am-1am-2……a1a0]2·q=Σk=0m-1aK·2K·q]]>K＝0，1，2……M-1f、給水時(shí)，按二進(jìn)制數(shù)am-1am-2……a1a0的遞增或遞減規(guī)律而改變水泵組合的工作狀態(tài)，同時(shí)遞增或遞減系統(tǒng)的出水流量，穩(wěn)定水壓。
本發(fā)明二進(jìn)制變流量水泵組合穩(wěn)壓給水方法的優(yōu)點(diǎn)是(1)提供了水泵配備的方法；(2)提供了控制水泵組合的具體規(guī)律；(3)運(yùn)用本方法制造給水設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、運(yùn)行可靠性好。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施作進(jìn)一步詳細(xì)描述。


圖1是運(yùn)用二進(jìn)制變流量水泵組合穩(wěn)壓給水方法構(gòu)造系統(tǒng)示意圖；圖2是M＝4時(shí)水泵組合的工作狀態(tài)與總出水流量數(shù)據(jù)表。
由圖1～圖2可知
a、由M臺(tái)水泵并聯(lián)運(yùn)行，組合給水。M臺(tái)水泵分別定義為0號(hào)水泵、1號(hào)水泵……M-1號(hào)水泵，b、M臺(tái)水泵的額定揚(yáng)程相同，額定流量卻成二倍遞變，c、各臺(tái)水泵額定流量的具體確定方法為，設(shè)計(jì)給水系統(tǒng)總流量上限指標(biāo)為Q，確定一個(gè)基本流量q，q=QΣk=0M-12K]]>則選擇0號(hào)泵、1號(hào)泵……M-1號(hào)泵的額定流量分別為20q、21q……、2m-1q，d、以數(shù)字1表示水泵工作，以數(shù)字0表示水泵停止工作，則M臺(tái)水泵的工作狀態(tài)各用一位二進(jìn)制數(shù)加以表示，分別為a0、a1……、am-1即1(第K臺(tái)水泵工作)ak＝0(第K臺(tái)水泵停止工作)K＝0，1，2……M-1e、水泵組合工作時(shí)狀態(tài)為M位的二進(jìn)制數(shù)am-1am-2……a1a0，這個(gè)M位的二進(jìn)制數(shù)有二個(gè)含義，其一，代表當(dāng)時(shí)水泵組合的工作狀態(tài)，即處于不同地位的水泵工作或停止工作，其二，代表水泵組合所能提供給水系統(tǒng)的出水流量Qt，即，Qt＝[am-1am-2……a1a0]2·q=Σk=0m-1aK·2K·q]]>K＝0，1，2……M-1f、給水時(shí)，按二進(jìn)制數(shù)am-1am-2……a1a0的遞增或遞減規(guī)律而改變水泵組合的工作狀態(tài)，同時(shí)遞增或遞減系統(tǒng)的出水流量，穩(wěn)定水壓，2、如權(quán)利要求1所述的二進(jìn)制變流量水泵組合穩(wěn)壓給水方法，其特征是并聯(lián)運(yùn)行的各臺(tái)水泵安裝時(shí)按額定流量大小依次排序，額定流量最小的水泵安裝在距出水主管道最近處。
系統(tǒng)由低位水池1、水泵2、可編程控制器3、電接點(diǎn)壓力表4、水位傳感器5、止回閥6、截止閥7、管路系統(tǒng)8組成。
該系統(tǒng)共有四臺(tái)水泵M0、M1、M2、M3并聯(lián)運(yùn)行，組合給水，各臺(tái)水泵的額定揚(yáng)程相同，額定流量成二倍遞變，分別為q、2q、4q、8q。且各臺(tái)水泵安裝時(shí)按額定流量大小依次排序，額定流量最小的水泵M0安裝在距出水主管道最近處，這種安裝方式可以減少水泵組合切換時(shí)水壓波動(dòng)。因此，該系統(tǒng)是二進(jìn)制變流量水泵組合穩(wěn)壓給水方法M＝4時(shí)的典型應(yīng)用。
以數(shù)字1表示水泵工作，以數(shù)字0表示水泵停止工作，M0、M1、M2、M3四臺(tái)水泵的工作狀態(tài)各用一位二進(jìn)制數(shù)a0、a1、a2、a3加以表達(dá)。它們組合在一起時(shí)的工作狀態(tài)用一個(gè)四位的二進(jìn)制數(shù)a3a2a1a0表示。如圖2所示，這四位二進(jìn)制數(shù)同時(shí)代表了當(dāng)時(shí)水泵組合所能提供給水系統(tǒng)的出水流量Qt。
系統(tǒng)的穩(wěn)壓工作原理是電接點(diǎn)壓力表設(shè)定上限壓力H2、下限壓力H1，由H1與H2構(gòu)成了壓力穩(wěn)定區(qū)間。如實(shí)際水壓H偏低，H＜H1時(shí)，可編程控制器按圖2所示的二進(jìn)制數(shù)a2a2a1a0遞增規(guī)律切換水泵組合的工作狀態(tài)，增加系統(tǒng)出水流量，水壓上升直至H＞H1。如水壓H偏高H＞H2時(shí)，可編程控制器按圖2所示的二進(jìn)制數(shù)a3a2a1a0遞減規(guī)律切換水泵組合的工作狀態(tài)，減少系統(tǒng)出水流量，水壓下降直至H＜H2。這樣正常工作時(shí)H1＜H＜H2，實(shí)際水壓H就被穩(wěn)定在H2與H1所規(guī)定的范圍之內(nèi)，達(dá)到穩(wěn)壓之目的。
本發(fā)明之所以能用少數(shù)M臺(tái)水泵組合工作達(dá)到穩(wěn)壓給水之目的，原因在于配備水泵時(shí)，按各臺(tái)水泵額定揚(yáng)程相同，額定流量成二倍遞變規(guī)律進(jìn)行。如果不是這么配備水泵，而是按一般水泵組合給水系統(tǒng)選擇每臺(tái)水泵參數(shù)完全一樣，則為了達(dá)到同樣穩(wěn)壓指標(biāo)，所需水泵臺(tái)數(shù)N將非常大。N與M的關(guān)系為N＝2M-1，即M＝3對(duì)應(yīng)N＝7，M＝4對(duì)應(yīng)N＝15，M＝5對(duì)應(yīng)N＝31，M＝6對(duì)應(yīng)N＝63……。
M上升，N將以2的指數(shù)規(guī)律急劇上升。系統(tǒng)穩(wěn)壓精度大幅提高。
可見(jiàn)，本發(fā)明實(shí)質(zhì)是通過(guò)不同額定流量的水泵組合工作，等效增加給水系統(tǒng)等參數(shù)水泵工作臺(tái)數(shù)達(dá)到穩(wěn)壓之目的。本發(fā)明穩(wěn)定水壓不必借助變頻調(diào)速器或氣壓罐這些外設(shè)裝置，對(duì)給水方法有本質(zhì)改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種二進(jìn)制變流量水泵組合穩(wěn)壓給水方法，其特征在于a、由M臺(tái)水泵并聯(lián)運(yùn)行，組合給水。M臺(tái)水泵分別定義為0號(hào)水泵、1號(hào)水泵……M-1號(hào)水泵，b、M臺(tái)水泵的額定揚(yáng)程相同，額定流量卻成二倍遞變，c、各臺(tái)水泵額定流量的具體確定方法為，設(shè)計(jì)給水系統(tǒng)總流量上限指標(biāo)為Q，確定一個(gè)基本流量q，q=QΣk=0M-12K]]>則選擇0號(hào)泵、1號(hào)泵……M-1號(hào)泵的額定流量分別為20q、21q……、2m-1q，d、以數(shù)字1表示水泵工作，以數(shù)字0表示水泵停止工作，則M臺(tái)水泵的工作狀態(tài)各用一位二進(jìn)制數(shù)加以表示，分別為a0、a1……、am-1即1(第K臺(tái)水泵工作)ak＝0(第K臺(tái)水泵停止工作)K＝0、1、2……M-1e、水泵組合工作時(shí)狀態(tài)為M位的二進(jìn)制數(shù)am-1am-2……a1a0，這個(gè)M位的二進(jìn)制數(shù)有二個(gè)含義，其一，代表當(dāng)時(shí)水泵組合的工作狀態(tài)，即處于不同地位的水泵工作或停止工作，其二，代表水泵組合所能提供給水系統(tǒng)的出水流量Qt，即，Qt＝[am-1am-2……a1a0]2·q=Σk=0m-1aK·2K·q]]>K＝0，1，2……M-1f、給水時(shí)，按二進(jìn)制數(shù)am-1am-2……a1a0的遞增或遞減規(guī)律而改變水泵組合的工作狀態(tài)，同時(shí)遞增或遞減系統(tǒng)的出水流量，穩(wěn)定水壓，
2.如權(quán)利要求1所述的二進(jìn)制變流量水泵組合穩(wěn)壓給水方法，其特征是并聯(lián)運(yùn)行的各臺(tái)水泵安裝時(shí)按額定流量大小依次排序，額定流量最小的水泵安裝在距出水主管道最近處。
全文摘要
本發(fā)明屬于穩(wěn)壓給水方法。本方法構(gòu)造的給水系統(tǒng)由M臺(tái)水泵并聯(lián)運(yùn)行，M臺(tái)水泵的額定揚(yáng)程相同，額定流量成二倍遞變，以數(shù)字1表示水泵工作，數(shù)字0表示水泵停止工作，則M臺(tái)水泵組合工作狀態(tài)可用一個(gè)M位的二進(jìn)制數(shù)表達(dá)，該數(shù)還代表水泵組合出水流量。給水時(shí)，按該二進(jìn)制數(shù)遞增或遞減規(guī)律改變水泵組合的工作狀態(tài)，遞增或遞減系統(tǒng)的出水流量，穩(wěn)定水壓。運(yùn)用本方法制造給水設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠性好。
文檔編號(hào)E03B1/00GK1135556SQ96115268
公開(kāi)日1996年11月13日 申請(qǐng)日期1996年4月25日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月25日
發(fā)明者蔣志堅(jiān) 申請(qǐng)人:蔣志堅(jiān)