專利名稱：高層建筑自動供水的積木式方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑給水方法，尤其是一種適用于高層建筑自動供水的積木式方法。
目前高層建筑采用的供水方式大致有幾種(1)自來水廠供水方法是以大型電機(jī)驅(qū)動大型水泵得到預(yù)定的流量與水壓，通過大直徑的主管道和其它中、小直徑的分支管道組成供水管網(wǎng)，其主管道承擔(dān)全部流量及承受最大的水壓。(2)水塔或高位水池供水方法，用高揚(yáng)程水泵送水到高位水塔或水池，再以連通管原理對某小范圍高層建筑供水。(3)多級泵加壓站供水方法，當(dāng)水壓不足，供水范圍有限時(shí)，用電動多級泵加壓供水，成為“加壓站”取代水塔。(4)密封氣罐貯水加壓供水方法，即用水泵往一密封壓力容器內(nèi)壓力進(jìn)水，使罐中空氣被壓縮，利用壓縮空氣貯存的壓力，把水送到高層建筑高揚(yáng)程處。以上幾種供水方法，其進(jìn)水管始終均需承受整個(gè)高層建筑供水系統(tǒng)的總水壓，使管道及接頭等處易發(fā)生爆裂和滲漏，常常停水突擊維修，供水可靠性較差，壓力罐式供水易發(fā)生水質(zhì)污染，況且不同的高層建筑需要的供水壓力和流量各異，在選用相應(yīng)水泵時(shí)，常常不得不選用較大規(guī)格的泵，故運(yùn)行效率低，且均存在投資大，占地面積多等缺點(diǎn)。
本發(fā)明的目的是提供一種用多個(gè)潛水泵分別密封在管道之中，成為電機(jī)、水泵、管道三者兼容的機(jī)電一體化供水器；可以靈活設(shè)計(jì)采用若干臺供水器并聯(lián)滿足流量需要，及用若干臺供水器分別在不同高度的管道中串聯(lián)接力運(yùn)行來滿足任意揚(yáng)程需要的高層建筑積木式供水方法。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的即把電路網(wǎng)絡(luò)理論中的克希荷夫定律(KCL定律、KVL定律)運(yùn)用到解決高層建筑供水網(wǎng)絡(luò)之中，把潛水泵視為電路中的“有源器件”，其流量Q等效于網(wǎng)絡(luò)單元電流Is，其揚(yáng)程H等效于網(wǎng)絡(luò)單元電勢E，于是產(chǎn)生出以使用與管道完全兼容的機(jī)電一體化的潛水泵供水器來組合排列為供水網(wǎng)絡(luò)的積木式供水方法，滿足任意流量∑Q及任意揚(yáng)程∑H的供水需求。
下面結(jié)合附圖作詳細(xì)描述

圖1為積木式供水器件并聯(lián)運(yùn)行原理圖。
圖2為積木式供水器件串聯(lián)運(yùn)行原理圖。
圖3為有各分支供水流量時(shí)的串聯(lián)運(yùn)行原理圖。
圖4為積水式供水器件示意圖。
圖5為水位傳感器示意圖。
圖6為某Hmax＝100米，Qmax＝125米3/小時(shí)的用戶Ho＝f(Q0)特性圖。
圖7為本方法實(shí)現(xiàn)的供水特性H＝f(Q)圖。
圖8為實(shí)施例積木式供水方法示意圖。
水泵積木式并聯(lián)方法等同于KCL方程，∑Q入＝∑Q出Q入＝q1+q2+q3+……+qn＝Q出式中q1為泵1的流量，qn為泵n的流量，圖1中設(shè)逆止閥，是為了避免其中一臺泵工作時(shí)，該泵的輸出流量不致于經(jīng)其他水泵而形成無效環(huán)流。
水泵積木式串聯(lián)方法等同于KVL方程，如圖2所示，當(dāng)流量為零Q＝0時(shí)，有H＝h3+h2+h1，當(dāng)流量大于零Q＞0時(shí)，有H’＝h3+h2+h-Q∑R＞0。如圖3所示，當(dāng)分支流量不止一處時(shí)，有各臺水泵流量不同Q1＝q1+Q2＝q1+q2+q3Q2＝q2+q3Q3＝q3水泵的揚(yáng)程必須保證h1＞Q1R1；h2＞Q2R2；h3＞Q3R3，式中R為某段水管及閥門、彎頭的總歸化阻力。當(dāng)一臺水泵不能滿足流量Q的要求時(shí)，采用并聯(lián)多臺水泵滿足流量的方法——積木式并聯(lián)供水方法，當(dāng)一臺水泵不能滿足揚(yáng)程H的要求時(shí)，采用多臺水泵分別在不同高度處串入管道系統(tǒng)中來滿足揚(yáng)程要求的方法——積木式串聯(lián)供水方法。上述兩種情況可以單獨(dú)存在，也可以同時(shí)存在，這樣就實(shí)現(xiàn)了，用有限規(guī)格的水泵，經(jīng)積木式組合成為多路并聯(lián)和分段串聯(lián)的供水系統(tǒng)，能滿足任何高層建筑的供水需求。
該積木式供水方法要靠其設(shè)備——積木式供水器實(shí)現(xiàn)。該供水器如圖4、圖5所示，是由經(jīng)防滲漏密封工藝改進(jìn)過的潛水泵(2)，組裝在可與供水管道兼容的一段兩端密封的園筒(3)或粗管道中，園筒的兩端有進(jìn)水口(4)和出水口(1)與管道連接構(gòu)成的一個(gè)積木器件，以及由逆止閥、傳感器(8)、磁性浮子(7)、控制供水系統(tǒng)的電控箱構(gòu)成的控制機(jī)構(gòu)組成。在需要監(jiān)視水位的主管道(5)某處，并聯(lián)分支非磁性管道(6)，其中裝有磁性浮子(7)，在管道外相應(yīng)裝有可監(jiān)測磁性浮子位置即水位的傳感器(8)來監(jiān)視水位，發(fā)出信號，對電控箱實(shí)施自動供水控制。逆止閥在水泵運(yùn)行時(shí)自動導(dǎo)通水流，停機(jī)時(shí)自動關(guān)閉，使每分段的水管只承擔(dān)該分段水壓。從而實(shí)現(xiàn)通過若干個(gè)積木式供水器的組裝進(jìn)行分段接力串聯(lián)加壓和并聯(lián)增流。
本積木式供水方法由于是分段接力加壓，供水管道只承擔(dān)一段水壓，可以用一般管道就能適宜高層建筑供水，且由于采用小潛水泵密封在管道之中的積木器件，實(shí)現(xiàn)了水泵、電機(jī)與管道兼容，體積和重量均比現(xiàn)有的供水設(shè)備小、輕，造價(jià)低，維修方便，設(shè)備能力利用率高；管理、安裝簡便，同時(shí)只需有限的幾種規(guī)格小水泵以積木式串聯(lián)、并聯(lián)供水，就可以滿足任何高層建筑供水的要求。
該方法除適用高層建筑供水外，還適用于高揚(yáng)程供水場所，如高山氣象臺、高山電視差轉(zhuǎn)臺和高山風(fēng)景區(qū)供水等，以及地下河或深井水源的抽吸提升等。
實(shí)施例某建筑物高度為100米，有25層每層4米，每層需要供水量為5米3/小時(shí)。最優(yōu)化方案即盡量使供水的流量、揚(yáng)程(泵的數(shù)量及規(guī)格)的折線盡可能接近建筑物需要供水的Ho＝f(Qo)特性，見圖6。圖7為本專利方法實(shí)現(xiàn)的供水特性H＝f(Q)。積木式供水系統(tǒng)示意圖見圖8。采用本積木式供水方法所需的設(shè)備投資比當(dāng)代較先進(jìn)的密封罐式SS3-1000型供水設(shè)備投資節(jié)省約三分之一，運(yùn)行成本(省電)低約三分之一。
權(quán)利要求
1.一種高層建筑積木式供水方法，其特征在于a、由若于個(gè)積木式供水器分別在不同高度裝入管道中，形成分段串聯(lián)加壓；或并聯(lián)若干個(gè)積木式供水器運(yùn)行的供水網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)高層建筑供水。b、上述積木式供水器是由經(jīng)特殊防滲工藝制造的潛水泵組裝成可以密封入管道系統(tǒng)中，使電機(jī)和水泵與管道兼容的積木器件及逆止閥、傳感器、磁性浮子、電控箱等構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的供水方法，其特征在于在積木式供水器的進(jìn)口管處裝有逆止閥，在出口管的主管道中并聯(lián)分支非磁性管道，其中裝有磁性浮子，管道外相應(yīng)裝有傳感器和電氣控制箱。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種高層建筑積木式供水方法，它是采用若干個(gè)由特制的潛水泵、磁力浮子、傳感器、逆止閥等構(gòu)成的積木式供水器分別在不同高度裝入管道中，串聯(lián)接力加壓或并聯(lián)若干臺供水器運(yùn)行，來滿足任何高層建筑供水的需要。該方法由于所用的供水器體積小、重量輕，使用管理、安裝維修方便，且由于采用分段接力加壓，只需一般管道和小規(guī)格的水泵就可滿足高層建筑的供水需要，能大大減少供水設(shè)備投資。
文檔編號E03B1/02GK1030113SQ8710443
公開日1989年1月4日 申請日期1987年6月22日 優(yōu)先權(quán)日1987年6月22日
發(fā)明者王希天, 申莉蔭 申請人:廣西壯族自治區(qū)南寧市心圩鄉(xiāng)輕工金屬綜合制品廠