一种带水压补偿结构的二次供水设备及水压补偿方法

技术领域

本发明涉及二次供水设备技术领域，具体为一种带水压补偿结构的二次供水设备及水压补偿方法。

背景技术

市政供水所提供的水压有限，其在进行输出供水时，扬程不够，导致中高层用水困难，因此需要进行二次供水来满足中高层的用水需求，为中高层的供水起到最稳定的保障。

二次供水设备在使用时将供水进行储存、加压，再通过供水管道供给给中高层的用户，二次供水设备主要为了弥补市政供水压力的不足，保证中高层的正常用水。

在进行二次供水时，水箱内部的水经过水泵的加压，之后进行供水输出，而在进行供水时，进水速度小于出水速度时，水箱内部的水会逐渐减少，会通过空气来填充缺失的液体，保证水箱内部的压力，但缺少对供水水压的补偿，在用水高峰期时，水压依然会出现减弱的情况，导致高层供水水流的减弱，影响正常用水。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种带水压补偿结构的二次供水设备及水压补偿方法，解决了目前二次供水设备在进行供水时，进水速度小于出水速度时，水箱内部的水会逐渐减少，会通过空气来填充缺失的液体，保证水箱内部的压力，但缺少对供水水压的补偿，在用水高峰期时，水压依然会出现减弱的情况，导致高层供水水流的减弱，影响正常用水的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种带水压补偿结构的二次供水设备，包括与中高层住户形成连通的管路结构，管路结构的末端接入住户用水端，管路的上端设置供水部，供水部包括集水部、中转部以及蓄水部，集水部的底部设置支撑架，中转部的底部设置安装架，其中，集水部与安装架连接，集水部包括：

水箱，置于支撑架上方，其底部与管路结构连通，水箱的顶部设置进水端以及换气端，换气端的上部安装负压抑制器，负压抑制器连通水箱以及中转部；

电机，输出端贯穿水箱后端桶壁并延伸至水箱内部，电机输出端外侧设置连接轴，连接轴与电机输出端连接；

过滤网，安装于水箱出水端与进水端之间，过滤网的一侧设置驱动板，驱动板安装于连接轴外侧，能够在连接轴外壁滑动，驱动板朝向过滤网的一侧延伸出弧形转板；

螺旋槽，开设于水箱内壁，其内设置限位块，限位块对称固定于驱动板侧边位置。

在一种可能的实现方式中，连接轴的外侧形成限制驱动板转动的弧形凸起，弧形凸起延伸至连接轴外侧并与驱动板内壁接触，螺旋槽为对称设置。

在一种可能的实现方式中，中转部包括：

中转箱，安装于安装架的上部，中转箱的底部连通负压抑制器，中转箱的顶部设置连接管，连接管尾部设置连接头，连接头连通蓄水部；

运动架，滑动安装于中转箱内部，其内侧安装隔板，运动架的顶部设置定位块，定位块与中转箱一体设置；

电动调节阀B，安装于连接管中部位置，其两端均与连接管固定连接。

在一种可能的实现方式中，蓄水部包括：

压力罐，与连接头连通设置，压力罐内部具有隔膜，隔膜能够膨胀，隔膜的上部设置挤压板，挤压板可滑动安装于压力罐内部，挤压板的外侧向下延伸设置插杆；

电磁铁，固定安装于挤压板朝向隔膜的一侧，隔膜内部放置磁块，电磁铁通电能够磁吸磁块；

电磁环，固定于压力罐内壁，其内侧设置收缩部，收缩部能够对隔膜进行挤压。

在一种可能的实现方式中，压力罐的外侧设置有能够对压力罐内部压力进行测定的压力表，压力表被固定于压力罐内部，隔膜的中部位置向外延伸，形成U形凸起。

在一种可能的实现方式中，收缩部包括：

滑槽，开设于压力罐内壁，滑槽内部滑动安装滑块，滑块由滑槽内部延伸至压力罐内部；

弧形板，设置于滑块的外侧，其与滑块的连接位置设置连接杆，连接杆活动贯穿弧形板与滑块，弧形板能够相对于连接杆摆动。

在一种可能的实现方式中，管路结构包括：

进水管路，与水箱出水端连接，其外侧设置第一连通管路、第二连通管路以及第三连通管路；

第一供水管路，设置于第一连通管路背离进水管路的一端，其靠近压力罐的一端设置第二供水管路；

第一电磁阀，安装于第一连通管路中部，第二供水管路中部设置第二电磁阀；

水泵组件，设置于第二连通管路以及第三连通管路的中段位置，第一供水管路接入住户用水端的一端设置流量计以及电动调节阀A。

在一种可能的实现方式中，流量计固定于第一供水管路外侧并对第一供水管路的水流量进行检测，而电动调节阀A设置于流量计的下端，能够控制第一供水管路出水的水流直径。

本发明实施例还提供一种二次供水设备的水压补偿方法，其特征在于：该方法包括上述二次供水设备，具体步骤如下：

水厂或市政供水接入集水部用于进行供水，水箱内部的水进入到管路结构内部进行供水，供水具有低峰用水以及高峰用水两种状态；

低峰用水时，集水部内部的水压充足，因此，水箱内部的空气较少，空气进入到中转部，中转部将其内部的空气挤入到蓄水部内部，从而使蓄水部在外部注水内部抽取的状态下蓄水；

高峰用水时，集水部内部的水压不足，因此，水箱内部的空气较多，而水箱只能够由中转部抽气，中转部由蓄水部抽气，从而使蓄水部对空气进行挤压，使蓄水部内部的水被挤压释放，形成对管路结构水压的补偿。

在一种可能的实现方式中，蓄水部在水箱进水量大于出水量时进行蓄水，处于蓄水状态，蓄水部在水箱进水量小于出水量时进行挤压出水，处于补偿状态。

有益效果

本发明提供了一种带水压补偿结构的二次供水设备及水压补偿方法。与现有技术相比具备以下有益效果：

1、本发明在进行供水的过程中，能够在低峰用水期间对一部分的水进行储存，使其被密封在压力罐的内部，保证足够的压力，而用水高峰期时，通过对压力罐内部水的释放，使压力罐内部的水被挤出，在挤压时，供水压力高于压力罐的出水压力，进行水压补偿。

2、本发明通过设置三个不同的连通管路，在使用的过程中不同管路之间的通断能够实现蓄水、高峰供水以及低峰供水不同状态之间的切换，从而能够保证中高层对用水的需求，保证供水的稳定性，且能够根据水流量实现自动补偿水压的功能。

3、本发明利用设置在水箱内部的过滤结构，在使用的过程中能够稳定的对水箱内部的水进行挤压过滤，在进行过滤的过程中，形成持续进水出水，而对水内部的水进行搅动，使水能够向过滤网一侧运动，从而能够保证稳定的过滤效果。

4、在进行中高层的供水时，会出现两种情况，第一种情况下，水流进入中高层的水压稳定，能够满足中高层的正常用水，第二中情况下，水流较慢，导致中高层用水时水压不足，在此情况下，压力罐内部所储存的水被释放，从而补偿水流压力，保证正常用水。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2为本发明的侧视图；

图3为本发明的管路结构示意图；

图4为本发明的管路结构平面图；

图5为本发明的管路结构侧视图；

图6为本发明的去除管路结构示意图；

图7为本发明的中转箱结构示意图；

图8为本发明的中转箱内部结构示意图；

图9为本发明的水箱结构剖视图；

图10为本发明的转轴连接结构爆炸图；

图11为本发明的压力罐结构示意图；

图12为本发明的压力罐内部结构示意图；

图13为本发明的压力罐内部结构侧视图；

图14为本发明的压力罐内部结构半剖图；

图15为本发明的收缩部结构爆炸图。

图中：1管路结构、2支撑架、3安装架、11进水管路、12a第一连通管路、12b第二连通管路、12c第三连通管路、13a第一供水管路、13b第二供水管路、14a第一电磁阀、14b第二电磁阀、15水泵组件、16流量计、17电动调节阀A、21水箱、22负压抑制器、23电机、24连接轴、25驱动板、26过滤网、27螺旋槽、28限位块、31中转箱、32运动架、33隔板、34定位块、35连接管、36电动调节阀B、37连接头、41压力罐、42压力表、43隔膜、44挤压板、45插杆、46电磁铁、47电磁环、48收缩部、49磁块、481滑槽、482滑块、483弧形板、484连接杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-15，本发明提供一种带水压补偿结构的二次供水设备，该二次供水设备用于小区、商务楼等中高层的供水加压，确保中高层在高峰用水期间稳定的用水，而能够进行水压补偿，保证出水扬程，其中，二次供水设备包括与中高层住户形成连通的管路结构1，管路结构1的末端接入住户用水端，管路的上端设置供水部，供水部包括集水部、中转部以及蓄水部，集水部、中转部以及蓄水部组成在低峰、高峰用水使其对住户的供水，集水部的底部设置支撑架2，中转部的底部设置安装架3，其中，集水部与安装架3连接，集水部包括：

水箱21，固定置于支撑架2上方，其底部延伸出与管路结构1形成连通的出水端，出水端通过螺栓与管路结构1之间固定，水箱21的顶部设置进水端以及换气端，进水端用于连接水厂或市政供水，换气端的上部安装负压抑制器22，负压抑制器22与换气端的连接方式与出水端和管路结构1的连接方式一致，负压抑制器22连通水箱21以及中转部；

电机23，其下部安装结构通过螺栓安装于安装架3内侧，其输出端贯穿水箱21后端桶壁并延伸至水箱21内部，电机23输出端外侧设置连接轴24，连接轴24贯穿水箱21前端桶壁并与桶壁活动连接，连接轴24与电机23输出端连接，且两者同轴设置；

过滤网26，固定安装于于水箱21出水端与进水端之间，其形状与水箱21截面内侧形状一致，连接轴24贯穿过滤网26，过滤网26的一侧设置驱动板25，驱动板25滑动安装于连接轴24外侧，且能够在连接轴24外壁滑动，驱动板25朝向过滤网26的一侧延伸出弧形转板，弧形转板与驱动板25一体设置；

螺旋槽27，开设于水箱21内壁，其内设置限位块28，限位块28对称固定于驱动板25侧边位置，限位块28在连接轴24转动下在螺旋槽27内部运动。

在本发明中，利用对水箱21内部的水进行挤压，使其能够在进行出水时更加稳定的被过滤，而由于水箱21内部的水能够对水进行挤压收缩，从而能够在进行供水时增加出水压力，而在进行供水时，过滤网26的过滤速度有限，在被挤压之后水压增加，能够加快过滤速度。

在一些实施例中，连接轴24需要带动驱动板25移动，形成对水箱21内部的水进行挤压，且还需要带动驱动板25转动，从而形成对驱动板25的搅动，在使用的过程中，连接轴24既要限制驱动板25的转动，还需要保证驱动板25的移动，因此，连接轴24的外侧形成限制驱动板25转动的弧形凸起，弧形凸起延伸至连接轴24外侧并与驱动板25内壁接触，螺旋槽27与限位块28的位置一致，均为对称设置。

可以理解，驱动板25外侧的限位块28位于螺旋槽27内部，在驱动板25移动时，受到螺旋槽27与限位块28的限制，驱动板25会转动，而驱动板25在转动时，受到螺旋槽27与限位块28的限制，因此，驱动板25会移动，在本实施例中，连接轴24通过弧形凸起形成对驱动板25的限制，从而带动驱动板25的转动，而限位块28在螺旋槽27内部，因此，驱动板25会转动。

在一些实施例中，中转部连通集水部与蓄水部，使蓄水部能够根据水箱21内部水位的高低来形成相应的动作，而为了避免集水部的水会因集水进入到蓄水部内部对蓄水部造成影响，中转部包括：

中转箱31，底部固定安装于安装架3的上部，其内部为中空设置，中转箱31的底部连通负压抑制器22，中转箱31的顶部设置连接管35，连接管35的端部固定于中转箱31顶部，其尾部设置连接头37，连接头37固定于连接管35尾部并连通蓄水部；

运动架32，可上下滑动安装于中转箱31内部，其内侧安装隔板33，隔板33边缘固定于运动架32内侧，运动架32的顶部设置用于限制运动架32向上运动最大极限位置的定位块34，定位块34与中转箱31一体设置；

电动调节阀B36，安装于连接管35中部位置，其两端均与连接管35固定连接。

其中，运动架32为框形，其边缘与中转箱31内壁接触，并能够形成对中转箱31的密封，而连接头37背离与连接管35连接的一端与蓄水部固定连接，连接头37与连接管35连接的一端为圆形，而连接头37与蓄水部连接的一端为月牙形，连接头37用于进行蓄水部与连接管35之间的过度。

可以理解的，中转部内部所形成的空腔被运动架32以及隔板33分隔为两个相互独立的腔室，运动架32带动隔板33的运动能够调整两个腔室之间的体积，从而使两个腔室变化，底部腔室与负压抑制器22连通，在水箱21内部的水增多时，水箱21内部的空气会通过负压抑制器22进入到底部腔室，使运动架32带动隔板33上升，在水箱21内部的水减少时，水箱21内部会通过负压抑制器22抽取中转箱31内部的空气，中转箱31与水箱21之间进行空气的互补。

进一步的，电动调节阀B36能够控制连接管35的通断，在连接管35被电动调节阀B36阻断之后，顶部腔室内部的空气无法进入到蓄水部内部，从而会限制运动架32与隔板33的位置，减少底部腔室进入到水箱21内部的空气。

在一些实施例中，蓄水部具有蓄水以及补偿两种工作状态，其中，蓄水部包括：

压力罐41，与支撑架2以及安装架3一样，均为置于地面上，压力罐41与连接头37连通设置，压力罐41内部具有隔膜43，隔膜43的进水口固定于压力罐41内部，且隔膜43能够膨胀，隔膜43的上部设置挤压板44，挤压板44可滑动安装于压力罐41内部，挤压板44的外侧向下延伸设置插杆45，插杆45插入压力罐41内部；

电磁铁46，固定安装于挤压板44朝向隔膜43的一侧，隔膜43内部放置磁块49，磁块49被固定于隔膜43内壁的顶部，电磁铁46通电能够磁吸磁块49；

电磁环47，固定于压力罐41内壁，其内侧设置收缩部48，收缩部48能够对隔膜43进行挤压。

其中，本发明并不限定隔膜43的具体材料，隔膜43能够在进行膨胀装入比其在收缩状态下内部体积更多的水即可，本领域技术人员能够根据实际情况而定。示例性的，隔膜43采用天然橡胶制成，在水进入到隔膜43内部的压力增加会将隔膜43推动膨胀。在另外的实施例中，隔膜43还能够采用顺丁橡胶。

可以理解的，隔膜43采用能够碰撞的弹性材料来制作，在进行蓄水时，能够使隔膜43向外膨胀，使隔膜43能够容纳更多的水，而由于隔膜43自身的弹性收缩，会对内部的水进行挤压，使水能够获得更高的压力，在进行出水时，利用隔膜43收缩的压力来补偿高峰用水期水压不足的情况。

进一步的，插杆45所设置的位置为连接头37的进气位置，而插杆45堵塞连接头37的进气位置，气体由顶部腔室被挤入到连接管35内部，将插杆45向上顶部，而顶部腔室将气体挤入到连接管35内部，表示底部腔室的气体增多，因此，水箱21内部的集水量较大，在此状态下，水箱21的进水速度大于出水速度，水压稳定，此时适合进行蓄水，因此，在插杆45向上运动时，会推动挤压板44上移，而压力罐41内部的空气数量有限，因此，挤压板44上移，隔膜43蓄水膨胀能够填充压力罐41，挤压板44运行辅助蓄水。

在一些实施例中，压力罐41的外侧设置有能够对压力罐41内部压力进行测定的压力表42，压力表42被固定于压力罐41内部，而为了使隔膜43在膨胀时能够推动收缩部48的位置变动，隔膜43的中部位置向外延伸，形成U形凸起，在膨胀时U形凸起能够向上推动收缩部48。

可以理解的，收缩部48设置的目的为隔膜43在补偿状态时对隔膜43进行挤压，使隔膜43的出水压力更高，因此，收缩部48的运动范围越大，隔膜43所受到的挤压力越大，通过收缩部48的运动能够保证对隔膜43挤压的稳定性。

进一步的，蓄水部在蓄水状态时，隔膜43膨胀进行蓄水，蓄水状态下，水箱21内部的进水量大于出水量，因此，水压足够；隔膜43在补偿状态时，隔膜43自身收缩，且收缩收缩部48的挤压，水箱21内部的进水量小于出水量，因此，水压不足。

在一些实施例中，收缩部48在使用的过程中需要扩张以及收缩来配合隔膜43的蓄水膨胀以及补偿收缩，其中收缩部48包括：

滑槽481，开设于压力罐41内壁，且为均匀间隔设置，滑槽481内部滑动安装滑块482，滑块482由滑槽481内部延伸至压力罐41内部；

弧形板483，设置于滑块482的外侧，其与滑块482的连接位置设置连接杆484，连接杆484活动贯穿弧形板483与滑块482，弧形板483能够相对于连接杆484摆动。

可以理解的，滑块482在滑槽481内部滑动能够带动弧形板483上下运动，而弧形板483的摆动能够进行扩张收缩，从而与隔膜43形成配合，而在滑块482被隔膜43向上推动时，弧形板483上端延伸至电磁环47的上端，电磁环47通电，对弧形板483进行磁吸，使弧形板483贴合电磁环47，在进行收缩时，电磁环47断电，而挤压板44下落，电磁铁46能够对弧形板483的顶部进行推动，弧形板483向下运动，同时弧形板483的弧形边接触电磁铁46，在电磁铁46表面滑动收缩，完成对隔膜43的挤压。

在一些实施例中，管路结构1需要连通水箱21、压力罐41以及住户的用水端，形成三者之间的连通，且需要根据不同状态下形成不同连通状态的组合，其中，管路结构1包括：

进水管路11，与水箱21出水端连接，其外侧设置第一连通管路12a、第二连通管路12b以及第三连通管路12c，第一连通管路12a、第二连通管路12b以及第三连通管路12c均与进水管路11连通设置；

第一供水管路13a，设置于第一连通管路12a背离进水管路11的一端，其靠近压力罐41的一端设置第二供水管路13b，第一供水管路13a与第二供水管路13b一体设置，且两者均连通第一连通管路12a、第二连通管路12b以及第三连通管路12c；

第一电磁阀14a，安装于第一连通管路12a中部，用于控制第一连通管路12a的通断，第二供水管路13b中部设置第二电磁阀14b，第二电磁阀14b控制第二供水管路13b的通断；

水泵组件15，设置于第二连通管路12b以及第三连通管路12c的中段位置，用于进行供水加压，第一供水管路13a接入住户用水端的一端设置流量计16以及电动调节阀A17。

其中，水泵组件15为水泵座以及两个水泵组成，两个水泵分别连通第二连通管路12b以及第三连通管路12c，对经过第二连通管路12b以及第三连通管路12c的水进行加压。

可以理解的，第一供水管路13a以及第二供水管路13b组成完整的供水管路，供水管路与进水管路11之间设置三个连通管路，在不同的状态下形成不同的连通状态，其中，在水压足够的情况下，第一电磁阀14a开启，水箱21内部的水会由第一连通管路12a进入到供水管路内部进行供水，在另外的实施例中，第一电磁阀14a关闭，第二连通管路12b所设置的水泵工作，对水进行加压之后进入到供水管路内部，第二电磁阀14b开启，从而在供水期间进行蓄水工作，在用水高峰期时，第二连通管路12b以及第三连通管路12c所设置的两个水泵均工作，进行供水。

在一些实施例中，流量计16固定于第一供水管路13a外侧并对第一供水管路13a的水流量进行检测，而电动调节阀A17设置于流量计16的下端，能够控制第一供水管路13a出水的水流直径。

可以理解的，流量计16设置于电动调节阀A17的上端能够起到精准检测的目的，且流量计16检测水流量能够与电磁环47以及电磁铁46进行电性连接，在流量计16检测到水流小于一定预定值后，电磁环47断电，同时电磁铁46断电，使弧形板483能够在电磁铁46的挤压之下向内收缩，形成对隔膜43的挤压，而通过电磁阀A的调节能够调节出水直径，从而保证管路结构1的压力。

本发明实施例还提供一种二次供水设备的水压补偿方法，其特征在于：该方法包括上述二次供水设备，具体步骤如下：

水厂或市政供水接入集水部用于进行供水，水箱21内部的水进入到管路结构1内部进行供水，供水具有低峰用水以及高峰用水两种状态；

其中，水厂或市政供水接入到水箱21，水箱21在经过过滤网26对水进行过滤之后进入到进水管路11，经过第一连通管路12a、第二连通管路12b以及第三连通管路12c不同的连通组合之后进入到第一供水管路13a进行供水。

低峰用水时，集水部内部的水压充足，因此，水箱21内部的空气较少，空气进入到中转部，中转部将其内部的空气挤入到蓄水部内部，从而使蓄水部在外部注水内部抽取的状态下蓄水；

高峰用水时，集水部内部的水压不足，因此，水箱21内部的空气较多，而水箱21只能够由中转部抽气，中转部由蓄水部抽气，从而使蓄水部对空气进行挤压，使蓄水部内部的水被挤压释放，形成对管路结构1水压的补偿。

高峰用水时，隔膜43内部的水会被挤出，从而以高于管路结构1压力的状态进行供水。

在一些实施例中，蓄水部在水箱21进水量大于出水量时进行蓄水，处于蓄水状态，蓄水部在水箱21进水量小于出水量时进行挤压出水，处于补偿状态。

本发明中涉及到电路和电子元器件均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本发明保护的内容也不涉及对于内部结构和方法的改进，需要说明的是，本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，发明人在此不再详述。

同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。