專利名稱：一種無負(fù)壓給水補(bǔ)償罐的安裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于自來水二次供水裝置，特別涉及無負(fù)壓給水設(shè)備中補(bǔ)償罐的安裝施工方法。
背景技術(shù)：
目前，在國內(nèi)自來水二次供水領(lǐng)域，一般的二次供水設(shè)施仍然采用比較傳統(tǒng)的水池、水箱結(jié)合使用模式。使用水池等方式是將市政管網(wǎng)的自來水壓力完全釋放掉，使原本帶壓的自來水變成零壓力，然后再從零壓力加壓，造成巨大的能源浪費(fèi)，同時也增加了建造成本，出現(xiàn)跑、冒、滴、漏和二次污染的供水質(zhì)量問題。隨著二次供水技術(shù)的進(jìn)步，近年來又出現(xiàn)無負(fù)壓供水裝置，該裝置與市政自來水管網(wǎng)直接連接，借助管網(wǎng)壓力，由變頻泵二次疊加接力，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。它主要由變頻控制系統(tǒng)，壓力監(jiān)測及處理系統(tǒng)，變頻泵組、補(bǔ)償罐，真空抑制裝置等組成。如ZL200420102137.X，無負(fù)壓給水裝置。該項發(fā)明公開了無負(fù)壓給水裝置的組成及其優(yōu)點(diǎn)。該裝置充分利用了自來水一次管網(wǎng)的余壓，使變頻泵轉(zhuǎn)速降低，達(dá)到節(jié)能效果。但是，在國內(nèi)應(yīng)用推廣也存在不少問題，從中也發(fā)現(xiàn)了很多技術(shù)缺陷，受應(yīng)用條件限制如自來水進(jìn)水量小于用戶用水量和用水過于集中的情況都會影響正常使用，而這兩種情況事實上也很難判斷，因此導(dǎo)致業(yè)內(nèi)人士質(zhì)疑和推廣應(yīng)用。近來出現(xiàn)了全密封式強(qiáng)制無負(fù)壓給水技術(shù)，實質(zhì)上只是早期無負(fù)壓供水裝置的完善或技術(shù)缺陷的補(bǔ)充，其技術(shù)核心是采用模糊控制使進(jìn)水量和出水流量平衡，解決了低水位停機(jī)和頻繁啟動問題，但當(dāng)高峰用水時段出現(xiàn)自來水的流量小于用戶用水流量時，二次供出的水壓勢必下降，最不利點(diǎn)處的用水客戶的利益必然受到損害，同時還會因控制問題引起管網(wǎng)失衡，侵害市政自來水權(quán)益。從另一個角度，采用這種技術(shù)其實就等于甩掉了無負(fù)壓供水的關(guān)鍵----補(bǔ)償技術(shù)。這樣做與直抽自來水是等同效果，如果水流量入不抵出就會出現(xiàn)壓力上的問題。綜上所述，無負(fù)壓給水技術(shù)關(guān)鍵是補(bǔ)償技術(shù)，只有很好的解決了從足量壓力疊加狀態(tài)到自流和從補(bǔ)償罐吸水狀態(tài)的轉(zhuǎn)變，才能滿足用戶需求。在無負(fù)壓給水技術(shù)的實施過程中發(fā)現(xiàn)補(bǔ)償儲水罐的容積大小決定了供水質(zhì)量，即當(dāng)用水高峰、用戶用水量大于自來水一次管網(wǎng)流量時，變頻泵從疊加接力狀態(tài)變成從儲水罐補(bǔ)償吸水狀態(tài)，補(bǔ)充自來水變成自流態(tài)的流量不足，如果這種工況存在時間過長，這樣會出現(xiàn)兩種情況，一是儲水罐容積小，補(bǔ)償量滿足不了用戶需求，結(jié)果造成用水高峰時低水位停機(jī)或低壓供水，損害用戶利益，另一種情況是儲水罐的容積足夠大，以滿足用戶的需求。但是由于儲水罐是壓力容器，用不銹鋼板制成，制作成本高。按照壓力容器強(qiáng)度計算公式，以自來水一次管網(wǎng)壓力為0.3MPa為設(shè)計壓力，，以內(nèi)徑是1m的罐體為例，罐體的封頭壁厚為5mm，筒體壁厚為4mm。如果容積為2m3，材料采用不銹鋼304，其制作成本很高。目前使用的補(bǔ)償罐的容積大部分小于2m3。如果再大些，用戶就更無法接受了?？傊瑸榱藵M足用戶的需求，就應(yīng)該加大儲水罐的容積，這樣又會增加成本，用戶無法接受，商家利益受損。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何降低大容量儲水罐的生產(chǎn)成本問題。即采取何種措施保證其壁厚小于正常設(shè)計值的補(bǔ)償罐能夠安全運(yùn)行，以便既能增大補(bǔ)償罐的容積，滿足用水高峰時用水量大的需求，又能降低補(bǔ)償罐的成本。
經(jīng)過試驗研究得知，圓柱形殼體與橢圓形封頭和平面底板組成的儲水罐在受力時的應(yīng)力變形圖1所示。圖中實線為罐體外形，虛線為膨脹變形。根據(jù)壓力容器強(qiáng)度計算公式得知，罐體壁厚由罐體的直徑、設(shè)計壓力(自來水一次管網(wǎng)的壓力)及材料的許用應(yīng)力等因素決定。按照彈性失效準(zhǔn)則，罐體的應(yīng)力大小與膨脹變形相關(guān)。如果采取措施減小膨脹變形，或者防止其發(fā)生膨脹變形，就等于使材料的許用應(yīng)力增大?；谶@樣的認(rèn)識，本人提出如下技術(shù)方案。
一種無負(fù)壓給水補(bǔ)償罐的安裝方法，其特殊之處是在地下挖一個與補(bǔ)償罐形狀和大小相適應(yīng)的坑，然后將制作好的補(bǔ)償罐放入其中，再向補(bǔ)償罐與土坑之間的間隙內(nèi)加入填充物，使填充物與補(bǔ)償罐和土壤均緊密接觸。也可以用混凝土建造一個其內(nèi)部形狀和大小與補(bǔ)償罐相應(yīng)的結(jié)構(gòu)物來代替土坑。
為了使填充物與補(bǔ)償罐和土壤都緊密接觸，在加入填充物時注入一定量的水，使填充物沉實，或者在填充物上面加壓、夯實。
為了使坑規(guī)整，在坑內(nèi)用磚或石頭砌成圍墻，然后將補(bǔ)償罐放入圍墻內(nèi)。
在補(bǔ)償罐與土坑之間填充的物質(zhì)可以是土壤、砂粒等。所述補(bǔ)償罐可以是囊式或隔膜式結(jié)構(gòu)，其作用相當(dāng)于ZL200420102137.X中的儲水罐。
該方法可以將罐體全部埋入地下，也可以將罐的頂部露出地面，其余部分埋入地下，利用土壤和填充物阻止罐體變形，使變形應(yīng)力傳遞給大地，以便將補(bǔ)償罐的壁厚設(shè)計得小于正常值，例如，內(nèi)徑為1m的補(bǔ)償罐，其筒體壁厚為2mm、封頭壁厚3mm，達(dá)到減少材料、降低成本的目的。
該方法特別適用于傳統(tǒng)給水設(shè)備的改造，利用原來的水池代替土坑，將補(bǔ)償罐放入其中，然后向補(bǔ)償罐與水池之間的縫隙加入填充物。
采用該方法安裝補(bǔ)償罐與以往將補(bǔ)償罐置于地面上、處于自由狀態(tài)下相比，其罐壁的抗壓強(qiáng)度增大，彈性變形小。在同樣造價條件下，可以制作大容積的補(bǔ)償罐，以滿足用水高峰時用水需求；在補(bǔ)償罐容積相同的情況下，采用該方法，可以將罐壁作薄，減少材料，降低成本，節(jié)省地面空間，便于在狹小的場地安裝給水設(shè)備。


圖1為圓柱形殼體與橢圓形封頭和平面底板組成的補(bǔ)償罐在自由狀態(tài)下受內(nèi)部水壓作用下的應(yīng)力變形示意圖，圖2為實施例1結(jié)構(gòu)及安裝示意圖，圖中1圓筒形殼體、2橢圓形封頭、3進(jìn)水管、4過濾式呼吸閥接口、5水位控制開關(guān)接口、6出水管、7混凝土地面、8填充物、9圍墻、10土壤，圖3為實施例2結(jié)構(gòu)及安裝示意圖，圖中1圓筒形殼體、2橢圓形封頭、3進(jìn)水管、4過濾式呼吸閥接口、5水位控制開關(guān)接口、6出水管、6.1過水孔、6.2出水口、7混凝土地面、8填充物、9圍墻、10土壤、11傘狀拉桿、12加強(qiáng)筋、13加強(qiáng)筋、14底板。
具體實施例方式
實施例1一種全埋式無負(fù)壓給水補(bǔ)償罐，它是在圓筒形殼體1的兩端焊接橢圓形封頭2構(gòu)成，在其中一個封頭2上焊接進(jìn)水管3，在圓筒形殼體的上部焊接過濾式呼吸閥接口4、水位控制開關(guān)接口5和出水管6，出水管6的下端伸入該補(bǔ)償罐的底部。
將上述補(bǔ)償罐全部埋入地下的安裝方法，首先在地下挖一個適當(dāng)大小的坑，在坑內(nèi)四周用磚砌成圍墻9，然后將該補(bǔ)償罐放入其中，再向補(bǔ)償罐與圍墻9之間的縫隙以及圍墻9與坑之間的空間填充石英砂8，使其與罐體、圍墻和坑壁緊密接觸。這樣，可以使罐體膨脹應(yīng)力傳遞給石英砂8、圍墻9和土壤10，利用土壤限制補(bǔ)償罐的變形。在罐體的上面(地表面)施工混凝土地面7。這樣設(shè)計施工的罐體可以使壁厚減少，降低造價，或者說在造價相同的條件下，擴(kuò)大補(bǔ)償罐的容積，以滿足用水高峰時的用水需求。
實施例2一種適用于地面泵的半埋式無負(fù)壓給水補(bǔ)償罐，它由圓筒形殼體1和橢圓形封頭2及平面底板14構(gòu)成，在封頭2上安裝進(jìn)水口3、過濾式呼吸閥接口4、水位控制開關(guān)接口5和出水管6，其特殊之處是出水管6的下端封閉，并穿過補(bǔ)償罐的底板14、并與其焊接。在出水管6的下部周圍開有過水孔6.1，即出水管6的上端與封頭2焊接、下端與底板14焊接，在封頭2與出水管6之間焊接若干傘狀拉桿11，利用出水管6和傘狀拉桿11將補(bǔ)償罐的封頭上蓋2與底板14連接起來，在封頭12和底板14的下表面均焊接有加強(qiáng)筋13和加強(qiáng)筋12，這樣增強(qiáng)封頭和底板的抗拉強(qiáng)度。
將上述補(bǔ)償罐的大部分(除封頭以外的部分)埋入地下的安裝方法，首先在地下挖一個適當(dāng)大小的坑，在坑內(nèi)四周用磚砌成圍墻9，然后將該補(bǔ)償罐放入其中，再向補(bǔ)償罐與圍墻9之間的縫隙以及圍墻9與坑之間的空間填充沙石和土壤8，并且注入水，使填充物沉實、與罐體、圍墻及坑壁緊密接觸。這樣，可以使罐體膨脹應(yīng)力傳遞給沙石8、圍墻9和土壤10，利用土壤限制補(bǔ)償罐的變形。在罐體的上面(地表面)施工混凝土地面7。這樣設(shè)計施工的罐體可以使壁厚減少，降低造價，或者說在造價相同的條件下，擴(kuò)大補(bǔ)償罐的容積，以滿足用水高峰時的用水需求。
權(quán)利要求
1.一種無負(fù)壓給水補(bǔ)償罐的安裝方法，其特征是在地下挖一個與補(bǔ)償罐形狀和大小相適應(yīng)的坑，然后將制作好的補(bǔ)償罐放入其中，再向補(bǔ)償罐與土坑之間的間隙內(nèi)加入填充物，使填充物與補(bǔ)償罐和土壤均緊密接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種無負(fù)壓給水補(bǔ)償罐的安裝方法，其特征是在加入填充物時注入一定量的水，使填充物沉實，或者在填充物上面加壓、夯實。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所說的一種無負(fù)壓給水補(bǔ)償罐的安裝方法，其特征是在坑內(nèi)用磚或石頭砌成圍墻，然后將補(bǔ)償罐放入圍墻內(nèi)。
全文摘要
一種無負(fù)壓給水補(bǔ)償罐的安裝方法，其特征是在地下挖一個與補(bǔ)償罐的形狀和大小相適應(yīng)的坑，在坑內(nèi)用磚或石頭砌成圍墻，然后將制作好的補(bǔ)償罐放入其中，再向補(bǔ)償罐與圍墻之間的間隙加入填充物，同時注入一定量的水，使填充物沉實，或者在填充物上面加壓、夯實，使填充物與補(bǔ)償罐、圍墻和土壤均緊密接觸，利用土壤和填充物阻止罐體變形，以便將補(bǔ)償罐的壁厚設(shè)計得小于正常值，達(dá)到減少材料、降低成本的目的，并且能節(jié)省地面空間，便于在狹小場地安裝給水設(shè)備。
文檔編號E03B7/09GK1974959SQ20061013467
公開日2007年6月6日 申請日期2006年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月7日
發(fā)明者查恩玉 申請人:查恩玉