[发明专利]液压气动式水罐的空气调节系统

说明书

本发明涉及配备在液压管道系统中的一个液压气动式水罐的空气调节系统，该管道系统可以是饮用水的输水网或灌溉网，或者污水或化学液体的排放系统。

液压气动式水罐可用作调节水罐(或压力水罐)，以便在一个上、下极限的压力范围内调节泵送的压力并保证管道系统中输送的连续性。当超出压力的上极限时，管道系统的供给泵(或之一)停止工作，调节水罐则向管道系统供水，当达到下极限时，泵重新起动，以保证管道系统中足够的压力。

液压气动式水罐也可以作为液压管道系统中的抗水锤水罐，以补偿例如由泵的停止或阀门的关闭引起的负压或超压的影响。法国专利2416417号(ROCHE)中特别介绍了这种水罐的工作情况。

为了确保液压气动式水罐的良好工作状况，一个主要的问题在于保持水罐中空气体积的恒定。事实上，在工作时，液压气动式水罐内装有管道系统中流动的水或任意一种液体，以及水罐中水面上方封闭的空气。某些情况下，空气在水中的溶解或液体中气体的排放会造成水罐中封闭的空气的体积变化，因此，需要提供一些解决方法，使得可以在水罐中空气不足时注入空气，而在相反的空气过多时排出空气。

一般来说，向液压气动式水罐提供空气是通过外部的空气压缩机或空气注入器来保证的。

空气压缩机的主要缺点是注入水罐的空气中含有压缩机带来的油滴或油汽，如果说水罐中这些油的存在不妨碍污水的排放，但对于饮用水的供水来说却不是如此。

空气注入器可以消除液压气动式水罐中油的出现，但它无法准确弥补水罐中空气体积的变化。事实上，由于空气与水接触时的溶解依赖于很多因素，到目前为止，只能依靠经验，根据特别是水罐的容量及管道系统中水的压力来确定向水罐所要提供的补充的空气体积。因此，可能会使水罐中注入的空气或者不足，或者过多，从而无法正确地调节，而且对于第二种情况，一些气囊会被水带入管道系统，引起水锤现象。

此外，传统的空气注入器还有其它的缺陷：充水(向水罐注入空气)/排水(装置的进气)循环时，注入器内随意体积的不准确使用；使装置的进气阀门不因与水(特别是污水)接触而损坏的保护装置的缺乏；对注入的空气的性质的不加考虑；在具有浸没的泵的管道系统中，管道系统中排水虹吸管的使用会由于虹吸管不断地排出泵送的水使浸没的泵的效率降低；且泵的每次起动必然导致向水罐注入空气，即使这样的注入并不需要。

液压气动式水罐通常具有一称为球罐的空心罐体，它与管道系统相连用来容纳液体。球罐可有或没有膈膜，对于无膈膜的球罐，需要设置一个球罐的空气注入装置，以补偿空气在球罐内液体中的溶解。

至今为止，对无膈膜球罐内液体超出水位界限的检测通常是借助固定于球罐侧壁并穿过所述侧壁上的一个窗口的电触点来完成的。该方案在实际中具有一些缺点，尤其是电触点上的杂质沉积物的问题，它会使工作受干扰，并且使调节的改变很难甚至无法进行。

另外，当通过水的管道系统实现液压气动式水罐的空气注入时，还会出现一个额外的问题。事实上，并不是全部的通过管道系统而注入的空气都进入了水罐，因为在水罐上游管道系统内注入的空气的一部分没有进入水罐，而是直接被管道系统传到了水罐的下游。这造成系统效率的下降，且很难确定，水罐下游的管道系统内的空气可在液压平面内造成严重的问题。

本发明旨在克服上述的缺陷，并提出一种液压气动式水罐的空气调节系统，它可以向水罐准确而完整地注入所需的相应体积的空气。

本发明的目的还在于提供一种空气调节系统，它在系统的每次充水和排水循环时都提供恒定体积的空气。

本发明的目的还在于提供一空气调节系统，其进气装置受到保护，不会因与水接触而堵塞或损坏。

本发明还有一个目的是提供一种空气调节系统，它向液压气动式水罐提供与液压管道系统中输送的水相协调的空气，并避免水被注入的空气所污染。

根据本发明的液压管道系统中液压气动式水罐的空气调节系统包括一个腔室，一个腔室的充水装置，一个腔室的排水装置，一个排水时腔室的自动进气装置，和一个充水时从腔室到水罐的自动空气注入装置。根据本发明，该系统还包括一个控制装置，它至少与一个水罐中水的水位界限的超出探测器相连，并与腔室的充水和排水装置相连。当探测器提供一个对应于水罐中空气体积不足的信号时，控制装置启动腔室的充水/排水循环，直至探测器指示水罐中的空气体积重新变得充足。

借助本发明，我们能够准确地克服同调节水罐中的水相接触的空气的溶解问题。