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1、奥凯分析消除负压的原理及几种方法的形式和特点消除负压的原理及几种方法的形式和特点城镇管网不允许水泵在负压下抽水,也不允许水泵脉动,流量突变等原因使取水管路中产生负压。因此,“无负压”成为了管网准许接泵抽水的首要条件。于是“无负压”技术研究也成为了热门课题。自1998年无负压给水设备面市以来,“无负压”的技术装置和产品不断涌现,五花八门的专利申请已近百件。一项看来简单的应用技术,令人有深奥和神秘的感觉。但如果我们不去管那些机关巧妙、各项专利内容以及各自的技术秘密或诀窍,仅对目前已上市的无负压给水设备
2、按照“无负压”的工作原理来分类,可归纳为如下几种消除负压方法:1、补入空气法1.1原理概述如果在上端进水(接管网)下端出水(接水泵)的密闭水罐的顶部装上一个或一组吸气阀,则可在水泵抽水流量大于管网进水流量而产生真空时打开吸气阀吸入大气,使密闭水罐成为在大气压力下的开口容器,因此消除了负压,使管网流量限定在负压抽水的临界流量以下。这种常用的吸排气阀的技术和装置,显然属于成熟和有效的技术,因此“补气法”成为无负压给水设备绝大多数产品采用的消除负压方法。在我国最早的该类专利申请中,见于1997年的“机械
3、式真空补偿器”实际上是一个浮子式吸气阀,当水位下降时浮子及阀芯下降接通大气；而称为“电动式真空补偿器”的专利申请就是一个受液位接触点控制而打开的电磁阀。”。1.2橡胶囊或隔膜式罐体。由此形成气水分离,水体不会接触空气而称之为全密闭形式,消除负压的机理仍是靠囊外吸入大气压力,使在负压下吸凹的胶囊膨胀。对于这种方式有“胶囊寿命”,“橡胶老化后是否有析出物”等材质问题的疑问；有运行中水中气体在囊中或隔膜下无法排出,只有经过水泵排出,因而会造成水泵气蚀而影响水泵的使用寿命的问题,还有人认为胶囊和隔膜在向外
4、受压的受力状况下可正常动作,而负压吸力下则难以保证动作可靠。以及“存在吸瘪胶囊的吸力,导致未充分利用储水就停机”（注2）等等指责。1.3分仓式罐体。罐体被制造成两个仓体,分为水仓和气仓,罐体在全密闭状态下运行,当水仓中产生负压时吸气阀打开,从气仓补入气体,做到了不与外界空气接通.2.预加压力法在一个上进水下出水的橡胶隔膜压力罐的气室中预加一定的压力,用空气压缩机或氮气瓶等施压均可实现。保持自来水的进水口有一定的压力,就限制了取水量,并不会使管道产生负压,这项技术60年代就有用于密闭液体容器上,最近
5、被个别厂家采用于无负压给水设备,显然是可行的技术。但它的隔膜式罐必然有1.3.2节所述的各种缺点。3.缓冲罐补流法当管网能力充裕,而用户水泵很小之时,根本就没有缺水性负压的生成条件,即不会产生出水流量大于进水流量的断流现象。此时水泵可串联到管网上直接抽水,但是瞬变流产生的负压还是会影响管网安全（注1）,在水泵起动,停泵,振荡,失控,出水管断裂等很多情况下都会产生瞬变流负压。为避免此现象造成管网脉动,可以在水泵进水管上并联一个空气罐,罐中积蓄着管网压力和罐中水位高度的势能,当水泵吸口因瞬变流态突然产
6、生水柱分离的时段初,空气罐向水泵口补给流量。由于空气罐的补给作用管中负压被控制在水体气化压力以上,从而消除了负压,破坏了水柱分离及再弥合的产生条件,使水流脉动或水锤压力上升得到控制,对管道运行的安全性及稳定性具有重要的作用。有的设备,水泵不使用变频器调速而是直接起动和停止的定速运转的2-3台小泵进行台数切换控制来调节流量，每台泵旁边立一个小型空气罐用于缓冲流量瞬变，这样的设备在日本国多见。4、智能控制法在认知了管路负压生成机理的基础上,使用先进的智能化控制设备和技术，自动控制水泵工况和水体流态，从
7、根本上消除负压生成条件，则不会产生负压而不是产生之后再去消除。-----这种全新设计理念的产品一经推出，就引起了业内的关注。因为从理论上讲，有三点可以说明它是先进的。其一，产生负压再去消除的动态过程仍然是流量突变的振荡过程，造成用水安全性和快适性的不良，而根本不会产生负压则用水稳定性必然良好。其二，由电子器件构成的控制系统具有高可靠性和半永久性寿命期，并有动作精确，响应速度快等优点。这是任何消除负压的机械装置所不能匹敌的，因此对管网有更可靠、更敏捷的保护作用。其三，不需要吸气排水的过程，不需要贮水
8、水罐，水泵可直接管网，因此是真正的全密闭。自动控制的概念，可以广义的理解时，则很简单的位式控制也被称为自动控制。例如，在进水罐上装一块电接点压力表，当压力低于某定值，（例如，北京规定为0.2MPa时停泵）断电停泵。或在罐上装一只电接点真空表，发生真空度为某值时进行吸气阀控制等。为了和这样的简单控制相区别。本文中使用了“智能控制法”的提法。为了根本不产生负压和完成加压送水满足用户需水要求，该智能控制应是由如下功能模块构成的自控系统：4．1压力或流量约束条件控制。4．1．1在取水管端口
