[發明專利]混合氣壓力罐供水裝置

有效

• 申請號: 201210210795.X
• 申請日: 2012-06-14
• 公開（公告）號: CN103510578A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 姜校林
• 申請（專利權）人: 姜校林
• 主分類號: E03B11/00
• 分類號: E03B11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：本發明屬于壓力罐無塔供水領域

背景技術：壓力罐供水是無塔供水領域中的一種供水方式，目前是在壓力罐體內充有氮氣或空氣，利用氣體的彈性使壓力罐工作在壓差的狀態，工作的壓差越大，容積利用率越高，能耗也越高；反之壓力差越小，容積利用率越小，能耗越小。為了不至于能耗太大，壓力罐的容積利用率一般在15～25％(取25％時能耗已經很大了)。所以，容積利用率低是壓力罐供水的突出弱點。

本發明要解決的問題，是在保持供水高效前提下，大幅度提高壓力罐的容積利用率，壓力罐容積利用率可達95％以上。

發明內容：

我們知道，常溫常壓(這里指溫度在0～60℃之間，壓力小于3MPa，下同)下氮氣或是空氣都是純氣體狀態，近似于理想氣體。

本發明采用的方法，是在常溫常壓下，充入壓力罐內的是具有飽和氣壓的氣體與液體的混合氣(以下簡稱混合氣)，例如可以是石油液化氣，而不是氮氣或空氣。當溫度一定時，由于混合氣的壓力保持不變(飽和氣壓)，與容積變化的大小無關，因此在實現恒壓供水之時，大幅度提高壓力罐的容積利用率，從而避免了壓差式供水產生的弊病。

由于環境溫度的變化，加上混合氣液化或氣化過程時的吸入與放熱，都會導致混合氣自身溫度的變化，而這種溫度的變化會導致飽和氣壓壓力值的改變。為了更好地使混合氣的壓力恒定，應該保證混合氣的環境溫度接近不變，本發明采用了如下措施來消除溫度的變化：

(1)采用水源(自來水或地下水)與混合氣進行熱量交換的方法，以使混合氣的溫度保持相對穩定。

在一天當中或是在一段時間內，氣溫雖高低變化較大，但自來水或地下水的水溫接近不變，因此用自來水或地下水與混合氣進行熱量交換，可以保證一天當中或一段時間內的混合氣溫度基本不變。

(2)根據節氣的變化，定期更換混合氣的種類，使混合氣的飽和氣壓基本保持不變。

水源溫度的變化雖然比氣溫小，但也是有變化的。例如東北地區的地下水的溫度大約為5～15℃。在冬季水溫最低為5℃，夏季最高為15℃。顯然如果用同一種混合氣，飽和氣壓的壓力相差會較大。為了消除這個影響，本發明采用了定期更換混合氣種類的方法，即冬季用冬季的混合氣，夏季用夏季的混合氣。

此外，為了保證混合氣不泄露，本發明采用了諸如雙膠囊、壓力報警器、氣(油)水分離器等安全措施。

以下以充入壓力罐內混合氣是石油液化氣為例，來說明本發明實現的方法。

一、不同溫度、不同飽和氣壓的石油液化氣的配制

石油液化氣的組分主要是由丙烷、丙烯、異丁烷、正丁烷等組成(見表1)。各單一組分不同溫度下的飽和氣壓值見表1。

表1：各類氣體的飽和氣壓(MPa)

注：在表1中的最后一列，也列出了乙烷(乙烷主要屬于天然氣中的成份)的飽和氣壓。

我們知道，不同組分的石油液化氣，它們的飽和氣壓不同，因此可以人為地通過調整各組分所占的比例，達到控制飽和氣壓大小的目的。

在表2中，各組分間的飽和氣壓變化的范圍較大，例如，10℃時，乙烷的飽和氣壓最高為2.99MPa，而丁烯-2的則為0.148MPa。因此利用表2中的氣體的不同組分，理論上就可以配制出10℃時飽和氣壓從0.148MPa到2.99MPa的各類混合氣。

由于建筑供水的壓力普遍不高，例如100米高的大樓，供水壓力一般不超過1.3MPa，通常高樓供水壓力在0.25MPa～0.70MPa最為常用，所以通常的高樓供水，只要配制若干種混合氣，就可以滿足要求了。

于是，我們可以人為地配制出在不同溫度、不同飽和氣壓的石油液化氣，如

表2，就像水泵制造廠將水泵的型號規格系列化一樣。

下面舉例說明表2中混合氣的選用方法：

假設東北某小區生活用水需要的壓力為0.22MPa，地下水的溫度為5～15℃，查表2，冬季可選取2a^#混合氣，夏季可選取2b^#混合氣，即可滿足要求。

二、裝有液化石油氣的壓力罐體的結構

本發明在壓力罐體內同時設置了兩個膠囊(也可以是囊狀物)：水膠囊(盛水的膠囊)和氣膠囊(盛氣的膠囊)，按照水膠囊所處的位置不同，采用了兩種實施方案：上水膠囊和下水膠囊，前者水膠囊1在上方(如圖1)，后者水膠囊10在下方(如圖2)，分述如下：

(一)上水膠囊方案

1、構造