用于控制真空排水系统中的真空发生器的方法 |
|||||||
| 申请号 | CN200980126713.X | 申请日 | 2009-07-08 | 公开(公告)号 | CN102089481B | 公开(公告)日 | 2013-12-18 |
| 申请人 | 喷射器股份有限公司; | 发明人 | O.霍夫塞思; E.奥夫斯图斯; | ||||
| 摘要 | 用于控制一个或多个 真空 发生器（1），从而控制真空排 水 系统中的真空度，尤其是控制系统中的一个或多个液体环 螺杆 泵 的运行的方法，所述系统包括发生器（1）、连接到所述真空发生器的一个或多个管状收集器或抽吸管线（2）、以及通过分支管线（6）连接到所述抽吸管线的一个或多个 马 桶、便池、 灰水 排放装置（3,4）等。基于设定的真空度需求来控制所述真空发生器（1）的旋转速度。 | ||||||
| 权利要求 | 1.用于控制一个或多个真空发生器（1），从而控制真空排水系统中的真空度的方法，所述系统包括发生器（1）、连接到所述真空发生器的一个或多个管状收集器或抽吸管线（2）、以及通过分支管线（6）连接到所述抽吸管线的一个或多个马桶、便池、灰水排放装置（3,4）， |
||||||
| 说明书全文 | 用于控制真空排水系统中的真空发生器的方法技术领域[0001] 本发明涉及控制真空发生器，从而控制真空排水系统中的真空度的方法，尤其是涉及控制系统中的一个或多个液体环螺杆泵，这种系统除了发生器外还包括连接到真空发生器的一个或多个管状收集器或抽吸管线以及连接到抽吸管线的一个或多个马桶、便池、灰水排放装置等。 背景技术[0002] 上述类型的真空排水系统是常见的并且常用于船只、飞机和火车。然而，在陆地上，这种系统也越来越多地被使用，这种越来越多被使用的背景主要是因为其用水少、容易操作并且废水的处理简单，以及这种系统所实现的管道安装方面的灵活系统。 [0004] 同样由本申请人提交的欧洲专利0454794还给出了真空排水系统的革命性的改进，其中，液体环泵设有研磨机并直接连接到系统的抽吸管道，从而在污水抽吸管道中产生真空，并且借助该泵，污水从系统直接排出。 [0005] 另一个美国专利4034421给出了一种真空排水系统，其中，设有容器，用于从抽水马桶收集污水，该容器包括循环泵，其入口和出口连接到容器，该泵适于使容器内容物在封闭路径中循环以进行搅拌、传送和通气，并且液体喷射泵插入封闭路径中，以建立排水系统所需的真空度。 [0006] 所有以上所述的系统的一个共同的缺点是，特别是在包括大量马桶等以及两个或更多真空发生器的大型的排水系统中，真空发生器是基于系统中的真空水平来间歇地驱动的（开/关）。因此，当真空度达到上限（通常是40%真空度，相对于大气压力）时，真空泵或发生器启动，当真空度达到下限（通常60%真空度，相对于大气压力）时停止。真空发生器的这种间歇运行是效率低的（更高的能耗），并且造成发生器上更大的损耗，导致系统维护增加。此外，真空发生器的开关控制，当发生器运行在恒定高速度时（当运行时），会对真空发生器产生更多的摩擦（heath），从而在发生器中产生更高的温度，当使用液体环泵时，造成泵中的液体蒸发，并且很快泵中的液体环出故障。这种故障将导致这种泵中的真空度的损失。 发明内容[0007] 本发明提供了用于控制真空排水系统中的真空泵或真空发生器的方法，其中以上缺点被大大地降低了或消除了，其有更高的能量效率并且需要较少的维护。 [0010] 图1示出了真空排水系统的示意性概略图的一个例子， [0011] 图2-4示出了基于根据本发明所进行的试验的与功率消耗、效率和容量有关的曲线。 具体实施方式[0012] 如上所述，图1示出了真空排水系统的例子，其包括两个形式为带有集成的浸渍器的液体环螺杆泵的并联联接的真空发生器1，公共的抽吸管线或收集管2，在一端连接有真空发生器，在另一端通过分支管线6还连接有多个马桶、便池3、4等。当冲洗马桶或便池等时，通过真空发生器1在公共抽吸管线2和分支管线6中产生真空，连续地向发生器抽吸充填液体和空气，并通过发生器的出口5排出。 [0013] 如上所述，图1所示的系统通常由真空发生器的开/关运行来控制。因此，当系统处于使用的低模式状态时，例如，在午夜，仅有少数马桶或没有马桶被使用，则在需要时，即，真空度达到高设定水平（40%真空度），仅有一个真空发生器在运行。一旦真空发生器再次达到低设定水平（60%真空度），则真空发生器将停止。 [0014] 在使用的高模式状态下，诸如在早上，大量的马桶等被使用，则两个真空发生器同时运行，并且依赖于白天或晚上所需要的真空度，仅一个真空发生器间歇地运行，或者一个或两个真空发生器持续地运行和/或间歇地组合运行。 [0015] 本发明提供了一种控制真空排水系统中的真空发生器的方法（控制策略），其基于发生器的连续运行，但基于预先设置的真空压力和所需的真空容量来控制发生器的旋转速度。 [0016] 真空排水系统中的真空发生器通常是由电动马达来提供功率，并且系统中各马达的转动速度（rpm）优选地由可编程逻辑控制器（PLC）基于来自压力传送器的信号通过频率变换器来控制。因此，对于本发明，选择所需的真空度，通常是50%，PLC被设定为基于来自真空系统中的压力传送器的传送信号来控制真空发生器马达的rpm（每分钟的转数）。在具有两个或更多个并联的真空发生器的系统中，优选的控制策略将是，在任何时间基于所需的真空度，对PLC进行编程来运行一个第一发生器，直到其达到设定的最高rpm，然后，如果真空系统需要升高的真空容量，则启动下一个的第二发生器。然后，当第二发生器到达其最高设定rmp，如果还需要更多的容量，则启动第三、第四或更多真空发生器，并基于所选的系统真空度，使其运行在所需的rpm下，使得真空度始终保持在所选择的真空水平（50%）。 [0017] 用于具有两个或更多个真空发生器的真空系统的备选的控制策略是将PLC编程为控制各发生器的rpm，使得它们以相同的旋转速度运行，基于所需的真空度，从较低rpm到较高的rpm，但当需要更多的容量并且正在运行的发生器都运行在最大所需rpm时，启动新的真空发生器。这种基于设定真空度和系统所需的真空容量来控制多个发生器和各个发生器的rpm的方式可以如以上优选的实施例般有效，其中，在下一个发生器被启动之前，各第一、第二等的发生器运行在满rpm，并保持在满rpm。 [0018] 作为一种预警，PLC被编程为如果系统中所有的泵都被启动并且运行在满能力（rpm）并且在一段时间之后还没有达到所设定的真空水平，则触发警告。在这种情况下，真空系统需要被检查可能造成低压力的可能的泄漏或其它缺陷。 [0019] 试验 [0020] 本发明的发明人的多种试验已经证明，通过运行液体环螺杆泵能够维持预先设定的水平的足够的真空度，并且在降低的旋转速度（rpm）下，仍然能够维持足够的真空度，即，40%真空度或更低。 [0021] 设备 [0022] 真空发生器 Jets NT 220液体环螺杆泵 [0023] 电动马达 Lonne 14GI86-4AA11-Z [0024] 230/400V 50Hz-22kw, 1465rpm[0025] 460V 60Hz-23,3kw, 1765rpm[0026] 逆变器-频率控制 Mitsubishi FR-F740-00620 EC [0027] PLC控制和记录 Mitsubishi Melsec FXN-16MR [0029] 试验条件 [0030] 室温 23℃ [0031] 水： [0032] 温度 11℃ [0033] 量 20升/分钟 [0034] 空气压力 993mbar [0035] 提升高度 2m [0036] 试验过程 [0037] 在试验中所使用的真空发生器借助管路循环通过其抽吸入口和排放出口连接到包含水的容器（未示出）。通过对设置在泵入口（也未示出）之前的管线循环上的节流阀的节流来获得真空。在每个试验的每个真空发生器运行之后，在启动真空发生器之前将容器通风10分钟，然后在各试验之前运行真空发生器3分钟。 [0038] 在附图2-4中示出了试验的结果，其中： [0039] 图2示出了当以从30-60Hz的不同的旋转速度来运行液体环螺杆泵时，容量Q（m3/h）与真空度（%）的关系。 [0040] 图3示出了对于相同的泵和相同的旋转速度下的有效的功率（kw）与真空度（%）的关系。 [0041] 图4示出了对于相同的泵和相同的旋转速度下的效率Q/P（m3/h/kw）与真空度（%）的关系。 [0042] 如从图2-图4的曲线看到的，能够将真空度维持为低于40%，并且同时，当从60-30Hz降低旋转速度时，也能够维持足够的容量。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈