[发明专利]用于控制水增压系统的装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于控制水增压(water-pressurization)系统的装置。

更具体地，本发明涉及能够有效维持和保护住宅或工业用途的水增压系统的最薄弱部分的装置。

在下文中，描述将与住宅领域中的应用相关，但显而易见的是本发明不应被认为是局限于这一特定用途。

背景技术

众所周知应用于液压设备的水增压系统主要装备有电泵、压力开关、和膨胀箱(expansion vessel)。

打开设备的任何一个旋塞或龙头会引起设备的液压回路中压力的快速下降。膨胀箱恢复(restore)先前积聚的水，防止压力的急剧下降。当由压力开关检测到的压力低于预设的干预阈值时，电接触闭合从而启动水泵。

接下来龙头的关闭引起膨胀箱隔膜的膨胀并伴随电路中压力的增加。一旦随后在反方向上超过去启动(deactivation)阈值，压力开关就断开电接触，中断泵的供电。

使用压力计可以检查压力开关干预的启动-去启动的压力阀值。

隔膜膨胀箱是系统最易损坏的点。所述膨胀箱包括金属外壳和在其中的橡胶隔膜，由与管道(液压回路)相连的金属板限制。这一结构标识两个室(chamber)。在橡胶隔膜内构成的第一室注有水。由隔膜的外壁和金属容器形成的第二室则由压缩空气占据。

随着液压回路中压力的增加，隔膜内所含水的体积也会增加。因此，室中所含空气的体积就会减少，这决定了在本身阻遏隔膜膨胀的室中压力的增加。

随着液压回路中压力的降低，则产生相反的过程；即，含气室压缩隔膜的压力更大，从而恢复液压回路中先前积聚的水和能量。

可以很容易地理解，橡胶隔膜在工作中与金属相磨蚀，长时间后这将导致磨损。解决膨胀箱磨损的问题是不可能的。

但是，应该注意到隔膜的磨损主要是由于隔膜难以在如下理想状态下工作这一事实引起的：

·预补偿(pre-charging)空气等于电泵的启动压力(最小压力)；

·去启动压力(最大压力)不高于最小压力的约两倍(例如60-65％)。

另一个非常重要的方面是膨胀箱相对于水的需求而言尺寸通常不够大。

这涉及电泵的更多次启动，由此导致了其快速磨损，显然连同压力开关和隔膜也一起磨损。此外，这还导致了甚至高于适当尺寸设备三倍的能量消耗(主要由于电泵的开动)。

最后，还产生了水流增大和减小的恼人影响，这是因为液压回路中每流几升水压力就会从最小变化到最大。

另一个趋于导致膨胀箱隔膜明显磨损的因数是渗透现象，即，制造隔膜的人造橡胶对空气的渗透性。

非常少的一部分预充空气会在长时间后穿过隔膜橡胶进入水中，这导致了更高的工作量，更大的磨损，以及隔膜本身更反常的变形。

这种现象越显著，预补偿压力和开关接通压力的差异就越大(即，预充就越低)并使得最大压力大于最小压力的两倍。

以上现象是本领域技术人员公知的，实际上，膨胀箱在生产它的工厂里以预设的初始预补偿压力(在1.5巴范围内)进行预补偿。所述预补偿压力能使安装人员在无需配备压缩机的情况下装配泵/压力开关/膨胀箱系统。

然而，压力常常不足还因为已知在大多数情况下离厂压力开关从1.2巴校准到2.4巴。

因此，安装人员通过提高最大控制压力来校准压力开关，并且常常趋于同时提高最小值。但是在这两种情况的每一个中，安装人员都很难修改膨胀箱的预补偿压力。

特别地，在带有可购得部件的增压系统的装配中，安装人员常会发现以3巴预补偿的膨胀箱和以1巴执行开关导通的压力开关。这意味着膨胀箱有80％未有效利用。

相反地，在压力开关设定电泵的启动阈值为3巴，膨胀箱预补偿为1巴的情况下，则会出现水趋于在膨胀箱中静滞的效果，因为它不排空，并且隔膜过度工作，因此以上设定除了静滞的水产生刺激性气味这一事实之外，还会由于过度反常磨损和变形大幅缩短了膨胀箱本身的耐用期(duration)。

最后，在压力不足的情况下，在由压力开关引起的电泵启动的最大压力和最小压力之间会产生过大的差，由此系统适当工作，因而解决适当地将水传送到使用者的问题，但却付出了隔膜耐用期缩短的高昂代价。

对于增压系统，也可能产生明显不重要的但仍然是缺点的现象。非常普遍的习惯是通过按压通常位于膨胀箱金属外壳顶部的气阀柄来检查在高压容器中是否仍然存在预补偿。