[发明专利]一种紧凑型压力供水装置

说明书

本发明公开了一种紧凑型压力供水装置，其特征在于：包括淡水舱、补水泵、压力水柜、控制单元和压力传感器，所述补水泵有多台，多台补水泵的进水端与淡水舱的出水端连接，多台补水泵的出水端通过止回阀与压力水柜进水口连接，压力水柜出水口连接供水管路，所述压力水柜上设有压力传感器，所述控制单元分别连接压力传感器和多台补水泵，用于接收压力传感器检测到的压力信号并根据压力传感器的设定值自动调节投入运行的补水泵的数量，使补水量与用水量差值不超过单台补水泵的排量。可在不减小峰值用水量、不增加补水泵起停频率的基础上，将压力水柜容积减小为原来的1/n，既节省成本又节约空间，既能减轻设备重量又便于实船布置。

技术领域

本发明涉及一种紧凑型压力供水装置，属于船舶及海洋工程技术领域。

背景技术

压力供水装置是船舶及海洋工程上普遍使用的一种供水方式，传统压力供水装置通常由压力水柜、2×100％排量的补水泵及两个压力开关组成。压力水柜内部下方为水，上方为压缩空气，当压力水柜液位降低时，压力水柜上方压缩空气因体积膨胀而压力减小，当压力减小至压力开关的低压设定值时，补水泵起动进行补水，此时压力水柜内压缩空气的压力即为最小供水压力P_E；当压力水柜液位逐渐升高时，压力水柜上方压缩空气因体积压缩而压力增大，当压力增大至压力开关的高压设定值时，补水泵停止中断补水，此时压力水柜内压缩空气的压力即为最大供水压力P_A。两台补水泵为一用一备关系，通常不同时使用，一台补水泵的排量即可满足船舶及海洋工程峰值用水量的需求，只有当主用泵故障时，备用泵才接替主用泵投入运行。

压力水柜的总容积设为V_D(m³)，压力水柜高液位和低液位之间的容积差值为压力水柜的有效容积V_S(m³),补水泵的排量设为V_P(m³/h)，用水量设为q(m³/h)，补水泵每小时起停次数设为S，则：

即在压力柜有效容积V_S与补水泵的排量V_P都确定的前提下，补水泵每小时起停次数S是关于用水量q的一元二次函数，当压力柜出水量q等于补水泵排量V_P的一半时，补水泵每小时起停次数S最大，此时：

假设压力水柜低液位时，残水容积为压力水柜总容积的20％，根据理想气体等温膨胀公式可知：

P_A(0.8V_D-V_S)＝P_E×0.8V_D

整理可得：

即在补水泵每小时最大起停次数S、最大供水压力P_A及最小供水压力P_E都不变的前提下，压力水柜容积V_D与补水泵的排量V_P成正比。

随着船舶及海洋工程往大型化方向的发展，船舶及海洋工程上的定员数量及用水器具数量在不断增加，对供水量的需求也在不断增加，致使补水泵的排量越来越大。补水泵通常由电动机驱动，电动机每小时起停次数不宜过大，否则会对电机寿命不利，为保证补水泵起停频率在规定范围内，压力水柜的容积也随着补水泵排量的增加而不断增加，压力水柜的体积不断增大，不仅使采购成本增加，还给实船布置带来了诸多困难，对船舶及海洋工程项目的重量重心也带来了不利的影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：传统压力供水装置要满足补水泵起停频率在规定范围内则压力水柜的容积必须随着补水泵排量增加而不断增大的问题。