[0001] 本发明涉及供水系统技术领域，特别涉及一种优化的供水系统。

[0002] 在供水系统中，总水管中的水压要比用户实际所需的水压高得多，因此当向某区域的用户供水时必须采用减压阀将阀前的高压减压。减压后的水压必须确保最不利的配水点（一般为最高或最远的用户）具有适当的水压，以保证其各水具具有所需的用水量。由于用水高峰时水在管道内的流速高，流阻就大，所需水压就高；反之，用水低谷时所需水压就低，因为一天内流量波动很大，故供水压的差别也很大，用水高峰时的水压往往是一天内最高的水压。普通减压阀的输出压力是按一日内（或一段时间内）的最高水压设置的，并且不管用水高峰或低谷，输出压力是不变的，这样在用水低谷时，例如清晨或深夜，整个管道系统都承受着这个高压，这就增加了管道系统、尤其是低层管道和阀门的漏水和爆管率，承受水压越高，漏水量越大，爆管的几率就越高。

[0003] 本发明是为解决采用普通减压阀的上述供水系统的技术不足而设计的，其目标是使输出压力随输出流量而变化，流量小时输出压力就低，避免了管道系统无论流量大小始终承受高压，从而降低了漏水和爆管率；本发明所述的技术方案适用于各类减压阀。

[0019] 下面通过实施例，并结合附图对本发明技术方案的具体实施方式作进一步的说明。

[0020] 图1为现有技术的供水系统中常用的200X型减压阀结构，其主要包括有主阀1，设置在主阀内的阀芯2及控制腔4，通过若干管道连接的针阀3、现有技术的先导阀5及截止阀6，该阀的详细构造及工作原理为本领域内的公知技术，这里不再展开。采用上述200X型减压阀的供水系统，其输出压力是按一天内或者一段时间内的最高水压设置的，并且不管用水高峰或者低谷，输出压力是不变的，这样在用水低谷时，例如清晨或者深夜，整个管道系统都承受着这个高压，这就增加了管道系统，尤其是低层管道和阀门的漏水和爆管率，承受水压越高，漏水量越大，爆管几率越高。

[0021] 为了解决现有技术的供水系统中采用图1的减压阀结构其输出压力恒定，导致在用水低谷时，整个管道系统都承受着高压，增加了管道系统尤其是低层管道和阀门的漏水和爆管率的问题，本发明在其基础上进行改进和优化，以实现本发明的目的。

[0022] 在附图2所示的一个实施例中，一种优化的供水系统，其主要包括主阀1、改进后的先导阀7、流量调节阀8、压力传感器9、流量传感器10以及控制器11，与前述的现有技术的先导阀5有所不同的是，此处的先导阀7是本发明经过结构改进的先导阀。控制器11为现有技术，其主要作用是接收各个传感器的信号，并且根据这些传感器发来的信号来调节先导阀7阀口V2的开度，进而调节主阀1的输出压力。

[0023] 流量调节阀8设置在主阀1输入端的输入管道上，压力传感器9以及流量传感器10依次设置在主阀1的输出端的输出管道上，压力传感器9以及流量传感器10均直接通过导线与控制器11相连，控制器11一般设置在离减压阀不远的位置以便于连接及控制，具体位置可以根据实际情况确定。同时位于上阀盖22的顶端的伺服电机13也直接通过导线与控制器11相连，通过伺服电机13的转动，控制先导阀7的阀口V2的开度大小，进而进一步控制主阀的阀口V1开度的大小。主阀1的输出流量分别向下游的配水点B1、B2、B3……Bn供水，假设配水点Bn为最不利的配水点（一般为距离主阀最远的供水点或相对于主阀位置最高的供水点），供水系统必须保证在供水的任何时刻此配水点具有必需的最低水压，该配水点Bn处设有远程压力传感器12，远程压力传感器12通过有线或无线传输的方式将压力信号发送给控制器11。

[0024] 本发明先导阀7的结构如图3所示，先导阀7的下部的结构与现有技术的先导阀5基本相同，上部结构做了下述改动：上阀盖22的顶端垂直安装有带有减速器14的伺服电机13，减速器14的出轴螺杆17与滚珠螺母15旋合，螺杆17下段旋合的两个定位螺母18，用以限制滚珠螺母15向下移动的距离，滚珠螺母15向上移动的距离由减速器14的下端面限制，滚珠螺母15的外套筒表面有一条贯通的纵向槽a，导向螺钉21顶端的销钉动配在纵向槽a中，因此当出轴螺杆17转动时，滚珠螺母15只能上下移动而不能转动；膜片19通过若干只螺钉压紧在上阀盖22和阀体24的端面之间；调压弹簧16设置在滚珠螺母15的肩胛端面和膜片19上方的垫片之间，在伺服电机13的驱动下，调压弹簧16对膜片19的压力能够增大或者减小；上述各零件的中心线装配后与滑阀23的中心线在同一垂直线上。

[0025] 供水系统的“流量—输出压力”特性与很多因素有关，例如输入压力P1、季节、管道长度、用户数量、泄漏量及最不利配水点的位置等，因此供水前首先需确定供水系统在各季节每天24小时内各时段的“流量—输出压力”的关系，这个数据一般由历史数据和经验来确定。如果无法确定，那么只有依靠实测来确定，实测时，针对不同流量调节伺服电机13，使输出压力保证在最不利配水点Bn达到适当的水压，这里要指出的是，最不利配水点Bn的水压不宜太高，应该是保证各水具用水量的最低水压，否则会大幅提高供水系统减压阀的输出压力。将实测得到的“流量—输出压力”数据设置在控制器11中，作为自动调节的依据，建议将“流量—输出压力”数据曲线简化为两根相互平行相距ΔP2（ΔP2为允许输出压力波动范围），且具有一定向上斜率的直线后设置在控制器11内，这样，设置方便，且当输出压力在容许的小范围内波动时，控制器11将不会频繁动作。

[0026] 在供水过程中，通过流量传感器10定时对实际流量进行检测，如在第n时间点测得流量Qn，并与上一个时间点测得的流量Qn‑1进行比较，如果Qn＜Qn‑1，则控制器11向伺服电机13发出信号，以减小调压弹簧16对的膜片19的压力，阀口V2开度变小，这样从主阀1控制腔4向下游排出的水量减少，控制腔4内的水压就升高，主阀的阀芯2向下运动，主阀的阀口V1的开度变小，由于节流降压作用，主阀的输出压力P2随之降低至预设的设定值；如果在第n+1时间点测得的流量Qn+1继续下降，即Qn+1＜Qn，那么调节弹簧16就进一步同向移动，输出压力P2进一步下降至设定值；如果Qn+1＞Qn，伺服电机15反转，则弹簧16对膜片的压力增大，输出压力P2随之升高至设定值；如果流量小幅波动，压力变化在允许输出压力波动范围内，则伺服电机13不动作。这样，通过定时的流量检测，将每个新的流量值与之前的流量值进行比较，使输出压力P2按设置在控制器11内的“流量—输出压力”要求进行自动调节。

[0027] 与此同时，将设定的输出压力与实际的输出压力进行比较，如果实际的输出压力偏离设定的输出压力较大时，伺服电机13能对实际输出压力进行微调，使其回到设定的范围内。

[0028] 为了保证最不利配水点Bn的最低水压，当Bn点的水压在设定范围之外时，控制器11根据远程压力传感器12的信号，通过伺服电机13调节输出压力，以保证Bn点的水压回到设定的范围内。此外控制器11内配置了一个存储器，记录每天每时刻检测到的“Q—P2—PBn”值，为精确调节提供数据。

[0029] 本发明通过流量传感器定时对实际流量进行检测，并将测得的流量数据与上一个时间点测得的流量数据进行比较，如果流量减少，则控制器通过调压机构使先导阀的阀口开度变小，这样从主阀控制腔向下游排出的水量减少，控制腔内的水压就升高，阀芯向下运动，主阀的阀口开度变小，由于节流降压作用，主阀的输出压力随之降低至预先设定的与该流量相对应的值；如果下一个时间点测得的流量继续下降，那么先导阀的阀口开度进一步变小，主阀的输出压力进一步下降；反之，如果流量增加，则控制器通过调压机构使主阀的输出压力升高。这样，通过定时的流量检测，能够使普通减压阀的输出压力随输出流量而变化，避免了管道系统无论流量大小始终承受高压，从而降低了漏水和爆管率。

[0030] 除上述实施例外，在本发明的权利要求书及说明书所公开的范围内，本发明的技术特征或技术数据可以进行重新选择及组合，从而构成新的实施例，这些也应视为本发明的具体实施例而在本发明的保护范围之内。