CN102121271A - 用于真空排水系统的积水井 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于真空排水系统的积水井，包括收集井、吸污管、排污管、真空阀、用于控制所述真空阀通断的控制器以及采集水位信息的水位传感器，所述排污管的出口接入真空管路，进口通过真空阀连接吸污管的出口，吸污管的进口延伸至收集井内的吸污水位，水位传感器的信号输出端连接控制器的信号输入端。本发明可随着井内污水的汇集，自动间歇性地向真空排水系统排水，结构简单、无需使用提升泵，避免了多点设置提升泵而导致的安全性低、易堵塞、不易清理、动力消耗高等问题，无需额外增加动力即可将重力流收集的污水提升至真空排水系统，并方便检查和维修。

Description

用于真空排水系统的积水井

技术领域

本发明涉及一种积水井，特别是一种用于真空排水系统的积水井，用于收集和输送重力流汇入的污水。

背景技术

现有的建筑生活污水向室外排放的主要方式是先将室内污水利用重力汇集入集水井，再由集水井排入重力流污水管道进行排放。这种排水方式广泛应用于建筑排水，其缺陷是当室内排污总管高程低于室外排水干管时，只能在集水井内设污水泵提升污水才能进入室外排水干管。集水井内设污水泵提升污水的方案有以下缺陷：污水泵供电电压不是安全电压(220V或380V)，容易造成安全隐患；污水泵易于堵塞，清理维护不便；污水泵多点提升，管道压力不易平衡，对管道系统冲击大，当出现断电等情况时容易造成井内积水冒溢现象。

发明内容

为了解决现有技术的上述缺陷本发明的目的在于提供一种用于真空排水系统的积水井（简称为积水井），能够根据通过重力流所收集的污水水位的变化自动间歇性地将污水提升至真空排水系统。

本发明的主要技术方案是：

一种用于真空排水系统的积水井，包括收集井和吸污管，还包括排污管、真空阀以及用于控制所述真空阀通断的控制器，所述排污管的出口接入真空管路，进口通过所述真空阀连接所述吸污管的出口，所述吸污管的进口延伸至所述收集井内的吸污水位。

所述真空阀设有用于控制自身介质通道开闭的压力腔，所述控制器设有工作气压接口和真空供气接口，所述工作气压接口与所述压力腔的接口相连通，所述真空供气接口与所述真空管路相通，所述控制器内设有用于接通和关断所述工作气压接口和真空供气接口之间通路的阀门以及用于控制所述阀门的工作状态的控制电路，所述控制器设有信号输入端，所述信号输入端接入所述控制电路。

所述真空供气接口与所述真空管路相通的方式可以为：所述排污管设有取气口，所述取气口优选设于所述排污管的最高处，所述取气口的上部接口与所述真空供气接口相连通。

所述控制器依据其信号输入端输入的信号控制所述阀门的工作状态，所述控制器的信号输入端连接有用于采集所述收集井内水位信号的水位传感器。

所述水位传感器由感应阀和感应管组成，所述感应阀设有内压接口、大气接口和感应信号输出端，所述内压接口连接有感应管，所述大气接口与大气相连通，所述感应管自上向下延伸至所述收集井内的水位信号采集水位，其下端开有管口。

所述收集井内优选设有收集器，所述收集器为顶部封闭的空心罐体，其侧壁上设有进污口，所述吸污管的进口和所述感应管的管口均位于所述收集器内。

所述收集器上部安装有支撑板，所述收集器通过其固定件固定连接在所述支撑板上，所述吸污管和感应管穿过所述支撑板上的相应通孔，其上部分别位于所述支撑板之上，所述吸污管和所述感应管通过安装件固定连接在所述支撑板上。

所述支撑板可拆卸地固定安装于所述收集井内，将所述收集井的内部空间分隔为上、下两个空腔，所述支撑板设有能够带动其上下移动的高度调节机构或者所述支撑板上设有能够带动所述收集器、吸污管和感应管一同上下移动的高度调节机构。

所述感应阀和控制器可以设置在所述支撑板之上的所述收集井内，也可以设置在地面上的保护罩内，所述收集井的主体可以采用盖板式圆形砖砌结构，设有重力流污水进口，还设有混凝土井圈、铸铁井盖和支座，所述井盖的中部设有加强筋，污水流入所述收集井的通道口优选设置在所述收集井的下部空腔的侧壁上。

所述保护罩和所述收集井之间设置有穿线管，所述穿线管整体设置于地面以下，一端设在所述保护罩内，另一端连通所述收集井的上部空腔，连接所述取气口和真空供气接口的管路、连接所述压力腔的接口和工作气压接口的管路以及连接所述感应管和感应阀的内压接口的管路均设置于所述穿线管内。

本发明的积水井的工作原理是：污水重力流通过进污管汇集于收集井内，当收集井内污水水位达到一定的高度后，感应管内部与大气压存在一定压差，此压差使感应阀动作，感应阀输出相应的高水位感应信号，控制器接收所述感应阀的高水位感应信号后，控制其工作气压接口与真空供气接口接通，从而使真空阀的压力腔呈真空，于是真空阀打开，使吸污管与排污管连接后所形成的管路连通，收集井内的污水不断进入收集器并在真空的作用下，通过真空管路被吸入真空排水系统，当收集井内的污水水位下降到一定程度后，真空阀自动关闭，完成一次污水排放。此过程周而复始，污水不断的续批排入真空排水系统。

本发明的有益效果是：

1、由于无需设置污水泵来提升污水，避免了因在井内设置污水泵而引起的安全隐患、堵塞和难清理问题，节约了维护成本，并且由于没有污水泵的多点提升，消除了由其引起的管道压力不平衡和对管道系统冲击的问题；

2、由于用于控制管道通断的动力直接引自真空排水系统的真空，无需另外增加动力设备，特别是用电设备，减少了设备安全隐患，还节省动力损耗，节省因新增动力设备引起的投资和维护费用；

3、由于采用了水位传感器，可实现积水井内水位的实时检测，并可根据水位变化情况自动完成间歇性排水；

4、由于采用高度调节机构，可在一定范围内整体调节所述收集器、吸污管和感应管在积水井内的高度，从而可在需要时改变预设的最高排水水位；

5、由于所述收集井的主体采用盖板式圆形砖砌结构，还采用混凝土井圈、铸铁井盖和铸铁支座，有效保证积水井的抗压强度。

附图说明

图1是本发明的积水井的结构示意图；

图2是本发明的积水井的接线控制示意图。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便更好的理解本发明，接下来结合附图通过具体实施方式来对本发明作进一步的描述。

参见图1和图2，本发明提供了一种用于真空排水系统的积水井，包括收集井1和吸污管4，还包括排污管8、真空阀11以及用于控制所述真空阀通断的控制器14，所述排污管的出口接入真空管路，进口通过所述真空阀连接所述吸污管的出口，所述吸污管的进口延伸至所述收集井内的吸污水位。所述真空阀既可以连接在所述排污管和吸污管之间，又可设置在所述排污管或吸污管的管路上。

所述控制器可以根据需要设置参数，如根据需要调节排污时间，设置开始排污的水位上/下限信息或压力信息等。

污水通过重力流汇入所述积水井的收集井后经过所述吸污管、真空阀和排污管被排入真空管道，所述真空阀的开闭由所述控制器进行控制，当所述收集井内的污水水位达到排污水位上限时，可以通过所述控制器控制所述真空阀开启，接通吸污管与排污管，由于所述排污管与所述真空排水系统的真空管路相连，污水在气压压差的作用下依次经吸污管、真空阀、排污管、真空管路被吸入到真空排水系统中，开始排污，污水水位达到排污水位下限时控制真空阀关闭，结束排污，如此周而复始，实现污水的批次排放。所述真空阀可以为真空截止阀、真空蝶阀、真空球阀、真空隔离阀、真空角座阀、真空接触阀或PLC电磁真空阀。

由于所述积水井内不需设置污水提升泵，避免了因供电电压为非安全电压造成的安全隐患，也避免了因泵容易被堵塞、清理维护不便，节约了动力损耗和小泵站维护成本。并且不会因多处设置提升泵的多点提升引起的管道压力不宜平衡和对管道系统冲击大的缺点。

所述真空阀可以设有用于控制自身介质通道开闭的压力腔，所述控制器设有工作气压接口14.2和真空供气接口14.3，所述工作气压接口与所述压力腔的接口11.1可以通过气管相连通，所述真空供气接口与所述真空管路可以通过气管相通，所述控制器还可以设有大气供气接口，所述大气供气接口与大气相通，上述各接口在所述控制器内部可以通过二通阀或三通阀连接，并在所述控制器内设有用于控制所述二通阀或三通阀工作状态的控制电路。所述控制电路可以控制接通和关断所述工作气压接口和真空供气接口之间通路。当还设有所述大气供气口时，则采用所述三通阀，所述三通阀设有一个进口和两个出口，所述三通阀的进口连接所述工作气压接口，所述三通阀的两个出口分别连接所述真空供气接口和所述大气供气接口。所述三通阀的两个出口处于互斥的工作状态，即二者中只能有一个与进口相连通。当所述工作气压接口接通所述真空供气接口时，所述工作气压接口处为真空，真空阀打开；当所述工作气压接口接通所述大气供气接口时，所述工作气压接口处为大气压，真空阀关闭，优选使所述真空阀关闭为所述控制器的常态。

所述真空供气接口与所述真空管路相通的方式可以为：在所述排污管的最高处设有取气口10，由于所述排污管与真空排水系统的真空管路相连接，取气口10处总保持真空，所述取气口的上部接口10.1与所述真空供气接口相连通，可以使所述控制阀的真空供气直接取自所述真空排水系统。所述取气口也可以设置在所述真空阀后面的管路的最高处，如也可以设置在所述吸污管上的最高处。

所述控制器可以设有信号输入端，并依据所述信号输入端输入的信号控制所述控制阀内的所述阀门的工作状态，所述信号输入端连接有用于采集所述收集井内水位信号的水位传感器，所述水位传感器可以为机械式或电子式水位传感器。

优选地，所述水位传感器由感应阀13和感应管6组成，所述感应阀设有内压接口13.1、大气接口13.3和感应信号输出端13.2，所述内压接口连接有感应管，所述大气接口与大气相连通，所述感应管自上向下延伸至所述收集井内的水位信号采集水位，其下端开有管口，所述感应阀的感应信号输出端连接所述控制器的信号输入端14.1。

当所述收集井内的污水水位上升到所述感应管的管口处时，由于所述感应管上端处于封闭状态，因此感应管内部气体被封闭，随着所述收集井内污水水位的逐渐上升，感应管内被封闭气体的压力逐渐升高，所述感应阀可以检测所述感应管内的气压信息，并将其所反映的水位信息传递给所述控制器，当该压力与大气压的压力差达到设定值时，所述控制器打开所述真空阀接通所述排污管与所述吸污管，开始将所述收集井内收集的污水排入真空排水系统。

所述水位传感器能够将水位检测信息传递给所述控制器，所述控制器根据该信息控制所述真空阀的开闭，以实现所述收集井内的污水的及时排放。如，当所述水位传感器检测到所述收集井内的水位达到设定值时，表现为感应管中的压力高于大气压一定值，感应阀向所述控制器发出高水位感应信号，所述控制器控制所述真空阀开启，所述收集井内的污水在气压的作用下被排入真空排水系统。当所述收集井内的水位下降到设定值时，感应管内气压降低，感应阀的内压接口与大气接口间的压差变小到不足以维持感应阀与控制器间的电路接通状态，控制器中所述工作气压接口和真空供气接口之间的通路断开，所述真空阀关闭，结束一次排水。

由于所述感应管内腔的气压能够准确地反映所述收集井内的水位信息，因此，可以根据实际情况（包括结构参数、流量参数等）进行设计计算，在收集井的排水水位与感应阀输出的高水位感应信号之间建立映射关系，即当所述收集井内的水位达到预定的排放高度时，对应于感应管内特定的气压变化值，因此实际应用中可以通过感知感应管内气压的变化来获得水位信息，实现对排水时机的掌控。

此外，还可以通过所述控制器直接控制真空阀的开闭，实现直接控制污水排放的时间，而不以检测的水位作为控制何时开始排放以及用多长时间排放的指标。

所述内压接口与所述感应管的内腔上部接口6.1可以采用气管相连通，所述大气接口与大气相连通。

所述大气接口的设置一方面为感应压差设置了基准气压，另一方面可用于所述积水井排水时感应阀和感应管内部的压力平衡，便于感应管内的积水排净使其内部气压恢复原始值，避免影响下一排水循环的水位检测。

所述收集井内还优选设有收集器3，所述收集器为顶部封闭的空心罐体，所述收集器的侧壁上设有进污口5，所述吸污管的进口和所述感应管的管口均位于所述收集器内。

所述进污口优选设置在所述收集器侧壁的高度方向上的中部，随着所述收集井内液位的升高，靠近水面的污水先进入收集器，由于重力沉积作用，这种进水方式可以使进入收集器的污水中混入的颗粒等杂质更少，对感应管的影响较小。

所述收集井上部安装有支撑板9，所述收集器通过其固定件7固定连接在所述支撑板上，所述吸污管和感应管穿过所述支撑板上的相应通孔，其上部分别位于所述支撑板之上，所述吸污管和所述感应管通过安装件固定连接在所述支撑板上，所述吸污管和感应管与所述收集器的相对位置固定，所述固定件优选为固定杆或固定管。所述排污管也可以通过所述支撑板安装，以与吸污管、感应管和收集器等装置保持固定的相对位置，并成为一个整体，方便整体检修、清理、更换等操作，甚至可以整体取出进行上述作业。由于污水只在下部空腔内，给上部留有足够的维护等作业空间，因此优选将所述吸污管、排污管和感应管的上部设置在所述支撑板之上，既节省了地面空间，还避免了地面设备易于损坏、影响环境美观等。

所述支撑板可拆卸地固定安装于所述收集井内，将所述收集井的内部空间分隔为上、下两个空腔，所述支撑板设有能够带动其上下移动的高度调节机构或者所述支撑板上设有能够带动所述收集器、吸污管和感应管一同上下移动的高度调节机构。由于采用高度调节机构，可在一定范围内整体调节所述收集器、吸污管和感应管在收集井内的高度，由于所述感应管的位置高低，一定程度上决定排水水位，从而可在需要时改变预设的排水水位。

所述感应阀和控制器可以设置在所述支撑板之上的所述收集井内，也可以设置在地面上的保护罩15内，以防止雨、雪、外力等的损坏，所述保护罩和所述收集井之间还可以设置有穿线管16，其整体设置于地面以下，一端设在所述保护罩内，另一端连通所述收集井的上部空腔，所述感应阀与感应管之间以及所述控制器与真空阀和内腔上部接口6.1之间的气管走线可以穿过埋设在地下的穿线管进入所述收集井的上部空腔内，如连接所述取气口和真空供气接口的管路、连接所述压力腔的接口和工作气压接口的管路以及连接所述感应管和感应阀的内压接口的管路均设置于所述穿线管内，以起到必要的保护作用。

所述收集井的主体可以采用盖板式圆形砖砌结构，设有重力流污水进口，还设有混凝土井圈17、铸铁井盖12和支座18，所述井盖的中部设有加强筋，污水流入所述收集井的通道口优选设置在所述收集井的下部空腔的侧壁上，用于收集重力流污水的进污管2可以穿过该通道口伸入收集井内，并且优选将所述进污管的管口设置为朝向下方。

Claims (10)

1.一种用于真空排水系统的积水井，包括收集井和吸污管，其特征在于还包括排污管、真空阀以及用于控制所述真空阀通断的控制器，所述排污管的出口接入真空管路，进口通过所述真空阀连接所述吸污管的出口，所述吸污管的进口延伸至所述收集井内的吸污水位。

2.如权利要求1所述的用于真空排水系统的积水井，其特征在于所述真空阀设有用于控制自身介质通道开闭的压力腔，所述控制器设有工作气压接口和真空供气接口，所述工作气压接口与所述压力腔的接口相连通，所述真空供气接口与所述真空管路相通，所述控制器内设有用于接通和关断所述工作气压接口和真空供气接口之间通路的阀门以及用于控制所述阀门的工作状态的控制电路，所述控制器的信号输入端接入所述控制电路。

3.如权利要求2所述的用于真空排水系统的积水井，其特征在于所述真空供气接口与所述真空管路相通的方式为：所述排污管设有取气口，所述取气口设于所述排污管的最高处，所述取气口与所述真空供气接口相连通。

4.如权利要求1、2或3所述的用于真空排水系统的积水井，其特征在于所述控制器依据其信号输入端输入的信号控制所述阀门的工作状态，所述控制器的信号输入端连接有用于采集所述收集井内水位信号的水位传感器。

5.如权利要求4所述的用于真空排水系统的积水井，其特征在于所述水位传感器由感应阀和感应管组成，所述感应阀设有内压接口、大气接口和感应信号输出端，所述内压接口连接有感应管，所述大气接口与大气相连通，所述感应管自上向下延伸至所述收集井内的水位信号采集水位，其下端开有管口。

6.如权利要求5所述的用于真空排水系统的积水井，其特征在于所述收集井内设有收集器，所述收集器为顶部封闭的空心罐体，其侧壁上设有进污口，所述吸污管的进口和所述感应管的管口均位于所述收集器内。

7.如权利要求6所述的用于真空排水系统的积水井，其特征在于所述收集井上部安装有支撑板，所述收集器通过其固定件固定连接在所述支撑板上，所述吸污管和感应管穿过所述支撑板上的相应通孔，其上部分别位于所述支撑板之上，所述吸污管和所述感应管通过安装件固定连接在所述支撑板上。

8.如权利要求7所述的用于真空排水系统的积水井，其特征在于所述支撑板可拆卸地固定安装于所述收集井内，将所述收集井的内部空间分隔为上、下两个空腔，所述支撑板设有能够带动其上下移动的高度调节机构或者所述支撑板上设有能够带动所述收集器、吸污管和感应管一同上下移动的高度调节机构。

9.如权利要求8所述的用于真空排水系统的积水井，其特征在于所述感应阀和控制器设置在所述支撑板之上的所述收集井内或地面上的保护罩内，所述收集井的主体为盖板式圆形砖砌结构，设有重力流污水进口，还设有混凝土井圈、铸铁井盖和支座，所述井盖的中部设有加强筋，污水流入所述收集井的通道口设置在所述收集井的下部空腔的侧壁上。

10.如权利要求9所述的用于真空排水系统的积水井，其特征在于所述保护罩和所述收集井之间设置有穿线管，所述穿线管整体设置于地面以下，一端设在所述保护罩内，另一端连通所述收集井的上部空腔，连接所述取气口和真空供气接口的管路、连接所述压力腔的接口和工作气压接口的管路以及连接所述感应管和感应阀的内压接口的管路均设置于所述穿线管内。

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