CN104499564B - 一种用于排水网管的下沉式拦蓄冲洗设备及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于排水网管的下沉式拦蓄冲洗设备及其应用，排水网管包括：排水管道；拦蓄冲洗设备包括：下沉式拦蓄冲洗堰，设在排水管道中，升高以抬高排水管道中液位进而得到冲洗排水管道的冲洗水；液压缸，与下沉式拦蓄冲洗堰连接，驱动下沉式拦蓄冲洗堰升降；电磁阀，与液压缸连接，控制液压缸运动状态；液压泵，与电磁阀连接，通过电磁阀为液压缸提供液压能；液位计，设在排水管道中，用于检测排水管道中液位高度；自动控制单元，分别与电磁阀、液压泵和液位计连接，根据排水管道中液位高度控制电磁阀和液压泵工作。与现有技术相比，本发明具有清洗效果好等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种市政排水领域的冲洗清淤技术，尤其是涉及一种用于排水网管的下沉式拦蓄冲洗设备及其应用。
背景技术
污水从坡度大的排水支管流入坡度小、管径较大的排水干管、管渠、箱涵后流速减小，污水中携带的泥沙和悬浮固体物极易沉积，造成过水断面减小，管道输送流量减小。此外管道淤积的污染物质易产生有毒、有害、腐蚀性气体，有毒有害气体对环境造成影响，腐蚀性气体对排水管道的造成腐蚀，影响排水管道的设计使用寿命。若不及时清理管道淤积，不仅将会影响居民健康和城市的正常运转，而且还会造成环境污染。因此，排水管道清淤是市政部门的一项极其重要且繁重的工作。
目前国内外应用于排水管道的清淤方法主要有高压水射流清淤法、绞车清淤法、人工清淤法等方法。现有的上述方法基本都是为小口径管道清淤而设计，有些技术人工成本高，且存在安全隐患，有些技术不适合在大管径管道、管渠、箱涵中应用，有些技术在大口径排水管道、管渠、箱涵运行时存在运行成本过高、清淤能力不足、存在二次污染和不能适应复杂地形条件等局限性。
因此，本领域的科技研发和工程技术人员致力于开发一种结构简单、性价比高、节能环保、冲洗效率高和运行维护便捷的排水管道、管渠、箱涵的下沉式拦蓄冲洗堰及方法。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单、性价比高、节能环保、冲洗效率高和运行维护便捷的用于排水管道、管渠、箱涵的下沉式拦蓄冲洗设备及其应用。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
本发明第一方面提供一种用于排水网管的下沉式拦蓄冲洗设备。
一种用于排水网管的下沉式拦蓄冲洗设备，所述排水网管包括：
排水管道；
所述拦蓄冲洗设备包括：
下沉式拦蓄冲洗堰，设在排水管道中，升高以抬高排水管道中液位进而得到冲洗排水管道的冲洗水；
液压缸，与下沉式拦蓄冲洗堰连接，驱动下沉式拦蓄冲洗堰升降；
电磁阀，与液压缸连接，控制液压缸运动状态；
液压泵，与电磁阀连接，通过电磁阀为液压缸提供液压能；
液位计，设在排水管道中，用于检测排水管道中液位高度。
自动控制单元，分别与电磁阀、液压泵和液位计连接，根据排水管道中液位高度控制电磁阀和液压泵工作，所述自动控制单元自动控制所述液压泵、所述电磁阀和所述液压缸的启闭，起到控制所述下沉式拦蓄冲洗堰的所述堰门的上升和下降过程，以及所述排水管道的冲洗清淤过程。
所述液位计为超声波液位计。
所述下沉式拦蓄冲洗堰包括门框和设在门框内并可沿门框上下运动的堰门，所述堰门与门框之间设有密封组件。
所述下沉式拦蓄冲洗堰的所述堰门的上升和下降过程直接由所述液压缸驱动。
所述下沉式拦蓄冲洗堰的堰门和门框为不锈钢材质，坚固耐用，所述密封组件为高强度、高性能的防渗水密封组件。
所述堰门的启闭速度为3m～8m/min，顶部设有半圆形缺口，在所述堰门上升达到最高位置后，排水管道不会因堰门故障被堵塞，保障了排水管道的安全通畅。
所述半圆形缺口形状与排水管道形状契合。
所述冲洗水为由排水网管收集和输送的污水、废水或雨水。
所述排水管道包括排水干管和排水支管，所述排水支管的输出端与排水干管连接。
所述排水干管的首端和排水支管的首端均设有用于源头冲洗的拦蓄冲洗设备，所述排水干管中部设有用于中途冲洗的拦蓄冲洗设备。
所述排水网管还包括泵站集水井和接收井，所述排水干管的输出端与泵站集水井连接，所述排水支管通过接收井与排水干管连接。
所述下沉式拦蓄冲洗堰可冲洗清淤长距离的排水管道。
所述下沉式拦蓄冲洗堰服务的所述排水管道的管径范围较大。
所述下沉式拦蓄冲洗堰可冲洗清淤底部坡降较小的所述排水管道。
所述下沉式拦蓄冲洗堰可在任意强度降雨下对所述排水管道进行有效地自动冲洗清淤。
所述下沉式拦蓄冲洗堰可在非降雨时期，对所述排水管道进行常规养护冲洗清淤。
更优选地，所述下沉式拦蓄冲洗堰冲洗清淤所述排水管道的底部坡降甚至可以是0。
更优选地，所述排水管道采用表面抗腐蚀和光滑处理后，可进一步提高所述下沉式拦蓄冲洗堰的清洗冲淤效果。
本发明第二方面提供上述用于排水网管的下沉式拦蓄冲洗设备的应用。
该设备用于对排水网管进行冲洗清淤，在降雨模式时，包括以下步骤：
a.下沉式拦蓄冲洗堰的堰门处于门框底部。
b.判断排水管道中液位上升速度是否超过阈值，若为是，则执行步骤c，若为否，则执行步骤d；
c.保持堰门为状态不变，利用排水管道收集的雨水对排水管道进行冲洗清淤；
d.自动控制单元控制液压泵、电磁阀和液压缸启动，进而驱动下堰门上升到拦蓄位置；
e.排水管道中液位加速上升，当液位达到设定高度时，自动控制单元控制液压泵、电磁阀和液压缸工作，进而驱动堰门下降；
f.排水管道内蓄积的污水或雨水对排水管道进行冲洗清淤。
该设备用于对排水网管进行冲洗清淤，在非降雨模式时，包括以下步骤：
A.设定常规冲洗周期，下沉式拦蓄冲洗堰的堰门处于门框底部；
B.判断是否到达设定的常规冲洗时间，若为是，则执行步骤E，若为否，则执行步骤C；
C.检测排水管道中沉积物数量是否超过阈值，若为是，则执行步骤E，若为否，则执行步骤D；
D.保持堰门为状态不变；
E.自动控制单元控制液压泵、电磁阀和液压缸启动，驱动堰门上升到拦蓄位置。
F.排水管道中液位加速上升，当液位达到设定高度时，自动控制单元控制液压泵、电磁阀和液压缸工作，进而驱动堰门下降；
G.排水管道内蓄积的污水或雨水对排水管道进行冲洗清淤。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)排水管道的适用管径范围广。
2)排水管道底部坡降适用范围广。
3)冲洗清淤管道距离长，可接力冲洗长距离管道。
4)冲洗水来源于排水管道，节约了水资源。
5)双向液压控制堰门的上升和下降，提高运行了效率。
6)高强度、高性能的防渗水密封组件提高了下沉式拦蓄冲洗堰的堰门和门框之间的密封性。
7)冲洗清淤方式分大雨、小雨、预防性和常规性四种冲洗清淤模式。
8)冲洗清淤过程耗时短，提高了冲洗清淤效率。
9)冲洗清淤过程全自动化，无需额外冲洗能源消耗，降低了运行成本。
10)系统结构简单，易于安装。
11)系统易于维护，提高了操作人员的健康和安全。
12)系统自动化控制，全过程信息化管理，运行稳定性高，易于实施日常管理。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为下沉式拦蓄冲洗堰的结构示意图；
图3为下沉式拦蓄冲洗堰的密封组件结构示意图；
图4为一个实施例中的关闭模式示意图；
图5为一个实施例中的拦蓄模式示意图；
图6为一个实施例中的开启模式示意图；
图7为一个实施例中的冲洗模式示意图；
图8为一个实施例中的下沉式拦蓄冲洗堰与排水管网的布设、连接示意图；
其中：1、自动控制单元，2、液压泵，3、电磁阀，4、液压缸，5、下沉式拦蓄冲洗堰，6、堰门，7、门框，8、密封组件，9、液位计，10、管道液位，11、排水管道，12、沉积物，13、排水干管，14、排水支管，15、接收井，16、泵站集水井，17、源头冲洗用的拦蓄冲洗设备，18、中途冲洗用的拦蓄冲洗设备。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例一：
一种用于排水网管的下沉式拦蓄冲洗设备，排水网管包括排水管道11，如图1和图4所示，拦蓄冲洗设备包括自动控制单元1、液位计9以及依次连接的液压泵2、电磁阀3、液压缸4和下沉式拦蓄冲洗堰5，，下沉式拦蓄冲洗堰5和液位计9设在排水管道11中，自动控制单元1分别与液压泵2、电磁阀3和液位计9连接。液压缸4设于下沉式拦蓄冲洗堰5顶部，自动控制单元1、液压泵2、电磁阀3均位于排水管道11外部单独工作房内。其中液压泵2、电磁阀3、液压缸4、堰门6、门框7和密封组件8的参数型号根据所冲洗清淤的排水管道11的具体参数确定，液位计9为超声波液位计。
如图2和图3所示，下沉式拦蓄冲洗堰5包括门框7和设在门框7内并可沿门框7上下运动的堰门6，堰门6与门框7之间设有密封组件8。
自动控制单元1根据排水管道11中液位计测得的液位高度控制电磁阀3和液压泵2工作，进而控制下沉式拦蓄冲洗设备的堰门6升降，堰门6升高时，拦截排水管道11中雨水或污水，从而抬高排水管道11中液位进而得到冲洗排水管道11的冲洗水，堰门6下降时，冲洗水对排数管道11进行冲洗；
堰门6的启闭速度为3m～8m/min，顶部设有半圆形缺口。
半圆形缺口形状与排水管道11形状契合。
冲洗水为由排水网管收集和输送的污水、废水或雨水。
拦蓄冲洗设备的日常维护仅需对液压泵2、电磁阀3、液压缸4和密封组件8进行维护。
如图8所示，排水管道11包括排水干管13和排水支管14，排水支管14的输出端与排水干管13连接。
排水干管13的首端和排水支管14的首端均设有用于源头冲洗用的拦蓄冲洗设备17，排水干管13中部设有用于中途冲洗用的拦蓄冲洗设备18，多个拦蓄冲洗设备可以接力方式冲洗清淤长距离的排水管道11。
排水网管还包括泵站集水井16和接收井15，排水干管13的输出端与泵站集水井16连接，排水支管14通过接收井15与排水干管13连接。
在降雨模式时，上述用于排水网管的下沉式拦蓄冲洗设备的应用，包括以下步骤：
a.如图4所示，下沉式拦蓄冲洗堰5的堰门6处于门框7底部。
b.判断排水管道11中液位上升速度是否超过阈值，若为是，则执行步骤c，若为否，则执行步骤d，上升速度由液位计9测得；
c.保持堰门6为状态不变，利用排水管道11收集的雨水对排水管道11进行冲洗清淤；
d.如图5所示，自动控制单元1控制液压泵2、电磁阀3和液压缸4启动，进而驱动下堰门6上升到拦蓄位置；
e.如图6所示，排水管道11中液位加速上升，当液位达到设定高度时，自动控制单元1控制液压泵2、电磁阀3和液压缸4工作，进而驱动堰门6下降；
f.如图7所示，排水管道11内蓄积的污水或雨水对排水管道11进行冲洗清淤。
实施例二：
本实施例中与实施例一中的相同之处不再叙述，仅叙述不同之处。
本实施例与实施例一的显著不同在于，本实施例为非降雨情况下的应用，包括以下步骤：
A.设定常规冲洗周期，下沉式拦蓄冲洗堰5的堰门6处于门框7底部；
B.判断是否到达设定的常规冲洗时间，若为是，则执行步骤E，若为否，则执行步骤C；
C.检测排水管道11中沉积物数量是否超过阈值，若为是，则执行步骤E，若为否，则执行步骤D；
D.保持堰门6为状态不变；
E.自动控制单元1控制液压泵2、电磁阀3和液压缸4启动，驱动堰门6上升到拦蓄位置。
F.排水管道11中液位加速上升，当液位达到设定高度时，自动控制单元1控制液压泵2、电磁阀3和液压缸4工作，进而驱动堰门6下降；
G.排水管道11内蓄积的污水或雨水对排水管道11进行冲洗清淤。
本实施例中，常规冲洗周期中的冲洗清淤所需剪切力为5N/m2，沉积物超标时进行的预防性冲洗，其冲洗清淤时的冲洗所需剪切力为3N/m2。
Claims (7)
1.一种用于排水网管的下沉式拦蓄冲洗设备的应用方法，所述排水网管包括：
排水管道；
其特征在于，所述拦蓄冲洗设备包括：
下沉式拦蓄冲洗堰，设在排水管道中，升高以抬高排水管道中液位进而得到冲洗排水管道的冲洗水，
液压缸，与下沉式拦蓄冲洗堰连接，驱动下沉式拦蓄冲洗堰升降，
电磁阀，与液压缸连接，控制液压缸运动状态，
液压泵，与电磁阀连接，通过电磁阀为液压缸提供液压能，
液位计，设在排水管道中，用于检测排水管道中液位高度，
自动控制单元，分别与电磁阀、液压泵和液位计连接，根据排水管道中液位高度控制电磁阀和液压泵工作；
所述下沉式拦蓄冲洗堰包括门框和设在门框内并可沿门框上下运动的堰门，所述堰门与门框之间设有密封组件；
在降雨模式时，所述方法包括以下步骤：
a.下沉式拦蓄冲洗堰的堰门处于门框底部，
b.判断排水管道中液位上升速度是否超过阈值，若为是，则执行步骤c，若为否，则执行步骤d，
c.保持堰门为状态不变，利用排水管道收集的雨水对排水管道进行冲洗清淤，
d.自动控制单元控制液压泵、电磁阀和液压缸启动，进而驱动下堰门上升到拦蓄位置，
e.排水管道中液位加速上升，当液位达到设定高度时，自动控制单元控制液压泵、电磁阀和液压缸工作，进而驱动堰门下降，
f.排水管道内蓄积的污水或雨水对排水管道进行冲洗清淤；
在非降雨模式时，所述方法包括以下步骤：
A.设定常规冲洗周期，下沉式拦蓄冲洗堰的堰门处于门框底部，
B.判断是否到达设定的常规冲洗时间，若为是，则执行步骤E，若为否，则执行步骤C，
C.检测排水管道中沉积物数量是否超过阈值，若为是，则执行步骤E，若为否，则执行步骤D，
D.保持堰门为状态不变，
E.自动控制单元控制液压泵、电磁阀和液压缸启动，驱动堰门上升到拦蓄位置，
F.排水管道中液位加速上升，当液位达到设定高度时，自动控制单元控制液压泵、电磁阀和液压缸工作，进而驱动堰门下降，
G.排水管道内蓄积的污水或雨水对排水管道进行冲洗清淤。
2.根据权利要求1所述的一种用于排水网管的下沉式拦蓄冲洗设备的应用方法，其特征在于，所述堰门的启闭速度为3m～8m/min，顶部设有半圆形缺口。
3.根据权利要求2所述的一种用于排水网管的下沉式拦蓄冲洗设备的应用方法，其特征在于，所述半圆形缺口形状与排水管道形状契合。
4.根据权利要求1所述的一种用于排水网管的下沉式拦蓄冲洗设备的应用方法，其特征在于，所述冲洗水为由排水网管收集和输送的污水、废水或雨水。
5.根据权利要求1所述的一种用于排水网管的下沉式拦蓄冲洗设备的应用方法，其特征在于，所述排水管道包括排水干管和排水支管，所述排水支管的输出端与排水干管连接。
6.根据权利要求5所述的一种用于排水网管的下沉式拦蓄冲洗设备的应用方法，其特征在于，所述排水干管的首端和排水支管的首端均设有用于源头冲洗的拦蓄冲洗设备，所述排水干管中部设有用于中途冲洗的拦蓄冲洗设备。
7.根据权利要求5所述的一种用于排水网管的下沉式拦蓄冲洗设备的应用方法，其特征在于，所述排水网管还包括泵站集水井和接收井，所述排水干管的输出端与泵站集水井连接，所述排水支管通过接收井与排水干管连接。
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