CN104534284B - 一种城市地下管道故障模拟系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种城市地下管道故障模拟系统,能够解决现有技术不能模拟各种情况下城市地下管道破裂的场景的问题。所述系统包括：控制装置、实验装置、参数采集装置、测量装置、供水水箱、水泵、压力泵、第一电动阀、第二电动阀、第三电动阀和第四电动阀；其中，控制装置，分别与水泵、第一电动阀、第二电动阀、第三电动阀、第四电动阀、参数采集装置以及测量装置连接；供水水箱与水泵连接；测量装置，分别与水泵、压力泵、第一电动阀、第二电动阀、第三电动阀、第四电动阀以及实验装置连接；第一电动阀，与实验装置连接；第二电动阀，与实验装置连接；参数采集装置，与第三电动阀和第四电动阀连接。

Description

一种城市地下管道故障模拟系统

技术领域

本发明涉及水土保持观测技术领域，尤其涉及一种城市地下管道故障模拟系统。

背景技术

城市地下管道是城市的生命线，然而由于人为、环境的因素经常会发生城市地下管道渗漏的问题，从而会对地质环境造成影响，甚至会发生地质灾害，给人们的生命和财产造成损失，比如，在供水管道破裂的情况下，供水管道渗漏出的水会冲击周围的土壤，从而形成空洞，造成地面沉降。因此事先制定出在不同的压力、流量，以及不同的破裂情况下城市地下管道破裂的抢险预案具有重要的意义。

而事先制定出各种情况下城市地下管道破裂的抢险预案需要知道在不同的压力、流量，以及不同的破裂情况下能发生什么样的灾害，而目前却没有有效的方法来模拟各种情况下城市地下管道破裂的场景。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种城市地下管道故障模拟系统，能够解决现有技术不能模拟各种情况下城市地下管道破裂的场景的问题。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

本发明提出了一种城市地下管道故障模拟系统，包括：

控制装置、实验装置、参数采集装置、测量装置、供水水箱、水泵、压力泵、第一电动阀、第二电动阀、第三电动阀和第四电动阀；

所述控制装置，分别与所述水泵、第一电动阀、第二电动阀、第三电动阀、第四电动阀、参数采集装置以及所述测量装置连接，用于根据预设的流入所述实验装置和所述参数采集装置的介质的压力和流量的控制指令，控制流入所述实验装置和所述参数采集装置的介质的压力和流量，以及对所述参数采集装置的采集数据和所述测量装置的测量数据进行处理；

所述供水水箱与所述水泵连接，用于向所述实验装置和所述参数采集装置供水；

所述测量装置，分别与所述水泵、压力泵、第一电动阀、第二电动阀、第三电动阀、第四电动阀以及所述实验装置连接，用于测量经所述水泵流出的水和通过管道从所述实验装置流出的水的压力和流量，或者用于测量经所述压力泵流出的气体和通过管道从所述实验装置流出的气体的压力和流量；

所述第一电动阀，与所述实验装置连接，用于调整进入所述实验装置的水的流量；

所述第二电动阀，与所述实验装置连接，用于调整进入所述实验装置的气体的流量；

所述实验装置，用于对城市地下管道渗漏进行模拟；

所述参数采集装置，与所述第三电动阀和所述第四电动阀连接，用于采集所述实验装置中泄露点的介质的流速。

本发明实施例提供的城市地下管道故障模拟系统，通过控制装置、第一电动阀和第三电动阀来设置管道中的介质流量，通过控制装置和水泵来设置管道中的水的压力，通过控制装置和压力泵来设置管道中的气体的压力，通过实验装置对城市地下管道渗漏进行模拟，因而能够解决现有技术不能模拟各种情况下城市地下管道破裂的场景的问题，而控制装置获取参数采集装置采集到的管道泄露点的介质的流速，并进行处理，能够便于根据处理后的数据，进行灾害预测，从而能够有助于制定出抢险预案。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1为本发明城市地下管道故障模拟系统一实施例中各个部件的连接示意图；

图2为图1中控制装置一实施例的方框结构示意图；

图3为图1中控制装置另一实施例的方框结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的实施例进行详细描述。

参看图1，本发明的实施例提供一种城市地下管道故障模拟系统，其特征在于，包括：供水水箱1、水泵2、压力泵3、测量装置4、第一电动阀5、第二电动阀6、第三电动阀7、第四电动阀8、实验装置9、参数采集装置10和控制装置11；

所述控制装置11，分别与所述水泵2、第一电动阀5、第二电动阀6、第三电动阀7、第四电动阀8、参数采集装置10以及所述测量装置4连接，用于根据预设的流入所述实验装置9和所述参数采集装置10的介质的压力和流量的控制指令，控制流入所述实验装置9和所述参数采集装置10的介质的压力和流量，以及对所述参数采集装置10的采集数据和所述测量装置4的测量数据进行处理；

所述供水水箱1与所述水泵2连接，用于向所述实验装置9和所述参数采集装置10供水；

所述测量装置4，分别与所述水泵2、压力泵3、第一电动阀5、第二电动阀6、第三电动阀7、第四电动阀8以及所述实验装置9连接，用于测量经所述水泵2流出的水和通过管道从所述实验装置9流出的水的压力和流量，或者用于测量经所述压力泵3流出的气体和通过管道从所述实验装置9流出的气体的压力和流量；

所述第一电动阀5，与所述实验装置9连接，用于调整进入所述实验装置9的水的流量；

所述第二电动阀6，与所述实验装置9连接，用于调整进入所述实验装置9的气体的流量；

所述实验装置9，用于对城市地下管道渗漏进行模拟；

所述参数采集装置10，与所述第三电动阀7和所述第四电动阀8连接，用于采集所述实验装置9中泄露点的介质的流速。

本发明实施例提供的城市地下管道故障模拟系统，通过控制装置、第一电动阀和第三电动阀来设置管道中的介质流量，通过控制装置和水泵来设置管道中的水的压力，通过控制装置和压力泵来设置管道中的气体的压力，通过实验装置对城市地下管道渗漏进行模拟，因而能够解决现有技术不能模拟各种情况下城市地下管道破裂的场景的问题，而控制装置获取参数采集装置采集到的管道泄露点的介质的流速，并进行处理，能够便于根据处理后的数据，进行灾害预测，从而能够有助于制定出抢险预案。

可选地，参看图2和图3，在本发明城市地下管道故障模拟系统的另一实施例中，所述控制装置11，包括：

第一压力设置单元110，用于根据用户设置流入所述实验装置和所述参数采集装置的水的压力的指令，控制所述水泵进行工作；

第一流量设置单元111，用于根据用户设置流入所述实验装置和所述参数采集装置的水的流量的指令，控制所述第一电动阀对流入所述实验装置和所述参数采集装置的水的流量进行设置；

第一获取单元112，用于获取所述参数采集装置和所述测量装置测量到的数据，并进行处理；或者

第二压力设置单元113，用于根据用户设置流入所述实验装置和所述参数采集装置的气体的压力的指令，控制所述压力泵进行工作；

第二流量设置单元114，用于根据用户设置流入所述实验装置和所述参数采集装置的气体的流量的指令，控制所述第二电动阀对流入所述实验装置和所述参数采集装置的气体的流量进行设置；

第二获取单元115，用于获取所述参数采集装置和所述测量装置测量到的数据，并进行处理。

本发明实施例中，控制装置通过指令来控制水泵的转速，进而模拟出城市地下管道的水压；控制装置通过指令来对第一电动阀进行设置，进而模拟出城市地下管道的水的流量；控制装置通过指令来控制压力泵的转速，进而模拟出城市地下管道的气压；控制装置通过指令来对第二电动阀进行设置，进而模拟出城市地下管道的气体的流量。

可选地，在本发明城市地下管道故障模拟系统的另一实施例中，所述实验装置，包括：

第一功能箱和第一管道；其中，所述第一功能箱无顶，所述第一功能箱的正面的材质为玻璃，所述第一功能箱的两个侧面各开一个管道口，该两个管道口之间连接所述第一管道，所述第一功能箱的侧面开有窗口，用于向所述第一功能箱中放置土壤样品，所述第一功能箱的底面设置有排水孔，用于排出从所述第一管道渗漏的水，所述第一管道有破裂，且所述第一管道贴合所述第一功能箱的正面。

本发明实施例中，第一功能箱的侧面可以成对的设置多个不同口径的管道口，用来模拟不同粗细的城市地下管道；可以从第一功能箱的上方开口处向第一功能箱中加入土壤样品；第一管道贴合第一功能箱的正面，能够观察到第一管道破裂对周围土壤样品的影响的演化过程，从而能够便于进行灾害预测。

可选地，在本发明城市地下管道故障模拟系统的另一实施例中，所述参数采集装置，包括：

第二功能箱、采集单元和第二管道；其中，所述第二功能箱与所述第一功能箱具有相同的结构，所述第二管道与所述第一管道上破裂处的位置、大小和形状一样，所述采集单元，用于采集所述第二管道中泄露点的介质的流速；

所述控制装置，用于获取所述采集单元采集到的流速和所述测量装置测量到的数据，根据所述流速计算出压力和流量，对所述测量装置测量到的数据和计算出的所述压力和流量进行显示。

本发明实施例中，第二功能箱与第一功能箱具有相同的结构，但未放入土壤样品，第二管道与第一管道上破裂处的位置、大小和形状一样，因而采集单元采集的第二管道中泄露点的介质的流速，与第一管道中泄露点的介质的流速相同。在实施的过程中，可以将采集单元置于第二管道渗漏点处进行采集。

可选地，在本发明城市地下管道故障模拟系统的另一实施例中，所述第一电动阀与所述第三电动阀的参数设置相同。

本发明实施例中，对第一电动阀和第三电动阀进行相同的参数设置，是为了保证进入实验装置和参数采集装置中的水的流量相同，以便于通过参数采集装置获取到实验装置中管道渗漏处的水的流速。

可选地，在本发明城市地下管道故障模拟系统的另一实施例中，所述第二电动阀与所述第四电动阀的参数设置相同。

本发明实施例中，对第二电动阀和第四电动阀进行相同的参数设置，是为了保证进入实验装置和参数采集装置中的气体的流量相同，以便于通过参数采集装置获取到实验装置中管道渗漏处的气体的流速。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (6)

1.一种城市地下管道故障模拟系统，其特征在于，包括：控制装置、实验装置、参数采集装置、测量装置、供水水箱、水泵、压力泵、第一电动阀、第二电动阀、第三电动阀和第四电动阀；

所述控制装置，分别与所述水泵、第一电动阀、第二电动阀、第三电动阀、第四电动阀、参数采集装置以及所述测量装置连接，用于根据预设的流入所述实验装置和所述参数采集装置的介质的压力和流量的控制指令，控制流入所述实验装置和所述参数采集装置的介质的压力和流量，以及对所述参数采集装置的采集数据和所述测量装置的测量数据进行处理；

所述供水水箱与所述水泵连接，用于向所述实验装置和所述参数采集装置供水；

所述测量装置，分别与所述水泵、压力泵、第一电动阀、第二电动阀、第三电动阀、第四电动阀以及所述实验装置连接，用于测量经所述水泵流出的水和通过管道从所述实验装置流出的水的压力和流量，或者用于测量经所述压力泵流出的气体和通过管道从所述实验装置流出的气体的压力和流量；

所述第一电动阀，与所述实验装置连接，用于调整进入所述实验装置的水的流量；

所述第二电动阀，与所述实验装置连接，用于调整进入所述实验装置的气体的流量；

所述实验装置，用于对城市地下管道渗漏进行模拟；

所述参数采集装置，与所述第三电动阀和所述第四电动阀连接，用于采集所述实验装置中泄露点的介质的流速。

2.根据权利要求1所述的城市地下管道故障模拟系统，其特征在于，所述控制装置，包括：

第一压力设置单元，用于根据用户设置流入所述实验装置和所述参数采集装置的水的压力的指令，控制所述水泵进行工作；

第一流量设置单元，用于根据用户设置流入所述实验装置和所述参数采集装置的水的流量的指令，控制所述第一电动阀对流入所述实验装置和所述参数采集装置的水的流量进行设置；

第一获取单元，用于获取所述参数采集装置和所述测量装置测量到的数据，并进行处理；或者

第二压力设置单元，用于根据用户设置流入所述实验装置和所述参数采集装置的气体的压力的指令，控制所述压力泵进行工作；

第二流量设置单元，用于根据用户设置流入所述实验装置和所述参数采集装置的气体的流量的指令，控制所述第二电动阀对流入所述实验装置和所述参数采集装置的气体的流量进行设置；

第二获取单元，用于获取所述参数采集装置和所述测量装置测量到的数据，并进行处理。

3.根据权利要求1或2所述的城市地下管道故障模拟系统，其特征在于，所述实验装置，包括：

第一功能箱和第一管道；其中，所述第一功能箱无顶，所述第一功能箱的正面的材质为玻璃，所述第一功能箱的两个侧面各开一个管道口，该两个管道口之间连接所述第一管道，所述第一功能箱的侧面开有窗口，用于向所述第一功能箱中放置土壤样品，所述第一功能箱的底面设置有排水孔，用于排出从所述第一管道渗漏的水，所述第一管道有破裂，且所述第一管道贴合所述第一功能箱的正面。

4.根据权利要求3所述的城市地下管道故障模拟系统，其特征在于，所述参数采集装置，包括：

第二功能箱、采集单元和第二管道；其中，所述第二功能箱与所述第一功能箱具有相同的结构，所述第二管道与所述第一管道上破裂处的位置、大小和形状一样，所述采集单元，用于采集所述第二管道中泄露点的介质的流速；

所述控制装置，用于获取所述采集单元采集到的流速和所述测量装置测量到的数据，根据所述流速计算出压力和流量，对所述测量装置测量到的数据和计算出的所述压力和流量进行显示。

5.根据权利要求1所述的城市地下管道故障模拟系统，其特征在于，所述第一电动阀与所述第三电动阀的参数设置相同。

6.根据权利要求1所述的城市地下管道故障模拟系统，其特征在于，所述第二电动阀与所述第四电动阀的参数设置相同。