CN104714563B - 滑轮组增幅程控变流量发生器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种滑轮组增幅程控变流量发生器，属于水处理技术领域。该发生器包括恒位供水系统、变水位差出水系统以及流量曲线程序自控系统；恒位供水箱下部接三根出水软管，通过出水软管上电磁阀的不同开闭组合、调节阀的开度和高度调节器的联合作用，实现基准流量大小和流量增幅的变化；变水位差出水系统中的加、减速牵引电液推杆分别通过加、减速动滑轮组连接到牵引轮，实现加、减速牵引电液推杆的快速切换。工控机连接转换器、变频器以及电机，按照给定的水流量变化曲线使得出水流量呈任意所需波形变化。本发明能够模拟各种降雨雨型及工业污水的流量变化，实现对各种调量池、雨水调蓄池的调量效果进行量化评价与结构优化。

Description

滑轮组增幅程控变流量发生器

技术领域：

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种能产生出水流量呈任意给定波形变化的滑轮组增幅程控变流量发生器。

背景技术：

污水处理厂中进水水量、水质的波动对后续水处理有很大危害，如：2004年绍兴污水处理厂一期工程的生化系统共受水质水量冲击7次，引起二沉池水质波动的天数有58天，物化加药操作控制难度较大。设置调节池作为调节水量、水质的构筑物，可以减少对后续水处理的危害。

美国国家环保局(EPA)水体污染调查表明，约30％地表水体的污染物超标是由非点源污染造成的，在已实现污水二级处理的城市，水体BOD₅年负荷中的40％～80％来自雨水径流；近年来，我国城市调蓄雨洪能力衰减，城市雨水得不到调蓄或滞留，导致排涝能力不足，城市内积水排向河道的时间加长，城市内涝问题越来越突出；雨水资源的收集与利用是城市开发水资源、节约用水、减轻城市洪涝灾害、缓解排水管道负担、减少污染负荷、改善城市水环境状态的有效措施。面对如此严重的雨水调蓄问题，雨水调蓄池以其适用性高与经济性佳在美国各州得到广泛应用，但是大部分都是基于经验法进行的设计，没有理论研究做基础，造成了不必要的工程浪费，且没有达到预期的设计效果。

为了降低工程造价、提高调节能力，对调量池(雨水调蓄池)进行实验室水平的性能研究，需要模拟污水处理厂进水和雨水的水量变化情况，然而污水处理厂的进水水量和降雨量分布均随时间而不断变化；其中降雨量的分布一般随时间而产生的变化较大，常用的降雨量时程分布(即雨型)有：均匀雨型、Keifer和Chu雨型(芝加哥雨型)、SCS雨型、Huff雨型、Pilgrim和Cordery雨型、Yen和Chow雨型(三角形雨型)等。

现有的水流量波动发生器的研究较少，Y.L.Zhang采用一种密度不均匀的凸轮对管道进行挤压，从而实现流量的波动，但要考虑管道发生弹性形变后的恢复能力；K.C.Leong采用圆盘转动曲轴带动活塞抽吸，改变流量；喻九阳采用凸轮连杆机构带动闸阀实现流量变动，但是根据阀门的流量特性曲线发现，闸阀阀门的开度与流量并不是呈线性关系；蒲家宁设计一种非圆盘的凸轮机构，不过每改变一次波动幅值就需要重新制作一种凸轮机构；张新喜采用电机驱动多孔圆盘转动，利用短管出流原理使得出水流量呈矩形波或正弦波变化。上述几种水流量波动发生器均不能实现出水流量变化曲线呈任意给定波形变化，且单一采用电液推杆、电机直联、皮带传动、变频调速、步进电机驱动等不能在同一台发生器上满足水流量快速和慢速变化。

发明内容：

本发明的目的是提供一种滑轮组增幅程控变流量发生器，该发生器出水流量呈任意给定波形变化，并且基准流量、变化率、波形、周期、峰值等可调，以实现在给定流量变化曲线下，模拟不同雨型和污水水量变化，对不同结构调量池(雨水调蓄池)的调量功能进行量化测试和评价，从而促进调量池(雨水调蓄池)的结构优化设计。

本发明所提供的滑轮组增幅程控变流量发生器，其特征在于该流量发生器包括恒位供水系统、变水位差出水系统以及流量曲线程序自控系统。

所述恒位供水系统包括供水箱1、恒位供水箱2、水泵、阀门以及管道，所述供水箱1与水泵相连经压水管通向所述恒位供水箱2中的进水缓冲槽，所述进水缓冲槽位于所述恒位供水箱2的进水管正下方并置于恒位液面以下，所述恒位供水箱2通过溢流管接回至所述供水箱1。

所述变水位差出水系统包括淹没式溢流出水装置和滑轮加减速升降装置两部分；所述淹没式溢流出水装置包括基流出水软管4、第一随动出水软管5a、第二随动出水软管5b、溢流式供水箱9和溢流槽出水软管14；所述基流出水软管4、第一随动出水软管5a和第二随动出水软管5b连接在所述恒位供水箱2的下部，所述基流出水软管4连接电磁阀3并将出水口连接至高度调节器6，所述基流出水软管4的出水口位于所述溢流式供水箱9的液面以上，所述电磁阀3经中间继电器与工控机32相连；所述第一随动出水软管5a和第二随动出水软管5b分别连接第一电磁阀3a以及第二电磁阀3b，并将出水口固定于所述溢流式供水箱9的液面以下，所述第一电磁阀3a以及第二电磁阀3b经中间继电器与所述工控机32相连；所述溢流式供水箱9内设有恒位水堰10和溢流槽11，所述溢流槽11下部连接所述溢流槽出水软管14，所述溢流槽出水软管14的末端安装流量计15并将出水口接至调量池16，所述流量计15与工控机32相连；水箱吊架8将所述溢流式供水箱9套在内部并通过滑块12与导轨支架17相连；据此实现水位差的变化。

所述滑轮加减速升降装置包括加速牵引电液推杆26、减速牵引电液推杆27、加速动滑轮组24和减速动滑轮组25。所述加速牵引电液推杆26的下端固定于地面，所述加速牵引电液推杆26的上端连接所述加速动滑轮组24，第一钢丝拉绳28a的一端固定于支架33的顶部，所述第一钢丝拉绳28a的另一端穿过所述加速动滑轮组24中的第一级动滑轮的下部后连接第二级动滑轮，第二钢丝拉绳28b的一端与所述支架33顶部固连后依次穿过加速动滑轮组24中的第二级动滑轮的下部、第一导向轮22的上部以及牵引轮21的下部，所述第二钢丝拉绳28b的另一端与所述减速动滑轮组25固连后依次穿过第二导向轮23的上部以及牵引轮21的下部，所述第一导向轮22以及所述第二导向轮23固定于所述支架33的顶部；所述减速牵引电液推杆27的下端固定于地面，所述减速牵引电液推杆27的上端连接第三钢丝拉绳28c，所述第三钢丝拉绳28c穿过所述减速动滑轮组25，所述第三钢丝拉绳28c的另一端固定于地面，其中加减速动滑轮组均可由多级动滑轮串联组成，扩大了电液推杆的控制速度的范围；所述牵引轮21向下的第四钢丝拉绳28d上固定磁铁19，线圈18弹性连接在磁铁19的外围，所述线圈18连接传感器20，所述传感器20的信号线连接到所述工控机32的I/O接口，所述第四钢丝拉绳28d下端连接所述水箱吊架8；据此，可以实现加、减速牵引电液推杆的快速切换，实现溢流式供水箱9成倍的加减速变化。

所述流量曲线程序自控系统包括工控机32、第一转换器31a、第二转换器31b、第一变频器29a和第二变频器29b；所述工控机32通过所述第一转换器31a以及第一变频器29a连接所述加速牵引电液推杆26上配置的电机，所述工控机32通过所述第二转换器31b以及第二变频器29b连接所述减速牵引电液推杆27上配置的电机，所述第一变频器29a以及第二变频器29b分别连接电源30；所述工控机32的分别连接电磁阀3、第一电磁阀3a、第二电磁阀3b、流量计15以及传感器20，向工控机32的专用控制程序输入给定流量曲线而实现自动控制的目的。

本发明基于水力学中的短管淹没出流计算公式首先设计恒位供水箱，通过淹没出流的方式连接淹没式溢流出水装置，在供水液面保持不变的前提下，通过改变恒位供水箱液面与溢流式供水箱液面之间的液位差来改变溢流槽出水软管的出水流量。

假定所需要产生的流量变化函数为Q(t)，由淹没出流公式可得水位差与出流量之间的函数关系为:

由式(1)可以推导出恒位供水箱2液面与溢流式供水箱9液面之间的液位差:

对式(2)两边求导，可以得出溢流式供水箱9的升降速度为:

通常可用电液推杆来实现溢流式供水箱9的升降，但是由于电液推杆的调节速度范围有限，故利用加速动滑轮组24(m级)和减速动滑轮组25(n级)来扩大其速度的调节范围。当减速牵引电液推杆27静止，加速牵引电液推杆26以V_k速度运动时，溢流式供水箱9的临界速度为V₀＝2·(m-1)·V_k；当加速牵引电液推杆26静止，减速牵引电液推杆27以V_m速度运动时，溢流式供水箱9的临界速度为当加速牵引电液推杆26和减速牵引电液推杆27同时朝相反方向运动时，溢流式供水箱9的临界速度为以此来实现常速区的升降运动。据此，由溢流式供水箱9推拉的最大速度V_max，可以确定电液推杆的最大推速V_mT和最大拉速V_mL需要满足条件:

电液推杆的推拉速度和电机的转速是呈线性关系的，即电机转速:

变频器的频率与电机转速之间的关系是:

故当只开启一根随动出水软管时，将调量池16刚开始进水的瞬间记为0时刻，此时恒位供水箱2液面与溢流式供水箱9液面之间的液位差为H₀，则t时刻从恒位水箱2中通过淹没式出流到溢流式供水箱9内的流量为：

由于溢流式供水箱9的出流采用的是矩形薄壁堰出流的方式，堰上水头H_t随Q_y(t)的流量变化而变化，对Q_y(t)有截留作用使得溢流槽出水软管14的出水口流量Q(t)产生偏差，故需对Q(t)进行偏差修正。H_t、dH_t分别为t时刻的堰上水头和堰上水头的瞬时变化量。根据无侧收缩、非淹没矩形薄壁堰的流量计算公式和连续性方程可得:

其中，

结合实际情况根据式(8)对H_t和t的关系进行计算，根据计算结果对Q(t)进行偏差修正，故溢流槽出水软管14的出水口流量大小如下：

式中：Q(t)——任意给定波形出水流量函数，m³/s；

f(t)——变频器频率

μ_c——管道系统的流量系数，

A——出水管过水断面面积，m²；

V₀——溢流式供水箱速度

n₀——电机转速，r/min；

p——电机磁极对数，p＝2；

s——电机转差率，s＝(n₁-n₀)/n₁式中：n₁为同步转速，n₀为电机转速；

H_t——溢流式供水箱的矩形薄壁堰出流的堰上水头，m；

B——溢流式供水箱的宽度，m；

L——溢流式供水箱的长度，m。

为了实现上述发生器的技术目的，本发明所提供的滑轮组增幅程控变流量发生器具体技术方案进一步描述如下：

供水箱1由水泵将水经压水管持续提升至恒位供水箱2中的进水缓冲槽，进水缓冲槽位于恒位供水箱2液面以下，减小进水对恒位供水箱2液面的扰动、避免增加出水管路的动水头，恒位供水箱2的溢流堰通过溢流管回流至供水箱1，保证恒位供水箱2液面的恒定。

恒位供水箱2下部接三根出水软管：一根为基流出水软管4，出水端连接到高度调节器6，通过自由出流方式连接溢流式供水箱9，高度调节器6可以调节出水口流量Q'；另两根为第一随动出水软管5a、第二随动出水软管5b，通过淹没式出流的方式接至溢流式供水箱9，其出水口流量为系统工作时，第一随动出水软管5a始终处于开启状态：当所输入理论流量曲线满足要求时，不需要开启其他出水软管，溢流式供水箱9的进水流量为Q_y(t)＝Q₀(t)；当所需基准流量增大，而流量增幅数值要求不变时，开启基流出水软管4，并可通过高度调节器6调节基流出水软管4的出水流量大小，溢流式供水箱9的进水流量为Q_y(t)＝Q₀(t)+Q'；当所需流量曲线需要阶跃式的较高流量增幅，间歇式的开启基流出水软管4，溢流式供水箱9的进水流量为当所需基准流量和流量增幅均要求增大时，加开第二随动出水软管5b,并可通过调节阀7的开度实现基准流量和流量增幅提升的可连续性，溢流式供水箱9的进水流量为Q_y(t)＝(1～2)·Q₀(t)。溢流式供水箱9中的进水流过恒位水堰10后，修正的流量为ΔQ；溢流槽出水软管14的出水流量Q(t)即为溢流式供水箱9上下移动过程中由于恒位供水箱2液面与溢流式供水箱9液面之间的液位差H(t)的变化所产生的出水；流量计15的数值自动存入工控机32中，与理论流量曲线形成对比，给工控机32专用控制程序修正提供依据，使得出水流量达到理论要求；

加速牵引电液推杆26依次连接加速动滑轮组24、第一导向轮22和牵引轮21，减速牵引电液推杆27依次连接减速动滑轮组25、第二导向轮23和牵引轮21，其中加减速动滑轮组均可由多级动滑轮串联组成，扩大了电液推杆的控制速度的范围；牵引轮21向下的第四钢丝拉绳28d上固定一段磁铁19，线圈18弹性连接在磁铁19的外围；电液推杆牵引水箱运动会产生电磁感应现象，线圈18内产生的电流通过传感器20传输到工控机32内，机械信号转化为电信号使得传播速度得到大幅度提升，同时这一终端传输信息可以修正系统误差，从而实现两个电液推杆的瞬间切换；第四钢丝拉绳28d下端连接水箱吊架8，水箱吊架8内部固定溢流式供水箱；水箱吊架8通过滑块12与导轨支架17相连，溢流式供水箱9沿导轨支架上下运动，并以此确保其运动时总是处于垂直的位置，溢流式供水箱9最低运动到导轨支架17的末端，以确保其高于调量池16的进水口。所需流量增大时，电液推杆需向上推动，所需流量减小时，电液推杆需向下拉动；在流量变化速率高时，减速牵引电液推杆27静止工作，启动加速牵引电液推杆26，在流量变化速率低时，加速牵引电液推杆26静止工作，启动减速牵引电液推杆27；据此，可以实现溢流式供水箱连续的成倍的加减速变化。

据此，可将流量变化函数Q(t)输入到工控机32中，通过式(9)计算得到频率变化的函数f(t)来控制电液推杆的转速，辅以线圈18所传输回来的电流大小，从而实现加、减速牵引电液推杆的快速切换，改变水位差，产生任意给定波形的水流量。

本发明的优点在于可以模拟产生各种降雨雨型和工业污水的流量变化，从而可以在实验室基础上对各种调量池、雨水调蓄池的调量效果进行量化评价和结构优化。

附图说明：

图1为本发明滑轮组增幅程控变流量发生器结构示意图；

图2为本发明中不同波形参数调节装置结构示意图(右视图)。

图中：1-供水箱；2-恒位供水箱；3-电磁阀；3a-第一电磁阀；3b-第二电磁阀；4-基流出水软管；5a-第一随动出水软管；5b-第二随动出水软管；6-高度调节器；7-调节阀；8-水箱吊架；9-溢流式供水箱；10-恒位水堰；11-溢流槽；12-滑块；13-放空管；14-溢流槽出水软管；15-流量计；16-调量池；17-导轨支架；18-线圈；19-磁铁；20-传感器；21-牵引轮；22-第一导向轮；23-第二导向轮；24-加速动滑轮组；25-减速动滑轮组；26-加速牵引电液推杆；27-减速牵引电液推杆；28a-第一钢丝拉绳；28b-第二钢丝拉绳；28c-第三钢丝拉绳；28d-第四钢丝拉绳；29a-第一变频器；29b-第二变频器；30-电源；31a-第一转换器；31b-第二转换器；32-工控机；33-支架。

具体实施方式：

下面结合附图进一步说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，供水箱1由水泵的压水管将水提升至恒位供水箱2中的进水缓冲槽，进水缓冲槽位于恒位供水箱2液面以下，恒位供水箱2中的水由溢流管接回至供水箱1，且溢流管的出水口在供水箱1的自由液面之上以保证溢流通畅；恒位供水箱2下部沿宽度方向接三根出水软管：一根为基流出水软管4，与电磁阀3相连，出水端连接到高度调节器6，位于溢流式供水箱9的液面以上，电磁阀3经中间继电器与工控机32相连；另两根为第一随动出水软管5a、第二随动出水软管5b，分别连接第一电磁阀3a、第二电磁阀3b，出水端固定于溢流式供水箱9的液面以下，第一电磁阀3a、第二电磁阀3b经中间继电器与工控机32相连；溢流式供水箱9内有恒位水堰10和溢流槽11，溢流槽11下部设计成四棱锥状，使得溢流出的水完全流入溢流槽出水软管14中，软管末端安装流量计15，出水口接至调量池16，流量计15与工控机32相连；水箱吊架8将溢流式供水箱9套在内部，通过滑块12与导轨支架17相连，其上部悬吊于牵引轮21的第四钢丝拉绳28d上；加、减速牵引电液推杆分别通过加、减速动滑轮组连接到牵引轮21；牵引轮21连接到水箱吊架8的第四钢丝拉绳28d上固定一段磁铁19，线圈18弹性连接在磁铁19的外围；电液推杆牵引水箱运动会产生电磁感应现象，线圈18内产生的电流随运动速度的变化而变化，电流通过传感器20传输到工控机32内，当检测电流增大至整定值且要继续增大时工控机32控制加速牵引电液推杆26的启动，当检测电流减小至整定值且要继续减小时工控机32控制减速牵引电液推杆27的启动；机械信号转化为电信号使得传播速度得到大幅度提升，同时这一终端传输信息可以修正从工控机到水箱的一系列系统误差，从而实现两个电液推杆的瞬间切换；根据所需产生的流量曲线，通过流量曲线程序自控系统，来控制减速牵引电液推杆27和加速牵引电液推杆26的推拉速度变化，从而实现恒位供水箱2的液面与溢流式供水箱9的液面之间的液位差的变化，使得出水呈任意给定波形变化。

如图1所示，加速牵引电液推杆26依次连接加速动滑轮组24、第一导向轮22和牵引轮21；为了实现溢流式供水箱9的高速及高瞬时变化率的升降运动，扩大电液推杆的调速范围，采用多级动滑轮串联组合成加速动滑轮组24；当要求实现高速的流量变化时，减速牵引电液推杆27静止工作，启动加速牵引电液推杆26，加速牵引电液推杆26伸长(或缩短)的速度为V₁，加速动滑轮组24中的第一级动滑轮上升(或下降)的速度为V₁，往后每一级上升(或下降)的速度均为前一级上升(或下降)的速度的两倍，通过第一导向轮22连接上牵引轮21的右端，牵引轮21下降(或上升)的速度与加速动滑轮组24中最后一级动滑轮上升(或下降)的速度相同；溢流式供水箱9的下降(或上升)速度V＝2·(m-1)·V₁；

如图1所示，减速牵引电液推杆27依次连接减速动滑轮组25、第二导向轮23和牵引轮21；为了实现溢流式供水箱9的低速及低瞬时变化率的升降运动，采用多级动滑轮串联组合成减速动滑轮组25；当要求实现低速的流量变化时，加速牵引电液推杆26静止工作，启动减速牵引电液推杆27，减速牵引电液推杆27伸长(或缩短)的速度为V₂，减速动滑轮组25中的第一级动滑轮上升(或下降)的速度为往后每一级上升(或下降)的速度均为前一级上升(或下降)速度的一半，通过第二导向轮23连接上牵引轮21的左端，牵引轮21下降(或上升)的速度是减速动滑轮组25中最后一级动滑轮上升(或下降)速度的一半；溢流式供水箱9下降(或上升)的速度

如图1所示，当要求实现高速区低瞬时变化率的升降运动时，加速牵引电液推杆26和减速牵引电液推杆27同时朝相反方向运动时，牵引轮21升降的速度为上述两个电液推杆单独运动时的相应的升降速度相减；溢流式供水箱9的升降速度为

如图2所示，基流出水软管4的出水端固定于高度调节器6上，高度调节器6可以对基流出水软管4的出水流量进行调节，通过自由出流接至溢流式供水箱9；第一随动出水软管5a、第二随动出水软管5b通过淹没式出流的方式接至溢流式供水箱9中，出水端的位置固定在溢流式供水箱9中，第一随动出水软管5a、第二随动出水软管5b的移动不会引起进水口位置的移动，减小进水对恒位水堰10的液面的扰动。

为了实现在工控机32给定水流量曲线的基础，进一步调节出水曲线的基准流量、幅值和冲击性等，以满足更高的试验要求和增加试验装置的灵活性，系统工作时第一随动出水软管5a始终处于开启状态：当所输入理论流量曲线满足要求时，不需要开启其他出水软管；当所需基准流量增大，而流量增幅数值要求不变时，加开基流出水软管4，并可通过高度调节器6调节基流出水软管4的出水流量大小；当所需流量曲线需要阶跃式的较高流量增幅，可以间歇式的开启基流出水软管4；当所需基准流量和流量增幅均要求增大时，加开第二随动出水软管5b,并可通过调节阀7的开度实现基准流量和流量增幅提升的可连续性。

为了实现流量任意给定波形波动，开启水泵，将水从供水箱1提升至恒位供水箱2中，恒位供水箱2中的水经溢流管流回至供水箱1；恒位供水箱2中的水面恒定后，根据所需基准流量的大小和流量的增幅变化的要求，调节电磁阀3、第一电磁阀3a、第二电磁阀3b的开闭；溢流式供水箱9开始溢流后，将溢流槽出水软管14的出水口接上调量池16的进水口。向工控机32中输入所需产生的流量曲线，由工控机32的专用控制程序进行计算所得到的频率变化函数由第一转换器31a、第二转换器31b分别导入第一变频器29a、第二变频器29b中，来控制对应的加速牵引电液推杆26和减速牵引电液推杆27的推拉速度；加速牵引电液推杆26和减速牵引电液推杆27牵引溢流式供水箱9进行升降运动，线圈18内所产生的感应电流通过传感器20的信号线传输给工控机32，终端传输的电流对应唯一的水箱运动速度，根据速度的不同，工控机32同步控制电液推杆的高低速快速切换，在流量变化速率低时，加速牵引电液推杆26静止工作，启动减速牵引电液推杆27，在流量变化速率高时，减速牵引电液推杆27静止工作，启动加速牵引电液推杆26，所需流量减小时，电液推杆需向下拉动，所需流量增大时，电液推杆需向上推动；通过流量计15传输回的实际出水流量和传感器20传输回来的电流，对工控机32专用控制程序进行修正；从而实现恒位供水箱2的液面与溢流式供水箱9的液面之间的液位差的变化，使得出水呈任意给定波形变化。

Claims (1)

1.一种滑轮组增幅程控变流量发生器，其特征在于该流量发生器包括恒位供水系统、变水位差出水系统以及流量曲线程序自控系统；所述恒位供水系统包括供水箱(1)、恒位供水箱(2)、水泵、阀门以及管道，所述供水箱(1)与水泵相连经压水管通向所述恒位供水箱(2)中的进水缓冲槽，所述进水缓冲槽位于所述恒位供水箱(2)的进水管正下方并置于恒位液面以下，所述恒位供水箱(2)通过溢流管接回至所述供水箱(1)；所述变水位差出水系统包括淹没式溢流出水装置和滑轮加减速升降装置两部分，所述淹没式溢流出水装置包括基流出水软管(4)、第一随动出水软管(5a)、第二随动出水软管(5b)、溢流式供水箱(9)以及溢流槽出水软管(14)；所述基流出水软管(4)、第一随动出水软管(5a)以及第二随动出水软管(5b)连接在所述恒位供水箱(2)的下部，所述基流出水软管(4)连接电磁阀(3)并将出水口连接至高度调节器(6)，所述基流出水软管(4)的出水口位于所述溢流式供水箱(9)的液面以上，所述电磁阀(3)经中间继电器与工控机(32)相连；所述第一随动出水软管(5a)以及所述第二随动出水软管(5b)分别连接第一电磁阀(3a)以及第二电磁阀(3b)，并将出水口固定于所述溢流式供水箱(9)的液面以下，所述第一电磁阀(3a)以及所述第二电磁阀(3b)经中间继电器与所述工控机(32)相连；所述溢流式供水箱(9)内设有恒位水堰(10)和溢流槽(11)，所述溢流槽(11)下部连接所述溢流槽出水软管(14)，所述溢流槽出水软管(14)的末端安装流量计(15)，并将出水口接至调量池(16)，所述流量计(15)与所述工控机(32)相连；水箱吊架(8)将所述溢流式供水箱(9)套在内部并通过滑块(12)与导轨支架(17)相连；所述滑轮加减速升降装置包括加速牵引电液推杆(26)、减速牵引电液推杆(27)、加速动滑轮组(24)以及减速动滑轮组(25)，所述加速牵引电液推杆(26)的下端固定于地面，所述加速牵引电液推杆(26)的上端连接所述加速动滑轮组(24)，第一钢丝拉绳(28a)的一端固定于支架(33)的顶部，所述第一钢丝拉绳(28a)的另一端穿过所述加速动滑轮组(24)中的第一级动滑轮的下部后连接第二级动滑轮，第二钢丝拉绳(28b)的一端与所述支架(33)顶部固连后依次穿过所述加速动滑轮组(24)中的第二级动滑轮的下部、第一导向轮(22)的上部以及牵引轮(21)的下部，所述第二钢丝拉绳(28b)的另一端与所述减速动滑轮组(25)固连后依次穿过第二导向轮(23)的上部以及所述牵引轮(21)的下部，所述第一导向轮(22)以及所述第二导向轮(23)固定于所述支架(33)的顶部；所述减速牵引电液推杆(27)的下端固定于地面，所述减速牵引电液推杆(27)的上端连接第三钢丝拉绳(28c)，所述第三钢丝拉绳(28c)穿过所述减速动滑轮组(25)，所述第三钢丝拉绳(28c)的另一端固定于地面，所述牵引轮(21)向下的第四钢丝拉绳(28d)上固定磁铁(19)，线圈(18)弹性连接在所述磁铁(19)的外围，所述线圈(18)连接传感器(20)，所述传感器(20)的信号线连接到所述工控机(32)的I/O接口，所述第四钢丝拉绳(28d)下端连接所述水箱吊架(8)；所述流量曲线程序自控系统包括工控机(32)、第一转换器(31a)、第二转换器(31b)、第一变频器(29a)以及第二变频器(29b)；所述工控机(32)通过所述第一转换器(31a)以及所述第一变频器(29a)连接所述加速牵引电液推杆(26)上配置的电机，所述工控机(32)通过所述第二转换器(31b)以及第二变频器(29b)连接所述减速牵引电液推杆(27)上配置的电机，所述第一变频器(29a)以及所述第二变频器(29b)分别连接电源(30)。