CN107350230A - 一种管道自清洗装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种管道自清洗装置及其使用方法，包括底座、挡板、液压油缸、阀门、油缸支座、液位传感器、液压泵站、控制系统；底座固定设置在两侧挡板的顶部及上游污水检查井井口的上部位置处；液压油缸设置在油缸支座上，油缸支座设置在底座上；上游污水检查井井口还设置有检查门；液压油缸的活塞杆一端与检查门驱动连接使得检查门能够绕着旋转轴作枢转运动；液压油缸通过阀门与液压泵站连接；液位传感器设置于上游污水检查井井口位置处；控制系统分别于液位传感器和液压泵站连接。其具有结构简单、设计合理，操作方便、自动化程度高、人员投入较少、生产及维护成本低，有效降低人员成本，满足节能环保要求，能够被广泛推广应用等优点。
Description
技术领域
本发明涉及污水检查井管道内杂物清洁技术领域，尤其涉及一种管道自清洗装置及其使用方法。
背景技术
随着城市管网设施水平的不断提升和改进，城市污水检查井管道的内杂物处理方式逐渐被研究人员重视。人们对于检查井管道内的杂物，尤其是污泥等的处理手段虽然有多种，但是综合成本较高，工人的现场作业强度较大，并且有时还会存在杂物清理不彻底、后期维护成本仍较高、整体的人力和物力耗费较大。因此，提出一种能够克服上述缺陷的管道自清洗装置具有重要的研究意义和现实意义。
发明内容
针对现有技术中的管道杂物处理手段存在的上述不足，本发明的目的在于：提供一种管道自清洗装置及其使用方法，其具有结构简单、设计合理，操作方便、自动化程度高、人员投入较少、生产及维护成本低，有效降低人员成本，满足节能环保要求，能够被广泛推广应用等优点。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案实现：
一种管道自清洗装置，所述管道自清洗装置安装在上游污水检查井井口位置处，所述管道自清洗装置包括底座、挡板、液压油缸、阀门、油缸支座、液位传感器、液压泵站、控制系统；其中，所述挡板的数量为两个，且分别位于所述上游污水检查井井口两侧；所述底座固定设置在两侧挡板的顶部及上游污水检查井井口的上部位置处；所述液压油缸设置在油缸支座上，所述油缸支座设置在所述底座上；所述上游污水检查井井口还设置有检查门；所述液压油缸的活塞杆一端与所述检查门驱动连接使得检查门能够绕着旋转轴作枢转运动，另一端可滑动地设置在液压油缸的活塞筒内；所述液压油缸通过阀门与液压泵站连接；所述液位传感器设置于所述上游污水检查井井口位置处，用于检测液位高度信号；控制系统分别于液位传感器和液压泵站连接；控制系统根据液位传感器检测的实时液位高度与预设的液位高度阈值进行比较，当实时液位高度到达预设的液位高度阈值时，控制系统控制液压泵站的液压控制阀开启，控制液压油缸驱动检查门枢转开启，进而冲洗污水检查井的管道内杂物；当实时液位高度低于预设的液位高度阈值时，控制系统控制液压泵站的液压控制阀关闭，控制液压油缸驱动检查门枢转关闭，进而达到调节上游检查井井口的水位高度，使得上游检查井井口的水位势能增加，待水位再次达到预设的液位高度阈值时，再驱动检查门枢转开启。
作为上述方案的进一步优化，所述底座和两侧的挡板通过膨胀螺栓、化学螺栓或者混凝土二次浇筑安装固定在上游污水检查井井口位置处；所述底座和挡板通过膨胀螺栓或者化学螺栓固定连接；所述底座和挡板的连接位置处还设置有加强件，所述加强件为金属压板，所述金属压板与底座和挡板的接触面上设置有耐磨层及防滑层。
作为上述方案的进一步优化，所述液位传感器的数量至少为两个，且其中两个传感器分别设置在检查井的井口底部和井口顶部，用于分别检测低水位高度信号和溢流水位高度信号；同时，将检测到的低水位高度信号和溢流水位高度信号发送至控制系统。
作为上述方案的进一步优化，所述上游污水检查井井口还设置有与控制系统连接的视频监控器，所述管道自清洗装置还包括与控制系统通过无线网络或者网线连接的远程监控中心，通过视频监控器实时监拍上游污水检查井井口的液位信号、检查门的启闭信号及污水检查井的管道内杂物情况通过无线网络或者网线发送至远程监控中心，用于远程监控管道自清洗装置的运行情况。
作为上述方案的进一步优化，控制系统包括PLC控制器、计时器、液压油缸驱动器、外接输入模块接口端，所述计时器、液压油缸驱动器和外接输入模块接口端分别于PLC控制器相连接，所述外接输入模块接口端还与液晶触摸屏相连接，用于操作者手动输入预设时间值；所述计时器实时对上游检查井井口的检查门开启及关闭两个运行状态下的开启及关闭时间进行计数，并将计数的结果发送至PLC控制器；PLC控制器根据计时器发送的计数结果与手动输入预设时间值进行比较，当两者值相同的时，PLC控制器控制检查门开启或者关闭。
作为上述方案的进一步优化，所述控制系统还包括液压油缸异常情况检查装置及油压异常情况报警装置，检查门启闭异常情况检查装置及角度异常情况报警装置，所述液压异常检查装置包括设置在液压油缸的油压传感器，所述检查门启闭异常情况检查装置包括设置在检查门转轴上的角度传感器，所述控制系统包括PLC控制器和内置油压存储模块、内置角度存储模块；所述内置油压存储模块、油压异常情况报警装置和内置角度存储模块、角度异常情况报警装置分别于PLC控制器相连接，内置角度存储模块包括10°、20°、30°、45°、60°的预设阈值，内置油压存储模块包括对应于驱动检查门运动至开启角度为10°的第一油压阈值、对应于驱动检查门运动至开启角度为20°的第二油压阈值、对应于驱动检查门运动至开启角度为30°的第三油压阈值、对应于驱动检查门运动至开启角度为45°的第四油压阈值及对应于驱动检查门运动至开启角度为60°的第五油压阈值；当角度传感器检测到检查门运动至10°、20°、30°、45°或60°时，且油压传感器检测的检查门开启至10°、20°、30°、45°、60°情况下的油压值小于10°、20°、30°、45°、60°对应的第一油压阈值、第二油压阈值、第三油压阈值、第四油压阈值、第五油压阈值时，PLC控制器控制油压异常情况报警装置发出报警信号，并将该信号发送至远程监控中心；当油压传感器检测到实时油压值等于10°、20°、30°、45°、60°对应的第一油压阈值、第二油压阈值、第三油压阈值、第四油压阈值、第五油压阈值时，且角度传感器检测到实时角度值小于10°、20°、30°、45°、60°的预设阈值时，PLC控制器控制角度异常情况报警装置发出报警信号，并将该信号发送至远程监控中心。
作为上述方案的进一步优化，管道自清洗装置液压系统驱动电源采用市电或者太阳能板发电和蓄电池供电。
本发明上述管道自清洗装置的使用方法包括如下步骤：
1)将管道自清洗装置固定设置在上游污水检查井井口处；
2)安装在检查井底部和顶部的液位传感器分别检测低水位高度信号和溢流水位高度信号；同时，将检测到的实时低水位高度信号和溢流水位高度信号发送至控制系统；
3)控制系统根据液位传感器检测的实时低水位高度信号和溢流水位高度信号转换后与预设的液位高度阈值进行比较，当实时液位高度到达预设的液位高度阈值时，控制系统控制液压泵站的液压控制阀开启，控制液压油缸驱动检查门枢转开启，进而冲洗污水检查井的管道内杂物；当实时液位高度低于预设的液位高度阈值时，控制系统控制液压泵站的液压控制阀关闭，控制液压油缸驱动检查门枢转关闭，进而达到调节上游检查井井口的水位高度，使得上游检查井井口的水位势能增加，待水位再次达到预设的液位高度阈值时，再驱动检查门枢转开启。
作为上述方案的进一步优化，在步骤3)中，还包括：通过设置在检查井井口的视频监控器实时监拍上游污水检查井井口的液位信号、检查门的启闭信号及污水检查井的管道内杂物情况通过无线网络或者网线发送至远程监控中心，用于远程监控管道自清洗装置的运行情况。
作为上述方案的进一步优化，在步骤3)中，还包括在检查井的管道上还设置有用于检查和清理管道杂物的CCTV检查车。
采用本发明的管道自清洗装置及其使用方法具有如下有益效果：
(1)结构设计简单并且合理，通过在上游污水检查井的井口设置本发明的管道自清洗装置能够将上游的水拦截，提高水位，调节管道内的液位高度所产生的势能转化成为动能清理管道内的淤泥，达到管道清理养护的目的；
(2)整体操作十分方便快捷，操作灵活省力，投入人员少，能够有效降低生产成本，而且坚固耐久；
(3)能够将管道内杂物(如淤泥等)非常方便地清理掉，以防地下管道运行不畅，发生堵冒事故，影响公共安全。
(4)本发明的管道自清洗装置对于管网防汛意义重大，还能够将其实现雨前冲洗合流、雨中封闭截流的目的，做到清洗管道残留淤泥，保证汛期管道排污通畅，有效控制汛期排污。
(5)自动化程度较高，能够非常方便的获取、控制检查井的检查门、液位高度信号等现场情况，为远程监控指挥中心的综合操作带来有益效果。
附图说明
附图1为本发明管道自清洗装置中检查门处于关闭状态下的结构示意图。
附图2位本发明管道自清洗装置中检查门处于开启状态下的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图1-2对本发明管道自清洗装置及其使用方法作以详细说明。
一种管道自清洗装置，所述管道自清洗装置安装在上游污水检查井井口位置处，所述管道自清洗装置包括底座1、挡板2、液压油缸3、阀门、油缸支座4、液位传感器、液压泵站、控制系统；其中，所述挡板的数量为两个，且分别位于所述上游污水检查井井口两侧；所述底座固定设置在两侧挡板的顶部及上游污水检查井井口的上部位置处；所述液压油缸设置在油缸支座上，所述油缸支座设置在所述底座上；所述上游污水检查井井口还设置有检查门5；所述液压油缸的活塞杆一端与所述检查门驱动连接使得检查门能够绕着旋转轴6作枢转运动，另一端可滑动地设置在液压油缸的活塞筒内；所述液压油缸通过阀门与液压泵站连接；所述液位传感器设置于所述上游污水检查井井口位置处，用于检测液位高度信号；控制系统分别于液位传感器和液压泵站连接；控制系统根据液位传感器检测的实时液位高度与预设的液位高度阈值进行比较，当实时液位高度到达预设的液位高度阈值时，控制系统控制液压泵站的液压控制阀开启，控制液压油缸驱动检查门枢转开启，进而冲洗污水检查井的管道内杂物；当实时液位高度低于预设的液位高度阈值时，控制系统控制液压泵站的液压控制阀关闭，控制液压油缸驱动检查门枢转关闭，进而达到调节上游检查井井口的水位高度，使得上游检查井井口的水位势能增加，待水位再次达到预设的液位高度阈值时，再驱动检查门枢转开启。
所述底座和两侧的挡板通过膨胀螺栓、化学螺栓或者混凝土二次浇筑安装固定在上游污水检查井井口位置处；所述底座和挡板通过膨胀螺栓或者化学螺栓固定连接；所述底座和挡板的连接位置处还设置有加强件，所述加强件为金属压板，所述金属压板与底座和挡板的接触面上设置有耐磨层及防滑层。
所述液位传感器的数量至少为两个，且其中两个传感器分别设置在检查井的井口底部和井口顶部，用于分别检测低水位高度信号和溢流水位高度信号；同时，将检测到的低水位高度信号和溢流水位高度信号发送至控制系统。
所述上游污水检查井井口还设置有与控制系统连接的视频监控器，所述管道自清洗装置还包括与控制系统通过无线网络或者网线连接的远程监控中心，通过视频监控器实时监拍上游污水检查井井口的液位信号、检查门的启闭信号及污水检查井的管道内杂物情况通过无线网络或者网线发送至远程监控中心，用于远程监控管道自清洗装置的运行情况。
控制系统包括PLC控制器、计时器、液压油缸驱动器、外接输入模块接口端，所述计时器、液压油缸驱动器和外接输入模块接口端分别于PLC控制器相连接，所述外接输入模块接口端还与液晶触摸屏相连接，用于操作者手动输入预设时间值；所述计时器实时对上游检查井井口的检查门开启及关闭两个运行状态下的开启及关闭时间进行计数，并将计数的结果发送至PLC控制器；PLC控制器根据计时器发送的计数结果与手动输入预设时间值进行比较，当两者值相同的时，PLC控制器控制检查门开启或者关闭。
所述控制系统还包括液压油缸异常情况检查装置及油压异常情况报警装置，检查门启闭异常情况检查装置及角度异常情况报警装置，所述液压异常检查装置包括设置在液压油缸的油压传感器，所述检查门启闭异常情况检查装置包括设置在检查门转轴上的角度传感器，所述控制系统包括PLC控制器和内置油压存储模块、内置角度存储模块；所述内置油压存储模块、油压异常情况报警装置和内置角度存储模块、角度异常情况报警装置分别于PLC控制器相连接，内置角度存储模块包括10°、20°、30°、45°、60°的预设阈值，内置油压存储模块包括对应于驱动检查门运动至开启角度为10°的第一油压阈值、对应于驱动检查门运动至开启角度为20°的第二油压阈值、对应于驱动检查门运动至开启角度为30°的第三油压阈值、对应于驱动检查门运动至开启角度为45°的第四油压阈值及对应于驱动检查门运动至开启角度为60°的第五油压阈值；当角度传感器检测到检查门运动至10°、20°、30°、45°或60°时，且油压传感器检测的检查门开启至10°、20°、30°、45°、60°情况下的油压值小于10°、20°、30°、45°、60°对应的第一油压阈值、第二油压阈值、第三油压阈值、第四油压阈值、第五油压阈值时，PLC控制器控制油压异常情况报警装置发出报警信号，并将该信号发送至远程监控中心；当油压传感器检测到实时油压值等于10°、20°、30°、45°、60°对应的第一油压阈值、第二油压阈值、第三油压阈值、第四油压阈值、第五油压阈值时，且角度传感器检测到实时角度值小于10°、20°、30°、45°、60°的预设阈值时，PLC控制器控制角度异常情况报警装置发出报警信号，并将该信号发送至远程监控中心。
管道自清洗装置液压系统驱动电源采用市电或者太阳能板发电和蓄电池供电。
本发明上述一种管道自清洗装置的使用方法包括如下步骤：
1)将管道自清洗装置固定设置在上游污水检查井井口处；
2)安装在检查井底部和顶部的液位传感器分别检测低水位高度信号和溢流水位高度信号；同时，将检测到的实时低水位高度信号和溢流水位高度信号发送至控制系统；
3)控制系统根据液位传感器检测的实时低水位高度信号和溢流水位高度信号转换后与预设的液位高度阈值进行比较，当实时液位高度到达预设的液位高度阈值时，控制系统控制液压泵站的液压控制阀开启，控制液压油缸驱动检查门枢转开启，进而冲洗污水检查井的管道内杂物；当实时液位高度低于预设的液位高度阈值时，控制系统控制液压泵站的液压控制阀关闭，控制液压油缸驱动检查门枢转关闭，进而达到调节上游检查井井口的水位高度，使得上游检查井井口的水位势能增加，待水位再次达到预设的液位高度阈值时，再驱动检查门枢转开启。
在步骤3)中，还包括：通过设置在检查井井口的视频监控器实时监拍上游污水检查井井口的液位信号、检查门的启闭信号及污水检查井的管道内杂物情况通过无线网络或者网线发送至远程监控中心，用于远程监控管道自清洗装置的运行情况。
在步骤3)中，还包括在检查井的管道上还设置有用于检查和清理管道杂物的CCTV检查车。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种管道自清洗装置，其特征在于：所述管道自清洗装置安装在上游污水检查井井口位置处，所述管道自清洗装置包括底座(1)、挡板(2)、液压油缸(3)、阀门、油缸支座(4)、液位传感器、液压泵站、控制系统；其中，所述挡板的数量为两个，且分别位于所述上游污水检查井井口两侧；所述底座固定设置在两侧挡板的顶部及上游污水检查井井口的上部位置处；所述液压油缸设置在油缸支座上，所述油缸支座设置在所述底座上；所述上游污水检查井井口还设置有检查门(5)；所述液压油缸的活塞杆一端与所述检查门驱动连接使得检查门能够绕着旋转轴(6)作枢转运动，另一端可滑动地设置在液压油缸的活塞筒内；所述液压油缸通过阀门与液压泵站连接；所述液位传感器设置于所述上游污水检查井井口位置处，用于检测液位高度信号；控制系统分别于液位传感器和液压泵站连接；控制系统根据液位传感器检测的实时液位高度与预设的液位高度阈值进行比较，当实时液位高度到达预设的液位高度阈值时，控制系统控制液压泵站的液压控制阀开启，控制液压油缸驱动检查门枢转开启，进而冲洗污水检查井的管道内杂物；当实时液位高度低于预设的液位高度阈值时，控制系统控制液压泵站的液压控制阀关闭，控制液压油缸驱动检查门枢转关闭，进而达到调节上游检查井井口的水位高度，使得上游检查井井口的水位势能增加，待水位再次达到预设的液位高度阈值时，再驱动检查门枢转开启。
2.根据权利要求1所述的一种管道自清洗装置，其特征在于：所述底座和两侧的挡板通过膨胀螺栓、化学螺栓或者混凝土二次浇筑安装固定在上游污水检查井井口位置处；所述底座和挡板通过膨胀螺栓或者化学螺栓固定连接；所述底座和挡板的连接位置处还设置有加强件，所述加强件为金属压板，所述金属压板与底座和挡板的接触面上设置有耐磨层及防滑层。
3.根据权利要求1所述的一种管道自清洗装置，其特征在于：所述液位传感器的数量至少为两个，且其中两个传感器分别设置在检查井的井口底部和井口顶部，用于分别检测低水位高度信号和溢流水位高度信号；同时，将检测到的低水位高度信号和溢流水位高度信号发送至控制系统。
4.根据权利要求1所述的一种管道自清洗装置，其特征在于：所述上游污水检查井井口还设置有与控制系统连接的视频监控器，所述管道自清洗装置还包括与控制系统通过无线网络或者网线连接的远程监控中心，通过视频监控器实时监拍上游污水检查井井口的液位信号、检查门的启闭信号及污水检查井的管道内杂物情况通过无线网络或者网线发送至远程监控中心，用于远程监控管道自清洗装置的运行情况。
5.根据权利要求1所述的一种管道自清洗装置，其特征在于：控制系统包括PLC控制器、计时器、液压油缸驱动器、外接输入模块接口端，所述计时器、液压油缸驱动器和外接输入模块接口端分别于PLC控制器相连接，所述外接输入模块接口端还与液晶触摸屏相连接，用于操作者手动输入预设时间值；所述计时器实时对上游检查井井口的检查门开启及关闭两个运行状态下的开启及关闭时间进行计数，并将计数的结果发送至PLC控制器；PLC控制器根据计时器发送的计数结果与手动输入预设时间值进行比较，当两者值相同的时，PLC控制器控制检查门开启或者关闭。
6.根据权利要求1所述的一种管道自清洗装置，其特征在于：所述控制系统还包括液压油缸异常情况检查装置及油压异常情况报警装置，检查门启闭异常情况检查装置及角度异常情况报警装置，所述液压异常检查装置包括设置在液压油缸的油压传感器，所述检查门启闭异常情况检查装置包括设置在检查门转轴上的角度传感器，所述控制系统包括PLC控制器和内置油压存储模块、内置角度存储模块；所述内置油压存储模块、油压异常情况报警装置和内置角度存储模块、角度异常情况报警装置分别于PLC控制器相连接，内置角度存储模块包括10°、20°、30°、45°、60°的预设阈值，内置油压存储模块包括对应于驱动检查门运动至开启角度为10°的第一油压阈值、对应于驱动检查门运动至开启角度为20°的第二油压阈值、对应于驱动检查门运动至开启角度为30°的第三油压阈值、对应于驱动检查门运动至开启角度为45°的第四油压阈值及对应于驱动检查门运动至开启角度为60°的第五油压阈值；当角度传感器检测到检查门运动至10°、20°、30°、45°或60°时，且油压传感器检测的检查门开启至10°、20°、30°、45°、60°情况下的油压值小于10°、20°、30°、45°、60°对应的第一油压阈值、第二油压阈值、第三油压阈值、第四油压阈值、第五油压阈值时，PLC控制器控制油压异常情况报警装置发出报警信号，并将该信号发送至远程监控中心；当油压传感器检测到实时油压值等于10°、20°、30°、45°、60°对应的第一油压阈值、第二油压阈值、第三油压阈值、第四油压阈值、第五油压阈值时，且角度传感器检测到实时角度值小于10°、20°、30°、45°、60°的预设阈值时，PLC控制器控制角度异常情况报警装置发出报警信号，并将该信号发送至远程监控中心。
7.根据权利要求1所述的一种管道自清洗装置，其特征在于：管道自清洗装置液压系统驱动电源采用市电或者太阳能板发电和蓄电池供电。
8.一种根据权利要求1所述的一种管道自清洗装置的使用方法，其特征在于，该使用方法包括如下步骤：
1)将管道自清洗装置固定设置在上游污水检查井井口处；
2)安装在检查井底部和顶部的液位传感器分别检测低水位高度信号和溢流水位高度信号；同时，将检测到的实时低水位高度信号和溢流水位高度信号发送至控制系统；
3)控制系统根据液位传感器检测的实时低水位高度信号和溢流水位高度信号转换后与预设的液位高度阈值进行比较，当实时液位高度到达预设的液位高度阈值时，控制系统控制液压泵站的液压控制阀开启，控制液压油缸驱动检查门枢转开启，进而冲洗污水检查井的管道内杂物；当实时液位高度低于预设的液位高度阈值时，控制系统控制液压泵站的液压控制阀关闭，控制液压油缸驱动检查门枢转关闭，进而达到调节上游检查井井口的水位高度，使得上游检查井井口的水位势能增加，待水位再次达到预设的液位高度阈值时，再驱动检查门枢转开启。
9.根据权利要求8所述的使用方法，其特征在于：在步骤3)中，还包括：通过设置在检查井井口的视频监控器实时监拍上游污水检查井井口的液位信号、检查门的启闭信号及污水检查井的管道内杂物情况通过无线网络或者网线发送至远程监控中心，用于远程监控管道自清洗装置的运行情况。
10.根据权利要求8所述的使用方法，其特征在于：在步骤3)中，还包括在检查井的管道上还设置有用于检查和清理管道杂物的CCTV检查车。
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