CN107792953A - 一种用于水利工程的水质处理设备及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于水利工程的水质处理设备，包括地基、墙体以及控制系统，控制系统包括处理器、驱动装置、水位检测装置以及存储装置，水位检测装置包括超声波水位计，超声波水位计用于向水体液面发射超声波，根据超声波的发射和接收之间的时间来计算超声波水位计到液面的第一距离并将第一距离发送给处理器，处理器中预存有超生波水位计到地基的第二距离，处理器计算第二距离与第一距离的差值得到液面到地基的第三距离，墙体包括进水孔、排水孔、进水管道、排水管道以及水质过滤器，进水管道连通进水孔与水质过滤器的输入端，排水管道连通排水孔与水质过滤器的输出端，水质过滤器将从进水管道流入的水体净化后排向排水导管。

Description

一种用于水利工程的水质处理设备及其工作方法

技术领域

本发明涉及水利工程领域，具体涉及一种用于水利工程的水质处理设备及其工作方法。

背景技术

为了达到防洪、灌溉等目的，在水资源丰富的区域修建水利工程。在水利工程建设中，经常需要对水资源进行输送，而在输送的水中经常会存在大量的污物和杂质，这些污物和杂质极易造成输送管道的堵塞，并会造成水利设备的损坏，因此，便需要设置相应的过滤装置，以对水中的污物和杂质进行过滤。但是，对于现有的过滤装置来说，限于结构和设计上的限制，其自身也常常容易被污物和杂质堵塞，从而大大影响了过滤效果，同时现有的过滤装置在维护或维修起来较为麻烦，并且其中的污物和杂质又非常不便于清理，这些都大大影响了现有过滤装置的使用性能。

发明内容

发明目的： 为解决背景技术中存在的问题，本发明实施例提供了一种用于水利工程的水质处理设备及其工作方法。

技术方案：一种用于水利工程的水质处理设备，包括地基、墙体以及控制系统，所述控制系统包括处理器、驱动装置、水位检测装置以及存储装置，所述水位检测装置包括超声波水位计，所述处理器分别与所述驱动装置、所述存储装置以及所述超声波水位计连接，所述超声波水位计用于向水体液面发射超声波，根据超声波的发射和接收之间的时间来计算所述超声波水位计到液面的第一距离并将所述第一距离发送给所述处理器，所述处理器中预存有所述超生波水位计到所述地基的第二距离，所述处理器计算所述第二距离与所述第一距离的差值得到液面到所述地基的第三距离并将所述第三距离保存至所述存储装置中，所述墙体位于所述地基上方，所述墙体包括进水孔、排水孔、进水管道、排水管道以及水质过滤器，所述排水孔以及所述进水孔位于所述墙体靠近水体的一侧，且均匀排布，所述进水管道连通所述进水孔与所述水质过滤器的输入端，所述排水管道连通所述排水孔与所述水质过滤器的输出端，所述水质过滤器将从所述进水管道流入的水体净化后排向所述排水导管，所述进水孔以及所述排水孔到所述地基的竖直距离都预存在所述处理器中。

作为本发明的一种优选方式，所述墙体的截面呈一直角梯形，且所述直角梯形的斜边一侧靠近水体。

作为本发明的一种优选方式，所述进水孔包括第一电控阀门，所述第一电控阀门与所述驱动装置连接，用于控制所述进水孔的开闭；所述排水孔包括第二电控阀门，所述第二电控阀门与所述驱动装置连接，用于控制所述排水孔的开闭。

作为本发明的一种优选方式，所述进水管道以及所述排水管道倾斜布置，所述进水管道与所述进水孔连接的一端高于其与所述水质过滤器连接的一端，所述排水管道与所述排水孔连接的一端低于其与所述水质过滤器连接的一端。

作为本发明的一种优选方式，所述墙体还包括三角形过滤室，所述过滤室位于所述水质过滤器下方，所述过滤室底层斜坡光滑，所述水质过滤器将过滤的泥沙向下排放，所述过滤室与水体接触的一侧设置有电动室门，所述电动室门与所述驱动装置连接。

作为本发明的一种优选方式，包括以下工作步骤：

a)所述超声波水位计定时检测所述超声波水位计到水体液面的第一距离并将所述第一距离发送给所述处理器；

b)所述处理器根据所述第一距离以及第二距离计算得出第三距离，并筛选出距离所述地基小于等于所述第三距离的进水孔以及与所述进水孔对应的第一电控阀门；

c)所述处理器向所述驱动装置输出进水信号，所述驱动装置驱动所述第一电控阀门开启；

d)所述处理器向所述驱动装置输出净水信号，所述驱动装置驱动所述水质过滤器启动；

e)所述处理器筛选出距离所述地基大于所述第三距离的排水孔以及与所述排水孔对应的第二电控阀门；

f)所述处理器向所述驱动装置输出排水信号，所述驱动装置驱动所述第二电控阀门开启。

作为本发明的一种优选方式，步骤e还包括：

在所述处理器筛选之前，所述处理器更新第三距离的值，所述处理器将所述超声波水位计最近一次发送的第一距离计算得出所述第三距离。

作为本发明的一种优选方式，所述工作步骤为一循环系统，当所述第二电控阀门开启后，水体液面会稳定在一个高度，所述处理器需更新步骤b中的第三距离，所述处理器从已筛选出的进水孔以及第一电控阀门中再次筛选出距离所述地基大于所述第三距离的进水孔以及与所述进水孔对应的第一电控阀门并向所述驱动装置输出第一关闭信号，所述驱动装置驱动所述第一电控阀门关闭。

作为本发明的一种优选方式，当所述水体液面稳定在一个高度后，所述需更新步骤e中的第三距离，所述处理器从未筛选出的排水孔以及第二电控阀门中筛选出距离所述地基大于所述第三距离的排水孔以及与所述排水孔对应的第二电控阀门并向所述驱动装置输出排水信号，所述驱动装置驱动所述第二电控阀门开启。

作为本发明的一种优选方式，所述水质过滤器将水体中的泥沙过滤后向下排放至所述过滤室中；

所述处理器向所述驱动装置输出排放信号，所述驱动装置驱动所述电动室门开启。

本发明实现以下有益效果：

本发明提供的用于水利工程的水质处理设备设置于水道两侧的墙体内部，对水道内的水体进行净化处理；超声波水位计用于测量水体的高度，处理器选择位于水体液面之下的进水孔的第一电控阀门开启，由于水中压强的作用，水体进入水质过滤器；所述处理器选择水体液面之上的排水孔的第二电控阀门开启，所述水质过滤器将净化完毕的水从所述排水孔释放，下吸上排形成一个循环系统；每经过一次循环，所述处理器都将根据所述超声波水位计最近一次发送的第一距离调整第一电控阀门与第二电控阀门的开闭；进水管道与排水管道倾斜布置，进水管道与进水孔连接的一端高于其与水质过滤器连接的一端，排水管道与排水孔连接的一端低于其与水质过滤器连接的一端，有助于水体的流入与排出；所述水质过滤器将沉淀的泥沙排放至过滤室中，当电动室门开启后，水道中的水体进去所述过滤室将所述泥沙冲刷干净。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并于说明书一起用于解释本公开的原理。图1为本发明提供的一种用于水利工程的水质处理设备的左视图；

图2为本发明提供的一种用于水利工程的水质处理设备的右视图；

图3为本发明提供的进水孔以及排水孔的排布图；

图4为本发明提供的导流管结构示意图；

图5为本发明提供的进水管道结构示意图；

图6为本发明提供的排水管道结构示意图；

图7为本发明提供的一种用于水利工程的水质处理设备的工作流程图；

图8为本发明提供的第二次循环中第一电控阀门的关闭方法流程图；

图9为本发明提供的第二次循环中第二电控阀门的开启方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一

如图1、2所示，一种用于水利工程的水质处理设备，包括地基1、墙体2以及控制系统，所述控制系统包括处理器3、驱动装置4、水位检测装置5以及存储装置6，所述水位检测装置5包括超声波水位计7，所述处理器3分别与所述驱动装置4、所述存储装置6以及所述超声波水位计7连接，所述超声波水位计7用于向水体液面发射超声波，根据超声波的发射和接收之间的时间来计算所述超声波水位计7到液面的第一距离并将所述第一距离发送给所述处理器3，所述处理器3中预存有所述超生波水位计到所述地基1的第二距离，所述处理器3计算所述第二距离与所述第一距离的差值得到液面到所述地基1的第三距离并将所述第三距离保存至所述存储装置6中，所述墙体2位于所述地基1上方，所述墙体2包括进水孔8、排水孔9、进水管道10、排水管道11以及水质过滤器12，所述排水孔9以及所述进水孔8位于所述墙体2靠近水体的一侧，且均匀排布，所述进水管道10连通所述进水孔8与所述水质过滤器12的输入端，所述排水管道11连通所述排水孔9与所述水质过滤器12的输出端，所述水质过滤器12将从所述进水管道10流入的水体净化后排向所述排水导管，所述进水孔8以及所述排水孔9到所述地基1的竖直距离都预存在所述处理器3中。

所述墙体2的截面呈一直角梯形，且所述直角梯形的斜边一侧靠近水体。

所述进水孔8包括第一电控阀门13，所述第一电控阀门13与所述驱动装置4连接，用于控制所述进水孔8的开闭；所述排水孔9包括第二电控阀门14，所述第二电控阀门14与所述驱动装置4连接，用于控制所述排水孔9的开闭。

所述进水管道10以及所述排水管道11倾斜布置，所述进水管道10与所述进水孔8连接的一端高于其与所述水质过滤器12连接的一端，所述排水管道11与所述排水孔9连接的一端低于其与所述水质过滤器12连接的一端。

所述墙体2还包括三角形过滤室15，所述过滤室15位于所述水质过滤器12下方，所述过滤室15底层斜坡光滑，所述水质过滤器12将过滤的泥沙向下排放，所述过滤室15与水体接触的一侧设置有电动室门16，所述电动室门16与所述驱动装置4连接。

具体地，本发明提供的水质处理设备包括地基1、墙体2以及控制系统，其中，所述控制系统包括处理器3、驱动装置4、水位检测装置5以及存储装置6，所述水位检测装置5包括超声波水位计7，所述墙体2包括进水孔8、排水孔9、进水管道10、排水管道11、水质过滤器12以及过滤室15，所述进水孔8包括第一电控阀门13，所述排水孔9包括第二电控阀门14，所述过滤室15包括电动室门16；所述处理器3分别与所述驱动装置4、所述存储装置6以及所述超声波水位计7连接，所述驱动装置4分别与所述水质过滤器12、所述第一电控阀门13、所述第二电控阀门14以及所述电动室门16连接。所述地基1位于所述水质处理设备的最下层，所述墙体2位于所述地基1的上方，所述地基1以及所述墙体2均由混凝土制成，所述墙体2用于承受水体的压强，所述墙体2设置为直角梯形，且其倾斜的一侧靠近水体，有助于下载水流的冲击，如图3所示，所述进水孔8以及所述排水孔9位于所述墙体2靠近水体一侧的表面，如图4所示，所述进水孔8以及所述排水孔9还包括导流管17，所述导流管17由耐腐蚀金属材料制成，所述导流管17与所述进水孔8以及所述排水孔9的端口连接，且位于所述墙体2外侧，所述导流管17侧面开孔，所述导流管17的作用是防止水中的杂物将所述进水孔8以及所述排水孔9堵塞，即使所述导流管17的端口内堵塞，其侧面的小孔也可保持水体流通并将自动将杂物冲走，所述进口孔与所述进水管道10连通，所述排水孔9与所述排水管道11连通，在初始状态下，所述第一电控阀门13与所述第二电控阀门14均保持关闭状态，水流无法进入所述进水管道10以及所述排水管道11，当所述第一电控阀门13以及所述第二电控阀门14开启后，由于压强的作用水流会进入所述进水管道10以及所述排水管道11，所述进水管道10与所述排水导管横向布置，如图5、6所示，但为了增加水体流速，所述进水管道10以及所述排水管道11具有一定的倾斜角度，但不同的是，所述进水管道10与所述排水管道11的倾斜方向相反，所述进水管道10与所述进水孔8连接的一端高于其与所述水质过滤器12连接的一端，有利用水流进入，所述排水管道11与所述排水孔9连接的一端低于其与所述水质过滤器12连接的一端，有利于水流排出，所述水质过滤器12将流入的泥沙先沉淀再过滤，沉淀完毕后，所述水质过滤器12将沉淀的泥沙通过底部的阀门向下排出，所述泥沙堆放在所述水质过滤器12下方的过滤室15中， 水中的悬浮物通过净化模块进行净化处理，净化完毕后向另一侧的排水管道11输出，净化后的水流经所述排水管道11重新流入原来的水体中，实现一个过滤循环系统。

实施例二

如图7所示，一种用于水利工程的水质处理设备的工作方法，包括以下工作步骤：

a)所述超声波水位计7定时检测所述超声波水位计7到水体液面的第一距离并将所述第一距离发送给所述处理器3；

b)所述处理器3根据所述第一距离以及第二距离计算得出第三距离，并筛选出距离所述地基1小于等于所述第三距离的进水孔8以及与所述进水孔8对应的第一电控阀门13；

c)所述处理器3向所述驱动装置4输出进水信号，所述驱动装置4驱动所述第一电控阀门13开启；

d)所述处理器3向所述驱动装置4输出净水信号，所述驱动装置4驱动所述水质过滤器12启动；

e)所述处理器3筛选出距离所述地基1大于所述第三距离的排水孔9以及与所述排水孔9对应的第二电控阀门14；

f)所述处理器3向所述驱动装置4输出排水信号，所述驱动装置4驱动所述第二电控阀门14开启。

步骤e还包括：

在所述处理器3筛选之前，所述处理器3更新第三距离的值，所述处理器3将所述超声波水位计7最近一次发送的第一距离计算得出所述第三距离。

所述水质过滤器12将水体中的泥沙过滤后向下排放至所述过滤室15中；

所述处理器3向所述驱动装置4输出排放信号，所述驱动装置4驱动所述电动室门16开启。

具体地，在执行第一次循环时，所述处理器3计算得出的第三距离为未处理时水体液面到所述地基1的距离，定义水体液面到所述地基1的距离为水体高度。各个进水孔8的电子编号以及其到所述地基1的距离都预存在所述处理器3中，所述第一电控阀门13的电子编号与所述进水孔8一一对应且相同，进行水质处理时，需要开启液面以下的进水孔8的第一电控阀门13，即距离所述地基1小于等于所述第三距离的进水孔8的第一电控阀门13，所述处理器3提取出符合上述条件的进水孔8的电子编号，并根据所述电子编号向所述驱动装置4输出进水信号，所述驱动装置4驱动所述电子编号的第一电控阀门13开启，水体经与所述进水孔8连接的进水管道10进入所述水质过滤器12中。其中，当所述第一电控阀门13开启后，液面开始下降，所述水体高度减小，所述超声波水位计7检测的第一距离将逐渐增大，相应的，所述处理器3计算得出的第三距离将逐渐减小，在执行步骤e时，需要开启液面以上的排水孔9的第二电控阀门14，即距离所述地基1大于此时的第三距离的的排水孔9的第二电控阀门14，而此时液面已经降低，所述处理器3需更新第三距离，由于所述超声波水位计7是定时检测，检测间隔时间可自行设置，所述处理器3将所述超声波水位计7最近一次发送的第一距离计算得出所述第三距离，所述处理器3提取出符合上述条件的排水孔9的电子编号，并根据所述电子编号向所述驱动装置4输出排水信号，所述驱动装置4驱动所述电子编号的第二电控阀门14开启，净化后的水流经与所述排水孔9连接的排水管道11重回所述水体。

所述过滤室15与水体接触的一侧设置有电动室门16，所述电动室门16内侧设置有压力传感器，由于所述过滤室15底部是一个光滑斜坡，摩擦力较小，所述泥沙下滑对所述电动室门16造成压力，所述压力传感器与所述处理器3连接，用于检测所述泥沙对所述电动室门16的压力并将所述压力发送给所述处理器3，所述处理器3中预存有预设压力，所述预设压力即所述过滤室15满载时所述电动室门16承载的压力，当所述处理器3接收到的压力达到所述预设压力时，所述处理器3向所述驱动装置4输出排放信号，所述驱动装置4驱动所述电动室门16开启，水体进入所述过滤室15将所述过滤室15中的泥沙冲刷干净，其中，所述水质过滤器12可向所述过滤室15排放，而水体无法从所述过滤室15进入所述水质过滤器12，保证在所述电动室门16开启后水体进入所述过滤室15中不影响所述水质过滤器12的正常工作。

实施例三

如图8、9所示，所述工作步骤为一循环系统，当所述第二电控阀门14开启后，水体液面会稳定在一个高度，所述处理器3需更新步骤b中的第三距离，所述处理器3从已筛选出的进水孔8以及第一电控阀门13中再次筛选出距离所述地基1大于所述第三距离的进水孔8以及与所述进水孔8对应的第一电控阀门13并向所述驱动装置4输出第一关闭信号，所述驱动装置4驱动所述第一电控阀门13关闭。

当所述水体液面稳定在一个高度后，所述需更新步骤e中的第三距离，所述处理器3从未筛选出的排水孔9以及第二电控阀门14中筛选出距离所述地基1大于所述第三距离的排水孔9以及与所述排水孔9对应的第二电控阀门14并向所述驱动装置4输出排水信号，所述驱动装置4驱动所述第二电控阀门14开启。

具体地，在第一循环结束后，所述水体高度会在一个固定值上下小幅度波动，即所述水体高度稳定在所述固定值，在执行第二次循环时，步骤b中，所述处理器3计算得出此时的第三距离，所述第三距离即所述固定值，第一次循环中开启的第一电控阀门13有部分此时已在液面高度之上，为了防止空中漂浮物以及动物进入进水孔8，所述处理器3从已提取出的进水孔8的电子编号中再次提取出距离所述地基1大于所述固定值的进水孔8的电子编号并根据所述电子编号向所述驱动装置4输出第一关闭信号，所述驱动装置4驱动所述电子编号的第一电控阀门13关闭。在执行第二次循环时，有部分未开启第二电控阀门14的排水孔9位于液面之上，所述处理器3从未提取出的排水孔9的电子编号中提取出距离所述地基1大于所述固定值的排水孔9的电子编号并根据所述电子编号向所述驱动装置4输出排水信号，所述驱动装置4驱动所述第二电控阀门14开启。后续的循环参照第二次循环。

其中，在每次循环结束后，都会生成一个新的固定值，所述处理器3根据所述固定值调整所述第一电控阀门13以及所述第二电控阀门14的开闭情况。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的是让熟悉该技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作出的等同变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于水利工程的水质处理设备，包括地基（1）、墙体（2）以及控制系统，其特征在于，所述控制系统包括处理器（3）、驱动装置（4）、水位检测装置（5）以及存储装置（6），所述水位检测装置（5）包括超声波水位计（7），所述处理器（3）分别与所述驱动装置（4）以及、所述存储装置（5）所述超声波水位计（7）连接，所述超声波水位计（7）用于向水体液面发射超声波，根据超声波的发射和接收之间的时间来计算所述超声波水位计（7）到液面的第一距离并将所述第一距离发送给所述处理器（3），所述处理器（3）中预存有所述超生波水位计到所述地基（1）的第二距离，所述处理器（3）计算所述第二距离与所述第一距离的差值得到液面到所述地基（1）的第三距离并将所述第三距离保存至所述存储装置（6）中，所述墙体（2）位于所述地基（1）上方，所述墙体（2）包括进水孔（8）、排水孔（9）、进水管道（10）、排水管道（11）以及水质过滤器（12），所述排水孔（9）以及所述进水孔（8）位于所述墙体（2）靠近水体的一侧，且均匀排布，所述进水管道（10）连通所述进水孔（8）与所述水质过滤器（12）的输入端，所述排水管道（11）连通所述排水孔（9）与所述水质过滤器（12）的输出端，所述水质过滤器（12）将从所述进水管道（10）流入的水体净化后排向所述排水导管，所述进水孔（8）以及所述排水孔（9）到所述地基（1）的竖直距离都预存在所述处理器（3）中。

2.根据权利要求1所述的一种用于水利工程的水质处理设备，其特征在于：所述墙体（2）的截面呈一直角梯形，且所述直角梯形的斜边一侧靠近水体。

3.根据权利要求1所述的一种用于水利工程的水质处理设备，其特征在于：所述进水孔（8）包括第一电控阀门（13），所述第一电控阀门（13）与所述驱动装置（4）连接，用于控制所述进水孔（8）的开闭；所述排水孔（9）包括第二电控阀门（14），所述第二电控阀门（14）与所述驱动装置（4）连接，用于控制所述排水孔（9）的开闭。

4.根据权利要求1所述的一种用于水利工程的水质处理设备，其特征在于：所述进水管道（10）以及所述排水管道（11）倾斜布置，所述进水管道（10）与所述进水孔（8）连接的一端高于其与所述水质过滤器（12）连接的一端，所述排水管道（11）与所述排水孔（9）连接的一端低于其与所述水质过滤器（12）连接的一端。

5.根据权利要求1所述的一种用于水利工程的水质处理设备，其特征在于：所述墙体（2）还包括三角形过滤室（15），所述过滤室（15）位于所述水质过滤器（12）下方，所述过滤室（15）底层斜坡光滑，所述水质过滤器（12）将过滤的泥沙向下排放，所述过滤室（15）与水体接触的一侧设置有电动室门（16），所述电动室门（16）与所述驱动装置（4）连接。

6.根据权利要求1-5所述的一种用于水利工程的水质处理设备的工作方法，其特征在于：包括以下工作步骤：

a)所述超声波水位计（7）定时检测所述超声波水位计（7）到水体液面的第一距离并将所述第一距离发送给所述处理器（3）；

b)所述处理器（3）根据所述第一距离以及第二距离计算得出第三距离，并筛选出距离所述地基（1）小于等于所述第三距离的进水孔（8）以及与所述进水孔（8）对应的第一电控阀门（13）；

c)所述处理器（3）向所述驱动装置（4）输出进水信号，所述驱动装置（4）驱动所述第一电控阀门（13）开启；

d)所述处理器（3）向所述驱动装置（4）输出净水信号，所述驱动装置（4）驱动所述水质过滤器（12）启动；

e)所述处理器（3）筛选出距离所述地基（1）大于所述第三距离的排水孔（9）以及与所述排水孔（9）对应的第二电控阀门（14）；

f)所述处理器（3）向所述驱动装置（4）输出排水信号，所述驱动装置（4）驱动所述第二电控阀门（14）开启。

7.根据权利要求6所述的一种用于水利工程的水质处理设备的工作方法，其特征在于：步骤e还包括：

在所述处理器（3）筛选之前，所述处理器（3）更新第三距离的值，所述处理器（3）将所述超声波水位计（7）最近一次发送的第一距离计算得出所述第三距离。

8.根据权利要求6所述的一种用于水利工程的水质处理设备的工作方法，其特征在于：所述工作步骤为一循环系统，当所述第二电控阀门（14）开启后，水体液面会稳定在一个高度，所述处理器（3）需更新步骤b中的第三距离，所述处理器（3）从已筛选出的进水孔（8）以及第一电控阀门（13）中再次筛选出距离所述地基（1）大于所述第三距离的进水孔（8）以及与所述进水孔（8）对应的第一电控阀门（13）并向所述驱动装置（4）输出第一关闭信号，所述驱动装置（4）驱动所述第一电控阀门（13）关闭。

9.根据权利要求8所述的一种用于水利工程的水质处理设备的工作方法，其特征在于：当所述水体液面稳定在一个高度后，所述需更新步骤e中的第三距离，所述处理器（3）从未筛选出的排水孔（9）以及第二电控阀门（14）中筛选出距离所述地基（1）大于所述第三距离的排水孔（9）以及与所述排水孔（9）对应的第二电控阀门（14）并向所述驱动装置（4）输出排水信号，所述驱动装置（4）驱动所述第二电控阀门（14）开启。

10.根据权利要求6所述的一种用于水利工程的水质处理设备的工作方法，其特征在于：所述水质过滤器（12）将水体中的泥沙过滤后向下排放至所述过滤室（15）中；

所述处理器（3）向所述驱动装置（4）输出排放信号，所述驱动装置（4）驱动所述电动室门（16）开启。