CN107844150A - 一种装置和基于该装置的流量监测和最大流量控制方法及防倒灌方法 - Google Patents
一种装置和基于该装置的流量监测和最大流量控制方法及防倒灌方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107844150A CN107844150A CN201711038794.0A CN201711038794A CN107844150A CN 107844150 A CN107844150 A CN 107844150A CN 201711038794 A CN201711038794 A CN 201711038794A CN 107844150 A CN107844150 A CN 107844150A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- liquid level
- flap valve
- pipeline
- flow
- pipe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D27/00—Simultaneous control of variables covered by two or more of main groups G05D1/00 - G05D25/00
- G05D27/02—Simultaneous control of variables covered by two or more of main groups G05D1/00 - G05D25/00 characterised by the use of electric means
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
- E03F—SEWERS; CESSPOOLS
- E03F5/00—Sewerage structures
- E03F5/10—Collecting-tanks; Equalising-tanks for regulating the run-off; Laying-up basins
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
- E03F—SEWERS; CESSPOOLS
- E03F5/00—Sewerage structures
- E03F5/10—Collecting-tanks; Equalising-tanks for regulating the run-off; Laying-up basins
- E03F5/105—Accessories, e.g. flow regulators or cleaning devices
- E03F5/107—Active flow control devices, i.e. moving during flow regulation
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
- E03F—SEWERS; CESSPOOLS
- E03F7/00—Other installations or implements for operating sewer systems, e.g. for preventing or indicating stoppage; Emptying cesspools
- E03F7/02—Shut-off devices
- E03F7/04—Valves for preventing return flow
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
- E03F—SEWERS; CESSPOOLS
- E03F2201/00—Details, devices or methods not otherwise provided for
- E03F2201/10—Dividing the first rain flush out of the stormwater flow
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
- E03F—SEWERS; CESSPOOLS
- E03F2201/00—Details, devices or methods not otherwise provided for
- E03F2201/20—Measuring flow in sewer systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Public Health (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Pipeline Systems (AREA)
Abstract
本发明公开了一种装置和基于该装置的流量监测和最大流量控制方法及防倒灌方法，所述装置可以用于测量流经所述管路的流量，可以控制最大流量，还可以用于防倒灌，其巧妙地将流量监测、最大流量控制以及防倒灌结合在一个设备中，非常适合现有的排水系统的需求。所述流量监测方法可以精确得到流经管路的流量，完全替代了流量计；所述最大流量控制方法可以控制所述管路的流量使其小于等于设定的最大流量；二者均具有操作方便，成本低廉等优点。
Description
技术领域
本发明属于流量监测和排水技术领域，具体涉及一种用于管路上的装置、基于该装置的流量监测方法、基于该装置的最大流量控制方法和基于该装置的防倒灌方法。
背景技术
流量是指单位时间内通过某一截面的物料数量，即瞬时流量。在现代工业生产过程中，流量是重要的过程参数之一，是衡量设备的效率和经济性的重要指标，是生产操作和控制的依据，因为在大多数工业生产中，常用测量和控制流量来确定物料的配比与耗量，实现生产过程自动化和最优化控制；同时为了进行经济核算，也必须知道流过的介质总量。所以，流量的测量与控制是实现工业生产过程的一项重要任务。
流量测量方法和仪表的种类繁多，分类方法也很多，而且针对不同的应用领域，对于所使用的流量测量方法和仪表的要求也不同，即每种流量测量方法和仪表都具有特定的适用性，也都有它的局限性。
在我国的城市排水工程中的进水和/或出水管路系统中，对于污水流量的控制成为一个重要的研究领域，通过对管路系统中污水流量的控制，随时调控管路系统中的各个拍门及相关组件，实现水体的顺畅排放，避免因雨水过量而排放不及时导致的各种洪涝灾害。
目前的管路系统中，常用的流量控制器为在管路中安装各类流量计，但是其面对如此复杂庞大的管路系统，需要安装的流量计的数量势必也不少，而且多数流量计的结构复杂，体积庞大，安装和调试比较复杂，而且难以维修；大部分仪器仪表只是用于洁净的单相液体，并不适用于管路系统中常见的污水和雨水，可能还有一些固体悬浮物等；多数的管路系统中对于流量的控制不需要特别精确，若使用对精度要求较为严格的流量计，也必然造成采购价格高，投资较大，运行和维护费用较高等多种问题的出现。
再有，现有的流量控制装置的适用面较窄，一般仅能作为流量控制使用，开发具有更多功能的流量控制装置是现有排水系统急需的。
发明内容
为了改善现有技术的不足，本发明提供了一种用于管路上的装置、基于该装置的流量监测方法、基于该装置的最大流量控制方法和基于该装置的防倒灌方法。所述装置可以用于测量流经所述管路的流量，可以控制最大流量，还可以用于防倒灌，其巧妙地将流量监测、最大流量控制以及防倒灌结合在一个设备中，非常适合现有的排水系统的需求。所述流量监测方法可以精确得到流经管路的流量，完全替代了流量计；所述最大流量控制方法可以控制所述管路的流量使其小于等于设定的最大流量；二者均具有操作方便，成本低廉等优点。
本发明提供如下技术方案：
一种用于管路上的装置，所述装置包括井体、液位测量管和拍门；
所述井体和液位测量管设置于管路上，且均与所述管路连通；
所述拍门设置于井体和上游管路的连接处；
所述装置还包括分别设置在液位测量管和井体中的液位计，用于检测上游水体和下游水体的液位高度。
根据本发明，所述液位测量管位于上游管路，所述井体位于下游管路；所述液位测量管中的液位计用于检测上游水体的液位高度，所述井体中的液位计用于检测下游水体的液位高度。
根据本发明，所述液位测量管位于下游管路，所述井体位于上游管路；所述液位测量管中的液位计用于检测下游水体的液位高度，所述井体中的液位计用于检测上游水体的液位高度。
根据本发明，所述井体和液位测量管并行设置于所述管路上。
根据本发明，所述装置还包括控制器，以及设置在拍门上的拍门启闭机，所述控制器分别与液位测量管中的液位计、井体中的液位计和拍门启闭机信号连接，用于接收液位测量管中的液位计和井体中的液位计监测的液位信号，以及拍门的开度大小信号，基于所述信号确定流经所述管路的水体的流量。
根据本发明，所述拍门启闭机可以是电动拍门启闭机或液压式拍门启闭机。
根据本发明，所述电动拍门启闭机包括丝杆和编码器，所述丝杆用于计算拍门的升降高度；所述编码器用于记录旋转圈数。
利用丝杆的位移启闭拍门，并根据编码器中记录的旋转圈数以及丝杆螺距计算拍门升降高度，再根据拍门截面积计算出拍门开度。例如所述拍门横截面积是方形，根据升降高度和拍门的宽度计算出拍门的开度。
根据本发明，所述液压式拍门启闭机包括位移传感器，用于计算拍门开度。
根据本发明，所述拍门的驱动方式是利用自重和水力作用实现的，而不需要提供其他额外动力。
根据本发明，所述拍门选自截流拍门。
本发明还提供一种管路系统，所述管路系统包括上述的用于管路中的装置。
根据本发明，所述管路系统还包括管路，即设置所述液位测量管和井体的管路。
本发明还提供上述装置的用途，其用于管路上的防倒灌。
优选地，用于截污管上的防倒灌。
优选地，用于分流井中截污管上的防倒灌。
本发明还提供上述装置的用途，其用于管路上的流量监测和/或最大流量控制。
优选地，用于截污管上的流量监测和/或最大流量控制。
优选地，用于分流井中截污管上的流量监测和/或最大流量控制。
本发明还提供一种用于管路上的双液位流量监测方法，所述方法是基于上述的用于管路上的装置，所述方法包括如下步骤：
1)监测上游水体的液位高度H1和下游水体的液位高度H2；
2)确定上游水体和下游水体的液位差(H1-H2)及拍门开度S与流经管路的流量Q的关系式如下：
式中，
S——拍门开度(拍门中的过水面积)(m2)；
H1——上游水体的液位高度(m)；
H2——下游水体的液位高度(m)；
σs——淹没系数；
g——重力加速度(m/s2)；
m——自由溢流的流量系数，与管道等边界条件有关；
σc——侧收缩系数，反映由于管道的横向收缩，减小有效的过流宽度和增加的局部能量损失对泄流能力的影响；
μ——管道自由出流的流量系数，反映管道与拍门的相对开度对泄流量的影响；
3)基于监测的上游水体和下游水体的液位差以及所述关系式，来实现流经管路的水体的流量监测。
根据本发明，所述关系式中，σs为淹没系数，与液位差(H1-H2)有关，可以直接查表得到。
根据本发明，所述关系式中，K为集合系数，当液位差(H1-H2)确定后，K也为确定的值。
根据本发明，所述关系式中，所述参数通过查表确定相关系数，并在使用时根据实际情况进行修正；或者，根据实际的测量值，直接利用关系式
中比例关系来确定相关系数的集合系数K，例如当前后液位差确定时，σs即可查表获得；土建基础结构和尺寸、设备安装尺寸和位置一定时，K即为定值；因此，通过监测上游水体和下游水体的液位差(H1-H2)及拍门开度S，即可计算出流经管路的流量Q。
根据本发明，所述双液位流量监测方法用于管路的流量监测。
根据本发明，所述双液位流量监测方法用于截污管的流量监测。
根据本发明，所述双液位流量监测方法用于分流井中截污管的流量监测。
本发明还提供一种用于管路上的双液位最大流量控制方法，所述方法是基于上述的用于管路上的装置，所述方法包括如下步骤：
(1)监测上游水体的液位高度H1和下游水体的液位高度H2；
(2)确定上游水体和下游水体的液位差(H1-H2)及流经管路的最大流量Qmax与拍门的最大开度Smax的关系式如下：
式中，
Smax——拍门的最大开度(拍门中的最大过水面积)(m2)；
H1——上游水体的液位高度(m)；
H2——下游水体的液位高度(m)；
σs——淹没系数；
g——重力加速度(m/s2)；
m——自由溢流的流量系数，与管道等边界条件有关；
σc——侧收缩系数，反映由于管道的横向收缩，减小有效的过流宽度和增加的局部能量损失对泄流能力的影响；
μ——管道自由出流的流量系数，反映管道与拍门的相对开度对泄流量的影响；
(3)基于监测的上游水体和下游水体的液位差，流经管路的最大流量Qmax以及所述关系式，来确定拍门的最大开度Smax，实现流经管路的水体的最大流量Qmax的控制。
优选地，步骤(3)中，通过拍门启闭机和控制器实现拍门的最大开度Smax的控制。
本发明还提供一种防倒灌的方法，所述方法是基于上述的用于管路上的装置；所述防倒灌方法包括如下步骤：
1)通过液位计分别监测上游水体的液位值和下游水体的液位值，分别记为H1和H2；
2)通过上游水体的液位值H1和下游水体的液位值H2的大小进行判断：
当H1-H2大于零或H2-H1小于零时，上游水体依靠水力作用冲开拍门，流向下游；
当H1-H2等于零或H2-H1等于零时，拍门的开启大小保持不变；以及，
当H1-H2小于零或H2-H1大于零时，下游水体依靠水力作用流向上游，依靠水力作用和拍门自身的重力将拍门关闭，避免下游水体倒灌进入上游水体。
优选地，所述方法是用于截污管上的防倒灌。
优选地，所述方法是用于分流井中截污管上的防倒灌。
本发明的有益效果：
(1)本发明的用于管路上的装置可以实现管路的流量监测和/或最大流量控制，还可以实现管路防倒灌的监控，其可以整套配置并进行预制，其结构简单，节省建设和设备成本，也大大降低劳动力的投入。
(2)本发明的用于管路上的装置还可以实现远程控制和监测，通过实时监测上游水体和下游水体的液位差及拍门的开合大小，可实现双液位流量监测和/或最大流量控制以及防倒灌。
(3)本发明的用于管路上的双液位流量监测和最大流量控制是基于在管路中并行设置的井体和液位测量管及分别设置于其中的两个液位计，通过液位计监测的上游水体的液位和下游水体的液位的液位差计算得出流经该管路的流量，而不需要再使用流量计即可实现水体的流量监测。所述拍门的使用无需提供额外的动力，依靠拍门的重力和水力即可实现拍门的关闭和开启。所述井体的设计还具有便于检修和维护的目的。
(4)本发明的用于管路上的双液位流量监测和最大流量控制方法，简单、易于操作，还可以实现远程控制和监测，通过实时监测双液位的液位差及拍门的开合大小，实现对管路中水体的流量监测和最大流量控制。
附图说明
图1为本发明一个优选实施方式所述的装置的主视图；其中，1-上游管路、2-液位计测量管、3-液位计、4-液位计、6-下游管路、7-拍门。
图2为本发明一个优选实施方式所述的装置的俯视图；其中，8-井体。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外，应理解，在阅读了本发明所记载的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本发明所限定的范围。
实施例1
如图1和图2所示，本实施例提供一种用于管路上的装置，所述装置包括井体8、液位测量管2和拍门7；
所述井体8和液位测量管2设置于管路上，且均与所述管路连通；
所述拍门7设置于井体8和上游管路的连接处；
所述装置还包括分别设置在液位测量管2和井体8中的液位计，用于检测上游水体和下游水体的液位高度。
在本发明的一个优选实施方式中，所述液位测量管2位于上游管路，所述井体8位于下游管路；所述液位测量管2中的液位计用于检测上游水体的液位高度，所述井体8中的液位计用于检测下游水体的液位高度。
在本发明的一个优选实施方式中，所述液位测量管2位于下游管路，所述井体8位于上游管路；所述液位测量管2中的液位计用于检测下游水体的液位高度，所述井体8中的液位计用于检测上游水体的液位高度。
在本发明的一个优选实施方式中，所述井体和液位测量管并行设置于所述管路上。
在本发明的一个优选实施方式中，所述装置还包括控制器，以及设置在拍门上的拍门启闭机，所述控制器分别与液位测量管中的液位计、井体中的液位计和拍门启闭机信号连接，用于接收液位测量管中的液位计和井体中的液位计监测的液位信号，以及拍门的开度大小信号，基于所述信号确定流经所述管路的水体的流量。
在本发明的一个优选实施方式中，所述拍门启闭机可以是电动拍门启闭机或液压式拍门启闭机。
在本发明的一个优选实施方式中，所述电动拍门启闭机包括丝杆和编码器，所述丝杆用于计算拍门的升降高度；所述编码器用于记录旋转圈数。
利用丝杆的位移启闭拍门，并根据编码器中记录的旋转圈数以及丝杆螺距计算拍门升降高度，再根据拍门截面积计算出拍门开度。例如所述拍门横截面积是方形，根据升降高度和拍门的宽度计算出拍门的开度。
在本发明的一个优选实施方式中，所述液压式拍门启闭机包括位移传感器，用于计算拍门开度。
在本发明的一个优选实施方式中，所述拍门的驱动方式是利用自重和水力作用实现的，而不需要提供其他额外动力。
在本发明的一个优选实施方式中，所述拍门选自截流拍门。
实施例2
本实施例提供一种管路系统，所述管路系统包括实施例1所述的用于管路中的装置。
在本发明的一个优选实施方式中，所述管路系统还包括管路，即设置所述液位测量管和井体的管路。
在本发明的一个优选实施方式中，所述管路为截污管上的防倒灌。
在本发明的一个优选实施方式中，所述管路为分流井中截污管。
实施例3
本实施例提供一种用于管路上的双液位流量监测方法，所述方法是基于实施例1所述的用于管路上的装置，所述方法包括如下步骤：
1)监测上游水体的液位高度H1和下游水体的液位高度H2；
2)确定上游水体和下游水体的液位差(H1-H2)及拍门开度S与流经管路的流量Q的关系式如下：
式中，
S——拍门开度(拍门中的过水面积)(m2)；
H1——上游水体的液位高度(m)；
H2——下游水体的液位高度(m)；
σs——淹没系数；
g——重力加速度(m/s2)；
m——自由溢流的流量系数，与管道等边界条件有关；
σc——侧收缩系数，反映由于管道的横向收缩，减小有效的过流宽度和增加的局部能量损失对泄流能力的影响；
μ——管道自由出流的流量系数，反映管道与拍门的相对开度对泄流量的影响；
3)基于监测的上游水体和下游水体的液位差以及所述关系式，来实现流经管路的水体的流量监测。
在本发明的一个优选实施方式中，所述关系式中，σs为淹没系数，与液位差(H1-H2)有关，可以直接查表得到。
在本发明的一个优选实施方式中，所述关系式中，K为集合系数，当液位差(H1-H2)确定后，K也为确定的值。
在本发明的一个优选实施方式中，所述关系式中，所述参数通过查表确定相关系数，并在使用时根据实际情况进行修正；或者，根据实际的测量值，直接利用关系式中比例关系来确定相关系数的集合系数K，例如当前后液位差确定时，σs即可查表获得；土建基础结构和尺寸、设备安装尺寸和位置一定时，K即为定值；因此，通过监测上游水体和下游水体的液位差(H1-H2)及拍门开度S，即可计算出流经管路的流量Q。
在本发明的一个优选实施方式中，所述双液位流量监测方法用于管路的流量监测。
在本发明的一个优选实施方式中，所述双液位流量监测方法用于截污管的流量监测。
在本发明的一个优选实施方式中，所述双液位流量监测方法用于分流井中截污管的流量监测。
实施例4
本实施例提供一种用于管路上的双液位最大流量控制方法，所述方法是基于实施例1所述的用于管路上的装置，所述方法包括如下步骤：
(1)监测上游水体的液位高度H1和下游水体的液位高度H2；
(2)确定上游水体和下游水体的液位差(H1-H2)及流经管路的最大流量Qmax与拍门的最大开度Smax的关系式如下：
式中，
Smax——拍门的最大开度(拍门中的最大过水面积)(m2)；
H1——上游水体的液位高度(m)；
H2——下游水体的液位高度(m)；
σs——淹没系数；
g——重力加速度(m/s2)；
m——自由溢流的流量系数，与管道等边界条件有关；
σc——侧收缩系数，反映由于管道的横向收缩，减小有效的过流宽度和增加的局部能量损失对泄流能力的影响；
μ——管道自由出流的流量系数，反映管道与拍门的相对开度对泄流量的影响；
(3)基于监测的上游水体和下游水体的液位差，流经管路的最大流量Qmax以及所述关系式，来确定拍门的最大开度Smax，实现流经管路的水体的最大流量Qmax的控制。
在本发明的一个优选实施方式中，步骤(3)中，通过拍门启闭机和控制器实现拍门的最大开度Smax的控制。
实施例5
本实施例提供一种防倒灌的方法，所述方法是基于实施例1所述的用于管路上的装置；所述防倒灌方法包括如下步骤：
1)通过液位计分别监测上游水体的液位值和下游水体的液位值，分别记为H1和H2；
2)通过上游水体的液位值H1和下游水体的液位值H2的大小进行判断：
当H1-H2大于零或H2-H1小于零时，上游水体依靠水力作用冲开拍门，流向下游；
当H1-H2等于零或H2-H1等于零时，拍门的开启大小保持不变；以及，
当H1-H2小于零或H2-H1大于零时，下游水体依靠水力作用流向上游，依靠水力作用和拍门自身的重力将拍门关闭，避免下游水体倒灌进入上游水体。
在本发明的一个优选实施方式中，所述方法是用于截污管上的防倒灌。
在本发明的一个优选实施方式中，所述方法是用于分流井中截污管上的防倒灌。
在排水过程中，若出现下游水体液位高度高于上游水体液位高度，水体会在该管路中发生倒灌现象，即下游水体涌入上游端，导致上游水体不能及时排走而发生内涝。为了防止这种现象的发生，本发明提出了一种利用双液位的防倒灌方法，在井体和液位测量管中分别安装液位计，通过液位计监测上游水体和下游水体的液位高度来判断流经该管路的水体是否会发生倒灌现象。当上游水体的液位高度高于下游水体的液位高度时，水体依靠重力作用冲开拍门向下游端排走；当上游端水体的液位高度低于下游水体的液位高度时，水体依靠重力作用流向上游端，但是依靠水力作用和拍门自身的重力，会将拍门关闭，从而有效防止出现下游水体的倒灌现象。
以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于管路上的装置，所述装置包括井体、液位测量管和拍门；
所述井体和液位测量管设置于管路上，且均与所述管路连通；
所述拍门设置于井体和上游管路的连接处；
所述装置还包括分别设置在液位测量管和井体中的液位计，用于检测上游水体和下游水体的液位高度。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述液位测量管位于上游管路，所述井体位于下游管路；所述液位测量管中的液位计用于检测上游水体的液位高度，所述井体中的液位计用于检测下游水体的液位高度。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述液位测量管位于下游管路，所述井体位于上游管路；所述液位测量管中的液位计用于检测下游水体的液位高度，所述井体中的液位计用于检测上游水体的液位高度。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于，所述井体和液位测量管并行设置于所述管路上。
优选地，所述装置还包括控制器，以及设置在拍门上的拍门启闭机，所述控制器分别与液位测量管中的液位计、井体中的液位计和拍门启闭机信号连接，用于接收液位测量管中的液位计和井体中的液位计监测的液位信号，以及拍门的开度大小信号，基于所述信号确定流经所述管路的水体的流量。
优选地，所述拍门启闭机可以是电动拍门启闭机或液压式拍门启闭机。
优选地，所述电动拍门启闭机包括丝杆和编码器，所述丝杆用于计算拍门的升降高度；所述编码器用于记录旋转圈数。
优选地，利用丝杆的位移启闭拍门，并根据编码器中记录的旋转圈数以及丝杆螺距计算拍门升降高度，再根据拍门截面积计算出拍门开度。例如所述拍门横截面积是方形，根据升降高度和拍门的宽度计算出拍门的开度。
优选地，所述液压式拍门启闭机包括位移传感器，用于计算拍门开度。
优选地，所述拍门的驱动方式是利用自重和水力作用实现的，而不需要提供其他额外动力。
优选地，所述拍门选自截流拍门。
5.一种管路系统，所述管路系统包括权利要求1-4中任一项所述的用于管路中的装置。
优选地，所述管路系统还包括管路，即设置所述液位测量管和井体的管路。
6.权利要求1-4中任一项所述的装置的用途，其用于管路上的防倒灌。
优选地，用于截污管上的防倒灌。
优选地，用于分流井中截污管上的防倒灌。
7.权利要求1-4中任一项所述的装置的用途，其用于管路上的流量监测和/或最大流量控制。
优选地，用于截污管上的流量监测和/或最大流量控制。
优选地，用于分流井中截污管上的流量监测和/或最大流量控制。
8.一种用于管路上的双液位流量监测方法，所述方法是基于权利要求1-4中任一项所述的用于管路上的装置，所述方法包括如下步骤：
1)监测上游水体的液位高度H1和下游水体的液位高度H2；
2)确定上游水体和下游水体的液位差(H1-H2)及拍门开度S与流经管路的流量Q的关系式如下：
<mrow>
<mi>Q</mi>
<mo>=</mo>
<mi>K</mi>
<mo>&CenterDot;</mo>
<msub>
<mi>&sigma;</mi>
<mi>s</mi>
</msub>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mi>S</mi>
<mo>&CenterDot;</mo>
<msqrt>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>H</mi>
<mn>1</mn>
</msub>
<mo>-</mo>
<msub>
<mi>H</mi>
<mn>2</mn>
</msub>
<mo>)</mo>
</mrow>
</msqrt>
</mrow>
式中，
S——拍门开度(拍门中的过水面积)(m2)；
H1——上游水体的液位高度(m)；
H2——下游水体的液位高度(m)；
σs——淹没系数；
<mrow>
<mi>K</mi>
<mo>=</mo>
<msub>
<mi>&sigma;</mi>
<mi>c</mi>
</msub>
<mi>&mu;</mi>
<mi>m</mi>
<msqrt>
<mrow>
<mn>2</mn>
<mi>g</mi>
</mrow>
</msqrt>
<mo>;</mo>
</mrow>
g——重力加速度(m/s2)；
m——自由溢流的流量系数，与管道等边界条件有关；
σc——侧收缩系数，反映由于管道的横向收缩，减小有效的过流宽度和增加的局部能量损失对泄流能力的影响；
μ——管道自由出流的流量系数，反映管道与拍门的相对开度对泄流量的影响；
3)基于监测的上游水体和下游水体的液位差以及所述关系式，来实现流经管路的水体的流量监测。
优选地，所述关系式中，σs为淹没系数，与液位差(H1-H2)有关，可以直接查表得到。
优选地，所述关系式中，K为集合系数，当液位差(H1-H2)确定后，K也为确定的值。
优选地，所述关系式中，所述参数通过查表确定相关系数，并在使用时根据实际情况进行修正；或者，根据实际的测量值，直接利用关系式中比例关系来确定相关系数的集合系数K，例如当前后液位差确定时，σs即可查表获得；土建基础结构和尺寸、设备安装尺寸和位置一定时，K即为定值；因此，通过监测上游水体和下游水体的液位差(H1-H2)及拍门开度S，即可计算出流经管路的流量Q。
优选地，所述双液位流量监测方法用于管路的流量监测。
优选地，所述双液位流量监测方法用于截污管的流量监测。
优选地，所述双液位流量监测方法用于分流井中截污管的流量监测。
9.一种用于管路上的双液位最大流量控制方法，所述方法是基于权利要求1-4中任一项所述的用于管路上的装置，所述方法包括如下步骤：
(1)监测上游水体的液位高度H1和下游水体的液位高度H2；
(2)确定上游水体和下游水体的液位差(H1-H2)及流经管路的最大流量Qmax与拍门的最大开度Smax的关系式如下：
<mrow>
<msub>
<mi>Q</mi>
<mrow>
<mi>m</mi>
<mi>a</mi>
<mi>x</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>=</mo>
<mi>K</mi>
<mo>&CenterDot;</mo>
<msub>
<mi>&sigma;</mi>
<mi>s</mi>
</msub>
<mo>&CenterDot;</mo>
<msub>
<mi>S</mi>
<mrow>
<mi>m</mi>
<mi>a</mi>
<mi>x</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>&CenterDot;</mo>
<msqrt>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>H</mi>
<mn>1</mn>
</msub>
<mo>-</mo>
<msub>
<mi>H</mi>
<mn>2</mn>
</msub>
<mo>)</mo>
</mrow>
</msqrt>
</mrow>
式中，
Smax——拍门的最大开度(拍门中的最大过水面积)(m2)；
H1——上游水体的液位高度(m)；
H2——下游水体的液位高度(m)；
σs——淹没系数；
<mrow>
<mi>K</mi>
<mo>=</mo>
<msub>
<mi>&sigma;</mi>
<mi>c</mi>
</msub>
<mi>&mu;</mi>
<mi>m</mi>
<msqrt>
<mrow>
<mn>2</mn>
<mi>g</mi>
</mrow>
</msqrt>
<mo>;</mo>
</mrow>
g——重力加速度(m/s2)；
m——自由溢流的流量系数，与管道等边界条件有关；
σc——侧收缩系数，反映由于管道的横向收缩，减小有效的过流宽度和增加的局部能量损失对泄流能力的影响；
μ——管道自由出流的流量系数，反映管道与拍门的相对开度对泄流量的影响；
(3)基于监测的上游水体和下游水体的液位差，流经管路的最大流量Qmax以及所述关系式，来确定拍门的最大开度Smax，实现流经管路的水体的最大流量Qmax的控制。
优选地，步骤(3)中，通过拍门启闭机和控制器实现拍门的最大开度Smax的控制。
10.一种防倒灌的方法，所述方法是基于权利要求1-4中任一项所述的用于管路上的装置；所述防倒灌方法包括如下步骤：
1)通过液位计分别监测上游水体的液位值和下游水体的液位值，分别记为H1和H2；
2)通过上游水体的液位值H1和下游水体的液位值H2的大小进行判断：
当H1-H2大于零或H2-H1小于零时，上游水体依靠水力作用冲开拍门，流向下游；
当H1-H2等于零或H2-H1等于零时，拍门的开启大小保持不变；以及，
当H1-H2小于零或H2-H1大于零时，下游水体依靠水力作用流向上游，依靠水力作用和拍门自身的重力将拍门关闭，避免下游水体倒灌进入上游水体。
优选地，所述方法是用于截污管上的防倒灌。
优选地，所述方法是用于分流井中截污管上的防倒灌。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711038794.0A CN107844150A (zh) | 2017-10-30 | 2017-10-30 | 一种装置和基于该装置的流量监测和最大流量控制方法及防倒灌方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711038794.0A CN107844150A (zh) | 2017-10-30 | 2017-10-30 | 一种装置和基于该装置的流量监测和最大流量控制方法及防倒灌方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107844150A true CN107844150A (zh) | 2018-03-27 |
Family
ID=61681100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711038794.0A Pending CN107844150A (zh) | 2017-10-30 | 2017-10-30 | 一种装置和基于该装置的流量监测和最大流量控制方法及防倒灌方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107844150A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110593379A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-12-20 | 南京庞瑞科技有限公司 | 一种基于物联网技术的智能污水井 |
| CN111289238A (zh) * | 2020-01-19 | 2020-06-16 | 贵州首汇智慧水务有限公司 | 智能拍门检测报警装置 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2040246U (zh) * | 1988-12-01 | 1989-06-28 | 杨诗模 | 一种磁力液位计 |
| DE19533875A1 (de) * | 1995-09-13 | 1997-03-20 | Michael Prof Dr Dr Gitis | Messung der Abwassermengen in Privathaushalten und Industriebetrieben |
| CN102296694A (zh) * | 2011-05-20 | 2011-12-28 | 扬州市天雨玻璃钢制品厂有限公司 | 一种复合材料截流门 |
| CN104196002A (zh) * | 2014-08-06 | 2014-12-10 | 浙江大学 | 基于液位差的恒流量船闸控制系统和方法 |
| US9052226B2 (en) * | 2011-04-02 | 2015-06-09 | David Leonard Irwin, IV | Autonomous sump pump system |
| CN105569178A (zh) * | 2016-02-23 | 2016-05-11 | 武汉圣禹排水系统有限公司 | 一种新型截流井及其控制方法 |
| CN105780717A (zh) * | 2016-03-24 | 2016-07-20 | 华北水利水电大学 | 一种多沙渠道引水闸门的水工模型 |
| CN207761027U (zh) * | 2017-10-30 | 2018-08-24 | 武汉圣禹排水系统有限公司 | 一种用于管路上的装置及包括该装置的管路系统 |
-
2017
- 2017-10-30 CN CN201711038794.0A patent/CN107844150A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2040246U (zh) * | 1988-12-01 | 1989-06-28 | 杨诗模 | 一种磁力液位计 |
| DE19533875A1 (de) * | 1995-09-13 | 1997-03-20 | Michael Prof Dr Dr Gitis | Messung der Abwassermengen in Privathaushalten und Industriebetrieben |
| US9052226B2 (en) * | 2011-04-02 | 2015-06-09 | David Leonard Irwin, IV | Autonomous sump pump system |
| CN102296694A (zh) * | 2011-05-20 | 2011-12-28 | 扬州市天雨玻璃钢制品厂有限公司 | 一种复合材料截流门 |
| CN104196002A (zh) * | 2014-08-06 | 2014-12-10 | 浙江大学 | 基于液位差的恒流量船闸控制系统和方法 |
| CN105569178A (zh) * | 2016-02-23 | 2016-05-11 | 武汉圣禹排水系统有限公司 | 一种新型截流井及其控制方法 |
| CN105780717A (zh) * | 2016-03-24 | 2016-07-20 | 华北水利水电大学 | 一种多沙渠道引水闸门的水工模型 |
| CN207761027U (zh) * | 2017-10-30 | 2018-08-24 | 武汉圣禹排水系统有限公司 | 一种用于管路上的装置及包括该装置的管路系统 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110593379A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-12-20 | 南京庞瑞科技有限公司 | 一种基于物联网技术的智能污水井 |
| CN111289238A (zh) * | 2020-01-19 | 2020-06-16 | 贵州首汇智慧水务有限公司 | 智能拍门检测报警装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107060036A (zh) | 一种用于排放雨水和污水的排水系统及其控制方法 | |
| CN109269589B (zh) | 一种具有液位调控的水箱水量测算系统及其计算方法 | |
| CN107355684A (zh) | 一种管网故障水力监测实验系统及其实现故障辨识的方法 | |
| CN104897188B (zh) | 一种分析排水管道淤积特性的方法及实验装置 | |
| CN105864642A (zh) | 一种新型管道泄漏检测装置和检测方法 | |
| CN107587586A (zh) | 一种用于管路上的装置及基于该装置的流量控制方法和防倒灌方法 | |
| CN113029472B (zh) | 一种管网泄漏检测系统及检测方法 | |
| CN106918369A (zh) | 一种用于水电站压力主管流量测量的装置及测量方法 | |
| CN110095163A (zh) | 全径流泥沙自动监测仪 | |
| CN107844150A (zh) | 一种装置和基于该装置的流量监测和最大流量控制方法及防倒灌方法 | |
| CN106594525A (zh) | 输气管道压力流量控制系统一体化整合橇装方法 | |
| CN207761027U (zh) | 一种用于管路上的装置及包括该装置的管路系统 | |
| CN201787986U (zh) | 一种气水多相流输水系统水流量测量装置 | |
| CN207081634U (zh) | 一种用于测量石膏浆液密度和ph值的装置 | |
| CN211262372U (zh) | 一种分级测量式流量监测井 | |
| CN207436196U (zh) | 一种用于管路上的装置 | |
| Glovatskii et al. | Hydrometric flow measurement in water management | |
| CN107831796A (zh) | 一种用于管路上的装置及基于该装置的流量控制方法和防倒灌方法 | |
| Wang et al. | HEAD LOSS AT MANHOLES IN SURCHARGED SEWER SYSTEMS 1 | |
| CN107653972A (zh) | 一种用于管路上的装置及基于该装置的流量控制方法和防倒灌方法 | |
| CN206987012U (zh) | 一种雨污混接式排水系统 | |
| CN208985204U (zh) | 一种具有在线自动数球功能的胶球数球装置 | |
| CN102121890B (zh) | 一种用于灌浆工程中密度测量的自循环差压式密度计 | |
| CN105698888A (zh) | 一种用于收集地表径流水的装置 | |
| CN111189504A (zh) | 一种分级测量式流量监测井及流量测量方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180327 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |