CN108050299B - 一种真空排水系统中的无源控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种真空排水系统中的无源控制方法，其是在污水收集箱体内部设置一个浮球，在污水收集箱体顶部上设置一个杠杆机构，在杠杆机构中杠杆的两端上分别设置垂向连杆一和垂向连杆二，其中将垂向连杆一的一端伸入到污水收集箱体中与浮球连接，将垂向连杆二的一端与真空排水系统中真空排泄阀的控制气路开关配合连接；随着污水收集箱体内部水位的上升或下降，使得浮球随着液面上下移动，带动垂向连杆二上下移动，通过垂向连杆二的上下移动带动控制气路开关动作，对真空排泄阀的控制气路通、断状态进行控制，从而控制真空排泄阀的开启或关闭。本发明无需采用电气控制，保证了检修人员的人身安全。

Description

一种真空排水系统中的无源控制方法

技术领域

本发明涉及一种无源控制方法，尤其涉及一种真空排水系统中控制真空收集终端阀门开启和关闭的无源控制方法。

背景技术

综合管廊就是地下城市管道综合走廊，即在城市地下建造一个隧道空间，将电力、通信，燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体，设有专门的检修口、吊装口和监测系统，实施统一规划、统一设计、统一建设和管理，是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。

城市地下综合管廊在建成后，会因为各种原因产生渗漏水，严重影响管廊内设备、管线、电缆的安全使用，因此，需要通过排水系统将地下渗漏污水排走。真空排水系统的排水水流速度可达到3-6米/秒，是普通排水系统的3-6倍，是一种非常节能和高效的排水技术；另外，真空排水系统可在入口加装切割机将碎石等固体粉碎排走，因此真空排水系统能排走泔水、淤泥、塑料袋、碎石、砖块等杂物，不容易堵塞管道，由于真空排水系统具有以上优点，所以真空排水系统在城市地下综合管廊中的运用也越来越多了起来。

由于排水环境是处于城市地下综合管廊中，尤其涉及燃气仓的排水，如果采用一般的电气控制器，万一发生漏电或者产生电火花，就会对检修人员的人身安全造成威胁，甚至发生爆炸等意外。因此，急需设计一种不采用电气控制的控制方法来对真空排水系统中的终端收集阀门进行控制。

经过检索，未找到与本申请类似的专利文献，与本申请相关的专利文献如下：

授权公告号为CN201420893Y，授权公告日为2010年3月10日的中国实用新型公开了一种浮球阀，包括阀体，阀体前端设置有支承框，阀体的后端螺纹连接有进水管，所述阀体内设置有与进水管连通的阀门孔，支承框的下部装有转轴，转轴上安装有可转动并封堵该阀门孔的阀芯，阀芯的下端通过杠杆连接有浮球。

授权公告号为CN203453759U，授权公告日为2014年2月26日的中国实用新型公开了一种自动真空排水装置，用于进行气液分离并自动将分离后的液体排出，其包括由上至下通过隔板分隔为上腔和下腔的筒体、设置于所述的筒体上的顶腔，所述的顶腔与所述的上腔之间通过第一联通口相联通，所述的顶腔上开设有与外部相联通的第二联通口，所述的筒体中设置有贯通所述的上腔和所述的下腔且上端与所述的顶腔相联通、下端与所述的下腔相联通的冲气管，所述的上腔所在的筒体上连接有供气液混合物进入所述的筒体的进气口和与真空泵相连接的出气口，所述的隔板处的筒体上连接有与所述的上腔和所述的下腔均相联通的出水口，所述的出水口中设置有与所述的上腔相连接的单向阀，所述的下腔的底部连接设置有止回阀的出液管；所述的顶腔中设置具有支点的杠杆组件，所述的杠杆组件上分别连接有与所述的第一联通口相对应的第一盖体、与所述的第二联通口相对应的第二盖体和在所述的冲气管中延伸的连通棒，所述的连通棒的下端设置浮球；当所述的第一盖体关闭所述的第一联通口时，所述的第二盖体开启所述的第二联通口，当所述的第一盖体开启所述的第一联通口时，所述的第二盖体关闭所述的第二联通口。

授权公告号为CN206592757U，授权公告日为2017年10月27日的中国实用新型公开了一种杠杆式疏水器，包括外壳，所述外壳侧壁设有汽水入管，所述外壳顶部设有出气管，所述外壳底部设有出水管，所述外壳内底部连接有收集筒，所述收集筒顶部插设有浮块，所述浮块底部安装有限位板，所述浮块通过杠杆机构连接有浮球，所述浮球与出水管端部相接触，所述外壳内顶部设有凸起，所述凸起底部通过插销连接有双金属片，所述双金属片另一端连接有阀块，所述阀块插设于出气管内。

但是，上述专利文献中都没有公开本申请的技术方案。

综上，如何设计一种真空排水系统中的无源控制方法，使其无需采用电气控制，保证检修人员的人身安全且能根据实际工况，自动控制真空排水系统及时的对城市地下综合管廊中的污水进行排出是急需解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的缺陷，提供一种真空排水系统中的无源控制方法，其无需采用电气控制，保证了检修人员的人身安全且其能根据实际工况，自动控制真空排水系统及时的对城市地下综合管廊中的污水进行排出。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种真空排水系统中的无源控制方法，所述无源控制方法是在污水收集箱体内部设置一个浮球，在污水收集箱体顶部上设置一个杠杆机构，在杠杆机构中杠杆的两端上分别设置垂向连杆一和垂向连杆二，其中将垂向连杆一的一端伸入到污水收集箱体中与浮球连接，将垂向连杆二的一端与真空排水系统中真空排泄阀的控制气路开关配合连接；

随着污水收集箱体内部水位的上升或下降，使得浮球随着液面上下移动，带动垂向连杆二上下移动，通过垂向连杆二的上下移动带动控制气路开关动作，对真空排泄阀的控制气路通、断状态进行控制，从而控制真空排泄阀的开启或关闭。

优选的，所述控制气路开关包括接触器和与接触器连接的电气开关或气阀，垂向连杆二的一端与接触器配合连接；

当垂向连杆二上下移动时带动接触器动作，从而控制与接触器连接的电气开关或气阀动作，通过电气开关或气阀动作来对真空排水系统中真空排泄阀的控制气路通、断状态进行控制，从而控制真空排泄阀的开启或关闭。

优选的，垂向连杆一穿过杠杆的一端且垂向连杆一能沿杠杆的一端上、下移动，在外露于污水收集箱体的垂向连杆一上设置有上限位块一和下限位块一，杠杆的一端设置在上限位块一和下限位块一之间的位置；

当污水收集箱体内部水位的上升时，浮球带动垂向连杆一上移，当杠杆的一端与下限位块一相接触后，通过浮球带动垂向连杆一的继续上移，带动杠杆转动，使得垂向连杆二下移将控制真空排泄阀开启；

当污水收集箱体内部水位的下降时，浮球带动垂向连杆一下移，当杠杆的一端与上限位块一相接触后，通过浮球带动垂向连杆一的继续下移，带动杠杆反向转动，使得垂向连杆二上移将控制真空排泄阀关闭。

优选的，垂向连杆二穿过杠杆的另外一端且垂向连杆二能沿杠杆的另外一端上、下移动，在外露于污水收集箱体的垂向连杆二上设置有上限位块二和下限位块二，杠杆的另外一端设置在上限位块二和下限位块二之间的位置；

当垂向连杆一上移带动杠杆转动时，杠杆的另外一端下移与下限位块二相接触，从而带动垂向连杆二下移将控制真空排泄阀开启；

当垂向连杆一下移带动杠杆反向转动时，杠杆的另外一端上移与上限位块二相接触，从而带动垂向连杆二上移将控制真空排泄阀关闭。

优选的，将上限位块一和下限位块一之间的距离设置成大于上限位块二和下限位块二之间的距离。

优选的，所述杠杆机构还包括支柱，杠杆与支柱铰接，将杠杆与支柱的铰接点和垂向连杆一之间的距离设置成大于杠杆与支柱的铰接点和垂向连杆二之间的距离。

优选的，在支柱上还设置有弹性定位装置，通过弹性定位装置对垂向连杆二进行弹性定位。

优选的，弹性定位装置包括设置在支柱上的支撑块和设置在支撑块上的弹簧顶针，在位于支撑块附近的垂向连杆二的外周面上设置有上定位凹槽和下定位凹槽；

当垂向连杆二下移将真空排泄阀开启时，弹簧顶针的一端插入到上定位凹槽中对垂向连杆二进行定位；当垂向连杆二上移将真空排泄阀关闭时，弹簧顶针的一端插入到下定位凹槽中对垂向连杆二进行定位。

优选的，将上定位凹槽的宽度设置成与弹簧顶针的一端宽度相匹配，将下定位凹槽的宽度设置成大于弹簧顶针一端的宽度。

优选的，在污水收集箱体的顶部上还设置有垂向支撑套筒一，垂向连杆一的一端穿过垂向支撑套筒一伸入到污水收集箱体中与浮球连接；在支柱上还设置有垂向支撑套筒二，垂向连杆二穿过垂向支撑套筒二且垂向连杆二能沿垂向支撑套筒二上、下移动。

本发明的有益效果在于：本发明通过设计，能无需采用电气控制，保证了检修人员的人身安全且其能根据实际工况，自动控制真空排水系统及时的对城市地下综合管廊中的污水进行排出。通过设置上限位块一和下限位块一对浮球移动的两个极限位置进行精确控制以及通过改变上限位块一和下限位块一在垂向连杆一上的不同位置，能根据实际工况，对真空排泄阀的开闭时机做出精确的控制，从而提高了本发明的实用性。通过设置弹性定位装置对杠杆进行弹性定位，从而能保证整个控制器的控制状态的稳定性。通过对上定位凹槽、下定位凹槽与弹簧顶针一端相配合的设计，能保证杠杆力矩的平衡，从而进一步提高控制器的工作功能。

附图说明

图1为本发明的原理示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为图2中位于弹簧顶针处的局部结构示意图；

图中：1. 污水收集箱体，2. 浮球，3. 杠杆，4. 垂向连杆一，5. 垂向连杆二，6.接触器，7. 电气开关或气阀，8. 上限位块一，9. 下限位块一，10. 上限位块二，11. 下限位块二，12. 支柱，13. 弹性定位装置，131. 支撑块，132. 弹簧顶针，14. 上定位凹槽，15.下定位凹槽，16. 垂向支撑套筒一，17. 垂向支撑套筒二。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细的阐述。

实施例：如图1和图2所示，一种真空排水系统中的无源控制方法，所述无源控制方法是在污水收集箱体1内部设置一个浮球2，在污水收集箱体1顶部上设置一个杠杆机构，在杠杆机构中杠杆的两端上分别设置垂向连杆一和垂向连杆二，其中将垂向连杆一的一端伸入到污水收集箱体中与浮球连接，将垂向连杆二的一端与真空排水系统中真空排泄阀的控制气路开关配合连接；随着污水收集箱体内部水位的上升或下降，使得浮球随着液面上下移动，带动垂向连杆二上下移动，通过垂向连杆二的上下移动带动控制气路开关动作，对真空排泄阀的控制气路通、断状态进行控制，从而控制真空排泄阀的开启或关闭。

污水收集箱体设置在城市地下综合管廊中，当污水收集箱体中的污水使得浮球上升到一定位置时，通过杠杆的作用，带动垂向连杆二向下移动使得控制气路开关动作，使得真空排泄阀的控制气路处于通路状态，控制真空排泄阀打开，将污水收集箱体中的污水排出；随着污水收集箱体中污水的排出，浮球随着液面下降，通过杠杆的作用，带动垂向连杆二向上移动使得控制气路开关动作，使得真空排泄阀的控制气路处于断路状态，控制真空排泄阀关闭。通过上述设计，使得本实施例无需采用电气控制，保证了检修人员的人身安全且其能根据实际工况，自动控制真空排水系统及时的对城市地下综合管廊中的污水进行排出。

所述控制气路开关包括接触器6和与接触器6连接的电气开关或气阀7，垂向连杆二5的一端与接触器6配合连接；当垂向连杆二5上下移动时带动接触器6动作，从而控制与接触器6连接的电气开关或气阀7动作，通过电气开关或气阀7动作来对真空排水系统中真空排泄阀的控制气路通、断状态进行控制，从而控制真空排泄阀的开启或关闭。

垂向连杆一4穿过杠杆3的一端且垂向连杆一4能沿杠杆3的一端上、下移动，在外露于污水收集箱体的垂向连杆一4上设置有上限位块一8和下限位块一9，杠杆3的一端设置在上限位块一8和下限位块一9之间的位置；

当污水收集箱体1内部水位的上升时，浮球2带动垂向连杆一4上移，当杠杆4的一端与下限位块一9相接触后，通过浮球2带动垂向连杆一4的继续上移，带动杠杆3转动，使得垂向连杆二5下移将控制真空排泄阀开启；

当污水收集箱体1内部水位的下降时，浮球2带动垂向连杆一4下移，当杠杆3的一端与上限位块一8相接触后，通过浮球2带动垂向连杆一4的继续下移，带动杠杆3反向转动，使得垂向连杆二5上移将控制真空排泄阀关闭。

上限位块一和下限位块一相当于浮球移动的两个极限位置，当杠杆的端部在两个极限位置之间的行程内移动，是不会改变整个控制器的控制状态的。通过设置上限位块一和下限位块一对浮球移动的两个极限位置进行精确控制以及通过改变上限位块一和下限位块一在垂向连杆一上的不同位置，能根据实际工况，对真空排泄阀的开闭时机做出精确的控制，从而提高了本实施例的实用性。

垂向连杆二5穿过杠杆3的另外一端且垂向连杆二5能沿杠杆3的另外一端上、下移动，在外露于污水收集箱体的垂向连杆二5上设置有上限位块二10和下限位块二11，杠杆3的另外一端设置在上限位块二10和下限位块二11之间的位置；

当垂向连杆一4上移带动杠杆3转动时，杠杆3的另外一端下移与下限位块二11相接触，从而带动垂向连杆二5下移将控制真空排泄阀开启；

当垂向连杆一4下移带动杠杆3反向转动时，杠杆3的另外一端上移与上限位块二10相接触，从而带动垂向连杆二5上移将控制真空排泄阀关闭。

将沿垂向连杆一轴向上限位块一8和下限位块一9之间的距离L1设置成大于沿垂向连杆二轴向上限位块二10和下限位块一11之间的距离L2。

所述杠杆机构还包括支柱12，杠杆3与支柱12铰接，将杠杆与支柱的铰接点A和垂向连杆一4之间的距离设置成大于杠杆与支柱的铰接点A和垂向连杆二5之间的距离。

在支柱上还设置有弹性定位装置13，通过弹性定位装置13对垂向连杆二5进行弹性定位，从而能保证整个控制器的控制状态的稳定性。

如图3所示，弹性定位装置13包括设置在支柱12上的支撑块131和设置在支撑块131上的弹簧顶针132，在位于支撑块131附近的垂向连杆二5的外周面上设置有上定位凹槽14和下定位凹槽15；当垂向连杆二下移控制真空排泄阀开启时，弹簧顶针132的一端插入到上定位凹槽14中对垂向连杆二进行定位，当垂向连杆二上移控制真空排泄阀关闭时，弹簧顶针132的一端插入到下定位凹槽15中对垂向连杆二进行定位。

将上定位凹槽14的宽度设置成与弹簧顶针132的一端宽度相匹配，当弹簧顶针132的一端插入后，弹簧顶针132一端和上定位凹槽14之间紧密接触在一起。将下定位凹槽15的宽度D1设置成大于弹簧顶针132一端的宽度D2，当弹簧顶针132的一端插入后，是通过弹簧顶针132的一端与下定位凹槽15的一侧边相接触来对杠杆进行定位的，这样设置能保证杠杆力矩的平衡，从而进一步提高控制器的工作功能。

如图2所示，在污水收集箱体的顶部上还设置有垂向支撑套筒一16，垂向连杆一4的一端穿过垂向支撑套筒一16伸入到污水收集箱体1中与浮球2连接。

在支柱12上还设置有垂向支撑套筒二17，垂向连杆二5穿过垂向支撑套筒二17且垂向连杆二5能沿垂向支撑套筒二17上、下移动。垂向支撑套筒可采用无油轴套。

综上，本发明通过设计，能无需采用电气控制，保证了检修人员的人身安全且其能根据实际工况，自动控制真空排水系统及时的对城市地下综合管廊中的污水进行排出。通过设置上限位块一和下限位块一对浮球移动的两个极限位置进行精确控制以及通过改变上限位块一和下限位块一在垂向连杆一上的不同位置，能根据实际工况，对真空排泄阀的开闭时机做出精确的控制，从而提高了本发明的实用性。通过设置弹性定位装置对杠杆进行弹性定位，从而能保证整个控制器的控制状态的稳定性。通过对上定位凹槽、下定位凹槽与弹簧顶针一端相配合的设计，能保证杠杆力矩的平衡，从而进一步提高控制器的工作功能。

本实施例中所述的“多个”即指“两个或两个以上”的数量。以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化或变换，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的保护范围，本发明的保护范围应该由各权利要求限定。

Claims (2)

1.一种真空排水系统中的无源控制方法，其特征在于：所述无源控制方法是在污水收集箱体内部设置一个浮球，在污水收集箱体顶部上设置一个杠杆机构，在杠杆机构中杠杆的两端上分别设置垂向连杆一和垂向连杆二，其中将垂向连杆一的一端伸入到污水收集箱体中与浮球连接，将垂向连杆二的一端与真空排水系统中真空排泄阀的控制气路开关配合连接；

随着污水收集箱体内部水位的上升或下降，使得浮球随着液面上下移动，带动垂向连杆二上下移动，通过垂向连杆二的上下移动带动控制气路开关动作，对真空排泄阀的控制气路通、断状态进行控制，从而控制真空排泄阀的开启或关闭；

所述杠杆机构还包括支柱，杠杆与支柱铰接，将杠杆与支柱的铰接点和垂向连杆一之间的距离设置成大于杠杆与支柱的铰接点和垂向连杆二之间的距离；

在支柱上还设置有弹性定位装置，通过弹性定位装置对垂向连杆二进行弹性定位；

弹性定位装置包括设置在支柱上的支撑块和设置在支撑块上的弹簧顶针，在位于支撑块附近的垂向连杆二的外周面上设置有上定位凹槽和下定位凹槽；

当垂向连杆二下移将真空排泄阀开启时，弹簧顶针的一端插入到上定位凹槽中对垂向连杆二进行定位；当垂向连杆二上移将真空排泄阀关闭时，弹簧顶针的一端插入到下定位凹槽中对垂向连杆二进行定位；

将上定位凹槽的宽度设置成与弹簧顶针的一端宽度相匹配，当弹簧顶针的一端插入后，弹簧顶针一端和上定位凹槽之间紧密接触在一起，将下定位凹槽的宽度设置成大于弹簧顶针一端的宽度，当弹簧顶针的一端插入后，是通过弹簧顶针的一端与下定位凹槽的一侧边相接触来对杠杆进行定位的。

2.根据权利要求1所述的无源控制方法，其特征在于：在污水收集箱体的顶部上还设置有垂向支撑套筒一，垂向连杆一的一端穿过垂向支撑套筒一伸入到污水收集箱体中与浮球连接；在支柱上还设置有垂向支撑套筒二，垂向连杆二穿过垂向支撑套筒二且垂向连杆二能沿垂向支撑套筒二上、下移动。