CN109555107B - 一种边坡排水系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种边坡排水系统，其技术方案要点是包括渗水管、储水箱、补水箱、下水控制电路和补水控制电路，渗水管设置有渗水孔，渗水管与储水箱连通有吸水管，储水箱连通有排水管，补水箱与储水箱连通有下水管，下水管设置有第一电磁阀，补水管设置有第二电磁阀，吸水管设置有单向进水阀，储水箱连通有单向排气阀，下水控制电路控制开启第一电磁阀，补水控制电路控制开启第二电磁阀；边坡的积水增多时，下水控制电路控制开启第一电磁阀，补水箱内的水通过下水管进入储水箱内，储水箱内的水将经排水管流出，使得储水箱内产生负压，使得吸水管将渗水管内的积水吸入储水箱中，如此循环，即可将边坡的积水排出，提高边坡的稳定性。

Description

一种边坡排水系统
技术领域
本发明涉及边坡排水系统，更具体地说，它涉及一种边坡排水系统。
背景技术
露天边坡、公路铁路边坡等内往往富含有大量积水，其来源主要包括雨水渗入、上部边坡或山体内的积水渗入、甚至包括溪水灌入等多种途径。边坡内积水对边坡稳定性十分不利，主要表现在：（1）一般岩石干燥状态下的强度往往是其饱水状态强度的1-2倍，因此干燥的边坡稳定性明显高于含水边坡；（2）如花岗斑岩、泥岩、泥质砾岩、蒙脱石等诸多岩石存在遇水泥化、崩解的特征，其岩体强度因此迅速降低，边坡稳定性随之降低；（3）构造带往往是导致边坡失稳的关键，构造带内岩体破碎，含断层泥，具有明显的雨水泥化特征，其摩擦阻力将随之迅速减小；（4）边坡内含水量增加，将导致边坡自重增大，失稳趋势增加。
上述情况均容易引发暴雨过后的山体滑坡，因此，及时疏干边坡内积水，对维护边坡的稳定性具有非常重要的作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种边坡排水系统，具有及时排出边坡内的积水，提高边坡的稳定性的优点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种边坡排水系统，包括渗水管、储水箱、补水箱、下水控制电路和补水控制电路，所述渗水管上设置有渗水孔，所述渗水管包裹有土工布，所述储水箱高于渗水管，所述补水箱高于储水箱，所述渗水管的底部与储水箱的底部连通有吸水管，所述储水箱的底部连通有排水管，所述补水箱与储水箱之间连通有下水管，所述下水管上设置有第一电磁阀，所述补水箱连通有补水管，所述补水管上设置有第二电磁阀，所述吸水管上设置有单向进水阀，所述储水箱连通有单向排气阀，所述下水控制电路根据渗水管内的水位升高以开启第一电磁阀，所述补水控制电路根据补水箱内的水位降低以开启第二电磁阀。
通过采用上述技术方案，将渗水管埋进边坡积水的位置内，边坡内的积水通过渗水孔进入渗水管内，并且土工布对渗入渗水管内的积水进行过滤，在边坡的积水增多时，渗水管内的水位也随之增高，此时下水控制电路根据渗水管内的水位高度开启第一电磁阀，补水箱内的水通过下水管进入储水箱内，在这过程中储水箱内的空气经单向排气阀排出储水箱，并且在单向进水阀的作用下吸水管内的水不会流向渗水管中，使得吸水管内始终保持有水的状态，储水箱内的水将经排水管流出，从而使得在储水箱内产生负压，进而通过吸水管将渗水管内的积水吸入储水箱中，如此循环，即可通过虹吸的方式将渗水管中的积水排出，提高边坡的稳定性，在补水箱内的水量过低时，补水控制电路控制第二电磁阀开启，补水管为补水箱补充水，为下一次排水做准备。
优选的，所述下水控制电路包括第一液位传感器、第一比较器和第一开关管，所述第一液位传感器用于检测渗水管内的水位高度并发出相应的地下水位信号，所述第一比较器将地下水位信号与地下水位预设值进行比较以控制第一开关管的导通或关断，所述第一开关管在导通时控制第一电磁阀开启。
通过采用上述技术方案，第一液位传感器对渗水管内的水位高度进行检测并发出对应的地下水位信号，在地下水位信号的值大于地下水位预设值时，第一比较器控制第一开关管导通，进而开启第一电磁阀，进行排水操作。
优选的，所述下水控制电路还包括时间继电器，所述时间继电器的线圈的一端串接于第一开关管，另一端连接电源，所述时间继电器的延时断开常开触点与第一电磁阀串接后跨接于时间继电器的线圈和第一开关管。
通过采用上述技术方案，在第一开关管导通时，时间继电器的线圈经电源得电，其延时断开常开触点闭合，第一电磁阀得电并开启，在地下水位信号的值小于地下水位预设值时，第一开关管关断，时间继电器开始计时，期间第一电磁阀继续开启，计时结束后时间继电器的延时断开常开触点断开，第一电磁阀关闭，在计时期间第一电磁阀继续开启，补水箱继续为储水箱补充水，使得虹吸排水得以更稳定的实现。
优选的，所述补水控制电路包括第二液位传感器、第二比较器、第三比较器、第二开关管、第三开关管和第一继电器，所述第二液位传感器用于检测补水箱内的水位高度并发出相应的剩余水位信号，所述第二比较器将剩余水位信号与高水位预设值进行比较以控制第二开关管的导通或关断，所述第三比较器将剩余水位信号与低水位预设值进行比较以控制第三开关管的导通或关断，所述第二开关管的一端与第三开关管串接，另一端连接电源，所述第一继电器的线圈电连接于第二开关管与第三开关管之间，所述第一继电器的常开触点与第二电磁阀串接后跨接于第三开关管。
通过采用上述技术方案，在补水箱内的水位低于预设低水位时，其发出的剩余水位信号的值均小于高水位预设值和低水位预设值，第二比较器控制第二开关管导通，第三比较器控制第三开关管导通，第一继电器的线圈得电，其常开触点闭合，第二电磁阀得电开启，补水管为补水箱补充水，并且第一继电器的常开触点与第二电磁阀串接后跨接于第三开关管，形成自锁回路，在补水箱内的水位上升的过程中第三开关管会断开，第一继电器的常开触点继续闭合，第二电磁阀继续开启，直至补水箱内的水位高于预设高水位时，第二开关管断开，第一继电器的常开触点断开，第二电磁阀关闭，停止为补水箱补水。
优选的，所述排水管上设置有单向排水阀。
通过采用上述技术方案，排水管上的单向排水阀减少了排出储水箱内的水倒灌的情况，使得虹吸排水得以正常进行。
优选的，所述单向排气阀连通有抽气泵，所述抽气泵串接于第一电磁阀。
通过采用上述技术方案，抽气泵随着第一电磁阀的开启而开启，对储水箱进行抽气，使储水箱形成负压，使得补水箱内的水更快地进入储水箱中，提高排水效率。
优选的，所述第一液位传感器和第一比较器之间电连接有用于放大地下水位信号的第一放大电路。
通过采用上述技术方案，第一放大电路将原本较小的地下水位信号信号放大后输出，使得对微小信号的检测更加精确。
优选的，所述第二液位传感器的输出端电连接有用于放大剩余水位信号的第二放大电路。
通过采用上述技术方案，第二放大电路将原本较小的剩余水位信号信号放大后输出，使得对微小信号的检测更加精确。
优选的，所述下水控制电路还包括第一电位器，电源通过第一电位器为第一比较器提供地下水位预设值。
通过采用上述技术方案，通过调整第一电位器可调节电源为第一比较器提供的地下水位预设值的大小，从而调节第一比较器控制第一开关管导通的临界值，进而控制第一电磁阀启动的时机。
优选的，所述补水控制电路还包括第二电位器和第三电位器，电源通过第二电位器为第二比较器提供高水位预设值，电源通过第三电位器为第三比较器提供低水位预设值。
通过采用上述技术方案，通过调整第二电位器和第三电位器可调节电源为第二比较器和第三比较器提供的高水位预设值和低水位预设值的大小，从而调节第二比较器和第三控制器控制第二开关管和第三开关管导通的临界值，进而控制第二电磁阀启动的时机。
综上所述，本发明具有以下有益效果：在渗水管内的积水升高至预设的水位高度时，第一开关管导通，时间继电器的线圈经电源得电，其延时断开常开触点闭合，第一电磁阀得电并开启，补水箱内的水通过下水管进入储水箱内，在这过程中储水箱内的空气经单向排气阀排出储水箱，储水箱内的水将经排水管流出，从而使得在储水箱内产生负压，进而通过吸水管将渗水管内的积水吸入储水箱中，如此循环，即可通过虹吸的方式将渗水管中的积水排出，提高边坡的稳定性，在地下水位信号的值小于地下水位预设值时，第一开关管关断，时间继电器开始计时，计时结束后时间继电器的延时断开常开触点断开，第一电磁阀关闭，在计时期间第一电磁阀继续开启，补水箱继续为储水箱补充水，使得虹吸排水得以更稳定的实现，在补水箱内的水位低于预设低水位时，第二开关管和第三开关管均导通，第一继电器的线圈得电，其常开触点闭合，第二电磁阀得电开启，补水管为补水箱补充水，为下一次排水做准备，并且第一继电器的常开触点与第二电磁阀串接后跨接于第三开关管，形成自锁回路，在补水箱内的水位上升的过程中第三开关管会断开，第一继电器的常开触点继续闭合，第二电磁阀继续开启，直至补水箱内的水位高于预设高水位时，第二开关管断开，第一继电器的常开触点断开，第二电磁阀关闭，停止为补水箱补水。
附图说明
图1是本实施例的结构示意图；
图2是本实施例中与第一液位传感器相关的电路示意图；
图3是本实施例中与第二液位传感器相关的电路示意图。
附图标记：1、渗水管；2、储水箱；3、补水箱；4、渗水孔；5、土工布；6、吸水管；7、排水管；8、下水管；9、第一电磁阀；10、补水管；11、第二电磁阀；12、单向进水阀；13、单向排气阀；14、第一液位传感器；15、第一比较器；16、第一开关管；17、时间继电器；18、第二液位传感器；19、第二比较器；20、第三比较器；21、第二开关管；22、第三开关管；23、第一继电器；24、单向排水阀；25、抽气泵；26、第一放大电路；27、第二放大电路；28、第一电位器；29、第二电位器；30、第三电位器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
一种边坡排水系统，如图1所示，包括渗水管1，渗水管1的管壁上开设有若干渗水孔4，在渗水管1的外壁包裹有土工布5，将渗水管1埋进边坡积水的位置内，边坡内的积水通过渗水孔4进入渗水管1内，并且土工布5对渗入渗水管1内的积水进行过滤。
在渗水管1的内壁的底部安装有第一液位传感器14，第一液位传感器14对渗水管1内的水位高度进行检测并发出对应的地下水位信号，地下水位信号的值为电压值，且随检测位置的水位的增高而增高。
在渗水管1的上方设置有储水箱2，储水箱2的底部连通有吸水管6的顶端，吸水管6的底端连通于渗水管1的底部，并且在吸水管6上安装有单向进水阀12，在单向进水阀12的作用下吸水管6内的水不会流向渗水管1中，使得吸水管6内始终保持有水的状态。
储水箱2的底部还连通有排水管7的顶端，并且排水管7的底端的水平位置低于吸水管6的底端，在排水管7上安装有单向排水阀24，排水管7上的单向排水阀24可减少排出储水箱2内的水倒灌的情况。
储水箱2的顶部连通有单向排气阀13，并且单向排气阀13远离储水箱2的一端连通有抽气泵25，启动抽气泵25可将储水箱2内的空气抽出，使储水箱2内形成负压。
储水箱2的顶部还连通有下水管8的底端，下水管8的顶端连通有补水箱3的顶部，在下水管8上安装有第一电磁阀9，在补水箱3的内壁的底部固定安装有第二液位传感器18，第二液位传感器18用于检测补水箱3内的水位高度并发出相应的剩余水位信号，剩余水位信号的值为电压值，且随检测位置的水位的增高而增高，储水箱2的顶部连通有补水管10，并且补水管10上安装有第二电磁阀11。
如图2所示，第一液位传感器14的输出端电连接有第一放大电路26的同相输入端，第一放大电路26的反相输入端经电阻R1接地，第一放大电路26的反相输入端和输出端之间电连接有电阻R2，第一放大电路26的输出端电连接有第一比较器15的同相输入端第一比较器15的反相输入端电连接有第一电位器28的活动端，第一电位器28的一个固定端经电阻R3连接电源VCC，另一个固定端经电阻R4接地，电源通过第一电位器28为第一比较器15提供地下水位预设值，并且通过调节第一电位器28调节地下水位预设值的大小。
第一比较器15的输出端电连接有第一开关管16，第一开关管16为NPN型的三极管，第一比较器15的输出端电连接于第一开关管16的基极，第一开关管16的基极与集电极之间电连接有电阻R5，第一开关管16的发射极经电阻R6接地，第一开关管16的集电极电连接有时间继电器17的线圈KT的一端，时间继电器17的线圈KT的另一端电连接于电源VCC，时间继电器17的延时断开常开触点KT-1的一端连接于电源VCC，另一端电连接于第一电磁阀9，第一电磁阀9和抽气泵25串接后经电阻R7接地。
如图3所示，第二液位传感器18的第二液位传感器18的输出端电连接有第二放大电路27的同相输入端，第二放大电路27的反相输入端经电阻R8接地，第二放大电路27的反相输入端和输出端之间电连接有电阻R9，第二放大电路27的输出端电连接有第二比较器19的同相输入端第二比较器19的反相输入端电连接有第二电位器29的活动端，第二电位器29的一个固定端经电阻R10连接电源VCC，另一个固定端经电阻R11接地，电源通过第二电位器29为第二比较器19提供高水位预设值，并且通过调节第二电位器29调节高水位预设值的大小。
第二比较器19的输出端电连接有第二开关管21的基极，第二开关管21为NPN型的三极管，第二开关管21的基极和集电极之间电连接有电阻R12，第二开关管21的集电极连接电源VCC。
第二放大电路27的输出端还电连接有第三比较器20的同相输入端第三比较器20的反相输入端电连接有第三电位器30的活动端，第三电位器30的一个固定端经电阻R14连接电源VCC，另一个固定端经电阻R15接地，电源通过第三电位器30为第三比较器20提供低水位预设值，并且通过调节第三电位器30调节低水位预设值的大小。
第三比较器20的输出端电连接有第三开关管22的基极，第三开关管22为NPN型的三极管，第三开关管22的基极和集电极之间电连接有电阻R16，第三开关管22的发射极经电阻R17接地。
第二开关管21的发射极和第三开关管22的集电极之间电连接有第一继电器23的线圈K1，并且第二开关管21的发射极与第一继电器23的线圈K1之间电连接有电阻R13，第一继电器23的常开触点K1-1的一端电连接于其线圈K1与第三开关管22的集电极之间，另一端与第二电磁阀11串联后经电阻R18接地。
具体工作过程：将渗水管1埋进边坡积水的位置内，边坡内的积水通过渗水孔4进入渗水管1内，并且土工布5对渗入渗水管1内的积水进行过滤，在边坡的积水增多时，渗水管1内的水位也随之增高。
在渗水管1内的积水升高至预设的水位高度时，第一开关管16导通，时间继电器17的线圈KT经电源得电，其延时断开常开触点KT-1闭合，第一电磁阀9得电并开启，补水箱3内的水通过下水管8进入储水箱2内，在这过程中储水箱2内的空气经单向排气阀13排出储水箱2，储水箱2内的水将经排水管7流出，从而使得在储水箱2内产生负压，进而通过吸水管6将渗水管1内的积水吸入储水箱2中，如此循环，即可通过虹吸的方式将渗水管1中的积水排出，提高边坡的稳定性。
在地下水位信号的值小于地下水位预设值时，第一开关管16关断，时间继电器17的线圈KT失电并开始计时，计时结束后时间继电器17的延时断开常开触点KT-1断开，第一电磁阀9关闭，在计时期间第一电磁阀9继续开启，补水箱3继续为储水箱2补充水，使得虹吸排水得以更稳定的实现。
在补水箱3内的水位低于预设低水位时，第二开关管21和第三开关管22均导通，第一继电器23的线圈K1得电，其常开触点K1-1闭合，第二电磁阀11得电开启，补水管10为补水箱3补充水，为下一次排水做准备，并且第一继电器23的常开触点K1-1与第二电磁阀11串接后跨接于第三开关管22，形成自锁回路，在补水箱3内的水位上升的过程中第三开关管22会断开，第一继电器23的常开触点K1-1继续闭合，第二电磁阀11继续开启，直至补水箱3内的水位高于预设高水位时，第二开关管21断开，第一继电器23的常开触点K1-1断开，第二电磁阀11关闭，停止为补水箱3补水并完成补水操作。

Claims (8)

1.一种边坡排水系统，其特征是：包括渗水管(1)、储水箱(2)、补水箱(3)、下水控制电路和补水控制电路，所述渗水管(1)上设置有渗水孔(4)，所述渗水管(1)包裹有土工布(5)，所述储水箱(2)高于渗水管(1)，所述补水箱(3)高于储水箱(2)，所述渗水管(1)的底部与储水箱(2)的底部连通有吸水管(6)，所述储水箱(2)的底部连通有排水管(7)，所述补水箱(3)与储水箱(2)之间连通有下水管(8)，所述下水管(8)上设置有第一电磁阀(9)，所述补水箱(3)连通有补水管(10)，所述补水管(10)上设置有第二电磁阀(11)，所述吸水管(6)上设置有单向进水阀(12)，所述储水箱(2)连通有单向排气阀(13)，所述下水控制电路根据渗水管(1)内的水位升高以开启第一电磁阀(9)，所述补水控制电路根据补水箱(3)内的水位降低以开启第二电磁阀(11)，所述排水管(7)上设置有单向排水阀(24)，所述单向排气阀(13)连通有抽气泵(25)。
2.根据权利要求1所述的一种边坡排水系统，其特征是：所述下水控制电路包括第一液位传感器(14)、第一比较器(15)和第一开关管(16)，所述第一液位传感器(14)用于检测渗水管(1)内的水位高度并发出相应的地下水位信号，所述第一比较器(15)将地下水位信号与地下水位预设值进行比较以控制第一开关管(16)的导通或关断，所述第一开关管(16)在导通时控制第一电磁阀(9)开启。
3.根据权利要求2所述的一种边坡排水系统，其特征是：所述下水控制电路还包括时间继电器(17)，所述时间继电器(17)的线圈的一端串接于第一开关管(16)，另一端连接电源，所述时间继电器(17)的延时断开常开触点与第一电磁阀(9)串接后跨接于时间继电器(17)的线圈和第一开关管(16)。
4.根据权利要求1所述的一种边坡排水系统，其特征是：所述补水控制电路包括第二液位传感器(18)、第二比较器(19)、第三比较器(20)、第二开关管(21)、第三开关管(22)和第一继电器(23)，所述第二液位传感器(18)用于检测补水箱(3)内的水位高度并发出相应的剩余水位信号，所述第二比较器(19)将剩余水位信号与高水位预设值进行比较以控制第二开关管(21)的导通或关断，所述第三比较器(20)将剩余水位信号与低水位预设值进行比较以控制第三开关管(22)的导通或关断，所述第二开关管(21)的一端与第三开关管(22)串接，另一端连接电源，所述第一继电器(23)的线圈电连接于第二开关管(21)与第三开关管(22)之间，所述第一继电器(23)的常开触点与第二电磁阀(11)串接后跨接于第三开关管(22)。
5.根据权利要求2所述的一种边坡排水系统，其特征是：所述第一液位传感器(14)和第一比较器(15)之间电连接有用于放大地下水位信号的第一放大电路(26)。
6.根据权利要求4所述的一种边坡排水系统，其特征是：所述第二液位传感器(18)的输出端电连接有用于放大剩余水位信号的第二放大电路(27)。
7.根据权利要求3所述的一种边坡排水系统，其特征是：所述下水控制电路还包括第一电位器(28)，电源通过第一电位器(28)为第一比较器(15)提供地下水位预设值。
8.根据权利要求4所述的一种边坡排水系统，其特征是：所述补水控制电路还包括第二电位器(29)和第三电位器(30)，电源通过第二电位器(29)为第二比较器(19)提供高水位预设值，电源通过第三电位器(30)为第三比较器(20)提供低水位预设值。
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