CN112019949B - 一种多传感器的水泵运行状态在线监测系统 - Google Patents

Abstract

一种多传感器的水泵运行状态在线监测系统，包括井道和放置于其开口处的井盖，井道底部开设有第二环槽，第二环槽的底面与井道底面齐平，第二环槽的外周侧壁上固定安装有数个排污管，第二环槽底部设有止水板，第二环槽中设有用于感应止水板位置的感应装置，止水板顶面中心位置轴承安装有竖杆，竖杆顶端固定安装有浮标，浮标顶面螺纹安装有警示灯棒，井盖顶面开设有凹槽，凹槽底面开设有通孔，凹槽中放置有保护盖，警示灯棒的顶端贯穿通孔并与保护盖底面固定连接。本装置集自动抽水、警示发光、防止倒灌、井盖防盗多种功能于一体，利用多个传感器与远程计算机连通实现在线监测功能，是一种具备在线监测功能的新型自动化抽水泵。

Description

一种多传感器的水泵运行状态在线监测系统

技术领域

本发明属于水泵自动控制和在线监测领域，具体地说是一种多传感器的水泵运行状态在线监测系统。

背景技术

在桥洞等低洼地带除了常规的排水管道外还需要装设抽水泵，以便于在低洼地出现积水时能够快速排水，现有的抽水泵大多为手动控制，在出现积水时需要安排专人赶到现场启动，不能实现自动控制，其次在暴雨天气时由于排水管道短时间内泄洪能力有限，对于低洼地带的排水管道经常出现“倒灌”现象，即其他地区排入排水管道的洪水会从低洼地带的排水管道喷出，加剧低洼地带的排水压力，另外在排涝过程中排水口有可能被垃圾杂物堵住，此时抢险工人需要在积水中摸索排水口的位置并进行清理，给抢险工作带来很大不便。

发明内容

本发明提供一种多传感器的水泵运行状态在线监测系统，用以解决现有技术中的缺陷。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种多传感器的水泵运行状态在线监测系统，包括井道和放置于其开口处的井盖，井道底部开设有第二环槽，第二环槽的底面与井道底面齐平，第二环槽的外周侧壁上固定安装有数个排污管，第二环槽底部设有止水板，第二环槽中设有用于感应止水板位置的感应装置，止水板顶面中心位置轴承安装有竖杆，竖杆顶端固定安装有浮标，浮标顶面螺纹安装有警示灯棒，井盖顶面开设有凹槽，凹槽底面开设有通孔，凹槽中放置有保护盖，警示灯棒的顶端贯穿通孔并与保护盖底面固定连接，警示灯棒的外周上设有数根拨杆，拨杆的下端与警示灯棒外周铰接连接，井道侧壁上固定安装有水泵，水泵与外部电源和计算机电路连接，竖杆上另外还设有借助水泵实现转动的驱动结构。

如上所述的一种多传感器的水泵运行状态在线监测系统，所述的感应装置为压力传感器，第二环槽的内壁顶面固定安装有压力传感器，压力传感器与外部计算机电路连接。

如上所述的一种多传感器的水泵运行状态在线监测系统，所述的井盖上开设有数个透水孔。

如上所述的一种多传感器的水泵运行状态在线监测系统，所述的警示灯棒为自带充电电池的防水灯棒，保护盖顶面固定安装有太阳能充电板，太阳能充电板与警示灯棒电路连接，保护盖底面则固定安装有限位开关，限位开关的感应端与凹槽底面相接触，限位开关同样与警示灯棒电路连接。

如上所述的一种多传感器的水泵运行状态在线监测系统，所述的保护盖顶面开设有六角盲孔。

如上所述的一种多传感器的水泵运行状态在线监测系统，所述的水泵为自带流量传感器的潜水泵，水泵的抽水口方向向下，水泵的排水口则穿过井道井壁并与外部泄洪管道相连接，水泵的流量传感器同样与外部计算机电路连接。

如上所述的一种多传感器的水泵运行状态在线监测系统，所述的驱动结构包括第一伞齿轮，水泵的动力轴向下伸出其底面并固定安装有第二伞齿轮。

本发明的优点是：市政的排水管道为串联设置，在正常状态下井道只有底部的排污管和第二环槽中有水流动，在一般下雨天产生的少量雨水也会通过井盖上的透水孔流入井道内并随排污管正常流走，当遇到暴雨天气，低洼地带出现大量积水时，井道内也会快速被洪水灌满，此时浮标会在浮力作用下上升，浮标会通过竖杆拉动止水板上升到与第二环槽顶面相接触，浮标的浮力需大于止水板、第一伞齿轮、竖杆和警示灯棒的重力之和的两倍，止水板一方面会将排污管、第二环槽与上方的井道隔开，避免排污管内的污水倒灌入井道，同时止水板会触发设于第二环槽顶面的感应装置，感应装置会启动水泵开始抽水排涝；另外，浮标在上升时会将警示灯棒从井盖上推出使其凸出于地面，这时警示灯棒会在驱动装置的带动下开始转动，警示灯棒外周上的拨杆在离心力作用下会绕铰接轴向外展开，拨杆会与井盖顶面相接触，并随着警示灯棒的转动不断在井盖顶面划过，可以将落在透水孔表面的垃圾杂物拨开，保证水流畅通，警示灯棒在伸出井盖后会发出警示闪光，一方面能够提醒无关人员远离井口，另一方面一旦水泵出现故障，抢险人员都可以根据警示闪光快速找到井口位置进行处理，感应装置和水泵上的流量传感器会实时将水泵的开关状态和抽水量传递给远程计算机，方便抢险指挥中心进行统筹监测，当洪水退去积水抽干时，浮标失去浮力会下降回原位，警示灯棒下降回井盖内，拨杆在被推入通孔时会被收束重新向上立起并随着警示灯棒一起缩回井盖内，这时止水板也会降到第二环槽底面，使井道与排污管重新连通，感应装置停止发出接触信号后计算机会切断水泵的电源停止抽水，本装置恢复初始状态；若井道内水先被抽干，而排污管由于“倒灌”现象里面的污水仍然具有涌向井道内的趋势时，止水板此时会被排污管内的水压继续顶在第二环槽顶面，直到排污管内的污水退去，水泵内部的流量传感器在感应到水泵空转时计算机也会使水泵停转进行空转保护，同时向用户发出下水道排水不畅的警报；本装置集自动抽水、警示发光、防止倒灌、井盖防盗多种功能于一体，利用多个传感器与远程计算机连通实现在线监测功能，是一种具备在线监测功能的新型自动化抽水泵。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构示意图；图2是本发明的抽水状态示意图；图3是图1的Ⅰ局部放大图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种多传感器的水泵运行状态在线监测系统，如图所示，包括井道1和放置于其开口处的井盖2，井道1开口顶面开设有第一环槽，第一环槽的内环与井道1侧壁相通，井盖2的直径大于井道1的直径且小于第一环槽的外周直径，井盖2放置于第一环槽中且底面与第一环槽底面相接触，井道1底部开设有第二环槽3，第二环槽3与井道1共中心线且直径大于井道1直径，第二环槽3的底面与井道1底面齐平，第二环槽3的外周侧壁上固定安装有数个排污管31，排污管31均与第二环槽3内腔相通，第二环槽3底部设有止水板4，止水板4的直径略小于第二环槽3的直径，第二环槽3中设有用于感应止水板4位置的感应装置，止水板4顶面中心位置轴承安装有竖杆41，竖杆41顶端固定安装有浮标42，浮标42顶面螺纹安装有警示灯棒5，浮标42顶面固定安装有螺柱，警示灯棒5的底面开设有螺纹孔，警示灯棒5的螺纹孔与浮标42上的螺柱相配合，井盖2顶面开设有凹槽21，凹槽21底面开设有通孔22，凹槽21中放置有保护盖51，保护盖51的顶面与井盖2顶面齐平，保护盖51的外周则与凹槽21内壁滑动配合，警示灯棒5的顶端贯穿通孔22并与保护盖51底面固定连接，警示灯棒5的外周上设有数根拨杆55，拨杆55的下端与警示灯棒5外周铰接连接，拨杆55能够从警示灯棒5与通孔22之间的间隙中穿过，井道1侧壁上固定安装有水泵6，水泵6与外部电源和计算机电路连接，竖杆41上另外还设有借助水泵6实现转动的驱动结构。市政的排水管道为串联设置，在正常状态下井道只有底部的排污管31和第二环槽3中有水流动，在一般下雨天产生的少量雨水也会通过井盖2上的透水孔23流入井道1内并随排污管31正常流走，当遇到暴雨天气，低洼地带出现大量积水时，井道1内也会快速被洪水灌满，此时浮标42会在浮力作用下上升，浮标42会通过竖杆41拉动止水板4上升到与第二环槽3顶面相接触，浮标42的浮力需大于止水板4、第一伞齿轮43、竖杆41和警示灯棒5的重力之和的两倍，止水板4一方面会将排污管31、第二环槽3与上方的井道1隔开，避免排污管31内的污水倒灌入井道1，同时止水板4会触发设于第二环槽3顶面的感应装置，感应装置会启动水泵6开始抽水排涝；另外，浮标42在上升时会将警示灯棒5从井盖2上推出使其凸出于地面，这时警示灯棒5会在驱动装置的带动下开始转动，警示灯棒5外周上的拨杆55在离心力作用下会绕铰接轴向外展开，拨杆55会与井盖2顶面相接触，并随着警示灯棒5的转动不断在井盖2顶面划过，可以将落在透水孔23表面的垃圾杂物拨开，保证水流畅通，警示灯棒5在伸出井盖2后会发出警示闪光，明亮的警示闪光可以穿透积水被人眼察觉，一方面能够提醒无关人员远离井口，另一方面一旦水泵6出现故障，抢险人员都可以根据警示闪光快速找到井口位置进行处理，感应装置和水泵6上的流量传感器会实时将水泵的开关状态和抽水量传递给远程计算机，方便抢险指挥中心进行统筹监测，当洪水退去积水抽干时，浮标42失去浮力会下降回原位，警示灯棒5下降回井盖2内，拨杆55在被推入通孔22时会被收束重新向上立起并随着警示灯棒5一起缩回井盖2内，这时止水板4也会降到第二环槽3底面，使井道与排污管31重新连通，感应装置停止发出接触信号后计算机会切断水泵6的电源停止抽水，本装置恢复初始状态；若井道1内水先被抽干，而排污管31由于“倒灌”现象里面的污水仍然具有涌向井道1内的趋势时，止水板4此时会被排污管31内的水压继续顶在第二环槽3顶面，直到排污管31内的污水退去，水泵6内部的流量传感器在感应到水泵6空转时计算机也会使水泵6停转进行空转保护，空转保护功能在感应装置与止水板4脱开接触后会重置，不影响水泵6下次启动，同时向用户发出下水道排水不畅的警报；本装置集自动抽水、警示发光、防止倒灌、井盖防盗多种功能于一体，利用多个传感器与远程计算机连通实现在线监测功能，是一种具备在线监测功能的新型自动化抽水泵。

具体而言，如图1所示，本实施例所述的感应装置为压力传感器7，第二环槽3的内壁顶面固定安装有压力传感器7，第二环槽3内壁顶面开设有盲孔，压力传感器7安装于盲孔中，压力传感器7为防水传感器且感应端向下伸出盲孔，压力传感器7与外部计算机电路连接。当止水板4上升，顶面会与压力传感器7相接触，压力传感器7会将信号传输给外部计算机，外部计算机在收到信号后会自动接通水泵6电源开始抽水，同时将水泵6开始工作的信息报告给用户。

具体的，如图1所示，本实施例所述的井盖2上开设有数个透水孔23。该结构一方面能够使雨水通过透水孔23流入井道1内，另一方面也可以阻挡杂物进入井道以及人员意外坠入。

进一步的，如图1所示，本实施例所述的警示灯棒5为自带充电电池的防水灯棒，保护盖51顶面固定安装有太阳能充电板52，太阳能充电板52与警示灯棒5电路连接，太阳能充电板52内部内置有电能转换装置和稳压装置，太阳能充电板52为现有成熟技术，其具体结构在此不再赘述，保护盖51底面则固定安装有限位开关53，限位开关53的感应端与凹槽21底面相接触，限位开关53同样与警示灯棒5电路连接。警示灯棒5在平时可以依靠保护盖51顶面的太阳能充电板52进行充电，当警示灯棒5向上伸出时，限位开关53会与凹槽21底面脱开接触，限位开关53这时会接通警示灯棒5的电路开始发出警示灯光；当警示灯棒5重新落下，限位开关53再次与凹槽21底面相接触时，限位开关53会切断警示灯棒5的电路停止发光。

更进一步的，如图2所示，本实施例所述的保护盖51顶面开设有六角盲孔54。在需要打开井盖2或更换警示灯棒5时，用户将对应型号的内六角扳手插入六角盲孔54中，然后转动保护盖51和警示灯棒5，使警示灯棒5从浮标42的螺柱上卸下，在拔出警示灯棒5后即可打开井盖2，该结构利用警示灯棒5和保护盖51对井盖2进行固定，可以避免井盖2被踩踏翘起或被大水冲走，提高井盖2被无关人员私自打开的难度，六角盲孔54也可以更换为例如梅花孔、三角孔等异形孔，再配以专用的异形扳手，能够提高本装置的防盗性能。

更进一步的，如图1所示，本实施例所述的水泵6为自带流量传感器的潜水泵，水泵6的抽水口方向向下，水泵6的排水口则穿过井道1井壁并与外部泄洪管道相连接，水泵6的流量传感器同样与外部计算机电路连接。采用潜水泵可以保证水泵6在被水完全淹没时仍能够正常工作，同时能够适应井道1内部的阴暗潮湿环境，水泵6的流量传感器可以实时将水泵6的抽水量反馈给计算机，便于用户通过计算机对水泵6工作状态进行监测，若在水泵运行时流量传感器监测到流量快速下降或没有流量，计算机会让水泵停转以进行空转和故障保护，同时向用户发出警报。

更进一步的，如图1所示，本实施例所述的驱动结构包括第一伞齿轮43，第一伞齿轮43的端面为镂空结构以减轻重量，水泵6的动力轴向下伸出其底面并固定安装有第二伞齿轮61，现有技术中潜水泵的电机与抽水用的叶轮均通过一根动力轴进行直接驱动，在本技术方案中只需向下延长该动力轴即可满足安装第二伞齿轮61的要求。当浮标42带动竖杆41和止水板4上升时，第一伞齿轮43会与第二伞齿轮61相啮合，水泵6的动力轴在抽水的同时也会一并带动第二伞齿轮61转动，第二伞齿轮61带动第一伞齿轮43和竖杆41转动，从而实现借助水泵6的动力驱动竖杆41、浮标42和警示灯棒5转动的功能。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种多传感器的水泵运行状态在线监测系统，包括井道（1）和放置于其开口处的井盖（2），其特征为：井道（1）底部开设有第二环槽（3），第二环槽（3）的底面与井道（1）底面齐平，第二环槽（3）的外周侧壁上固定安装有数个排污管（31），第二环槽（3）底部设有止水板（4），第二环槽（3）中设有用于感应止水板（4）位置的感应装置，止水板（4）顶面中心位置轴承安装有竖杆（41），竖杆（41）顶端固定安装有浮标（42），浮标（42）顶面螺纹安装有警示灯棒（5），井盖（2）顶面开设有凹槽（21），凹槽（21）底面开设有通孔（22），凹槽（21）中放置有保护盖（51），警示灯棒（5）的顶端贯穿通孔（22）并与保护盖（51）底面固定连接，警示灯棒（5）的外周上设有数根拨杆（55），拨杆（55）的下端与警示灯棒（5）外周铰接连接，浮标（42）在上升时会将警示灯棒（5）从井盖（2）上推出使其凸出于地面，这时警示灯棒（5）会在驱动装置的带动下开始转动，警示灯棒（5）外周上的拨杆（55）在离心力作用下会绕铰接轴向外展开，拨杆（55）会与井盖（2）顶面相接触，并随着警示灯棒（5）的转动不断在井盖（2）顶面划过，井道（1）侧壁上固定安装有水泵（6），水泵（6）与外部电源和计算机电路连接，竖杆（41）上另外还设有借助水泵（6）实现转动的驱动结构。

2.根据权利要求1所述的一种多传感器的水泵运行状态在线监测系统，其特征在于：所述的感应装置为压力传感器（7），第二环槽（3）的内壁顶面固定安装有压力传感器（7），压力传感器（7）与外部计算机电路连接。

3.根据权利要求1所述的一种多传感器的水泵运行状态在线监测系统，其特征在于：所述的井盖（2）上开设有数个透水孔（23）。

4.根据权利要求1所述的一种多传感器的水泵运行状态在线监测系统，其特征在于：所述的警示灯棒（5）为自带充电电池的防水灯棒，保护盖（51）顶面固定安装有太阳能充电板（52），太阳能充电板（52）与警示灯棒（5）电路连接，保护盖（51）底面则固定安装有限位开关（53），限位开关（53）的感应端与凹槽（21）底面相接触，限位开关（53）同样与警示灯棒（5）电路连接。

5.根据权利要求1所述的一种多传感器的水泵运行状态在线监测系统，其特征在于：所述的保护盖（51）顶面开设有六角盲孔（54）。

6.根据权利要求1所述的一种多传感器的水泵运行状态在线监测系统，其特征在于：所述的水泵（6）为自带流量传感器的潜水泵，水泵（6）的抽水口方向向下，水泵（6）的排水口则穿过井道（1）井壁并与外部泄洪管道相连接，水泵（6）的流量传感器同样与外部计算机电路连接。

7.根据权利要求6所述的一种多传感器的水泵运行状态在线监测系统，其特征在于：所述的驱动结构包括第一伞齿轮（43），水泵（6）的动力轴向下伸出其底面并固定安装有第二伞齿轮（61）。

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