CN112082609A - 一种市政管网流量监测装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及流量监测设备的领域，尤其是涉及一种市政管网流量监测装置，其包括由检查井井口延伸至检查井底部的支撑模块、连接于支撑模块在垂直高度上对应下水管道接口部分的承载模块、安装于承载模块用于检测流量的检测模块、安装于支撑模块顶端用于接收检测模块所采集信息的中控模块、连接于所述支撑模块和所述承载模块之间的柔性连接件，所述承载模块包括密封盒、设置于密封盒内用于控制承载模块和检测模块整体体积变化的控制机构，所述控制机构连接于所述中控模块。本申请具有便于工作人员对流量监测装置进行安装和维护的效果。

Description

一种市政管网流量监测装置

技术领域

本申请涉及流量监测设备的领域，尤其是涉及一种市政管网流量监测装置。

背景技术

随着智慧市政的推行，市政部门为了监测城市排水管网运行情况，需要对排水管道水位流量进行实时监测，通过对水位流量数据分析即可分辨出管道内的淤积、过载、溢流、异常水入渗等问题。

目前针对排水管网的监测方案，主要是通过在主干网的检查井中安装多普勒流量计等监测设备来监测排水管道的流量。

针对上述相关技术，本发明人认为，由于多普勒流量计在安装时需要工作人员进入检查井底部，人工将多普勒流量计安装至下水管道内，但城市市政排水管网数量庞大，要在每条管线上都安装监测设备，且要定时对检测设备维护，需要耗费较多的人力物力资源。

发明内容

为了便于工作人员对流量监测装置进行安装和维护，本申请提供一种市政管网流量监测装置。

本申请提供的一种市政管网流量监测装置，采用如下的技术方案：

一种市政管网流量监测装置，包括由检查井井口延伸至检查井底部的支撑模块、连接于支撑模块在垂直高度上对应下水管道接口部分的承载模块、安装于承载模块用于检测流量的检测模块、安装于支撑模块顶端用于接收检测模块所采集信息的中控模块、连接于所述支撑模块和所述承载模块之间的柔性连接件，所述承载模块包括密封盒、设置于密封盒内用于控制承载模块和检测模块整体体积变化的控制机构，所述控制机构连接于所述中控模块。

通过采用上述技术方案，在支撑模块、承载模块、检测模块、中控模块和柔性连接件的配合下，对监测装置进行安装时，将支撑模块从井口伸入检查井内，并使支撑模块底端伸入检查井底部，以稳定支撑模块的状态，使检查井与下水管道的接口对应于支撑模块与承载模块之间的连接处，在初始状态下，通过中控模块操作控制机构缩小承载模块和检测模块整体体积，使污水对承载模块和检测模块整体的浮力增大，从而使承载模块和检测模块整体浮于污水中，污水的作用下，通过柔性连接件连接于支撑模块的承载模块被水流冲至下水管道内，此时再通过中控模块操作控制机构，使控制机构驱动承载模块和检测模块的整体体积缩小，从而使承载模块和检测模块的整体密度减小，当承载模块和检测模块的整体密度小于污水的密度时，承载模块携带检测模块沉入水底，以稳定检测模块在水中的位置和状态，检测模块能够准确检测出下水管道中的流量，并将检测模块所采集信息传输至中控模块内，以便于工作人员观察检测模块的数据，无需工作人员进入检查井底部进行安装，且便于工作人员后期对监测装置进行维护，保证了工作人员在作业时的安全性。

优选的，所述支撑模块包括支撑管、连通于所述支撑管侧壁的延伸管、设置于所述延伸管远离所述所述支撑管的一端的防水接头，所述支撑管包括若干段依次连接的连接管。

通过采用上述技术方案，在支撑管、延伸管和防水接头配合下，使中控模块和检测模块之间通过支撑管和延伸管内部走线，且使支撑管通过若干段连接管拼接形成，以便于工作人员对中控模块和检测模块之间的线路进行排布，且便于对支撑模块进行运输，防止线路受到外界环境侵蚀发生损坏的情况。

优选的，所述支撑模块还包括固定连接于井壁和支撑管之间的固定架。

通过采用上述技术方案，在井壁和支撑模块之间设置固定架，以进一步对支撑模块进行固定，增加支撑模块在检查井内的位置，减少对承载模块所造成的影响。

优选的，所述支撑管底端固定连接有固定支脚，所述固定支脚底端呈锥状。

通过采用上述技术方案，在支撑管底端设置锥状的固定支脚，当支撑模块伸入检测井底部时，便于通过固定支脚将支撑模块插入到检查井底部的污泥内，从而对支撑模块整体的位置进行限定，进一步增加支撑模块的稳定性。

优选的，所述密封盒包括第一安装壳、连接于第一安装壳的第二安装壳、连接于第一安装壳和第二安装壳之间的柔性密封环，控制机构设置于第一安装壳和第二安装壳之间用于驱动第一安装壳和第二安装壳之间相互靠近或者相互远离，所述第一安装壳、第二安装壳和柔性密封环相配合以形成密封腔。

通过采用上述技术方案，在第一安装壳、第二安装壳和柔性密封环配合下，以形成密封腔，当需要对密封盒位于污水内的位置和状态进行控制时，通过操纵控制机构使第一安装壳和第二安装壳相互靠近或者相互远离，从而使密封腔体积减小或者增大，以改变承载模块和检测模块整体的密度，且通过柔性密封环以对第一安装壳和第二安装壳之间的缝隙进行密封，使密封盒在体积发生变化时，第一安装壳和第二安装壳之间始终保持密封的状态，对控制机构以及检测模块位于密封腔内部的电器元件进行防护，减少与污水之间的接触。

优选的，所述承载模块和检测模块整体密度变化范围为污水密度的0.75-1.25倍。

通过采用上述技术方案，在承载模块和检测模块整体体积达到最小时，承载模块和检测模块整体密度达到污水密度的1.25倍，此时污水对承载模块和检测模块的浮力最小，使承载模块和检测模块能够较稳定的沉在污水底部，在承载模块和检测模块整体体积达到最大时，承载模块和检测模块整体密度达到污水密度的0.75倍，此时污水使承载模块和检测模块浮起，以便于工作人员对其进行回收。

优选的，所述检测模块包括安装于承载模块上的超声波流速仪和第一液位计。

通过采用上述技术方案，在超声波流速仪和第一液位计的配合下，通过超声波流速仪对污水的流速进行测量，通过第一液位计对污水的液位进行测量，若检测污水的液位低于下水管道截面高度时，通过管道截面形状加上污水液位高度即易得出污水水流面积，若检测污水的液位高于下水管道截面高度时，则以下水管道截面面积为污水水流面积，配合超声波流速仪以计算得出下水管道流量。

优选的，所述支撑模块底端设置有第二液位计。

通过采用上述技术方案，在支撑模块上增设第二液位计，当下水管道内液体波动较大时，通过第二液位计所测得的液位信息对第一液位计所测得的液位新型进行校正，以增加检测模块检测数据的稳定性。

优选的，所述支撑管设置于检查井与下水管道接口的一侧，所述延伸管延伸至检查井与下水管道接口处。

通过采用上述技术方案，将支撑管设置于检查井与下水管道接口的一侧，以减少支撑管受到污水水流直接冲击的情况，减少支撑管发生弯折变形的情况，增加支撑管的使用寿命。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.在支撑模块、承载模块、检测模块、中控模块和柔性连接件的配合下，使工作人员在检查井井口处即能够将检测模块放置于下水管道内，并稳定检测模块的位置，减少工作人员的劳动强度，且便于工作人员对流量监测装置进行安装和维护；

2.在第一安装壳、第二安装壳和柔性密封环配合下，使密封腔在发生体积变化时，第一安装壳和第二安装壳之间始终保持密封的状态，对控制机构以及检测模块位于密封腔内部的电器元件进行防护，减少与污水之间的接触；

3.在支撑模块上增设第二液位计，当下水管道内液体波动较大时，通过第二液位计所测得的液位信息对第一液位计所测得的液位新型进行校正，以增加检测模块检测数据的稳定性。

附图说明

图1是本实施例的结构示意图。

图2是本实施例的剖视图。

图3是图1中A部分的结构示意图。

附图标记说明：1、检查井；2、支撑模块；3、承载模块；4、检测模块；5、中控模块；6、下水管道；7、支撑管；8、延伸管；9、防水接头；10、连接管；11、管道接头；12、三通接头；13、固定架；14、固定支脚；15、安装板；16、连接杆；17、抱箍；18、密封盒；19、控制机构；20、第一安装壳；21、第二安装壳；22、柔性密封环；24、密封腔；25、驱动电机；26、驱动螺杆；27、螺纹套；28、柔性连接件；29、导线；30、超声波流速仪；31、第一液位计；32、发生器；33、接收器；34、第二液位计。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种市政管网流量监测装置。参照图1和图2，一种市政管网流量监测装置，包括设置于检查井1内的支撑模块2、承载模块3、检测模块4、中控模块5，支撑模块2沿竖直方向延伸，中控模块5设置于支撑模块2顶端，承载模块3连接于支撑模块2靠近底端的一侧，检测模块4安装于承载模块3上。

检查井1顶部井口处为缩口状，且检查井1内侧壁连通有沿水平方向延伸的下水管道6，且检查井1底端低于下水管道6底端，支撑模块2包括支撑管7、连通于支撑管7侧壁的延伸管8、设置于延伸管8远离支撑管7的一端的防水接头9，其中，支撑管7由检查井1井口处延伸至检查井1底部，支撑管7包括若干段连接管10、连接于每两段相邻的连接管10之间的管道接头11，相邻两段连接管10之间通过管道接头11密封连接，靠近检查井1和下水管道6接口处的两段连接管10与延伸管8之间通过三通接头12密封连接，通过将支撑管7和延伸管8分体设置，以便于对支撑模块2整体进行运输。

为减少污水水流对支撑管7造成的冲击，支撑管7在水平方向上设置于检查井1与下水管道6接口的一侧，减少污水水流直接对支撑管7造成冲击，减少支撑管7发生弯折变形的情况，增加支撑管7的使用寿命，延伸管8从下水管道6一侧延伸至检查井1与下水管道6接口处并朝向下水管道6内部延伸。

为使支撑管7在检查井1内的位置和状态更加稳定，支撑模块2还包括固定连接于井壁和支撑管7之间的固定架13、设置于支撑管7底端的固定支脚14，其中固定架13包括固定连接于检查井1井壁上的安装板15、固定连接于安装板15且朝向检查井1中心处延伸的连接杆16、设置于连接杆16远离安装板15的一端的抱箍17，抱箍17抱紧于支撑管7靠近中控模块5的部分，以对支撑模块2的上半部分进行支撑；固定支脚14为不锈钢金属制成，其底端呈锥状，当支撑模块2伸入检测井底部时，便于通过固定支脚14将支撑模块2插入到检查井1底部的污泥内，从而对支撑模块2底部的位置进行限定，从而增加支撑模块2整体的稳定性。

参照图1和图3，承载模块3包括密封盒18、设置于密封盒18内用于控制承载模块3和检测模块4整体体积变化的控制机构19，其中，密封盒18包括第一安装壳20、第二安装壳21、柔性密封环22，其中第一安装壳20滑动插接于第二安装壳21内，柔性密封环22一端固定连接于第一安装壳20的外壁，柔性密封环22另一端固定连接于第二安装壳21的外壁，以对第一安装壳20和第二安装壳21之间的缝隙进行密封，第一安装壳20、第二安装壳21和柔性密封环22相配合以形成密封腔24，为增加密封盒18的防水能力，位于第一安装壳20内部的电器元件上包覆有防水层（图中未示出），为增加密封盒18的抗压能力，第一安装壳20内壁和第二安装壳21内壁均设置有若干加强筋（图中未示出）。

控制机构19包括固定连接于第一安装壳20内壁的驱动电机25、固定连接于驱动电机25上的驱动螺杆26、固定连接于第二安装壳21内壁的螺纹套27，其中，驱动螺杆26螺纹连接于螺纹套27内壁，且驱动螺杆26和螺纹套27的轴线均沿第一安装壳20和第二安装壳21之间的相对滑动方向延伸。

当驱动电机25带动驱动螺杆26转动时，在驱动螺杆26和螺纹套27的配合下，使第一安装壳20和第二安装壳21之间相对运动或者相背运动，从而使密封盒18的体积缩小或者放大，当承载模块3和检测模块4整体体积达到最小时，承载模块3和检测模块4整体密度达到污水密度的1.25倍，此时污水对承载模块3和检测模块4的浮力最小，使承载模块3和检测模块4能够较稳定的沉在污水底部，在承载模块3和检测模块4整体体积达到最大时，承载模块3和检测模块4整体密度达到污水密度的0.75倍，此时污水使承载模块3和检测模块4浮起，以便于工作人员对其进行回收。

为使承载模块3能够在水中自由运动，中空模块和承载模块3之间设置有柔性连接件28，柔性连接件28包括固定连接于密封盒18上的导线29，导线29远离密封盒18的一端穿过延伸管8和支撑管7并连接在中控模块5上，驱动电机25和检测模块4均通过导线29连接于中控模块5，为增加导线29的抗拉性能，连接于密封盒18和中控模块5之间的导线29内部增设有钢丝（图中未示出），在对中控模块5、承载模块3和检测模块4进行安装时，预先将导线29伸出延伸管8外一定长度，使承载模块3能够携带检测模块4在污水内自由活动，并通过防水接头9对导线29和延伸管8之间的位置进行固定，且通过防水接头9对导线29和延伸管8之间的间隙进行密封。

中控模块5包括用于采集检测模块4信息和控制检测模块4的控制器（图中未示出）、用于收发所采集信息的LoRa信息传输终端（图中未示出），通过控制器和LoRa信息传输终端之间的配合，以便于对检测模块4所采集的信息进行读取。

参照图1和图2，检测模块4包括固定安装于第一安装壳20底部的超声波流速仪30和第一液位计31，其中超声波流速仪30包括发生器32和接收器33，且发生器32和接收器33在污水流向上呈斜置，以使超声波流速仪30能够准确对污水的流速进行测量，再通过第一液位计31对污水的液位进行测量，且若检测污水的液位低于下水管道6截面高度时，通过管道截面形状加上污水液位高度即易得出污水水流面积，若检测污水的液位高于下水管道6截面高度时，则以下水管道6截面面积为污水水流面积，配合超声波流速仪30以计算得出下水管道6流量。

为对第一液位计31所采集信息进行校准，支撑模块2底端设置有第二液位计34，当下水管道6内液体波动较大时，通过第二液位计34所测得的液位信息对第一液位计31所测得的液位新型进行校正。

本申请实施例一种市政管网流量监测装置的实施原理为：

对监测装置进行安装时，将支撑管7从井口伸入检查井1内，并使固定支脚14插入检查井1底部的泥污里，再通过固定架13对支撑管7的中上部进行固定，以稳定支撑管7的状态，此时检查井1与下水管道6的接口对应于支撑模块2与承载模块3之间的连接处，在初始状态下，通过中控模块5操作驱动电机25缩小密封盒18整体体积，使污水对承载模块3和检测模块4整体的浮力增大，从而使密封盒18带动检测模块4整体浮于污水中，污水的作用下，通过导线29连接于支撑模块2的密封盒18被水流冲至下水管道6内，此时再通过中控模块5操作驱动电机25，使驱动电机25驱动承载模块3和检测模块4的整体体积缩小，从而使承载模块3和检测模块4的整体密度减小，当承载模块3和检测模块4的整体密度小于污水的密度时，密封盒18携带检测模块4沉入水底，以稳定检测模块4在水中的位置和状态，检测模块4能够准确检测出下水管道6中的流量，并将检测模块4所采集信息传输至中控模块5内，中空模块再将流量通过LoRa信息传输终端发送至最近的网关，以便于工作人员观察检测模块4的数据，无需工作人员进入检查井1底部进行安装，且便于工作人员后期对监测装置进行维护，保证了工作人员在作业时的安全性。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种市政管网流量监测装置，其特征在于：包括由检查井(1)井口延伸至检查井(1)底部的支撑模块(2)、连接于支撑模块(2)在垂直高度上对应下水管道(6)接口部分的承载模块(3)、安装于承载模块(3)用于检测流量的检测模块(4)、安装于支撑模块(2)顶端用于接收检测模块(4)所采集信息的中控模块(5)、连接于所述支撑模块(2)和所述承载模块(3)之间的柔性连接件(28)，所述承载模块(3)包括密封盒(18)、设置于密封盒(18)内用于控制承载模块(3)和检测模块(4)整体体积变化的控制机构(19)，所述控制机构(19)连接于所述中控模块(5)。

2.根据权利要求1所述的一种市政管网流量监测装置，其特征在于：所述支撑模块(2)包括支撑管(7)、连通于所述支撑管(7)侧壁的延伸管(8)、设置于所述延伸管(8)远离所述所述支撑管(7)的一端的防水接头(9)，所述支撑管(7)包括若干段依次连接的连接管(10)。

3.根据权利要求2所述的一种市政管网流量监测装置，其特征在于：所述支撑模块(2)还包括固定连接于井壁和支撑管(7)之间的固定架(13)。

4.根据权利要求2所述的一种市政管网流量监测装置，其特征在于：所述支撑管(7)底端固定连接有固定支脚(14)，所述固定支脚(14)底端呈锥状。

5.根据权利要求1所述的一种市政管网流量监测装置，其特征在于：所述密封盒(18)包括第一安装壳(20)、连接于第一安装壳(20)的第二安装壳(21)、连接于第一安装壳(20)和第二安装壳(21)之间的柔性密封环(22)，控制机构(19)设置于第一安装壳(20)和第二安装壳(21)之间用于驱动第一安装壳(20)和第二安装壳(21)之间相互靠近或者相互远离，所述第一安装壳(20)、第二安装壳(21)和柔性密封环(22)相配合以形成密封腔(24)。

6.根据权利要求5所述的一种市政管网流量监测装置，其特征在于：所述承载模块(3)和检测模块(4)整体密度变化范围为污水密度的0.75-1.25倍。

7.根据权利要求1所述的一种市政管网流量监测装置，其特征在于：所述检测模块(4)包括安装于承载模块(3)上的超声波流速仪(30)和第一液位计(31)。

8.根据权利要求7所述的一种市政管网流量监测装置，其特征在于：所述支撑模块(2)底端设置有第二液位计(34)。

9.根据权利要求2所述的一种市政管网流量监测装置，其特征在于：所述支撑管(7)设置于检查井(1)与下水管道(6)接口的一侧，所述延伸管(8)延伸至检查井(1)与下水管道(6)接口处。

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