CN112362830A - 一种原水管道输水模拟装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种原水管道输水模拟装置，包括有基架，基架内固定有水箱，水箱上连接有供排水管，该供排水管上设置有供排水阀门，基架上设置有模拟管道，该模拟管道螺旋盘设形成多层结构，水箱通过进水管与模拟管道的一端相连通，模拟管道的另一端通过回水管回接水箱形成水循环，进水管上设置有水泵和流量调节阀，回水管上设置有回水阀，模拟管道上设置有用于测量管内流量的流量计和加药口；模拟管道上设置有若干生物膜取样段，生物膜取样段的两侧分别设置有阀门，模拟管道上在各层均设置有水样取样管，水样取样管上分别设置有取样阀门。其优点在于：结构合理，操作简单，控制灵活，可以最大限度模拟原水在管道中的运行状态。

Description

一种原水管道输水模拟装置

技术领域

本发明涉及管道模拟技术领域，具体地说是一种原水管道输水模拟装置。

背景技术

水是人类社会赖以生存和发展的物质基础，也是经济社会可持续发展的必然保证，其好坏与人们的生活质量密切相关。近年来随着我国城市化进程的不断发展，水环境的污染及水资源的浪费现象日趋严峻。河流、湖泊及地下水等常规饮用水源地水质面临越来越多的水质污染风险。我国很多城市出现饮用水资源性缺水或水质性缺水现象，而长距离输水是协调水资源时空分布不均和改善水资源供需差异的有效措施。

在供水系统中，负责将水源水输送至净水厂的过程称之为原水输送，而原水输送管道则是整个供水系统中的重要组成部分。在原水长距离输送过程中，管道封闭深埋地下，难以实现沿程管道内部环境变化和水质情况实时监测与安全调控。因此以上问题成为威胁原水水质安全的重大隐患，也极大增加了自来水厂的处理难度，提高了水处理成本。

对于长距离输水工程的研究，目前主要集中在水源地水质的单因素评价、输水管线走向及管材的选择等方面，而对原水长距离输送过程的水质的稳定性与安全性尚未得到足够的重视。因此，原水长距离输水工程的水质安全问题也不容忽视，探明原水输送过程中的水质变化机理并提出针对性调控优化措施，是提高长距离输水工程水质安全的基础，也是让老百姓喝上高品质饮用水的重要保障。

目前，国内针对原水管道模拟的装置较少，在已公开的有关长距离输水管道模拟的专利文献中，针对原水输送的沿程水质变化规律及微生物分布规律研究存在明显不足。例如发明专利(申请公布号：CN105092808A)公开了一种长距离输水管道模拟装置，该装置通过推流器推动水流形成内外管水流循环的方式模拟原水在管道中长距离输送的目的，但是该装置难以模拟原水输送沿程水质变化特点及微生物分布特点，因此其结构有待进一步改进。

发明内容

本发明之目的是弥补上述之不足，向社会公开结构合理，操作简单，控制灵活的一种原水管道输水模拟装置。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种原水管道输水模拟装置，包括有基架，所述的基架内固定有水箱，所述的水箱上连接有供排水管，该供排水管上设置有供排水阀门，所述的基架上设置有模拟管道，该模拟管道螺旋盘设形成多层结构，所述的水箱通过进水管与模拟管道的一端相连通，模拟管道的另一端通过回水管回接水箱形成水循环，所述的进水管上设置有水泵和流量调节阀，所述的回水管上设置有回水阀，所述的模拟管道上设置有用于测量管内流量的流量计和加药口；所述的模拟管道上设置有若干生物膜取样段，所述的生物膜取样段的两侧分别设置有阀门，所述的模拟管道上在各层均设置有水样取样管，所述的水样取样管上分别设置有取样阀门。

进一步优化本技术方案的措施是：

所述的模拟管道上，在各层之间通过三通或者四通连接有回水段，在各个回水段以及回水段与模拟管道的连接处均设置有控制阀，底层的回水段与供排水管相通。

所述的生物膜取样段与模拟管道拆卸配合，所述的生物膜取样段与模拟管道之间通过卡箍连接。

所述的模拟管道通过输水管连接而成，输水管之间通过卡箍连接固定。

所述的基架的底部四角分别设置有带有锁止功能的万向轮。

所述的基架为立方体方架结构，所述的基架的中部设置加强筋。

所述的模拟管道盘沿基架外周盘设，拐角处通过90°弯头连接。

所述的流量计为电磁流量计。

所述的水箱固定于所述基架的底部。

本发明与现有技术相比的优点是：

本发明的原水管道输水模拟装置，结构合理，模拟管道螺旋盘设形成多层结构，占地面积小，并在模拟管道上设置加药口、生物膜取样段、水样取样管，可以最大限度模拟原水在管道中的运行状态，能够实现管道水力模拟、微生物分布观察及水样检测，取样方便；并通过各个阀门的调节，来满足不同的模拟需求，操作方便，控制灵活。

附图说明

图1为本发明的立体结构图。

本发明附图中各附图标记的名称是：

基架1、万向轮11、加强筋12、水箱2、供排水管21、供排水阀门21a、进水管22、水泵22a、流量调节阀22b、回水管23、回水阀23a、模拟管道3、加药口3a、水样取样管31、取样阀门31a、回水段32、流量计4、生物膜取样段5、阀门51、控制阀6。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明：

一种原水管道输水模拟装置，包括有基架1，所述的基架1内固定有水箱2，所述的水箱2上连接有供排水管21，该供排水管21上设置有供排水阀门21a，所述的基架1上设置有模拟管道3，该模拟管道3螺旋盘设形成多层结构，所述的水箱2通过进水管22与模拟管道3的一端相连通，模拟管道3的另一端通过回水管23回接水箱2形成水循环，所述的进水管22上设置有水泵22a和流量调节阀22b，所述的回水管23上设置有回水阀23a，所述的模拟管道3上设置有用于测量管内流量的流量计4和加药口3a；所述的模拟管道3上设置有若干生物膜取样段5，所述的生物膜取样段5的两侧分别设置有阀门51，所述的模拟管道3上在各层均设置有水样取样管31，所述的水样取样管31上分别设置有取样阀门31a。

所述的模拟管道3上，在各层之间通过三通或者四通连接有回水段32，在各个回水段32以及回水段32与模拟管道3的连接处均设置有控制阀6，底层的回水段32与供排水管21相通。

所述的生物膜取样段5与模拟管道3拆卸配合，所述的生物膜取样段5与模拟管道3之间通过卡箍连接。通过卡箍连接，方便生物膜取样段5的取下、更换，可以通过采用不同材质的生物膜取样段5研究原水在不同材质管道内的微生物附着情况。

所述的模拟管道3通过输水管连接而成，输水管之间通过卡箍连接固定。

所述的基架1的底部四角分别设置有带有锁止功能的万向轮11。设置万向轮11方便模拟装置的整体移动，以便将模拟装置移动至不同场合。

所述的基架1为不锈钢材料制成的立方体方架结构，所述的基架1的中部设置加强筋12，以增加基架1的整体强度。

所述的模拟管道3盘沿基架1外周盘设，拐角处通过90°弯头连接。如此设置，在有限的空间内，能够尽可能地增加模拟管道3的长度；采用90°弯头连接，取材方便，结构简单。

所述的流量计4为电磁流量计。

所述的水箱2固定于所述基架1的底部。降低了模拟装置的整体重心，能够使整个模拟装置更加稳定，避免因重心过高而倾倒。

工作原理：

如图1所示，本实施例中，不锈钢材料四角垂直固定形成立方体方架结构的基架1，并在中部设置加强筋12，基架1的底部设置有万向轮11，以便根据需要移动至不同场景；基架1底部固定有水箱2，水箱2的顶部设置有顶盖，方便水箱2内部的清洗，水箱2上连接有供排水管21，通过供排水管21上供排水阀门21a的控制，实现原水的供入或者排除。基架1上设置有螺旋盘设形成多层结构的模拟管道3，本实施例中，模拟管道3共5层；模拟管道3的顶端通过进水管22与水箱2相通，其底端通过回水管23回接水箱2形成水循环，进水管22和回水管23均伸入水箱2内，进水管22上设置有水泵22a和流量调节阀22b，水泵22a用于提供原水输送的动力，流量调节阀22b用于调节模拟管道3内的流量。模拟管道3上设置有电磁流量计用于实施测量模拟管道3内的流量，以便对流量进行读取和记录；模拟管道3上还设置有加药口3a，通过加药口3a可以往模拟管道3内加药，以模拟原水输送过程中的加药过程，从而使整个模拟更切合实际情况。模拟管道3在各层均设置有生物膜取样段5，通过对生物膜取样段5的观察，研究微生物分布；并在模拟管道3各层均设置水样取样管31，水样取样管31与模拟管道3垂直设置，通过各个水样取样管31上对应取样阀门31a的控制完成取样，操作十分方便。另外，在各层模拟管道3之间通过三通或者四通连接有回水段32，通过操作回水段32相关控制阀6，能够实现对模拟管道3长度的调节，以满足不同模拟情况的需要。

本发明的原水管道输水模拟装置，可以最大限度模拟原水在管道中的运行状态，能够实现管道水力模拟、微生物分布观察及水样检测。研究某原水的沿程变化特性及微生物分布规律时，具体的操作方法为：先将供排水阀门21a打开，将原水注入水箱2内，打开水泵22a，调节流量调节阀22b，并观察流量计4，将模拟管道3内的流量调节到模拟试验所需流量。根据模拟所需长度，调节各个控制阀6；以模拟管道3全程模拟为例，关闭各个回水段32上的控制阀6，打开模拟管道3与回水段32之间的控制阀6，并打开回水管23上的回水阀23a；使水箱2、进水管22、模拟管道3、回水管23形成完成的闭环水循环回路，此时整个模拟反应器的管道均处于模拟状态。通过加药口3a进行加药完成加药模拟，可通过不同位置生物膜取样段5微生物样品采样，研究原水在管道不用位置的微生物附着情况；可通过不同位置水样取样管31的取样分析原水沿程水质变化规律；亦可通过更换生物膜取样段5管材，研究原水在不同材质管道的微生物附着情况。

本发明的最佳实施例已被阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。

Claims (9)

1.一种原水管道输水模拟装置，包括有基架(1)，所述的基架(1)内固定有水箱(2)，所述的水箱(2)上连接有供排水管(21)，该供排水管(21)上设置有供排水阀门(21a)，其特征是：所述的基架(1)上设置有模拟管道(3)，该模拟管道(3)螺旋盘设形成多层结构，所述的水箱(2)通过进水管(22)与模拟管道(3)的一端相连通，模拟管道(3)的另一端通过回水管(23)回接水箱(2)形成水循环，所述的进水管(22)上设置有水泵(22a)和流量调节阀(22b)，所述的回水管(23)上设置有回水阀(23a)，所述的模拟管道(3)上设置有用于测量管内流量的流量计(4)和加药口(3a)；所述的模拟管道(3)上设置有若干生物膜取样段(5)，所述的生物膜取样段(5)的两侧分别设置有阀门(51)，所述的模拟管道(3)上在各层均设置有水样取样管(31)，所述的水样取样管(31)上分别设置有取样阀门(31a)。

2.根据权利要求1所述的一种原水管道输水模拟装置，其特征是：所述的模拟管道(3)上，在各层之间通过三通或者四通连接有回水段(32)，在各个回水段(32)以及回水段(32)与模拟管道(3)的连接处均设置有控制阀(6)，底层的回水段(32)与供排水管(21)相通。

3.根据权利要求2所述的一种原水管道输水模拟装置，其特征是：所述的生物膜取样段(5)与模拟管道(3)拆卸配合，所述的生物膜取样段(5)与模拟管道(3)之间通过卡箍连接。

4.根据权利要求3所述的一种原水管道输水模拟装置，其特征是：所述的模拟管道(3)通过输水管连接而成，输水管之间通过卡箍连接固定。

5.根据权利要求4所述的一种原水管道输水模拟装置，其特征是：所述的基架(1)的底部四角分别设置有带有锁止功能的万向轮(11)。

6.根据权利要求5所述的一种原水管道输水模拟装置，其特征是：所述的基架(1)为立方体方架结构，所述的基架(1)的中部设置加强筋(12)。

7.根据权利要求6所述的一种原水管道输水模拟装置，其特征是：所述的模拟管道(3)盘沿基架(1)外周盘设，拐角处通过90°弯头连接。

8.根据权利要求7所述的一种原水管道输水模拟装置，其特征是：所述的流量计(4)为电磁流量计。

9.根据权利要求8所述的一种原水管道输水模拟装置，其特征是：所述的水箱(2)固定于所述基架(1)的底部。

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