CN209907520U - 一种应用在排口的防倒灌系统 - Google Patents

Abstract

应用在排口的防倒灌系统，包括：压缩气源；气体输送管，和压缩气源的出口连通；控制阀；控制器，和控制阀连接；以及排口井，排口井包括排口井本体和气动截流装置以及设置在排口井本体内的井内液位计，排口井本体上设有进水口和至少一出水口，为第一出水口，第一出水口通过第一出水管与自然水体或雨水管相连，在第一出水管上设置气动截流装置即第一气动截流装置，在第一出水管的下游，排口井本体外设置有井外液位计，井内液位计、井外液位计、控制阀分别和控制器信号连接，井内液位计、井外液位计用于将采集到的井内液位信息H1和井外液位信息H2传输给控制器，控制器用于根据井内液位信息H1和井外液位信息H2的关系，控制第一控制阀动作。

Description

一种应用在排口的防倒灌系统

技术领域

本实用新型涉及市政工程领域，具体涉及一种应用在排口的防倒灌方法及系统。

背景技术

目前在分流井、弃流井和截流井系统中，其系统都是由进水管、出水管和截污管组成，进行防倒灌使用的装置都是使用闸门或是堰门来进行对应出水管的防倒灌，闸门气门的动力源为电或者液压。然而现实中电动控制存在如下问题：1、在密闭的管道和污水环境中一般会产生易燃易爆的沼气，一般的电动控制类的装置容易爆炸不安全，因此在应用电动控制类的装置时都会要求与沼气接触的电控部分必须具有防爆功能，因此电控类系统的价格就比较昂贵，成本高；2、在暴风雨天气较为恶劣的环境下，都会发生断电的情况，断电以后排口井、弃流井或截流井内的设备无法正常工作，从而造成城市内涝等情况发生；3、暴雨天气下，排口井、弃流井和截流井中发生淹水的情况介于数小时与数天之间，这样采用完全适合水下使用的电控装置就冗余过大且成本过高，而常用的IP68等级的电控装置淹水能力在数小时之内，也存在能力不足的情况；4、电控系统的装置使用的是非安全电压，且高压电不安全容易发生事故；5、电气设备淹水以后，容易漏电，存在触电危险；6、电控设备(闸门、堰门)在运行时需要向上或向下的行程，露出城市地面，影响城市景观美观交通，且施工时开挖面积大；7、电控系统使用的是380V的三相电，市政电网不能供电，存在供电电源难的问题。

特别的，对于要求隐蔽安装的场合，且对于电控系统的供电和产生的费用不易解决。液压控制同样也存在一定问题：液压站使用高压油管，液压站和高压油管的成本较高；高压油管破裂漏油会污染环境；电气设备淹水以后，容易漏电，存在触电危险；电控设备(闸门、堰门)在运行时需要向上或向下的行程，露出城市地面，影响城市景观美观交通，且施工时开挖面积大。

现有的截流井、排口井或弃流井除了使用的设备存在上述问题以外，还存在不能够精确的进行污水和雨水的分流排放，且存在安全隐患，容易发生自燃水体的水倒灌进井体内，造成城市内涝。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种应用在排口的防倒灌方法，安全可靠，能够精确的进行污水和雨水分流。

为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种应用在排口的防倒灌方法：

实时采集分流井内的液位信息H1，和分流井外的液位信息H2，

当井外液位信息H2≥井内液位信息H1时，执行防倒灌程序：第一控制阀动作，第一气动截流装置充气，第一出水管关来防止与所述第一出水管相连的自然水体或雨水管中的流体通过第一出水管倒灌到排口井中；

当井外液位信息H2＜井内液位信息H1时，退出防倒灌程序。

在上述方案的基础上，还设有与第一出水管管底标高对应的防倒灌水位H，

当H2≥H且H2≥H1时，执行防倒灌程序；

当H2＜H时，退出防倒灌程序。

在上述方案的基础上，当H2＝H1时，所述控制器动作，第一气动截流装置开始充气，第一出水管开始逐渐关闭，之后，

若H2≥H1，第一气动截流装置持续充气，至第一出水管截止；

若H2＜H1，第一气动截流装置放气，第一出水管打开。

在上述方案的基础上，一种应用在排口的防倒灌系统，包括：

压缩气源，用于提供压缩气体；

气体输送管，和所述压缩气源的出口连通，用于输送压缩气体；

控制阀，设置在对应的气体输送管上；

控制器，和所述控制阀连接，用于控制控制阀动作；以及

排口井，

所述排口井包括排口井本体和气动截流装置以及设置在排口井本体内的井内液位计，

所述排口井本体上设有进水口和至少一出口，为第一出口，所述第一出口通过第一出水管与自然水体或雨水管相连，在所述第一出水管上设置所述气动截流装置即第一气动截流装置，

在所述第一出水管的下游，排口井本体外设置有井外液位计，

所述井内液位计、所述井外液位计、所述控制阀分别和所述控制器信号连接，

所述井内液位计、所述井外液位计用于将采集到的井内液位信息 H1和井外液位信息H2传输给所述控制器，所述控制器用于根据所述井内液位信息H1和所述井外液位信息H2的关系，控制所述第一控制阀动作。

在上述方案的基础上，该系统中：

所述排口井的形式为形式二，所述排口井本体上还设有第二出口，所述第二出口通过第二出水管与污水管或污水处理设施或调蓄池或初雨管或初期雨水处理设施相连，所述第二出水管上设有第二气动截流装置，所述控制阀包括第一控制阀和第二控制阀，所述第一、第二气动截流装置通过气体输送管路与所述压缩气源相连，第一控制阀用于控制第一气动截流装置的充、放气，第二控制阀用于控制第二气动截流装置的充、放气，且所述第一、第二控制阀分别与所述控制器电连接；

所述排口井的形式为形式三，所述排口本体上还设有第二出口和第三出口，所述第二出口通过第二出水管与污水管或污水处理设施或调蓄池相连，所述第三出口通过第三出水管与初雨管或初期雨水处理设施或调蓄池相连，且所述第二、第三出水管上分别对应设有第二、第三气动截流装置，所述第二、第三气动截流装置通过气体输送管路与所述压缩气源相连，所述控制阀包括第一、第二、第三控制阀，第一、第二、第三控制阀分别用于控制第一、第二、第三气动截流装置的充、放气，且所述第一、第二、第三控制阀分别与所述控制器电连接。

在上述方案的基础上，该系统还包括

所述测量仪器包括雨量计、流量计、水量计、计时器中的一种或多种，

对应的，所述测量信息包括降雨雨量、瞬时流量、累积流量、降雨时间中的一种或多种。

在上述方案的基础上，当所述排口井只设置第一出口时，退出防倒灌程序时，所述控制器控制所述控制阀动作，所述第一气动截流装置放气，第一出口导通。

在上述方案的基础上，该系统中：

其中，所述气动截流装置为气囊或气动管夹阀，

所述气囊具有进气口，该进气口和所述气体输送分管连接；

所述气动管夹阀也具有进气口，该进气口和所述气体输送分管连接。

在上述方案的基础上，该系统中：

第一气动截流装置设于分流井内位于第一出口起端，或分流井与排口之间的管路上，或排口处；

和/或，第二气动截流装置设于分流井内位于第二出口起端，或第二出水管的管路上；

和/或，第三气动截流装置设于分流井内位于第三出口起端，或第三出水管的管路上。

在上述方案的基础上，井内液位信息H1和井外液位信息H2存在误差值H0。

实用新型的优点和有益效果在于：

1、成本低：压缩空气工作压力较小比较安全，而且现有的压缩空气发生和控制装置成熟可靠价格经济，气动排口井的动力源为气站，气站的成本相对于液压站更低；气管相当于高压油管成本更低；多个气动排口井可以共用一个气源和一根气体输送总管，节约成本；

2、环保：压缩空气不会引入二次污染，压缩空气装置无爆炸风险；

3、施工简单：开挖量小；

4、不占用高度空间：不会露出地表，不破乱城市美观和交通；

5、安全：排口井现场不使用非安全电压，不存在用电的安全事故；

6、易于获得电源：排口井的供电电压为220V，可以使用市政民用电网，方便获得；

7、可靠性高：城市内涝淹水不影响设备正常工作；

8、防缠绕防堵塞能力强：由于污水中的缠绕物、杂物、漂浮物等较多，此装置安装后的过流通道和市政管道的流道完全保持一致、平滑过渡，不会产生缠绕堵塞；

9、零水损：此装置安装后的过流通道和市政管道的流道完全保持一致、平滑过渡，不影响排水和行洪；

10、寿命长：由于使用污水的环境中，在污水中使用的电动或液动设备，会经常产生故障，气动截流装置的启闭件简单，不会发生故障；

11、密封好：一般的电动或液动设备，由于杂物的堵塞造成漏水密封不好，气动截流装置采用橡胶柔性密封，密封面较大，所以密封效果可靠。

12、安全可靠：通过设置井内液位计和井外液位计，比对井内液位与井外液位之间的关系，控制排水管的出口导通还是截止，防止河水倒灌。

附图说明

图1为本实用新型实施例中设置第一出口和第二出口的排口井的结构示意图；

图2为图1的剖视图；

图3为本实用新型实施例中设置第一出口和第二出口的排口井的结控制系统图；

图4为本实用新型实施例中设置第一出口、第二出口和第三出口的排口井的结构示意图；

图5为图3的剖视图；

图6为本实用新型实施例中设置第一出口、第二出口和第三出口的结控制系统图。

10-排口井，11-排口井本体，12-进水口，13-第一气动截流装置， 14-第二气动截流装置，15-第三气动截流装置，16-第一出水管，17- 第二出水管，18-第三出水管，

20-控制阀，23-第一控制阀，24-第二控制阀，25-第三控制阀，

30-井外液位计，31-井内液位计，

40-控制器。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1

本实施例提供一种应用在排口的防倒灌方法，

井内液位计31采集的排口井本体11内的井内液位值H1，井外液位计30采集的排口井本体11外的井外液位值H2，

当H2＞H1时，执行防倒灌程序：第一控制阀动作，第一气动截流装置充气，第一出水管关来防止与所第一出水管相连的自然水体或雨水管中的流体通过第一出水管倒灌到排口井中；

当H2＝H1时，第一控制器动作，第一气动截流装置开始充气，第一出水管开始逐渐关闭，之后，

若H2≥H1，第一气动截流装置持续充气，至第一出水管截止；

若H2＜H1，第一气动截流装置放气，至第一出水管打开；

当H2＜H1时，退出防倒灌程序。

进一步的，当排口为非淹没式的排口时，还设有第一出水管管底标高对应的防倒灌水位H，

当H2≥H且井外液位信息H2≥井内液位信息H1时，执行防倒灌程序；

当H2＜H时，退出防倒灌程序。

参照图1、图2、图3所示，本实施例提供一种应用在排口的防倒灌系统，包括压缩气源、气体输送管、控制阀、控制器、排口井以及井外液位计和井内液位计。其中，

排口井的形式为形式二，排口井10包括排口井本体11和气动截流装置以及设置在排口井本体11内的井内液位计31，设置在排口井本体11外的井外液位计30，

排口井本体上设有进水口12和至两个出口，分别为第一出口和第二出口，第一出口通过第一出水管16与自然水体或雨水管相连，第二出口通过第二出水管17与污水管或污水处理设施或调蓄池或初雨管或初期雨水处理设施相连，在第一出水管16、第二出水管17上均设置一气动截流装置即第一气动截流装置13、第二气动截流装置 14。控制阀20包括控制第一气动截流装置13、第二气动截流装置14 的第一控制阀23和第二控制阀24。第一气动截流装置13和第二气动截流装置14为气囊或气动管夹阀，第一气动截流装置13、第二气动截流装置14通过气体输送管与压缩气源相连，其上设置有进口，进口通过气体输送管与压缩气源相连，当气囊或气动管夹阀被充气膨胀时，第一出水管16和第二出水管17被封堵而截止，当气囊或气动管夹阀放气恢复自然状态时，第一出水管16和第二出水管17与排口井本体11内部联通而导通。

本实施例中的气体输送管路可以为二根主干管，第一气动截流装置13的进口连接一主干管，该主干管上设置第一控制阀23，第二气动截流装置14的进口连接另一主干管，该主干管上设置第二控制阀 24。另外，本实施例中的气体输送管可以为一根主干管和两根分管，主干管连通压缩气源和分管，一根分管与第一气动截流装置13相连，第一控制阀23设置在该分管上，另一分管与第二气动截流装置14相连，第二控制阀24设置在该分管上。当第一控制阀23动作时，可将第一气动截流装置13与压缩气源连通或大气连通，第一气动截流装置13被充气膨胀或放气恢复自然状态，当第二控制阀24动作时，可将第二气动截流装置14与压缩气源连通或大气连通，第二气动截流装置14被充气膨胀或放气恢复自然状态。

本实施例中可以在排口井10旁安装太阳能板或风力发电机，用于为控制器40和控制阀20供电；和/或，蓄电池，用于为控制器40 和控制阀20供电；和/或，控制阀20为三通控制阀或电磁阀组合。

本实施例中在污水处理设施为一体化污水处理站，初期雨水处理设施为生物滤池、沉淀池或斜板沉淀装置。

井内液位计31、井外液位计30、第一控制阀23、第二控制阀24 分别和控制器40信号连接，

井内液位计31、井外液位计30用于将采集到的井内液位和井外液位信息传输给控制器40，控制器40用于根据井外液位与井内液位的关系，控制控制阀20动作。

本实施例的测得H1、H2存在误差，为范围值。

本实施例中的第一气动截流装置设于分流井内位于第一出口起端，或分流井与排口之间的管路上，或排口处；和/或，第二气动截流装置设于分流井内位于第二出口起端，或第二出水管的管路上；和 /或，第三气动截流装置设于分流井内位于第三出口起端，或第三出水管的管路上。

实施例3

实施例3与实施例2的区别在于：排口井仅设置第一出口，在第一出水管上设置第一气动截流组件。

退出防倒灌程序时，第一控制阀动作，第一气动截流组件放气，第一出水管导通。

实施例4

实施例4在实施例2的基础上，该系统还设置有其他测量仪器，用于检测排口井10内或外的测量信息，测量仪器包括雨量计、流量计、水量计、计时器、水质监测器中的一种或多种，对应的，测量信息包括降雨雨量、瞬时流量、累积流量、降雨时间、水质中的一种或多种。

其中，雨量计设置在排口井10外，监测的是降雨雨量，晴天时监测的降雨雨量为0；

流量计设置在排口井10的第一出口、第二出口上，用于监测经过第一出口、第二出口的瞬时流量值，根据该瞬时流量值计算进入排口井10的瞬时流量；

水量计设置在排口井10的进水口12上，测量的是进入排口井 10的累积流量；

计时器，是设置在排口井10内，用于监测下雨的时长，晴天时，计时器监测的时间值为0；

水质监测器为COD传感器，设置在排口井10内，监测的是排口井10内的水体的COD浓度值。

退出防倒灌程序后的控制方法如下：

设定第一阈值Q0，测量仪器实施采集的测量信息为Q，当测量仪器30为雨量计、流量计、水量计、计时器、液位计中的一种或多种时，控制如下：

退出防倒灌程序时，若Q＜Q1，则控制器40控制第二控制阀24 动作，使得第二气动截流装置14放气，第二出水管17导通，控制所述第一控制阀23不动作，使得第一气动截流装置13充气，第一出水管16截止；

退出防倒灌程序时，若Q≥Q1，则根据第二出口当前的状态，第二控制阀24动作或不动作，第二气动截流装置充气，第二出水管17 截止，控制所述第一控制阀23动作，使得第一气动截流装置13放气，第一出水管16导通。

实施例5

参见图4、图5、图6所示，实施例5与实施例2的区别在于：排口井10的形式为形式三，排口井本体11上还设置有第三出口，第一出口通过第一出水管16连通雨水管或自然水体，第二出水管17通过第二出水管17连通污水管、调蓄池或污水处理设施，第三出口通过第三出水管18连通初雨管或初期雨水处理设施，排口井10的形式为形式三，第一出水管16、第二出水管17和第三出水管18上分别设有第一气动截流装置13、第二气动截流装置14、第三气动截流装置15。可设置三主干管，第三控制阀25设置在第三干管上，控制第三气动截流装置15充、放气，也可以通过设置分管与主干管相连，第三控制阀25设置在分管上。

实施例6

在实施例5的基础上，与实施例4的区别在于：

控制器内设置第一阈值Q0、第二阈值Q1，井测量仪器实施采集的测量信息为Q，当测量仪器30为雨量计、流量计、水量计、计时器、液位计中的一种或多种时，控制如下：

退出防倒灌程序时，若Q＜Q0，则控制器40根据第二出口、第三出口当前的状态控制第二控制阀24、第三控制阀动作或不动作，使得第二气动截流装置14放气，第二出水管17导通，第三气动截流装置15充气，第三出水管18截止，此时第一控制阀不动作，第一气动截流装置充气，第一出水管截止；

退出防倒灌程序时，若Q0≤Q＜Q1，则根据此时第二出水管17、第三出水管18的状态，控制器40控制第二控制阀24、第三控制阀 25动作或不动作，使得第三气动截流装置15放气，第三出水管18 导通，第一控制阀16不动作，使得第一气动截流装置13充气，第一出水管16截止，根据第二出水管17连的装置是否有接收能力，此时第二控制阀24可选择动作或者不动作，使得第二出水管17导通或处于截止状态，若有接收能力，第二气动截流装置14放气，第二出水管17导通，若没有接收能力，第二气动截流装置14充气，第二出水管17截止；

退出防倒灌程序时，若Q1≤Q，则根据此时第二出水管16、第三出水管18的状态，控制器40控制第二控制阀24、第三控制阀25动作或不动作，使得第二气动截流装置14、第三气动截流装置15充气，第二出水管17、第三出水管18截止，第一控制阀23动作，第一气动截流装置13放气，第一出水管16导通。

实施例7

在实施例1或实施例4的基础上，当排口井的形式为形式二或形式三时，其中，

当排口井的形式为形式二时，控制器还设置有第一警戒水位H3，退出防倒灌程序时，若H1＜H3，则控制器根据第二出水管当前的状态，控制第二控制阀24动作或不动作，第二气动截流装置14放气，第二出水管导通，控制第一控制阀23不动作，使得第一气动截流装置13充气，第一出水管截止；

退出防倒灌程序时，若H1≥H3，则控制器根据第二出水管当前的状态，控制第二控制阀24动作或不动作，第二气动截流装置14充气，第二出水管截止，控制第一控制阀23动作，使得第一气动截流装置13放气，第一出水管导通；

当排口井的形式为形式三时，控制器还设置有第一警戒水位H3，第二警戒水位H4，

退出防倒灌程序时，若H1＜H3，则控制器根据第二、第三出水管当前的状态，控制第二控制阀24、第三控制阀25动作或不动作，第二气动截流装置14放气，第二出水管导通，第三气动截流装置15 充气，第三出水管截止，控制第一控制阀23不动作，使得第一气动截流装置13充气，第一出水管截止；

退出防倒灌程序时，若H3≤H1＜H4，则控制器根据第三出水管当前的状态，控制第三控制阀25动作或不动作，使得第三气动截流装置15放气，第三出水管导通，此时，第二控制阀24动作或不动作，第二气动截流装置14放气或充气，第二出水管导通或截止，第一控制阀23不动作，第一气动截流装置13充气第一出水管截止，

退出防倒灌程序时，若H1≥H4，则控制器根据第二、第三出水管当前的状态控制第二控制阀24、第三控制阀25动作或不动作，第二气动截流装置14、第三气动截流装置15充气，第二出水管、第三出水管截止，控制第一控制阀23动作，使得第一气动截流装置13放气，第一出水管导通。

本实用新型不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (7)

1.一种应用在排口的防倒灌系统，其特征在于，包括：

压缩气源，用于提供压缩气体；

气体输送管，和所述压缩气源的出口连通，用于输送压缩气体；

控制阀，设置在对应的气体输送管上；

控制器，和所述控制阀连接，用于控制控制阀动作；以及

排口井，

所述排口井包括排口井本体和气动截流装置以及设置在排口井本体内的井内液位计，

所述排口井本体上设有进水口和至少一出口，为第一出口，所述第一出口通过第一出水管与自然水体或雨水管相连，在所述第一出水管上设置所述气动截流装置即第一气动截流装置，

在所述第一出水管的下游，排口井本体外设置有井外液位计，

所述井内液位计、所述井外液位计、所述控制阀分别和所述控制器信号连接，

所述井内液位计、所述井外液位计用于将采集到的井内液位信息H1和井外液位信息H2传输给所述控制器，所述控制器用于根据所述井内液位信息H1和所述井外液位信息H2的关系，控制所述控制阀动作。

2.根据权利要求1所述的一种应用在排口的防倒灌系统，其特征在于，该系统中：

所述排口井的形式为形式二，所述排口井本体上还设有第二出口，所述第二出口通过第二出水管与污水管或污水处理设施或调蓄池或初雨管或初期雨水处理设施相连，所述第二出水管上设有第二气动截流装置，所述控制阀包括第一控制阀和第二控制阀，所述第一、第二气动截流装置通过气体输送管路与所述压缩气源相连，第一控制阀用于控制第一气动截流装置的充、放气，第二控制阀用于控制第二气动截流装置的充、放气，且所述第一、第二控制阀分别与所述控制器电连接；

所述排口井的形式为形式三，所述排口本体上还设有第二出口和第三出口，所述第二出口通过第二出水管与污水管或污水处理设施或调蓄池相连，所述第三出口通过第三出水管与初雨管或初期雨水处理设施或调蓄池相连，且所述第二、第三出水管上分别对应设有第二、第三气动截流装置，所述第二、第三气动截流装置通过气体输送管路与所述压缩气源相连，所述控制阀包括第一、第二、第三控制阀，第一、第二、第三控制阀分别用于控制第一、第二、第三气动截流装置的充、放气，且所述第一、第二、第三控制阀分别与所述控制器电连接。

3.如权利要求2所述的一种应用在排口的防倒灌系统，其特征在于：该系统还包括用于测量信息的测量仪器；

所述测量仪器包括雨量计、流量计、水量计、计时器中的一种或多种，

对应的，所述测量信息包括降雨雨量、瞬时流量、累积流量、降雨时间中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的一种应用在排口的防倒灌系统，其特征在于，其特征在于：

当所述排口井只设置第一出口时，退出防倒灌程序时，所述控制器控制所述控制阀动作，所述第一气动截流装置放气，第一出口导通。

5.根据权利要求1所述的一种应用在排口的防倒灌系统，其特征在于，其特征在于：该系统中：

其中，所述气动截流装置为气囊或气动管夹阀，

所述气囊具有进气口，该进气口和所述气体输送分管连接；

所述气动管夹阀也具有进气口，该进气口和所述气体输送分管连接。

6.根据权利要求2所述的一种应用在排口的防倒灌系统，其特征在于，其特征在于：该系统中：

第一气动截流装置设于分流井内位于第一出口起端，或分流井与排口之间的管路上，或排口处；

和/或，第二气动截流装置设于分流井内位于第二出口起端，或第二出水管的管路上；

和/或，第三气动截流装置设于分流井内位于第三出口起端，或第三出水管的管路上。

7.根据权利要求1所述的一种应用在排口的防倒灌系统，其特征在于，其特征在于：井内液位信息H1和井外液位信息H2存在误差值H0。

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