CN217630382U - 负压污水收集站 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种负压污水收集站，涉及污水输送系统技术领域，包括控制系统、负压罐、负压发生组件及进出水组件；负压发生组件包括至少两组电磁阀及真空泵，经抽气管连接构成至少两条抽气管路；进出水组件包括进水管及出水管，出水管上并联设有至少两台自吸泵，构成至少两条出水管路；控制系统包括数据存储单元、数据采集单元及控制单元；其中，控制单元包括或连接有用于采集记录各真空泵及自吸泵持续运行时间的计时器模块、以及用于开断各真空泵及自吸泵的开关切换模块；当计时器模块计时结束后，控制单元自动切换抽气管路及出水管路。通过将抽气管路及出水管路配置为多条，可以根据运行情况切换不同管路，提升系统运行的可靠性与稳定性。

Description

负压污水收集站

技术领域

本实用新型涉及污水输送系统技术领域，更具体地说，它涉及一种负压污水收集站。

背景技术

不同于城市密集型的住宅格局，农村的居所分布往往较为分散。为了改善农村生活环境，农村生活污水的环保处理工作也愈发受到重视。

当前农村生活污水，从农户家中排出后会直接进入到收集井中，而后通过负压管道输送至负压污水收集站，最终导向污水处理站，如污水处理厂等地进行处理。现有的负压污水收集站，通常包括有经负压输送管与各个收集井相连通的真空负压收集罐、用于为负压收集罐提供负压的负压发生组件、以及用于将负压收集罐中的污水及时排出到污水站的排水装置。通常上述负压收集站的控制较为简单，如负压收集罐中的污水液位高度超过设定值后便启动排水装置，若负压收集罐中的压力值超过设定值后则启动负压发生组件等。

实践中发明人发现，上述负压污水收集站的控制系统及控制方法虽然简单，但是一旦关键部件出现故障，整个负压污水收集站就会停摆。同时负压污水收集站在运行过程中，自动风险排查能力弱，需要人工实时监控，也降低了系统运行的可靠性，增加了负压污水收集站的维护频次及运维成本。

实用新型内容

针对实际运用中负压污水收集站运行可靠性低这一问题，本申请目的在于提出一种负压污水收集站，其通过对负压污水收集站中的关键部件进行备份并结合控制系统中各功能单元之间创新的连接结构，整体上提升了负压污水收集站的运行可靠性,具体方案如下：

一种负压污水收集站，包括控制系统、负压罐、与所述负压罐相连通的负压发生组件以及进出水组件；

所述负压发生组件包括至少两组电磁阀及真空泵，经抽气管连接构成至少两条抽气管路；

所述进出水组件包括与负压罐相连通的进水管以及出水管，所述出水管上并联设置有至少两台自吸泵，构成至少两条出水管路；

所述控制系统包括用于存储负压收集站运行数据以及控制指令数据的存储单元、用于采集负压收集站中各项运行数据的数据采集单元、以及基于各项运行数据及控制指令数据输出控制信号的控制单元；

其中，所述控制单元包括或连接有用于采集并记录各真空泵及自吸泵持续运行时间的计时器模块、以及与各真空泵及自吸泵控制连接用于开断各真空泵及自吸泵的开关切换模块；

当计时器模块计时结束后，控制单元响应于计时结束信号自动切换两抽气管路、出水管路上真空泵及自吸泵的启停。

通过上述技术方案，负压发生组件以及进出水组件均采用多管路设置，当其中一条管路运行设定时间后自动切换到另一条管路，保证整个系统的安全运行，提升系统运行的可靠性与稳定性。

进一步的，所述负压污水收集站中还配置有远程通信单元，所述远程通信单元配置为与所述控制单元以及存储单元电连接；

所述开关切换模块包括与所述自吸泵相连接的第一切换模块；

所述数据采集单元包括出水管或自吸泵上设置的流量监测装置，所述流量监测装置采集出水管路中的污水流量并输出流量监测数据；

所述控制单元设置或连接有：

流量比较模块，配置为与所述流量监测装置信号连接，接收所述流量监测数据并将其与设定值做比较，输出流量比较信号；

第一切换触发模块，配置为与所述流量比较模块以及第一开关切换模块电连接，接收并响应于所述流量比较信号输出控制信号控制上述第一开关切换模块的动作；

第一告警模块，配置为与所述流量比较模块电连接，接收并响应于所述流量比较信号，输出第一告警信号至所述远程通信单元。

通过上述技术方案，当出水管中的污水流量超过设定范围后，控制单元可以自动切换出水管路，保证系统的安全可靠运行，同时输出告警信号至远程通信单元，通知维护人员及时进行维护。

进一步的，所述开关切换模块包括与所述真空泵相连接的第二切换模块；

所述数据采集单元包括压力监测装置，所述压力监测装置采集并输出所述负压罐中的压力监测数据；

所述控制单元中还设置有：

第一压力比较模块，配置为与所述压力检测装置信号连接，接收压力检测信号并将其与第一压力设定值做比较，输出第一压力比较信号；

第二切换触发模块，配置为与所述第一压力比较模块以及第二开关切换模块电连接，接收并响应于所述第一压力比较信号输出控制信号控制上述第二开关切换模块的动作；

第二告警模块，配置为与所述第一压力比较模块电连接，接收并响应于所述压力比较信号，输出第二告警信号至所述远程通信单元。

通过上述技术方案，当负压罐中的压力超出设定范围时，控制单元可以自动切换抽气管路，由此保证系统的安全可靠运行，同时输出告警信号通知维护人员及时维护。

进一步的，所述抽气管上设置有泄压阀，所述泄压阀与所述控制单元控制连接，受控于所述控制单元的控制信号而动作；

所述控制单元还设置或连接有：

第二压力比较模块，配置为与所述压力检测装置信号连接，接收压力检测信号并将其与第二压力设定值做比较，输出第二压力比较信号；

泄压触发模块，配置为与所述第二压力比较模块以及泄压阀电连接，接收并响应于所述第二压力比较信号，控制上述泄压阀的开闭。

通过上述技术方案，当负压罐中的压力超过设定值后，可以对负压罐中的压力进行快速准确的调节。

进一步的，所述污水收集站还配置有排风扇，所述排风扇与所述控制单元控制连接，接收并响应于所述控制单元的控制信号而动作；

所述控制单元设置或连接有：

定时排风模块，配置为与所述排风扇控制连接，定时输出触发信号启停所述排风扇；

排风计时模块，配置为与存储单元信号连接，用于记录并输出排风扇的启停持续时长。

通过上述技术方案，可以定时对负压收集站中的气体进行更新，避免有害气体聚集。

进一步的，所述控制单元包括PLC控制模块或单片机控制模块；

所述自吸泵、真空泵的数量均设定为两个。

进一步的，所述计时器模块包括两个与所述控制单元特定控制信号输出引脚相连接的第一计时芯片模块与第二计时芯片模块；

两个所述自吸泵、真空泵的驱动电路分别电连接一开关切换电路，所述开关切换电路的切换触发端与所述第一计时芯片模块与第二计时芯片模块的计时输出端电连接。

通过上述技术方案，当第一、第二计时芯片模块计时满足设定值后，开关切换电路被触发，更换自吸泵与真空泵，避免同一自吸泵与真空泵长时间连续运行，保证系统的可靠性。

进一步的，所述负压罐中设置有液位传感器，检测负压罐中的液位并输出液位检测信号；

所述控制单元与所述液位传感器信号连接，接收所述液位检测信号，当所述液位检测信号超过设定值后，所述控制单元控制两出水管路上的自吸泵开启。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

负压发生组件以及进出水组件均采用多管路设置，当其中一条管路运行设定时间后自动切换到另一条管路，保证整个系统的安全运行，提升系统运行的可靠性与稳定性。

附图说明

图1为负压污水收集站的整体示意图；

图2为负压污水收集站各个功能模块的连接示意图。

附图标记：1、负压罐；2、电磁阀；3、真空泵；4、抽气管路；5、进水管；6、出水管；7、自吸泵；8、出水管路；9、存储单元；10、数据采集单元；11、控制单元；12、计时器模块；13、远程通信单元；14、第一切换模块；15、流量监测装置；16、第一告警模块；17、第二切换模块；18、压力监测装置；19、第二告警模块；20、泄压阀；21、排风扇。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本申请作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不仅限于此。

一种负压污水收集站，如图1所示，主要包括控制系统、负压罐1、与负压罐1相连通的负压发生组件以及进出水组件，在实践中，负压污水收集站通常置于一井体中并埋设于地面以下，在本申请实施例中就井体结构不做详尽公开。负压收集站工作时，负压发生组件将负压罐1中的空气抽出以使得负压罐1中的气压保持在一定的负压值，而后污水经由进出水组件进入负压罐1，待其达到设定液位高度后再排出，由此实现污水的临时收集与排放。

在本申请实施例方式中，负压发生组件包括两组电磁阀2与真空泵3，经抽气管连接构成两条抽气管路4。在实践中，上述电磁阀2与真空泵3的数量可以为多组，以构成多条抽气管路4。上述电磁阀2与真空泵3相配合，经由控制系统控制，启闭各条抽气管路4。

上述进出水组件包括与负压罐1相连通的进水管5以及出水管6，所述出水管6上并联设置有至少两台自吸泵7，构成至少两条出水管路8。本申请实施方式中，上述自吸泵7的数量配置为两台。

如图2所示，所述控制系统包括用于存储负压收集站运行数据以及控制指令数据的存储单元9、用于采集负压收集站中各项运行数据的数据采集单元10、以及基于各项运行数据及控制指令数据输出控制信号的控制单元11。其中所述控制单元11包括有用于采集并记录各真空泵3及自吸泵7持续运行时间的计时器模块12、以及用于开断各真空泵3及自吸泵7的开关切换模块。当计时器模块12计时结束后，控制单元11自动切换各真空泵3及自吸泵7的启停。在一实施方式中，上述计时器模块12、开关切换模块可以由加载于控制单元11中的程序模块实现，在另一实施方式中，上述计时器模块12、开关切换模块可以由与控制单元11电性连接的模拟电路实现。

在一实施方式中，计时器模块12包括两个与所述控制单元11特定控制信号输出引脚相连接的第一计时芯片模块与第二计时芯片模块。两个所述自吸泵7、真空泵3的驱动电路分别电连接一开关切换电路，所述开关切换电路的切换触发端与所述第一计时芯片模块与第二计时芯片模块的计时输出端电连接。

当单台真空泵3及自吸泵7工作设定时长后，控制单元11会自动切换到另外一台真空泵3及自吸泵7，由此保证系统运行的稳定性。基于上述设置，使得负压收集站还存在以下优势：当负压罐1中气压或液位需要快速调节时，可以启动两台真空泵3或自吸泵7，由此加快调节的速度，其次，当负压收集站进行维护时，整个负压收集站也可以保持恒定的运行状态。对应的，所述负压罐1中设置有液位传感器，检测负压罐1中的液位并输出液位检测信号，所述控制单元11与所述液位传感器信号连接，接收所述液位检测信号，当所述液位检测信号超过设定值后，所述控制单元11控制两出水管路8上的自吸泵7开启。

为了便于负压收集站的远程监控，所述负压污水收集站中还配置有远程通信单元13，上述远程通信单元13包括但不限于4G/5G通信模块、光纤通信模块等，配置为与所述控制单元11以及存储单元9电连接，传输控制指令或获取负压收集站的实时运行数据。

所述开关切换模块包括与所述自吸泵7相连接的第一切换模块14。所述数据采集单元10包括出水管6或自吸泵7上设置的流量监测装置15，所述流量监测装置15采集并输出出水管路8中的污水流量并输出流量监测数据。在本申请实施例中，上述流量监测装置可以直接采用现有的数字式流量计实现，实时采集并输出出水管6中污水流量。

在本申请实施例中，上述控制单元11包括PLC控制模块或单片机控制模块及其附属电路，在特定实施例中可以采用FPGA控制模块，优选采用PLC控制模块。为方便现场控制，上述PLC控制模块连接有一触摸显示屏。

在本申请实施例中，所述控制单元11中划分设置有流量比较模块、第一切换触发模块以及第一告警模块16。在特定实施方式中，上述流量比较模块、第一切换触发模块以及第一告警模块16可以外接于控制单元11。

流量比较模块配置为与所述流量监测装置15信号连接，即与所述流量计信号连接，接收所述流量监测数据并将其与设定值做比较，输出流量比较信号。在实践中，上述流量比较模块可以由模拟电路实现，例如，采用两输入比较器，首先将流量计输出的电信号转换为模拟电压信号并分压给到比较器的一输入端，而后将其与一设定值做比较，当其高于设定值或低于设定值后，输出比较结果信号，即上述流量比较信号，为保证信号的准确性，处理期间信号滤波及放大电路的应用在此不再赘述。

第一切换触发模块配置为与所述流量比较模块以及第一开关切换模块电连接，接收并响应于所述流量比较信号输出控制信号控制上述第一开关切换模块的动作。在实践中，上述第一切换触发模块可以由一开关三极管实现，上述开关三极管的基极与所述比较器的输出端电连接，发射极和集电极分别触发电源及第一开关切换模块的使能端电连接即可。

第一告警模块16配置为与所述流量比较模块电连接，接收并响应于所述流量比较信号，输出第一告警信号至所述远程通信单元13。与上述第一切换触发模块相类似，第一告警模块16的触发端可以直接与所述开关三极管的发射极电连接，即当流量比较信号超出设定范围时，第一告警模块16输出第一告警信号至远程通信单元13。

应当指出的是，在实际应用中，上述流量比较模块、第一切换触发模块以及第一告警模块16均可以由加载至PLC或单片机内部的控制软件模块实现。基于上述技术方案，当出水管6中的污水流量超过设定范围后，控制单元11可以自动切换出水管路8，保证系统的安全可靠运行，同时输出告警信号至远程通信单元13，通知维护人员及时进行维护。

详述的，在本申请实施例中，所述数据采集单元包括负压罐1中设置的压力监测装置18，如压力监测计，所述压力监测装置18采集并输出所述负压罐1中的压力监测数据。

所述开关切换模块还包括与两个真空泵3相连接的第二切换模块17，上述第二切换模块17可以采用与第一切换模块14相同的硬件配置。对应的，所述控制单元11设置或连接有：第一压力比较模块、第二切换触发模块以及第二告警模块19。

第一压力比较模块配置为与所述压力检测装置信号连接，接收压力检测信号并将其与第一压力设定值做比较，输出第一压力比较信号。第二切换触发模块配置为与所述第一压力比较模块以及第二开关切换模块电连接，接收并响应于所述第一压力比较信号输出控制信号控制上述第二开关切换模块的动作。第二告警模块19，配置为与所述第一压力比较模块电连接，接收并响应于所述压力比较信号，输出第二告警信号至所述远程通信单元13。当负压罐1中的压力超出设定范围时，控制单元11可以自动切换抽气管路4，由此保证系统的安全可靠运行，同时输出告警信号通知维护人员及时维护。

为了保证整个负压污水收集站的安全运行，所述抽气管上设置有泄压阀20，所述泄压阀20的控制接口与控制单元11的控制端电连接，受控于控制单元11的控制信号而动作。

所述控制单元11还设置或连接有第二压力比较模块以及泄压触发模块。第二压力比较模块配置为与所述压力检测装置信号连接，接收压力检测信号并将其与第二压力设定值做比较，输出第二压力比较信号。泄压触发模块，配置为与所述第二压力比较模块以及泄压阀20电连接，接收并响应于所述第二压力比较信号，控制上述泄压阀20的开闭。在实践中，上述第二压力比较模块可以采用模拟比较器实现。当负压罐1中的压力超过设定值后，可以对负压罐1中的压力进行快速准确的调节。

为了将负压污水收集站中的有害气体排出，污水收集站还配置有排风扇21，所述排风扇21与所述控制单元11控制连接，接收并响应于所述控制单元11的控制信号而动作。控制单元11设置或连接有定时排风模块，配置为与所述排风扇21控制连接，定时输出触发信号启停所述排风扇21。在实践中，上述定时排风模块可以由控制单元11中的计时软件模块实现定时输出。排风计时模块配置为与存储单元9信号连接，用于记录并输出排风扇21的启停持续时长。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，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前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种负压污水收集站，包括控制系统、负压罐(1)、与所述负压罐(1)相连通的负压发生组件以及进出水组件，其特征在于，

所述负压发生组件包括至少两组电磁阀(2)及真空泵(3)，经抽气管连接构成至少两条抽气管路(4)；

所述进出水组件包括与负压罐(1)相连通的进水管(5)以及出水管(6)，所述出水管(6)上并联设置有至少两台自吸泵(7)，构成至少两条出水管路(8)；

所述控制系统包括用于存储负压收集站运行数据以及控制指令数据的存储单元(9)、用于采集负压收集站中各项运行数据的数据采集单元(10)、以及基于各项运行数据及控制指令数据输出控制信号的控制单元(11)；

其中，所述控制单元(11)包括或连接有用于采集并记录各真空泵(3)及自吸泵(7)持续运行时间的计时器模块(12)、以及与各真空泵(3)及自吸泵(7)控制连接用于开断各真空泵(3)及自吸泵(7)的开关切换模块；

当计时器模块(12)计时结束后，控制单元(11)响应于计时结束信号自动切换两抽气管路(4)、出水管路(8)上真空泵(3)及自吸泵(7)的启停。

2.根据权利要求1所述的负压污水收集站，其特征在于，

所述负压污水收集站中还配置有远程通信单元(13)，所述远程通信单元(13)配置为与所述控制单元(11)以及存储单元(9)电连接；

所述开关切换模块包括与所述自吸泵(7)相连接的第一切换模块(14)；

所述数据采集单元(10)包括出水管(6)或自吸泵(7)上设置的流量监测装置(15)，所述流量监测装置(15)采集出水管路(8)中的污水流量并输出流量监测数据；

所述控制单元(11)设置或连接有：

流量比较模块，配置为与所述流量监测装置(15)信号连接，接收所述流量监测数据并将其与设定值做比较，输出流量比较信号；

第一切换触发模块，配置为与所述流量比较模块以及第一开关切换模块电连接，接收并响应于所述流量比较信号输出控制信号控制上述第一开关切换模块的动作；

第一告警模块(16)，配置为与所述流量比较模块电连接，接收并响应于所述流量比较信号，输出第一告警信号至所述远程通信单元(13)。

3.根据权利要求2所述的负压污水收集站，其特征在于，

所述开关切换模块包括与所述真空泵(3)相连接的第二切换模块(17)；

所述数据采集单元(10)包括压力监测装置(18)，所述压力监测装置(18)采集并输出所述负压罐(1)中的压力监测数据；

所述控制单元(11)中还设置有：

第一压力比较模块，配置为与所述压力监测装置信号连接，接收压力检测信号并将其与第一压力设定值做比较，输出第一压力比较信号；

第二切换触发模块，配置为与所述第一压力比较模块以及第二开关切换模块电连接，接收并响应于所述第一压力比较信号输出控制信号控制上述第二开关切换模块的动作；

第二告警模块(19)，配置为与所述第一压力比较模块电连接，接收并响应于所述压力比较信号，输出第二告警信号至所述远程通信单元(13)。

4.根据权利要求3所述的负压污水收集站，其特征在于，所述抽气管上设置有泄压阀(20)，所述泄压阀(20)与所述控制单元(11)控制连接，受控于所述控制单元(11)的控制信号而动作；

所述控制单元(11)还设置或连接有：

第二压力比较模块，配置为与所述压力监测装置信号连接，接收压力检测信号并将其与第二压力设定值做比较，输出第二压力比较信号；

泄压触发模块，配置为与所述第二压力比较模块以及泄压阀(20)电连接，接收并响应于所述第二压力比较信号，控制上述泄压阀(20)的开闭。

5.根据权利要求1所述的负压污水收集站，其特征在于，所述污水收集站还配置有排风扇(21)，所述排风扇(21)与所述控制单元(11)控制连接，接收并响应于所述控制单元(11)的控制信号而动作；

所述控制单元(11)设置或连接有：

定时排风模块，配置为与所述排风扇(21)控制连接，定时输出触发信号启停所述排风扇(21)；

排风计时模块，配置为与存储单元(9)信号连接，用于记录并输出排风扇(21)的启停持续时长。

6.根据权利要求1所述的负压污水收集站，其特征在于，所述控制单元(11)包括PLC控制模块或单片机控制模块；

所述自吸泵(7)、真空泵(3)的数量均设定为两个。

7.根据权利要求6所述的负压污水收集站，其特征在于，

所述计时器模块(12)包括两个与所述控制单元(11)特定控制信号输出引脚相连接的第一计时芯片模块与第二计时芯片模块；

两个所述自吸泵(7)、真空泵(3)的驱动电路分别电连接一开关切换电路，所述开关切换电路的切换触发端与所述第一计时芯片模块与第二计时芯片模块的计时输出端电连接。

8.根据权利要求1所述的负压污水收集站，其特征在于，所述负压罐(1)中设置有液位传感器，检测负压罐(1)中的液位并输出液位检测信号；

所述控制单元(11)与所述液位传感器信号连接，接收所述液位检测信号，当所述液位检测信号超过设定值后，所述控制单元(11)控制两出水管路(8)上的自吸泵(7)开启。

Images