[發(fā)明專利]基于在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)防正負(fù)壓水錘的裝置及其預(yù)警方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710459250.5
• 申請(qǐng)日: 2017-06-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107168230A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 申屠華斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海市水利工程設(shè)計(jì)研究院有限公司
• 主分類號(hào): G05B19/05
• 分類號(hào): G05B19/05
• 代理公司: 上海天翔知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司31224
• 代理人: 陳駿鍵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水錘防護(hù)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)防正負(fù)壓水錘的裝置及其預(yù)警方法。

背景技術(shù)

隨著城市化人口的不斷增長(zhǎng)，用水量也在不斷增大，我國(guó)平均每年增加用水量約100億立方米。由于技術(shù)落后等原因造成水資源浪費(fèi)，同時(shí)，每年有很多地區(qū)發(fā)生干旱或者洪澇等自然災(zāi)害。為了緩解水資源短缺矛盾，我國(guó)采用很多跨流域、遠(yuǎn)距離調(diào)水工程，諸如：南水北調(diào)工程、青島的引黃水濟(jì)青工程、黃河流域沿線的引黃入晉以及引黃入洛工程、西安修建的黑河飲水工程和大連的引英入連工程等等，這些都涉及到長(zhǎng)距離輸水管道工程，長(zhǎng)距離輸水受到工程地質(zhì)、地形條件的影響，輸水管道內(nèi)水力條件復(fù)雜多變、管道磨損大，并且輸水系統(tǒng)在運(yùn)行中沿途的供水分流、閥門的開(kāi)關(guān)過(guò)程、水泵轉(zhuǎn)速的變化和葉片角度的變化以及管道的管材、管徑變化都會(huì)引起輸水管道內(nèi)水流流態(tài)的瞬間變化，引起管道壓力的劇烈變化，從而引起水錘效應(yīng)。因此，長(zhǎng)距離輸水管道在運(yùn)行過(guò)程中極有發(fā)生水錘事故，可能造成輸水管道的破裂、泵房機(jī)組的破損、輸水系統(tǒng)附屬設(shè)施破壞等安全事故，造成暫時(shí)性的供水中斷而影響居民的生活。

目前，現(xiàn)有的水錘防護(hù)裝置都存在不同的缺陷，防護(hù)效果并不理想。諸如：1、雙口式排氣閥，其缺點(diǎn)在于該閥體較大，閥體自身的質(zhì)量很大，排氣過(guò)程較慢且為微量排氣，排氣效果不理想；2、復(fù)合式排氣閥，其缺點(diǎn)為當(dāng)輸水管道出現(xiàn)水氣兩相流時(shí)，當(dāng)排出第一段氣體后管道內(nèi)再次出現(xiàn)氣體時(shí)，排氣效果不明顯，不能起到良好的保護(hù)管道安全的作用；3、杠桿式排氣閥，其缺點(diǎn)是排氣口徑小，只能用于管徑小于DN300的輸水管路系統(tǒng)；4、先導(dǎo)式超壓泄壓閥，其缺點(diǎn)在于動(dòng)作滯后，對(duì)于管道升壓速度較快時(shí)，幾乎沒(méi)有什么效果，起不到及時(shí)泄壓的作用；5、現(xiàn)有的水錘防護(hù)裝置對(duì)負(fù)壓水錘幾乎不起作用，起不到保護(hù)的作用；6、所有的水錘防護(hù)裝置是在管道內(nèi)部產(chǎn)生高壓或者負(fù)壓時(shí)才起作用，屬于被動(dòng)防護(hù)，尚未有提前預(yù)警控制的功能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題之一在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種可避免輸水管道因水錘沖擊而造成爆管等不良后果的基于在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)防正負(fù)壓水錘的裝置。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題之二在于：提供一種上述基于在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)防正負(fù)壓水錘的裝置的預(yù)警方法。

作為本發(fā)明第一方面的一種基于在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)防正負(fù)壓水錘的裝置，包括：

至少一安裝在輸水管道內(nèi)的用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輸水管道內(nèi)的正水壓參數(shù)指標(biāo)的正壓測(cè)量傳感器；

至少一安裝在輸水管道內(nèi)的用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輸水管道內(nèi)的負(fù)水壓參數(shù)指標(biāo)的負(fù)壓測(cè)量傳感器；

至少一安裝在輸水管道內(nèi)的用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輸水管道內(nèi)的聲波信號(hào)的聲波傳感器；

至少一安裝在輸水管道內(nèi)的用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輸水管道內(nèi)的振動(dòng)頻率的振動(dòng)傳感器；

一安裝在輸水管道的泄壓支路上的用于控制泄壓支路打開(kāi)或關(guān)閉的電磁閥；

一PLC主控制器，所述PLC主控制器分別與每一正壓測(cè)量傳感器、每一負(fù)壓測(cè)量傳感器、每一聲波傳感器、每一振動(dòng)傳感器以及電磁閥連接；以及

一遠(yuǎn)程控制服務(wù)器，所述遠(yuǎn)程控制服務(wù)器通過(guò)無(wú)線通訊模塊與所述PLC主控制器連接，所述PLC主控制器獲取所述正壓測(cè)量傳感器、負(fù)壓測(cè)量傳感器、聲波傳感器、振動(dòng)傳感器所監(jiān)測(cè)到的輸水管道內(nèi)的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)并將獲取到的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)傳送至所述遠(yuǎn)程控制服務(wù)器，所述遠(yuǎn)程控制服務(wù)器根據(jù)接收到的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)向所述PLC主控制器發(fā)出閥門開(kāi)關(guān)指令，所述PLC主控制器根據(jù)所述閥門開(kāi)關(guān)指令控制所述電磁閥開(kāi)啟或關(guān)閉。

在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述正壓測(cè)量傳感器為四個(gè)，沿周向均勻間隔安裝在所述輸水管道的外管面上。

在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述負(fù)壓測(cè)量傳感器為四個(gè)，沿周向均勻間隔安裝在所述輸水管道的外管面上。

在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述聲波傳感器為四個(gè)，沿周向均勻間隔安裝在所述輸水管道的外管面上。

在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述振動(dòng)傳感器為四個(gè)，沿周向均勻間隔安裝在所述輸水管道的外管面上。

在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述正壓測(cè)量傳感器、負(fù)壓測(cè)量傳感器、聲波傳感器和振動(dòng)傳感器分別通過(guò)信號(hào)線與所述PLC主控制器連接。

在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述信號(hào)線的長(zhǎng)度小于3m。

在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，在所述輸水管道上位于所述正壓測(cè)量傳感器、負(fù)壓測(cè)量傳感器、聲波傳感器和振動(dòng)傳感器的前方設(shè)置有一截止閥。