[發明專利]一種用于管路上的裝置及基于該裝置的流量控制方法和防倒灌方法

在審

• 申請號: 201711034953.X
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN107653972A
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 劉勇;余林波
• 申請（專利權）人: 武漢圣禹排水系統有限公司
• 主分類號: E03F5/10
• 分類號: E03F5/10;E03F7/04
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙)11535
• 代理人: 劉元霞

技術領域

本發明屬于流量控制和排水技術領域，具體涉及一種用于管路上的裝置及基于該裝置的流量控制方法和防倒灌方法。

背景技術

流量是指單位時間內通過某一截面的物料數量，即瞬時流量。在現代工業生產過程中，流量是重要的過程參數之一，是衡量設備的效率和經濟性的重要指標，是生產操作和控制的依據，因為在大多數工業生產中，常用測量和控制流量來確定物料的配比與耗量，實現生產過程自動化和最優化控制；同時為了進行經濟核算，也必須知道流過的介質總量。所以，流量的測量與控制是實現工業生產過程的一項重要任務。

流量測量方法和儀表的種類繁多，分類方法也很多，而且針對不同的應用領域，對于所使用的流量測量方法和儀表的要求也不同，即每種流量測量方法和儀表都具有特定的適用性，也都有它的局限性。

在我國的城市排水工程中的進水和/或出水管路系統中，對于污水流量的控制成為一個重要的研究領域，通過對管路系統中污水流量的控制，隨時調控管路系統中的各個閘門及相關組件，實現水體的順暢排放，避免因雨水過量而排放不及時導致的各種洪澇災害。

目前的管路系統中，常用的流量控制器為在管路中安裝各類流量計，但是其面對如此復雜龐大的管路系統，需要安裝的流量計的數量勢必也不少，而且多數流量計的結構復雜，體積龐大，安裝和調試比較復雜，而且難以維修；大部分儀器儀表只是用于潔凈的單相液體，并不適用于管路系統中常見的污水和雨水，可能還有一些固體懸浮物等；多數的管路系統中對于流量的控制不需要特別精確，若使用對精度要求較為嚴格的流量計，也必然造成采購價格高，投資較大，運行和維護費用較高等多種問題的出現。

再有，現有的流量控制裝置的適用面較窄，一般僅能作為流量控制使用，開發具有更多功能的流量控制裝置是現有排水系統急需的。

發明內容

為了改善現有技術的不足，本發明提供了一種用于管路上的裝置及基于該裝置的流量控制方法和防倒灌方法，所述裝置可以用于測量流經所述管路的流量，所述裝置還可以用于防倒灌，所述裝置巧妙地將流量控制和防倒灌結合在一個設備中，非常適合現有的排水系統的需求；所述流量控制方法可以精確得到流經管路的流量，完全替代了流量計，其具有操作方便，成本低廉等優點。

本發明提供如下技術方案：

一種用于管路上的裝置，所述裝置包括第一井體、第二井體和堰門；

所述第一井體和第二井體設置于管路上，且均與所述管路連通；所述第一井體位于上游管路，所述第二井體位于下游管路；

所述堰門設置于第一井體和第二井體的連接處；

所述裝置還包括設置在第一井體中的第一液位計和設置在第二井體中的第二液位計；

所述第一液位計，用于檢測所述第一井體內的上游水體的液位高度；

所述第二液位計，用于檢測所述第二井體內的下游水體的液位高度。

根據本發明，所述第一井體與第二井體并行設置于所述管路上。

根據本發明，所述第一井體底部高度和第二井體底部高度相同或不同。

根據本發明，所述裝置還包括控制器，所述控制器分別與所述第一液位計、所述第二液位計和所述堰門信號連接，用于接收所述第一液位計和第二液位計監測的液位信號，并根據所述液位信號控制所述堰門的開度。

根據本發明，所述堰門選自上開式堰門、下開式堰門和旋轉堰門中的至少一種。

根據本發明，所述堰門的驅動方式可采用電動、液動或氣動。

本發明還提供一種管路系統，所述管路系統包括上述的用于管路中的裝置。

根據本發明，所述管路系統還包括管路，即設置所述第一井體和第二井體的管路。

本發明還提供上述裝置的用途，其用于管路上的防倒灌。

優選地，用于截污管上的防倒灌。

優選地，用于分流井中截污管上的防倒灌。

本發明還提供上述裝置的用途，其用于管路上的流量控制。

優選地，用于截污管上的流量控制。

優選地，用于分流井中截污管上的流量控制。

本發明還提供一種用于管路上的雙液位流量控制方法，所述方法是基于上述的用于管路上的裝置，所述方法包括如下步驟：

1)監測第一井體內的上游水體的液位高度H₁和第二井體內的下游水體的液位高度H₂；

2)確定第一井體內的上游水體和第二井體內的下游水體的液位差(H₁-H₂)及堰門開度S與流經管路的流量Q的關系式如下：

式中，