一种排水管渠跨越障碍物的系统的制作方法

1.本实用新型涉及排水管渠系统技术领域，具体地指一种排水管渠跨越障碍物的系统。


背景技术：

2.随着城市建设的不断发展，新增设了很多地下排水管渠，其与以前铺设的管渠路由在空间上出现了交叉及碰撞，高程上的交叉一般在0-3m范围左右。
3.目前，解决新建重力流排水管渠在空间上交叉及碰撞的方法有倒虹管工艺、结合井工艺和潜水提升泵工艺。倒虹管工艺采用类似u型管道排水，为了避开障碍物，一般倒虹管埋深较深，存在管道非常易淤积，且清通比一般管道困难得多的缺点。结合井工艺采用与现状已铺设管渠共同布设，但需破坏原管渠结构，需要做结构性能检测，且存在减少原排水管渠断面和过流能力的现象，遇其它障碍物也不能实施，该工艺方法不易被采用。潜水提升泵工艺采用局部修建提升泵站，潜水提升泵的扬程一般在5m以上，大流量的提升泵扬程基本也在5m左右，远超过了新旧管渠交叉的高程差2m左右，存在能耗浪费较大的缺点。为了避开管渠埋深较深、易产生淤积、破坏障碍物结构，且浪费能耗的缺陷问题，设计一种能解决重力流排水管渠跨越障碍物的系统就显得尤为重要。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种排水管渠跨越障碍物的系统，以解决传统排水管渠埋深较深、易产生淤积、破坏障碍物结构且浪费能耗的缺陷问题。
5.本实用新型为解决上述技术问题，所采用的技术方案是：一种排水管渠跨越障碍物的系统，它包括开挖于障碍物附近的集水池，所述集水池进口一侧设置进水管渠，出口一侧设置下游管渠，所述集水池内设有可升降的启闭闸门，启闭闸门顶部与启闭机构连接，所述启闭闸门下侧穿设多个输水泵，所述进水管渠出口位置设有格栅机，格栅机出料口位于集水池顶部。
6.优选地，所述下游管渠进口与集水池出口一侧还设有消能机构。
7.优选地，所述消能机构包括与集水池出口对接的导水槽，所述导水槽末端设有消能坎。
8.优选地，所述格栅机为机械格栅除污机，其包括斜向绕设于传送辊上的网带，网带上均匀固定设有多块提升刮板，其中一个传送辊与驱动机构输出端连接。
9.优选地，所述启闭机构包括与启闭闸门顶部连接的绳索，绳索一端绕过定滑轮与卷扬机连接。
10.优选地，所述启闭闸门关闭时将集水池分隔为格栅间和泵闸池，所述格栅间位于集水池进口一侧，所述泵闸池位于集水池出口一侧。
11.优选地，所述集水池内设有水位计，集水池顶部设有雨量计，所述水位计信号输出端和雨量计信号输出端均与控制器输入端连接，所述控制器输出端与输水泵控制端连接。
12.本实用新型的有益效果：
13.1、本实用新型整体结构紧凑，占地小，集成度高，尤其适用于老旧城区排水管渠新建及改造；
14.2.本实用新型中的泵闸池底部深度一般不低于进水管渠底部标高2m，可以有效降低管渠埋深，节省了投资造价，管渠无淤积、无堵塞，自除污功能，水流态好，节省能耗，运维简单方便，同时可以不对障碍物的功能和结构造成破坏；
15.3、本实用新型使管渠排水实现自流或者较低扬程的提升输送至下游管渠，根据所需扬程工况，定制泵闸输送系统，极大地节省了能耗；
16.4、本实用新型通过格栅机可以将排水中的杂质或垃圾实现清除，使得排水管渠跨越障碍物段不产生淤积，运维简单方便；
17.5、传统的潜水提升泵工艺采用局部修建提升泵站，潜水提升泵的扬程一般在5m以上，大流量的提升泵扬程基本也在5m左右，管道压力流速一般在1.5~3m/s，远超过了新旧管渠交叉的高程差2m左右；本实用新型中的输水泵可实现0~3m高程差敞开式输水，流速与重力流基本相当，一般在0.6~1m/s，因此可以大大降低能耗；而且在进水管渠最高水位高于集水池出口位置高度时，可以实现自流，无需耗能；
18.6、传统潜水污水提升泵集水池配备的潜水为立式泵，存在一定的高度，需要一定的有效容积和水位深度，完全淹没水泵本体高度，并预留一定的高度，且每小时开动次数不宜超过6次，一般集水池的底标高会比进水管渠深3~6m及以上；而本实用新型中的集水池将输水泵安装在靠近集水池底部位置，且为卧式安装，不需要淹没水泵泵体就可以运行，集水池有效容积小和水深就很浅，集水池的底标高比进水管渠深0.5~1.5m就可以满足要求；因此泵闸的集水池传统技术泵站的投资和安装费用都要节省很多；
19.7、传统的倒虹吸管因为埋深较大，采用重力流输水，底部拐弯处和直行管道易产生淤积，需配备专用冲洗设备进行冲洗，传统技术泵站因为泵体保护水位以下是抽吸不到污水的，沉积不能随水流带到下游，也需要不定期的冲洗清淤；而本实用新型中的泵输水泵采用卧式水泵，可以安装到集水池底部，可以对集水池底部沉积物起到搅拌左右，并可以把沉积物随污水一起输送到下游，因此集水池底部可以做到无淤积，不需要冲洗。
附图说明
20.图1 为一种排水管渠跨越障碍物的系统的结构示意图。
具体实施方式
21.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。
22.如图1所示，一种排水管渠跨越障碍物的系统，它包括开挖于障碍物1附近的集水池2，所述集水池2进口一侧设置进水管渠3，出口一侧设置下游管渠4，所述集水池2内设有可升降的启闭闸门5，启闭闸门5顶部与启闭机构连接，所述启闭闸门5下侧穿设多个输水泵6。
23.进一步地，所述下游管渠4进口与集水池2出口一侧还设有消能机构8。在本实施例中，消能机构8可用于消除少量的富余水头。
24.进一步地，所述消能机构8包括与集水池2出口对接的导水槽8.1，所述导水槽8.1
末端设有消能坎8.2。通过集水池2出来的水经过导水槽8.1的引导后，进入消能坎8.2，然后通过消能坎8.2对排水中的富余水头进行消力，然后才进入到下游管渠4中，这样可以有效避免水头对下游管渠4的冲击损伤。
25.进一步地，所述进水管渠出口位置设有格栅机7，格栅机7出料口位于集水池2顶部。
26.进一步地，所述格栅机7为机械格栅除污机，其包括斜向绕设于传送辊7.1上的网带7.2，网带7.2上均匀固定设有多块提升刮板7.3，其中一个传送辊7.1与驱动机构输出端连接。在本实施例中，排水中的杂质和污物从进水管渠3出来后，被网带7.2截留，而水可以不受影响地通过筛孔，被网带7.2截留的杂质和污物随着网带7.2和提升刮板7.3的上移而上移，最终从集水池2顶部连续排出。
27.进一步地，所述启闭机构包括与启闭闸门5顶部连接的绳索9，绳索9一端绕过定滑轮10与卷扬机11连接。本实施例中，卷扬机11工作后，可以牵引绳索9拉动启闭闸门5上移，也可以下放绳索9使得闸门5下移；另外本实施例中，启闭闸门5与集水池2内壁有限位机构及密封机构，以保证启闭闸门5只能沿着竖直方向升降，例如在启闭闸门5边侧设置导轨，而在集水池2内壁开设导槽，通过导轨与导槽的滑动配合，实现对启闭闸门5的限位。
28.进一步地，所述启闭闸门5关闭时将集水池2分隔为格栅间2.1和泵闸池2.2，所述格栅间2.1位于集水池2进口一侧，所述泵闸池2.2位于集水池2出口一侧。本实施例中，集水池2可以是钢筋混凝土结构、frp玻璃钢结构、钢结构等多种型式。
29.进一步地，所述集水池2内设有水位计12，集水池2顶部设有雨量计13，所述水位计12信号输出端和雨量计13信号输出端均与控制器输入端连接，所述控制器输出端与输水泵6控制端连接。在本实施例中，通过水位计12可以实时监测集水池2内水位，特别是格栅间2.1内水位数据，而雨量计13可以实时检测外界降雨量。在本实施例中，控制器可以通过水位计12以及雨量计13反馈的数据，来控制输送泵6的启停；控制器可以选用plc控制器（例如西门子s7—300plc控制器）；例如当格栅间2.1内水位超过集水池2出口位置高度时，控制器控制启闭机构运行，启闭闸门5被提升至水位上方，格栅间2.1内的水进入到泵闸池2.2，并从集水池2出口排出，然后进入到下游管渠4；当格栅间2.1内水位低于集水池2出口位置高度，且高于泵闸池2.2设定的低水位时，此时控制器控制其中一台输水泵6启动，此时泵闸池2.2内水位逐渐升高，并到达集水池2出口位置高度，然后进入到下游管渠4；当格栅间2.1内水位低于集水池2出口位置高度，且达到泵闸池2.2设定的高水位时，此时控制器控制其中两台输水泵6启动，此时泵闸池2.2内水位逐渐升高，并到达集水池2出口位置高度，然后进入到下游管渠4；另外如果雨量计13测得的雨量超过设定值后，控制器也控制多台输水泵6启动，如果雨量计13测得的雨量小于设定值时，控制器控制单台输水泵6启动。
30.优选地，本实施例中的控制器也可以通过通讯接口与智慧云控制系统连接，所述智慧云控制系统包括水文气象收集系统、大数据分析系统、智慧云计算系统和执行指令系统；
31.其中所述水文气象收集系统用于接收当地水文局、气象局日常的水文气象数据，并将所述数据上传至大数据分析系统；
32.所述大数据分析系统用于将获取的水文气象数据进行分析和匹配，将其分级为暴雨、大雨、中小雨和晴天，并将数据传输至所述智慧云计算系统；
33.所述智慧云计算系统用于对实时获取的数据和输水泵流量匹配后，计算确定输水泵启动数量，并将相应数据传输给执行指令系统；
34.所述执行指令系统用于对所配置的输水泵6发出启、停指令信号。
35.本实施例公开上述排水管渠跨越障碍物的系统内排水跨越障碍物的方法，它包括如下步骤：
36.步骤1）：进水管渠3内的水从集水池2的进口进入，通过格栅机7拦截水中的垃圾后，在集水池2的格栅间2.1内蓄积；
37.步骤2）：当格栅间2.1内水位超过集水池2出口位置高度时，智慧云控制系统控制启闭机构运行，启闭闸门5被提升至水位上方，格栅间2.1内的水进入到泵闸池2.2，并从集水池2出口排出，然后进入到下游管渠4；
38.步骤3）：当格栅间2.1内水位低于集水池2出口位置高度，且高于泵闸池2.2设定的低水位时，此时智慧云控制系统控制其中一台输水泵6启动，此时泵闸池2.2内水位逐渐升高，并到达集水池2出口位置高度，然后进入到下游管渠4；
39.步骤4）：当格栅间2.1内水位低于集水池2出口位置高度，且达到泵闸池2.2设定的高水位时，此时智慧云控制系统控制其中两台输水泵6启动，此时泵闸池2.2内水位逐渐升高，并到达集水池2出口位置高度，然后进入到下游管渠4。
40.本实施例具有如下特点：
41.传统的潜水提升泵工艺采用局部修建提升泵站，潜水提升泵的扬程一般在5m以上，大流量的提升泵扬程基本也在5m左右，管道压力流速一般在1.5~3m/s，远超过了新旧管渠交叉的高程差2m左右；本实用新型中的输水泵可实现0~3m高程差敞开式输水，流速与重力流基本相当，一般在0.6~1m/s，因此可以大大降低能耗；而且在进水管渠最高水位高于集水池出口位置高度时，可以实现自流，无需耗能；
42.传统潜水污水提升泵集水池配备的潜水为立式泵，存在一定的高度，需要一定的有效容积和水位深度，完全淹没水泵本体高度，并预留一定的高度，且每小时开动次数不宜超过6次，一般集水池的底标高会比进水管渠深3~6m及以上；而本实用新型中的集水池将输水泵安装在靠近集水池底部位置，且为卧式安装，不需要淹没水泵泵体就可以运行，集水池有效容积和水深就很浅，集水池的底标高比进水管渠深0.5~1.5m就可以满足要求；因此泵闸的集水池传统技术泵站的投资和安装费用都要节省很多。
43.传统的倒虹吸管因为埋深较大，采用重力流输水，底部拐弯处和直行管道易产生淤积，需配备专用冲洗设备进行冲洗，传统技术泵站因为泵体保护水位以下是抽吸不到污水的，沉积不能随水流带到下游，也需要不定期的冲洗清淤；而本实用新型中的泵输水泵采用卧式水泵，可以安装到集水池底部，可以对集水池底部沉积物起到搅拌左右，并可以把沉积物随污水一起输送到下游，因此集水池底部可以做到无淤积，不需要冲洗。
44.上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本技术中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。