CN104695543A - 用于雨水调蓄池的双向液压门式自动冲洗清淤系统及应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于雨水调蓄池的双向液压门式自动冲洗清淤系统及其应用，该系统包括雨水调蓄池、冲洗室及污泥池，雨水调蓄池与冲洗室之间设有冲洗门框及与冲洗门框配合密闭或开启的液压冲洗门，还包括有控制器、液位计、液压泵、电磁阀及液压缸，控制器、液压泵、电磁阀位于冲洗室的上端，液压缸位于冲洗室的下端，与液压冲洗门连接，液压泵通过电磁阀带动液压缸伸出和退回，使得液压冲洗门与冲洗门框之间密闭或开启；液位计设置在雨水调蓄池内部，监测其内部水位，控制器同时与液位计、液压泵及电磁阀电连接，通过液位计的监测结果，来控制液压泵与电磁阀工作。与现有技术相比，本发明具有流程操作便捷、设计结构简单、冲洗效率显著提高等优点。

Description

用于雨水调蓄池的双向液压门式自动冲洗清淤系统及应用

技术领域

本发明属于市政排水领域的冲洗清淤技术，尤其是涉及一种用于雨水调蓄池的双向液压门式自动冲洗清淤系统及应用。

背景技术

由于雨水调蓄池的调蓄水具有悬浮颗粒物浓度高和有机污染物浓度高等特点，该污水滞留在池内数小时后，水中污染物杂质会沉积下来，因此雨水调蓄池放空后，调蓄池底部会淤积一定厚度的淤泥，不仅占用有限的池体容积，而且散发臭味造成设施设备腐蚀损害，为消除上述不利影响，雨水调蓄池放空后需及时对池底的沉积物进行有效的冲洗清淤。目前，雨水调蓄池的常用冲洗清淤方法有潜水搅拌器搅拌冲洗、水力翻斗冲洗和连续沟槽冲洗等。现有上述技术存在不同程度的操作流程多、冲洗效率低、设备亦损坏，电力消耗多和工程造价高等不足。

中国专利CN 103806525 A公布了一种用于雨水调蓄池的门式自冲洗装置，包括一雨水调蓄池，所述雨水调蓄池的平面呈矩形，且从左至右依次被分割为存水室、廊道和集水区，在所述集水区的一侧分别设有雨水进水管和出水管，在所述集水区的底部安装有一潜水排污泵，所述潜水排污泵的排出管与出水管连通，所述存水室与廊道的隔断上设有一冲洗门，所述冲洗门打开时能够在底部连通所述存水室与所述廊道，且在所述存水室上端顶盖上还设有一用于控制冲洗门的液压控制柜。上述专利采用单向液压门式自冲洗方式，同样存在着冲洗效率低的缺点。

因此，本领域的科技研发和工程技术人员致力于开发一种流程操作便捷、设计结构简单、冲洗效率显著和造价低廉的雨水调蓄池的双向液压门式自动冲洗清淤系统及方法。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种流程操作便 捷、设计结构简单、冲洗效率显著和造价低廉的用于雨水调蓄池的双向液压门式自动冲洗清淤系统及应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明第一方面提供一种用于雨水调蓄池的双向液压门式自动冲洗清淤系统。

用于雨水调蓄池的双向液压门式自动冲洗清淤系统，包括一雨水调蓄池，在雨水调蓄池的一侧设置有冲洗室，在雨水调蓄池的最低处开设有污泥池，所述的雨水调蓄池与冲洗室之间通过隔墙间隔开，且所述的隔墙的底端开有冲洗门框及与冲洗门框配合密闭或开启的液压冲洗门，还包括有控制器、液位计、液压泵、电磁阀及液压缸，所述的控制器、液压泵、电磁阀位于冲洗室的上端，所述的液压缸位于冲洗室的下端，与液压冲洗门连接，所述的液压泵通过电磁阀带动液压缸伸出和退回，使得液压冲洗门与冲洗门框之间密闭或开启；所述的液位计设置在雨水调蓄池内部，监测其内部水位，所述的控制器同时与液位计、液压泵及电磁阀电连接，通过液位计的监测结果，来控制液压泵与电磁阀工作。

所述的冲洗门框上设置有长钩，该长钩与控制器连接，受控制器的控制，所述长钩控制液压冲洗门与冲洗门框的密闭。在液压冲洗门关闭时，控制器控制长钩勾住液压冲洗门，起密封作用，要打开液压冲洗门时，控制器控制长钩打开，使得液压冲洗门打开。

优选地，所述的长钩设置在冲洗门框的底端，所述的液压冲洗门底部设有长杆，所述的长钩勾住长杆使得液压冲洗门与冲洗门框密封。

冲洗门框上设有密封胶垫，在液压冲洗门关闭时，密封胶垫使得液压冲洗门与冲洗门框密封。密封胶垫优选高强度、高弹性的材质。

所述的液压缸为双向液压油缸。液压缸的伸出和退回动作只需约40bar的油压。液压缸控制所述液压冲洗门的开启和关闭。

所述的液位计为超声液位计。

优选地，所述液压冲洗门、所述冲洗门框和所述长钩为不锈钢材质，坚固耐用。

所述的雨水调蓄池的底部低于冲洗室的底端，且所述的雨水调蓄池的底部具备一坡度，坡度由冲洗室向污泥池方向下降。优选地，雨水调蓄池的底部坡降范围介于0.5％～1.0％之间。

本系统还包括与控制器连接的外部供水设备，当述的控制器控制外部供水设备向冲洗室加注冲洗水。备用水源起到在雨水调蓄池为空池状态下，为所述冲洗室提 供冲洗水的作用。因此，本发明的自动冲洗清淤系统所用的冲洗水为所述雨水调蓄池内的储存雨水或合流污水，再或是自来水。

本发明第二方面提供上述用于雨水调蓄池的双向液压门式自动冲洗清淤系统的应用。

上述的用于雨水调蓄池的双向液压门式自动冲洗清淤系统适用于三种雨水调蓄池：一是雨水净化式调蓄池，用于分流制系统，进行雨水沉淀；二是雨水截流式调蓄池，用于合流制和分流制排水系统，进行初期雨水的储存；三是雨水溢流式调蓄池，用于合流制排水系统，雨水经储存或沉淀后溢流排放。

该系统用于对雨水调蓄池底部淤泥进行冲洗清理，在降雨模式时，包括以下步骤：

a.液压冲洗门初始状态为开启状态；

b.降雨期间，雨水调蓄池内收集雨水或污水，冲洗室和雨水调蓄池水位同步上升；

c.液位计监测雨水调蓄池内部水位，当水位达到冲洗室的冲洗要求后，控制器自动控制液压泵、电磁阀及液压缸工作，液压缸收回，带动液压冲洗门关闭，长钩钩住液压冲洗门，液压冲洗门与冲洗门框密封；

d.雨水调蓄池继续蓄水，直至蓄满或降雨停止；

e.雨水调蓄池放空；

f.雨水调蓄池放空结束后，控制器控制长钩打开，同时控制液压泵、电磁阀、液压缸工作，液压缸伸出，带动液压冲洗门打开，冲洗室内冲洗水快速冲入雨水调蓄池底部，对雨水调蓄池底部淤泥进行清洗冲淤；

g.雨水调蓄池清洗冲淤后的淤泥和冲洗水流排入污泥池，通过管道排入市政排水管网。

该系统用于对雨水调蓄池底部淤泥进行冲洗清理，在非降雨模式时，包括以下步骤：

a.液压冲洗门初始状态为开启状态；

b.控制器自动控制液压泵、电磁阀及液压缸工作，液压缸收回，带动液压冲洗门关闭，长钩钩住液压冲洗门，液压冲洗门与冲洗门框密封；

c.控制器控制外部备用水源通过管道进入冲洗室，直至冲洗室冲洗水头达到冲洗要求；

d.控制器控制长钩打开，同时控制液压泵、电磁阀、液压缸工作，液压缸伸出，带动液压冲洗门打开，冲洗室内冲洗水快速冲入雨水调蓄池底部，对雨水调蓄池底部淤泥进行清洗冲淤；

e.雨水调蓄池清洗冲淤后的淤泥和冲洗水流排入污泥池，通过管道排入市政排水管网。

与现有技术相比，本发明利用自动控制器、超声波液位计、液压泵、电磁阀、液压缸、液压冲洗门、冲洗门框、长钩和冲洗室构成的双向液压门式自动冲洗清淤系统，实现对雨水调蓄池的自动冲洗清淤，本发明的双向液压门式自动冲洗清淤系统及系统应用适于降雨和非降雨期间各类型雨水调蓄池底部沉积物的冲洗清淤。具有以下突出的优点：

1.冲洗水来源于雨水调蓄池的调蓄水，节约了水资源。

2.冲洗室的水位控制通过降雨和非降雨两种模式控制。

3.本系统具有良好地冲洗清淤能力，最大冲洗水头可达5m，一般将冲洗水头控制在1.5m～3m即可，冲洗清淤廊道面积大，可对廊道最长160m，廊道宽度约1.75m～6m的雨水调蓄池进行有效冲洗清淤。

4.液压控制冲洗门启闭，且液压缸工作压力小，节省了能源消耗，单次冲洗能耗一般不超过0.4kWh。

5.冲洗清淤过程耗时短，冲洗清淤时间仅为2min，提高了冲洗清淤效率。

6.长钩机械固定液压冲洗门的闭合，提高了冲洗门的密闭性。

7.非冲洗期间，液压冲洗门为开启状态，液压冲洗门与冲洗门框的密封件使用寿命更长。

8.系统结构简单，本系统的冲洗室规模设置和雨水调蓄池的池体容积无直接关联，易于安装。

9.系统易于维护，系统的日常维护仅需对液压泵、电磁阀、液压缸和长钩进行维护，提高了操作人员的健康和安全。

10.系统自动化控制，全过程信息化管理，运行稳定性高，易于实施日常管理。

附图说明

图1为本发明系统示意图；

图2为液压冲洗门立面结构示意图；

图3为液压冲洗门剖面结构示意图；

图4为本系统的冲洗水量计算图；

图5为雨水调蓄池廊道宽度和双向液压冲洗门宽度换算图；

图6为实施例2中的空池模式示意图；

图7为实施例2中的进水模式示意图；

图8为实施例2中的满池模式示意图；

图9为实施例2中的放空模式示意图。

其中，1、控制器；2、液位计；3、液压泵；4、电磁阀；5、液压缸；6、液压冲洗门；7、冲洗门关闭水位；8、冲洗门框；9、长钩；10、冲洗室；11、雨水调蓄池；12、污泥池；13雨水调蓄池水位；14、冲洗水位；15、淤泥；16、冲洗水流，17为隔墙。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

如图1～图3所示，同时参考图5～图9，用于雨水调蓄池的双向液压门式自动冲洗清淤系统，包括一雨水调蓄池11，在雨水调蓄池11的一侧设置有冲洗室10，在雨水调蓄池11的最低处开设有污泥池12，雨水调蓄池11与冲洗室10之间通过隔墙17间隔开，且隔墙7的底端开有冲洗门框8及与冲洗门框8配合密闭或开启的液压冲洗门6，还包括有控制器1、液位计2、液压泵3、电磁阀4及液压缸5，控制器1、液压泵3、电磁阀4位于冲洗室10的上端，液压缸5位于冲洗室10的下端，与液压冲洗门6连接，液压泵3通过电磁阀4带动液压缸5伸出和退回，使得液压冲洗门6与冲洗门框8之间密闭或开启；液位计2设置在雨水调蓄池11内部，监测其内部水位，当其内部水位到达冲洗门关闭水位7时，液位计2向控制器1发出信号，控制器1同时与液位计2、液压泵3及电磁阀4电连接，通过液位计2的监测结果，来控制液压泵3与电磁阀4工作。

冲洗门框8上设置有长钩9，该长钩9与控制器1连接，受控制器1的控制，长钩9控制液压冲洗门6与冲洗门框8的密闭。在液压冲洗门6关闭时，控制器1 控制长钩9勾住液压冲洗门6，起密封作用，要打开液压冲洗门6时，控制器1控制长钩9打开，使得液压冲洗门6打开。

优选地，长钩9设置在冲洗门框8的底端，液压冲洗门6底部设有长杆，长钩9勾住长杆使得液压冲洗门6与冲洗门框8密封。

冲洗门框8上设有密封胶垫，在液压冲洗门6关闭时，密封胶垫使得液压冲洗门6与冲洗门框8密封。密封胶垫优选高强度、高弹性的材质。

液压缸5为双向液压油缸。液压缸5的伸出和退回动作只需约40bar的油压。液压缸5控制液压冲洗门6的开启和关闭。

液位计2为超声液位计。

优选地，液压冲洗门6、冲洗门框8和长钩9为不锈钢材质，坚固耐用。

雨水调蓄池11的底部低于冲洗室10的底端，且雨水调蓄池11的底部具备一坡度，坡度由冲洗室10向污泥池12方向下降。优选地，雨水调蓄池11的底部坡降范围介于0.5％～1.0％之间。

本系统还包括与控制器1连接的外部供水设备，当述的控制器1控制外部供水设备向冲洗室10加注冲洗水。备用水源起到在雨水调蓄池11为空池状态下，为冲洗室10提供冲洗水的作用。因此，本发明的自动冲洗清淤系统所用的冲洗水为雨水调蓄池11内的储存雨水或合流污水，再或是自来水。

其中雨水调蓄池11的规模根据当地的降雨量、降雨强度、服务面积、服务范围的径流系数、调蓄池的污染削减目标等参数综合确定。

其中液压泵3、电磁阀4、液压缸5、液压冲洗门6、冲洗门框8、长钩9的参数型号根据所属雨水调蓄池11的具体参数确定。

其中冲洗室10的最高水位最高可达5m，一般控制在1.5m～3m。其中冲洗室10的冲洗水量根据雨水调蓄池11底部廊道的长度、宽度、坡降和冲洗水头等参数综合确定。

图4为一种矩形雨水调蓄池的双向液压门式自动冲洗清淤设施的冲洗水量计算图。依据矩形雨水调蓄池底部单幅廊道的长度、宽度、坡降、真空冲洗室水位等参数，查阅图4可得到采用双向液压门式自动冲洗清淤设施的矩形雨水调蓄池单幅廊道的冲洗水量。

计算案例：矩形雨水调蓄池参数：底部单幅廊道长度50m，宽度4m，坡度1％、冲洗室水位设定为3.0m。查图可得单位廊道宽度的冲洗水量为3.2m³/m，因 此，宽度为4m单幅廊道的冲洗水量为12.8m³。需要注意的是：此图给出的单位廊道宽度冲洗水量是针对底部廊道坡度为1％的矩形调蓄池，如坡度为2％，则单位廊道宽度冲洗水量减小0.5m³/m，如坡度为0.5％，则单位廊道宽度冲洗水量增加0.5m³/m。

根据表1所述的雨水调蓄池底部廊道宽度，可得液压冲洗门宽度。

表1液压冲洗门宽度与雨水调蓄池廊道宽度的关系

雨水调蓄池廊道宽度	双向液压冲洗门宽度
		＜1.75m	500mm
1.75-2.00m	750mm
		2.00-2.50m	1000mm
2.50-3.00m	1500mm
		3.00-3.50m	2000mm
3.50-4.00m	2500mm
		4.00-5.00m	2800mm
5.00-5.50m	3500mm
		5.50-6.00m	4000mm

实施例2

图5～图9为本实施例中，在降雨模式下，矩形雨水调蓄池的双向液压门式自动冲洗清淤设施的运行过程。

如图5所示，降雨前，矩形雨水调蓄池11为空池状态，液压冲洗门6为开启状态。

如图6所示，降雨开始后，通过排水管道收集污水并输送至雨水调蓄池内，冲洗室4和雨水调蓄池11内的雨水调蓄池水位13同步上升，液压冲洗门6为开启状态。

如图7所示，降雨停止后，雨水调蓄池11蓄满。参考图1，控制器1根据液位计2的读取，当冲洗室10中冲洗水位14达到冲洗要求后，控制器1按设定的控制程序，自动控制液压泵3、电磁阀4、液压缸5工作，液压缸5收回。如图7所示，液压冲洗门6关闭。参考图3，长钩9钩住液压冲洗门6底部长杆，起到密封液压冲洗门6，防止冲洗室10泄漏的作用。

如图8所示，矩形雨水调蓄池11放空后，液压冲洗门6为关闭状态，冲洗室10的冲洗水位14保持不变，雨水调蓄池11底部的淤泥15沉积。

参考图1与图3，控制器1自动控制长钩9打开，同时控制液压泵3、电磁阀4、液压缸5工作，液压缸5伸出。如图9所示，液压冲洗门6打开，冲洗室10的冲洗水流16快速冲入雨水调蓄池11底部，冲洗水流16对雨水调蓄池11底部淤泥15进行清洗冲淤。雨水调蓄池11清洗冲淤后的淤泥15和冲洗水流16排入污泥池12，通过管道排入市政排水管网。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于雨水调蓄池的双向液压门式自动冲洗清淤系统，包括一雨水调蓄池(11)，在雨水调蓄池(11)的一侧设置有冲洗室(10)，在雨水调蓄池(11)的最低处开设有污泥池(12)，所述的雨水调蓄池(11)与冲洗室(10)之间通过隔墙(17)间隔开，且所述的隔墙(7)的底端开有冲洗门框(8)及与冲洗门框(8)配合密闭或开启的液压冲洗门(6)，其特征在于，还包括有控制器(1)、液位计(2)、液压泵(3)、电磁阀(4)及液压缸(5)，所述的控制器(1)、液压泵(3)、电磁阀(4)位于冲洗室(10)的上端，所述的液压缸(5)位于冲洗室(10)的下端，与液压冲洗门(6)连接，所述的液压泵(3)通过电磁阀(4)带动液压缸(5)伸出和退回，使得液压冲洗门(6)与冲洗门框(8)之间密闭或开启；所述的液位计(2)设置在雨水调蓄池(11)内部，监测其内部水位，所述的控制器(1)同时与液位计(2)、液压泵(3)及电磁阀(4)电连接，通过液位计(2)的监测结果，来控制液压泵(3)与电磁阀(4)工作。

2.根据权利要求1所述的一种用于雨水调蓄池的双向液压门式自动冲洗清淤系统，其特征在于，所述的冲洗门框(8)上设置有长钩(9)，该长钩(9)与控制器(1)连接，受控制器(1)的控制；在液压冲洗门(6)关闭时，控制器(1)控制长钩(9)勾住液压冲洗门(6)，起密封作用，要打开液压冲洗门(6)时，控制器(1)控制长钩(9)打开，使得液压冲洗门(6)打开。

3.根据权利要求2所述的一种用于雨水调蓄池的双向液压门式自动冲洗清淤系统，其特征在于，所述的长钩(9)设置在冲洗门框(8)的底端，所述的液压冲洗门(6)底部设有长杆，所述的长钩(9)勾住长杆使得液压冲洗门(6)与冲洗门框(8)密封。

4.根据权利要求1所述的一种用于雨水调蓄池的双向液压门式自动冲洗清淤系统，其特征在于，冲洗门框(8)上设有密封胶垫，在液压冲洗门(6)关闭时，密封胶垫使得液压冲洗门(6)与冲洗门框(8)密封。

5.根据权利要求1所述的一种用于雨水调蓄池的双向液压门式自动冲洗清淤系统，其特征在于，所述的液压缸(5)为双向液压油缸。

6.根据权利要求1所述的一种用于雨水调蓄池的双向液压门式自动冲洗清淤系统，其特征在于，所述的雨水调蓄池(11)的底部低于冲洗室(10)的底端，且所述的雨水调蓄池(11)的底部具备一坡度，坡度由冲洗室(10)向污泥池(12)方向下降。

7.根据权利要求6所述的一种用于雨水调蓄池的双向液压门式自动冲洗清淤系统，其特征在于，雨水调蓄池(11)的底部坡降范围介于0.5％～2.0％之间。

8.根据权利要求1所述的一种用于雨水调蓄池的双向液压门式自动冲洗清淤系统，其特征在于，还包括与控制器(1)连接的外部供水设备，当述的控制器(1)控制外部供水设备向冲洗室(10)加注冲洗水。

9.一种如权利要求1所述的用于雨水调蓄池的双向液压门式自动冲洗清淤系统的应用，其特征在于，该系统用于对雨水调蓄池底部淤泥进行冲洗清理，在降雨模式时，包括以下步骤：

a.液压冲洗门(6)初始状态为开启状态；

b.降雨期间，雨水调蓄池(11)内收集雨水或污水，冲洗室(10)和雨水调蓄池(11)水位同步上升；

c.液位计(2)监测雨水调蓄池(11)内部水位，当水位达到冲洗室(10)的冲洗要求后，控制器(1)自动控制液压泵(3)、电磁阀(4)及液压缸(5)工作，液压缸(5)收回，带动液压冲洗门(6)关闭，长钩(9)钩住液压冲洗门(6)，液压冲洗门(6)与冲洗门框(8)密封；

d.雨水调蓄池(11)继续蓄水，直至蓄满或降雨停止；

e.雨水调蓄池(11)放空；

f.雨水调蓄池(11)放空结束后，控制器(1)控制长钩(9)打开，同时控制液压泵(3)、电磁阀(4)、液压缸(5)工作，液压缸(5)伸出，带动液压冲洗门(6)打开，冲洗室(10)内冲洗水快速冲入雨水调蓄池(11)底部，对雨水调蓄池(11)底部淤泥(15)进行清洗冲淤；

g.雨水调蓄池(11)清洗冲淤后的淤泥(15)和冲洗水流(16)排入污泥池(12)，通过管道排入市政排水管网。

10.一种如权利要求1所述的用于雨水调蓄池的双向液压门式自动冲洗清淤系统的应用，其特征在于，该系统用于对雨水调蓄池底部淤泥进行冲洗清理，在非降雨模式时，包括以下步骤：

a.液压冲洗门(6)初始状态为开启状态；

b.控制器(1)自动控制液压泵(3)、电磁阀(4)及液压缸(5)工作，液压缸(5)收回，带动液压冲洗门(6)关闭，长钩(9)钩住液压冲洗门(6)，液压冲洗门(6)与冲洗门框(8)密封；

c.控制器控制外部备用水源通过管道进入冲洗室(10)，直至冲洗室(10)冲洗水头达到冲洗要求；

d.控制器(1)控制长钩(9)打开，同时控制液压泵(3)、电磁阀(4)、液压缸(5)工作，液压缸(5)伸出，带动液压冲洗门(6)打开，冲洗室(10)内冲洗水快速冲入雨水调蓄池(11)底部，对雨水调蓄池(11)底部淤泥(15)进行清洗冲淤；

e.雨水调蓄池(11)清洗冲淤后的淤泥(15)和冲洗水流(16)排入污泥池(12)，通过管道排入市政排水管网。