一种取水平台及其控制系统的制作方法

本发明涉及水处理领域，具体而言，涉及一种取水平台及其控制系统。

背景技术：

由于水库或湖泊底层水体富含铁、锰及氨、氮，此层水体作为处理后的饮用自来水，处理成本高，工艺复杂。为采集到优质的原水，一般需在水库或湖泊上层采集当年置换的水体，如何更方便地取用符合要求的水体成为亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种取水平台，其能够使上层水体的取用更加方便。

本发明的另一目的在于提供一种控制系统，其能够使上层水体的取用更加智能。

本发明的实施例是这样实现的：

一种取水平台，用于在水面进行水体的取用。其主要包括相互连接的浮动台和取水组件。浮动台设置有用于安装取水组件的承载框，承载框部分或全部位于水面以下。浮动台浮于水面。需要说明的是，取水组件可以安装在承载框内，也可以安装在承载框外，承载框主要起到为取水组件提供安装点位及防气吸、防旋流的作用。

在本发明的一些实施例中，浮动台设有与承载框相互连通的起吊通道。承载框的上部安装有滑动起吊机，滑动起吊机能将取水组件从起吊通道中吊起。取水组件需要进行检修时，若潜水至水下检修极为不便，通过滑动起吊机对取水组件进行移动，操作起来更加方便，检修难度也大大降低。当然，滑动起吊机一般可以选用小型的起吊机，避免大型起吊机影响浮动台的浮起。

在本发明的一些实施例中，取水组件包括相互连接的输水泵和输水管，输水泵安装于承载框。当然，取水组件除了采用输水泵和输水管的配合进行水体的输送，也可以采用其他方式进行水体的输送。输水泵可适用于提取地下水，也可用于河流、水库、水渠等提水工程。

在本发明的一些实施例中，取水平台还包括地面固定台。浮动台和地面固定台分别安装有第一悬吊组件和第二悬吊组件。第一悬吊组件和第二悬吊组件均用于引导输水管。当需要取用水体时，浮动台置于水面上，且能保持漂浮在水面上，随着水体的取用，水面液位逐渐下降，第一悬吊组件和第二悬吊组件可以补偿输水管道的旋转角度。当然在水面液位上涨和下降过程中，第一悬吊组件和第二悬吊组件均能够补偿输水管道的旋转角度，避免因输水管的弯折、压迫影响输水的顺畅性。

在本发明的一些实施例中，取水平台还包括浮于水面的浮动承载组件。浮动承载组件位于第一悬吊组件和第二悬吊组件之间，浮动承载组件用于承载输水管。在浮动台和地面岸边之间会间隔一段距离，输水管在这段距离中位于水体内，为了使这段输水管得到更好的固定，采用能够浮于水面的浮动承载组件进行固定，使输水管能够更好地保持水平状态。

在本发明的一些实施例中，输水管包括相对设置的进水端和出水端。进水端包括第一进水支管和第二进水支管。第一进水支管与输水泵相连，第二进水支管位于水面以下。进水端高于出水端。在进水端与出水端的高度差足够的情况下，可以仅仅依靠虹吸作用，使第二进水支管向出水端进行输水，随着水面的下降，进水端的高度也随之下降，若进水端与出水端的高度差不足以产生虹吸效应，则可以启动输水泵由第一进水支管进行供水。

在本发明的一些实施例中，取水平台还包括用于辅助第二进水支管进行虹吸的虹吸组件。当虹吸效应减弱的初期，可以通过启动虹吸组件，增强虹吸效应，使虹吸作用能够继续进行。

一种用于控制上述取水平台的控制系统，包括第一控制柜，输水管配置有流量传感器。第一控制柜被配置为根据流量传感器的检测结果调整输水泵的启停数量。

在本发明的一些实施例中，控制系统还包括第二控制柜，输水管配置有真空度测试仪。第二控制柜被配置为根据真空度测试仪的检测结果控制虹吸组件是否启动。

在本发明的一些实施例中，控制系统还包括第三控制柜，第一进水支管和第二进水支管分别配置有第一电磁阀和第二电磁阀。第三控制柜被配置为根据进水端的液位变化控制第一电磁阀的启闭和第二电磁阀的启闭。

本发明实施例至少具有如下优点或有益效果：

本发明实施例提供一种取水平台，用于在水面进行水体的取用。其主要包括相互连接的浮动台和取水组件。浮动台设置有用于安装取水组件的承载框，承载框部分或全部位于水面以下。浮动台浮于水面，便于取用水体时始终保持对上层水体进行取用，保证原水的质量。取水组件在水下需要一个安装位置，且该安装位置需要能够随着水面液位的变化而逐渐变化，以保证取水组件能够取到优质的上层水体，因此将取水组件安装在承载框上(可以是承载框内，也可以是承载框外)。承载框在浮动台的下方，水面液位不管如何变化，浮动台始终保持浮于水面，使得承载框相对于最高水面的位置基本不会发生变化，因此承载框上的取水组件始终能够保证取用到较为优质的上层水体。

本发明实施例还提供上述取水平台的控制系统，其主要包括第一控制柜，输水管配置有流量传感器。第一控制柜被配置为根据流量传感器的检测结果调整输水泵的启停数量。第一控制柜和流量传感器的配合使用，可以便于用户控制输水流量，实现更稳定的输送。同时，这种自动化设置，即可以保证整个系统自动智能运行，又可以大大减轻工作人员的工作量，提高工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的取水平台的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的浮动台漂浮在水体表面时的状态示意图。

图标：100-取水平台；102-浮动承载组件；104-地面固定台；105-第一悬吊组件；107-第二悬吊组件；110-浮动台；112-承载框；114-起吊通道；116-滑动起吊机；118-护栏；150-取水组件；152-输水泵；154-输水管；156-出水端；158-第一进水支管；160-第二进水支管；162-虹吸引水泵；164-抽吸组件；166-冷却组件；200-第一控制柜；300-第二控制柜；400-第三控制柜。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明实施例的描述中，“多个”代表至少2个。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

请参照图1，图1所示为取水平台100的结构示意图。本实施例提供一种取水平台100，其主要可以用于从水库、湖泊等地取用优质原水，优质的原水作为处理后的饮用自来水，其处理成本较低、口感更好。

取水平台100主要包括相互连接的浮动台110和取水组件150。浮动台110可以浮于水面上，便于对取用的水体的质量的控制。取水组件150依靠浮动台110进行承载，利用浮动台110漂浮的优势，取水组件150可以始终取用到上层的水体，保证所取原水较为优质。请参照图2，图2所示为浮动台110漂浮在水体表面时的状态示意图，当取水平台100放入到水中时，浮动台110就能呈现图2所示的在水面漂浮的状态，该状态下，便于取水组件150取用到上层水体。

浮动台110设置有用于安装取水组件150的承载框112，当浮动台110放入到水中时，承载框112部分或全部位于水面以下。需要说明的是，取水组件150可以安装在承载框112内，也可以安装在承载框112外，承载框112主要起到为取水组件150提供安装点位及防气吸、防旋流的作用。本实施例中，为了进一步提高所取水体的品质，也为了更稳定地安装取水组件150，取水组件150安装在承载框112内，且承载框112为钢制框架结构。承载框112周边设置为网格状格栅，在取水组件150取用水体时，水体会先经过承载框112的过滤再进入到承载框112内。承载框112过滤掉水中的悬浮物和大部分杂质，使得取水组件150取用的水体品质更高。

浮动台110还设有与承载框112相互连通的起吊通道114。浮动台110的上(即承载框112上部)安装有滑动起吊机116。滑动起吊机116能将取水组件150从所述起吊通道114中吊起。取水组件150需要进行检修时，若潜水至水下检修极为不便，通过滑动起吊机116对取水组件150进行移动，操作起来更加方便，检修难度也大大降低。当然，滑动起吊机116一般可以选用小型的起吊机，避免大型起吊机影响浮动台110的浮起。

浮动台110四周还可以设置护栏118。当用户需要在浮动台110上面进行起吊机116的检修，或者是进行其他巡检工作时，护栏118可以防止用户跌落水中，提高用户工作时的安全系数。如图1和图2所示，护栏118安装在浮动台110的四周，起吊机116安装在浮动台110的上部。

浮动台110可以呈回字形，浮动台110的尺寸可以根据用户的具体工作需求进行设置，例如，回字形浮动台110的外围可以是长、宽均为8米的正方形，中间是2.5×4米的空档，即起吊通道114的开设尺寸为2.5×4米。回字形的浮动台110便于在其上下两侧设置所需零部件，例如便于承载框112的设置，便于取水组件150的便捷取放，也便于更好地保持浮动台110的平衡。

浮动台110的设置极为巧妙，不管液面高低如何变化，浮动台110始终能够保持浮于水面，使得所取用的水体始终为水源的上层水体，能够保证取用的水体始终为水源内的较优质水体。相较于传统在水库底涵取用水体方式，本实施例中提供的浮动取水的方式更加灵活、便捷、高效。

进一步地，为保证浮动台110不会随意移动较大距离，也为了避免因水体波动使浮动台110强制移动从而造成输水管154连接的破坏，浮动台110周围还可以连接浮动锚固组件(图中未示出)，保证漂浮在水面上的浮动台110仅在一定范围内移动。浮动锚固组件的结构和传统的用于固定船体的船锚的结构基本相同，工作原理也基本相同。

取水组件150包括相互连接的输水泵152和输水管154，输水泵152安装于承载框112。输水泵152位于承载框112内，本实施例中采用了3台输水泵152，如图1和图2所示，其他实施例中输水泵152的数量也可以是其他，例如1台、2台、4台、5台等。输水泵152设置多个，可以便于输水泵152可以轮流进行工作，轮流进行休眠，避免一台输水泵152长时间工作造成损坏。当然，取水组件150除了采用输水泵152和输水管154的配合进行水体的输送，也可以采用其他方式进行水体的输送。输水泵152一般用于提取地下水，或者用于河流、水库、水渠等提水工程。输水泵152一般流量可以达到5-2000m³/h、扬程一般可达到10-550米。输水泵152具体型号的选用根据具体的使用情况而定，直接从市面上采购符合要求的输水泵152即可。输水泵152可以有多种选择，本实施例中可以采用潜水泵，其他实施例中当然也可以是深井泵、中开泵等常见泵。

输水管154一端与输水泵152相连，另一端直接连接至自来水厂(或者是其他需要水体的地方)，泵送的水直接提供至自来水厂。输水泵152在水源内，输水管154需要从水源内引出，直至到达自来水厂，则输水管154有一部分是位于水源内的，为了使这部分输水管154能够在水源内得到更好的固定，取水平台100还包括浮于水面的浮动承载组件102。如图1和图2所示，浮动承载组件102用于固定和承载输水管154，并且浮动承载组件102仍然能够保持浮于水面。浮动承载组件102的具体结构不限，例如其上层为浮体，下层连接有如绳索、支架这类的固定件，只要使浮动承载组件102能够满足在水面漂浮和固定输水管154的要求即可。浮动承载组件102的使用便于输水管154的位置能够随着水源内液面的变化而变化，使输水管154能够始终和输水泵152保证大致不变的相对位置，便于水体的顺利输送。采用这种固定方式，输水管154也能够更好地保持水平状态，也有利于水体的顺利输送。

由于水源内液面高低的变化，对于输水管154在转角连接处的连接会有一定的影响，甚至影响水体在输水管154内的顺利流通。输水管154在离开水源后，必定会达到地面或者是地面上的任一固定结构。本实施例中，取水平台100还包括地面固定台104(可以理解为地面，也可以理解为在地面上建立起来的固定平台)。浮动台110和地面固定台104分别安装有第一悬吊组件105和第二悬吊组件107。第一悬吊组件105和第二悬吊组件107均用于引导输水管154。如图1和图2所示，输水管154的转角连接处是指输水管154搭上浮动台110和搭上地面固定台104时所具有的弯折连接处，这两个连接处极易因为管道和两个平面的夹角影响水体在管道内的流动。当需要取用水体时，浮动台110置于水面上，且能保持漂浮在水面上，随着水体的取用，水面液位逐渐下降，第一悬吊组件105和第二悬吊组件107可以补偿输水管154的旋转角度。当然在水面液位上涨和下降过程中，第一悬吊组件105和第二悬吊组件107均能够补偿输水管154的旋转角度，避免因输水管154的弯折、压迫影响输水的顺畅性。第一悬吊组件105和第二悬吊组件107结构相同，两者均为悬吊升降补偿组件，随着水体内这部分输水管154的高低变化，两个悬吊组件可以自动进行调节，使管道在两个转角处的弯折角度更加平缓。

如图1和图2所示，浮动承载组件102位于第一悬吊组件105和第二悬吊组件107之间。在浮动台110和地面岸边之间会间隔一段距离，输水管154在这段距离中位于水体内，浮动承载组件102可以使这段输水管154得到更好的固定，且使输水管154能够更好地保持水平状态。

为了使取水平台100具有不同的取水方式，输水管154包括相对设置的进水端(图中未标出)和出水端156。进水端包括第一进水支管158和第二进水支管160(两者均位于承载框112内)。第一进水支管158与输水泵152相连，第二进水支管160位于水面以下。进水端高于出水端156。在进水端与出水端156的高度差足够的情况下，可以仅仅依靠虹吸作用，使第二进水支管160向出水端156进行输水，随着水面的下降，进水端的高度也随之下降，若进水端与出水端156的高度差不足以产生虹吸效应，则可以启动输水泵152由第一进水支管158进行供水。两个进水支管和输水管154主体的结构形状可以理解为大致呈y型，两个进水支管打开后均可以将水体输送到输水管154主体内，进而继续流入到出水端156。

一般地，为了使进水端和出水端156具有一定的高度差，进水端一般可以位于山上，出水端156位于山下(接受水体的自来水厂位于山下)，可以在山体内挖出一条能够安装输水管154的通道，以更好地保护输水管154。利用山体天然的高度，可以实现虹吸送水，节约能源。

进一步地，为了更好地实现虹吸送水，取水平台100还包括用于辅助第二进水支管160进行虹吸的虹吸组件(图中未标出)。当虹吸效应减弱的初期，可以通过启动虹吸组件，增强虹吸效应，使虹吸作用能够继续进行。

虹吸组件可以包括虹吸引水泵162、抽吸组件164和冷却组件166。采用虹吸方式取水时，可以先启动虹吸引水泵162向输水管154道内灌水，以排出管道内的空气，使虹吸取水更快实现。虹吸的实质是因为液体压强和大气压强而产生。利用输水管154两端的压差，可以实现自动输送水体，节约能源。

抽吸组件164用于抽出输水管154内的空气，冷却组件166用于对抽吸组件164进行降温。当虹吸效应减弱的初期，输水管154两端的压差逐渐缩小，此时需要启动抽吸组件164和冷却组件166，使输水管154内的空气尽快排出，增加两端压差，辅助虹吸过程的顺利进行。直至输水管154两端压差降低，无法利用虹吸现象，此时需要启动输水泵152进行水体的取用。

为了提高取水平台100的自动化程度，本实施例还提供一种用于控制上述取水平台100的控制系统。

控制系统可以包括第一控制柜200、第二控制柜300和第三控制柜400。其中，第一控制柜200安装于浮动台110上，主要用于控制浮动台110这一区域的相关工作；第二控制柜300安装于地面固定台104上，主要用于控制地面固定台104这一区域的相关工作；第三控制柜400一般安装于终端的自来水厂内，方便用户对取水平台100进行远程操控和监测。

输水管154配置有用于检测其管体内流量的流量传感器(图中未示出)。第一控制柜200被配置为根据流量传感器的检测结果调整输水泵152的启停数量。第一控制柜200中可以预先输入一个设定流量值，当第一控制柜200检测到流量传感器的检测结果低于设定流量值，则第一控制柜200控制输水泵152启动数量的增加；当第一控制柜200检测到流量传感器的检测结果高于设定流量值，则第一控制柜200控制输水泵152启动数量的减少，使输水泵152的水体输送可以达到恒流输送。另外，第一控制柜200还可以被配置为根据输水泵152的工作时间，控制输水泵152进行定时轮换工作。例如，预先向第一控制柜200内输入预设工作时长，每台输水泵152启动进行工作时，第一控制柜200则开始对该输水泵152的工作时长进行计时，当该输水泵152的工作时长达到预设工作时长时，第一控制柜200控制该输水泵152停止工作，并同时启动另一台输水泵152代替前一输水泵152进行工作。第一控制柜200的上述设置，可以延长每台输水泵152的使用寿命，也使得水体取用的操作更加方便。

输水管154还配置有用于测量其管体内真空度的真空度测试仪(图中未示出)。第二控制柜300被配置为根据真空度测试仪的检测结果控制虹吸组件是否启动。浮动台110上可以设置一个用于检测水体液面的液位高度的液位检测仪(图中未示出)，第一控制柜200内可以预先输入一个预设高度值，当液位检测仪检测到的液位高度高于或等于该预设高度值，则表明输水管154可以进行虹吸；当液位检测仪检测到的液位高度低于该预设高度值，则表明输水管154不能进行虹吸。可以进行虹吸的条件下，第二控制柜300控制虹吸引水泵162启动，启动虹吸引水泵162向输水管154管道内灌水，以排出管道内的空气，使虹吸取水更快实现。当虹吸顺利进行后，可以通过流量传感器的检测结果判定，检测结果达到设定流量值后，第二控制柜300可以控制虹吸引水泵162关闭。通过流量传感器的检测结果判定，检测结果小于设定流量值时表明处于虹吸效应减弱的初期，输水管154两端的压差逐渐缩小，此时真空度测试仪的测试结果也表明输水管154内存在较多空气，此时第二控制柜300控制抽吸组件164启动，使输水管154内的空气尽快排出，增加两端压差，辅助虹吸过程的顺利进行。当抽吸组件164的温度升高到一定值时，第二控制柜300控制冷却组件166启动，对抽吸组件164进行冷却。直至输水管154两端压差降低至无法利用虹吸，即第二控制柜300判断出当前为不能实现虹吸的条件时，第二控制柜300控制所有虹吸组件关闭。此时需要第一控制柜200控制启动输水泵152进行水体的取用。

第一进水支管158和第二进水支管160分别配置有第一电磁阀(图中未示出)和第二电磁阀(图中未示出)。第三控制柜400被配置为根据进水端的液位变化控制第一电磁阀的启闭和第二电磁阀的启闭。根据浮动台110上的液位检测仪的检测结果，第三控制柜400可以判断当前是否满足虹吸条件，若满足虹吸条件，则第三控制柜400控制第二电磁阀打开；若不满足虹吸条件，则第三控制柜400控制第一电磁阀打开。相应的电磁阀打开之后，第三控制柜400再控制第一控制柜200和第二控制柜300通电启动。第三控制柜400还可以根据终端(自来水厂)的用水需求，调节两个电磁阀的开度。

需要说明的是，其他实施例中也可以只将部分区域设置为通过控制柜控制的自动模式，例如只设置第一控制柜200。

取水平台100的工作原理是：

开启第三控制柜400，根据浮动台110上的液位检测仪的检测结果，第三控制柜400可以判断当前是否满足虹吸条件，若满足虹吸条件，则第三控制柜400控制第二电磁阀打开；若不满足虹吸条件，则第三控制柜400控制第一电磁阀打开。相应的电磁阀打开之后，第三控制柜400再控制第一控制柜200和第二控制柜300通电启动。第一控制柜200和第二控制柜300根据前述相应的测试结果，对水体取用过程进行相应控制，大大提高水体取用过程的自动化程度，且由于浮动台110的设置，使得所取用的水体始终为水源内水质较优的上层水体。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。