一种一体化泵闸装置和控制方法与流程

1.本发明涉及城市排水技术领域，特别涉及一种一体化泵闸装置和控制方法。


背景技术：

2.在城市排水系统中，通常需要在内河和外河之间设置相应的闸站装置，以将内河和外河在部分时间内进行分隔，以及部分时间连通，才能实现有效的水体交换、防洪排涝等目的。
3.现有技术中，为了避免大件垃圾对闸站发生堵塞，通常会在闸站的上游河段设置有拦污栅或者回转格栅机，通过拦污栅对大件垃圾进行收集，而通过回转格栅机对大件垃圾进行回收并向外输送而与河水分离。但是粒径较小的淤泥、泥沙等颗粒物能够轻易地通过拦污栅或者回转格栅机的过滤孔，因此无法被拦污栅和回转格栅机收集过滤，而这些小粒径颗粒物在水体流速降低后，容易在河道底面进行集聚，从而使得闸站的闸门底面无法可靠地与河道底面关闭到位，最终造成河道堵塞，甚至最终影响闸门的正常工作。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的是提出一种操作简易、自动控制且安全可靠的一体化泵闸装置，本发明还提出一种关于一体化泵闸装置的控制方法，旨在保证闸门将河道底面充分关闭。
5.为实现上述目的，本发明提出的一种一体化泵闸装置，包括设置于闸站前部的回转格栅机，回转格栅机倾斜向上设置而将水体中的大件固体垃圾向上输送至输送带，回转格栅机后部设有闸门，闸门下部安装有泵体，泵体的输送通道贯穿闸门板体，闸门顶部与螺纹杆底端相连，螺纹杆顶端与安装在工作台上的驱动电机啮合传动而拉动闸门上下移动；闸门与回转格栅机之间的河道底面为左低右高的倾斜面，倾斜面前部设有拦沙坎，倾斜面后部设有沉沙井，沉沙井内安装有污泥泵，污泥泵与设置于沉沙井内的传感器电连接，污泥泵的输出端通过输送管道与河道外部相连通。
6.优选地，所述闸门下部设有潜水泵，闸门底端设有朝下设置的冲洗孔，冲洗孔通过管路与潜水泵出口端相连，潜水泵向下输送加压水体，加压水体经冲洗孔而对闸门正下方且安装于河道底面的定位板顶面冲刷。
7.优选地，所述泵体包括与闸门固定的壳体和设置于壳体内的水泵主体以及设置于泵体尾部且可翻转的拍门，泵体的壳体通过法兰结构而与水泵主体固定相连，水泵主体重心位于泵体的壳体与水泵主体相连的法兰内。
8.优选地，所述闸门下方的河道底面为内凹结构，所述沉沙井的槽底面低于闸门正下方的河道底面。
9.优选地，所述螺纹杆为设置于所述闸门顶部上方的两根丝杆，每根螺纹杆顶端均与驱动电机啮合传动，两个驱动电机同步动作而将闸门同步上升或下降。
10.优选地，所述河道内设有用于检测水位高度的浮球传感器和超声波液位传感器，
浮球传感器和超声波液位传感器与所述泵体电连接。
11.优选地，所述拍门与所述泵体之间设有液压缸，液压缸的缸体与泵体的壳体固定相连，液压缸的推动轴端与拍门相连，实现拍门的打开或关闭。
12.本发明还提出一种关于所述一体化泵闸装置的控制方法，包括以下步骤：步骤s1：所述回转格栅机将水体中大件垃圾进行过滤收集并向上输送至输送带，水体中体积较大的颗粒物经过所述拦沙坎时而被阻挡和收集，体积较小的淤泥沿河道底面的倾斜面进入至所述沉沙井而被收集；步骤s2：沉沙井内的传感器检测淤泥厚度过大时，污泥泵启动而将沉积于沉沙井内的淤泥向外排出；步骤s3：内河河水水位过高时，驱动电机啮合传动螺纹杆而使原本处于河道上方的闸门逐渐向下移动，当闸门底面接近河道底面的所述定位板时，通过潜水泵对水体进行加压而实现从闸门底面向下喷出水体，以将定位板表面淤泥冲刷清除，闸门底面与定位板顶面完全贴合相连；步骤s4：当浮球传感器和超声波液位传感器检测河道内的水位超过与设定高度时，通过启动泵体而将河道内水体向外排出，水体将泵体后部的拍门冲开而使水体快速向外排出。
13.本发明技术方案相对现有技术具有以下优点：本发明技术方案通过将闸门与回转格栅机之间的河道底面为左低右高的倾斜面，从而使得淤泥等能够通过自重而自动沉降至沉沙井内部，再通过传感器检测淤泥厚度，自动控制污泥泵将淤泥排空。另外本发明通过潜水泵加压水体并将加压水体从底部向外冲刷，而将安装于河道底面的定位板顶面的淤泥等冲刷干净，保证闸门充分关闭，有效防止闸门下方的淤泥过多导致闸门关闭不到位，而导致河水倒灌以及不能启动水泵强制排放内河河水。
14.另外，本发明通过将泵体整体嵌入安装在闸门内部，并且泵体的整体重心位于泵体主体和壳体相连的法兰连接处，从而使得泵体主体在运行过程中，泵体工作过程的轻微振动能够传递到闸门位置，这样可极大地减少泵体工作过程的整体振动。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
16.图1为本发明的一体化泵闸装置的结构示意图；图2为图1中a处的局部放大图；图3为本发明的一体化泵闸装置的后视结构示意图。
17.附图标号说明：标号名称标号名称1回转格栅机5螺纹杆2输送带6工作台
3闸门7驱动电机31潜水泵8倾斜面32冲洗孔9拦沙坎4泵体10沉沙井41壳体11污泥泵42水泵主体12输送管道43拍门13定位板44法兰结构
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本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
18.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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
19.需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后
……
），则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
20.另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
21.本发明提出一种一体化泵闸装置。
22.请参见图1至图3，在本发明实施例的一体化泵闸装置，包括设置于闸站前部的回转格栅机1，回转格栅机1倾斜向上设置而将水体中的大件固体垃圾向上输送至输送带2，回转格栅机1后部设有闸门3，闸门3下部安装有泵体4，泵体4的输送通道贯穿闸门3板体，闸门3顶部与螺纹杆5底端相连，螺纹杆5顶端与安装在工作台6上的驱动电机7啮合传动而拉动闸门3上下移动；闸门3与回转格栅机1之间的河道底面为左低右高的倾斜面8，倾斜面8前部设有拦沙坎9，倾斜面8后部设有沉沙井10，沉沙井10内安装有污泥泵11，污泥泵11与设置于沉沙井10内的传感器电连接，污泥泵11的输出端通过输送管道12与河道外部相连通。
23.本发明实施例通过回转格栅机1而将水体中的大件固体垃圾从水体中分离，而较重的颗粒物能够顺利地通过回转格栅机1的过滤孔，但是本实施例通过在泵闸前端的河道底面设置有拦沙坎9，由于较重颗粒物受到流动水体的推动作用而向前移动，但是其在水体的底层进行移动，从而使得较重的颗粒物能够被拦沙坎9所拦截。而较轻的颗粒物因水流推动进行处于水体中的中层和上层进行移动，由于本实施例中，闸门3与拦沙坎9之间的河道底面为右高左低的倾斜面8，当较轻的颗粒物通过拦沙坎9后，颗粒物因水体流速降低而逐渐向河道底面进行沉淀，并逐渐向沉沙井10进行移动聚集。另外本实施例的沉沙井10内部
设置有传感器，当传感器检测到沉沙井10内部淤泥等超过预设高度后，则通过向污泥泵11发出信号，从而将沉沙井10内的淤泥等颗粒土泵送到闸站3外部，避免闸门3正下方的河道底面积聚过多淤泥而导致闸门3无法与河道底面贴合和正常关闭。
24.请参见图3，为进一步防止闸门3正下方出现淤泥积聚情况，本发明通过在闸门3背部下方设有潜水泵31，闸门3底端设有朝下设置的冲洗孔32，冲洗孔32通过管路与潜水泵31出口端相连，潜水泵31向下输送加压水体，加压水体经冲洗孔32而对闸门3正下方且安装于河道底面的定位板13顶面冲刷。具体地，本发明实施例的闸门3底部开设有两排冲洗孔32，相邻两个冲洗孔32的间距为1米，通过管路而将全部冲洗孔32与潜水泵31相通连。当闸门3长时间提升至河道上方时，闸门3正对下方的河道底面容易堆积过多的淤泥等小颗粒物，使得闸门3在下放过程中无法完全放置到位，影响泵闸的正常运行以及严重导致设备整体瘫痪。本实施例通过设置上述结构，使得闸门3底面距离河道底面0.5米时，通过开启潜水泵31而向相连管道输送高压水体，再从底部的冲洗孔32对下方的安装于河道底面的定位板13顶面冲刷，以确保该定位板13表面的淤泥等被清除，闸门3底面与定位板13上下定位安装相连，而当闸门3下降到位后，通过启动泵体4而实现排涝功能。
25.优选地，本实施例的泵体4包括与闸门3固定的壳体41和设置于壳体41内的水泵主体42以及设置于泵体4尾部且可翻转的拍门43，泵体4的壳体41通过法兰结构44而与水泵主体42固定相连，水泵主体42重心位于泵体4的壳体41与水泵主体42相连的法兰结构44内。具体地，本发明实施例的闸门3中下部设置有安装孔位，而泵体4的壳体采用圆管焊接形成，在壳体41的前端焊接相连有标准法兰，再通过标准法兰而与水泵主体42连接，本实施例的水泵主体42可采用贯流泵、闸门泵、轴流泵等，通过水泵主体42端部焊接有标准法兰，使得水泵主体42的法兰和壳体的法兰以螺栓紧固相连。与此同时，本实施例的水泵的法兰焊接在泵体4的整体重心位置处，即可保持泵体4的整体运行稳定性。另外泵体4的电线设置在法兰的前端位置，以方便安装，通过在水泵主体42上设置有吊装吊耳，当需要安装水泵主体42时，通过吊装吊耳，把水泵主体42吊装到闸门的壳体41法兰连接处，使用螺栓而将水泵主体42和闸门3连接在一起，再将拍门43连接在水泵主体42后端位置。优选地，本发明通过将泵体4整体嵌入安装在闸门3内部，并且泵体3的整体重心位于泵体主体42和壳体41相连的法兰连接处，从而使得泵体主体42在运行过程中，泵体4工作过程的轻微振动能够传递到闸门3位置，这样可极大地减少泵体4工作过程的整体振动。通过上述结构，能够使得内河的水体通过推开拍门43，而向外河进行强制排水。
26.优选地，本实施例的闸门3下方的河道底面为内凹结构，沉沙井10的槽底面低于闸门3正下方的河道底面，从而使得沉沙井更好地收集淤泥等物质。
27.优选地，本实施例的螺纹杆5为设置于闸门3顶部上方的两根丝杆，每根螺纹杆5顶端均与驱动电机7啮合传动，两个驱动电机7同步动作而将闸门3同步上升或下降。
28.优选地，本实施例的河道内设有用于检测水位高度的浮球传感器和超声波液位传感器，浮球传感器和超声波液位传感器与泵体4电连接。
29.在本发明的其他实施例中，拍门43与泵体4之间设有液压缸，液压缸的缸体与泵体4的壳体41固定相连，液压缸的推动轴端与拍门43相连，实现拍门的打开或关闭。
30.请参见图1至图3，本发明还提出一种关于一体化泵闸装置的控制方法，首先通过回转格栅机1将水体中大件垃圾进行过滤收集并向上输送至输送带2，水体中体积较大的颗
粒物经过拦沙坎9时而被阻挡和收集，体积较小的淤泥沿河道底面的倾斜面8进入至沉沙井10而被收集。
31.当沉沙井10内的传感器检测淤泥厚度过大时，污泥泵11启动而将沉积于沉沙井10内的淤泥向外排出。当内河河水水位过高时，驱动电机7啮合传动螺纹杆5而使原本处于河道上方的闸门3逐渐向下移动，当闸门3底面接近河道底面的定位板13时，通过潜水泵31对水体进行加压而实现从闸门3底面向下喷出水体，以将定位板13表面淤泥冲刷清除，闸门3底面与定位板13顶面完全贴合相连。当浮球传感器和超声波液位传感器检测河道内的水位超过与设定高度时，通过启动泵体4而将河道内水体向外排出，水体将泵体后部的拍门43冲开而使水体快速向外排出。
32.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。