一种输砂管道自动清淤装置的制作方法

本实用新型提供一种输砂管道自动清淤装置。

背景技术：

在河道清淤施工中，如果河道与淤区距离较远，一般由抽砂船抽吸河底泥浆，泥浆经多级泥浆泵和输砂管道输送至淤区。在输砂管道弯头、上坡等位置泥浆所受阻力较大，容易发生局部淤积，如不及时处理将会造成管道爆裂、泵体损坏等严重后果。现有的解决方法主要靠人力进行泵旁值守或管道巡查，但难以及时发现故障。尽管泥浆泵本身有过流保护电路，淤堵时能切断电路以保护水泵，但会造成管道内泥浆流速急剧下降，进一步加重淤堵程度。

技术实现要素：

本实用新型提供一种输砂管道自动清淤装置，通过龙头的升降改变泥浆浓度，进而避免管道淤积的发生，以解决现有技术存在的问题。

本实用新型采用以下技术方案：

一种输砂管道自动清淤装置，包括抽砂船，抽砂船上设置有控制器，所述控制器通过升降装置连接龙头，且所述控制器连接泥浆泵电机；

所述泥浆泵电机的电源进线上连接有电流传感器和电压传感器，且电流传感器和电压传感器连接控制器；

所述升降装置包括设置在抽砂船上的卷扬机、定滑轮，卷扬机上缠绕钢丝绳的一端，钢丝绳的另一端绕过动滑轮后与龙头连接，所述龙头与设置在抽砂船中的抽砂管道连通，卷扬机与控制器连接。

所述控制器包括龙头升降控制器和泥浆泵监控器，龙头升降控制器与升降装置、龙头通信连接；泥浆泵监控器与泥浆泵电机和龙头升降控制器通信连接。

所述泥浆泵监控器和龙头升降控制器均连接有无线通信模块，所述无线通信模块用于和设置在远端的主控制器无线通信连接。

所述龙头升降控制器设置在抽砂船上的龙头控制柜内，所述泥浆泵监控器设置在抽砂船的泥浆泵控制柜内。

本实用新型的有益效果：本实用新型的装置能够大大减轻了劳动强度，降低人力成本，且能够有效降低对泥浆泵的损坏。

附图说明

图1为电流电压监测电路。

图2为龙头控制电路。

图3为龙头控制示意图。

图4为系统总体示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型提供一种输砂管道自动清淤装置，能够通过龙头的升降改变泥浆浓度，进而避免管道淤积的发生。

本实用新型包括抽砂船，抽砂船上设置有控制器，控制器通过升降装置连接龙头，且所述控制器连接泥浆泵电机；泥浆泵电机的电源进线上连接有电流传感器和电压传感器，且电流传感器和电压传感器连接控制器。

上述的升降装置包括设置在抽砂船上的卷扬机、定滑轮，卷扬机上缠绕钢丝绳的一端，钢丝绳的另一端绕过动滑轮后与龙头连接，所述龙头与设置在抽砂船中的抽砂管道连通，卷扬机与控制器连接。

泥浆泵运行时，通过电流传感器和电压传感器检测泥浆泵电机的电流信号数据和电压信号数据，将数据传递给控制器，控制器获取数据后，通过现有的功率计算方法计算当前泥浆泵电机的功率值，将该功率值与设定的警戒功率值进行比较，如果超出该警戒功率值，则通过控制器向龙头升降控制器发送信号，龙头升降控制器控制龙头进行上升操作，上升预设的上升值或者上升至泥浆泵电机的功率值低于警戒功率值后，等待泥浆泵工作一段时间对输砂管道进行冲刷，冲刷完毕对龙头进行下降操作。上述的控制器也可设置人机交互装置进行人工输入控制。

为了对控制的功能进行分离，控制器可包括龙头升降控制器和泥浆泵监控器，龙头升降控制器与升降装置、龙头通信连接；泥浆泵监控器与泥浆泵电机和龙头升降控制器通信连接。

此时，泥浆泵运行时，电流传感器和电压传感器的数据传递给泥浆泵监控器，泥浆泵监控器的处理器获取数据后，通过现有的功率计算方法计算当前泥浆泵电机的功率值，将该功率值与设定的警戒功率值进行比较，如果超出该警戒功率值，则通过泥浆泵监控器的处理器向龙头升降控制器发送信号，龙头升降控制器控制龙头进行上升操作，上升预设的上升值或者上升至泥浆泵电机的功率值低于警戒功率值，然后进行抽砂管道的冲刷和龙头的下降操作。

本实用新型还可以在泥浆泵监控器和龙头升降控制器中设置无线通信模块，无线通信模块用于和设置在远端的主控制器无线通信连接。主控制器与监控计算机连接，主控制器接收泥浆泵监控器发送的电流信号与电压信号，然后计算功率值，判断是否需要对龙头进行升降，如果需要对龙头进行升降操作，则发送信号或者接收监控计算机人工下发的指令信号给龙头升降控制器，龙头升降控制器控制龙头进行上升操作，直到上升预设的上升值或者上升至泥浆泵电机的功率值低于警戒功率值，然后进行抽砂管道的冲刷，冲刷完毕通过龙头升降控制器对龙头进行下降操作。

上述的升降装置包括设置在抽砂船1上的卷扬机4、定滑轮5，卷扬机4上缠绕钢丝绳6的一端，钢丝绳6的另一端绕过动滑轮后与龙头7连接，龙头7与设置在抽砂船1中的抽砂管道3连通，通过龙头7进行抽砂。

如图3所示，上述的升降装置包括设置在抽砂船1上的卷扬机4、定滑轮5，卷扬机4上缠绕钢丝绳6的一端，钢丝绳6的另一端绕过动滑轮后与龙头7连接，龙头7与设置在抽砂船1中的抽砂管道3连通，通过龙头7进行抽砂。

如图4所示，在抽砂船工作时，通常设置多个泥浆泵，多个泥浆泵、龙头之间通过输砂管道连通，且每个泥浆泵均设置泥浆泵监控器与主控制器通过无线通信模块进行连接。该无线通信模块选择现有能够实现无线通信功能的通信模块即可。

如图1所示，优选的，本实用新型的电压传感器可选用格林GL-DJU-500模块（量程为0-500V），并联在两相电源线之间。电压传感器将相间交流电压转换为4-20mA电流后传送给泥浆泵监控器。电流传感器可选用美控MIK-DJI-500模块（量程为0-500A，可根据需要选择合适量程），将电机单相电流转换为4-20mA电流后传给泥浆泵监控器，安装时将单相电源线穿过电流传感器的测试孔。如果三相电机进线接有功率补偿设备，则电压和电流传感器应安装在功率补偿设备和电机之间，以保证所测电压和电流反映电机的真实运行值。

而泥浆泵监控器可选用巨控GRM201G-4D4I4Q，内置PLC处理器、继电器、模拟量接口和GSM无线通信模块，可实现PLC编程控制、模拟开关量输入输出和远程无线通信功能。泥浆泵模拟量接口接收电压和电流传感器传来的4-20mA电流信号，转换成数字信号后存入存储器，PLC控制器对该信号进行换算滤波预处理后送至GSM无线通信模块。GSM无线通信模块工作在900MHz，外置GSM吸盘鞭状天线，将电压电流数据通过GPRS网络传送至主控器。

龙头升降控制器可选用巨控GRM201G-4D4I4Q。龙头控制器通过GSM无线通信模块接收主控器发来的控制命令，控制龙头上升和下降。龙头控制器输出上升和下降两个开关信号，分别经继电器1、继电器2隔离后，接入龙头电机上升和下降接口。继电器可选用德力西JQX-13F2Z-L。

主控器可选用GRM202G-4D4I4Q，除包含GRM201G-4D4I4Q的功能外，还具有一个RS485接口。主控器通过GSM无线通信模块接收各泥浆泵监控器发来的电压电流数据，经RS485接口送至监控计算机。监控计算机根据这些电压电流数据计算各泥浆泵的实时功率，并与预设警戒值作比较，如超出警戒值则判定泥浆泵出口侧管道出现淤积现象，于是向龙头控制器发出龙头上升指令，降低泥浆浓度，按预定时间长度冲刷管道。管道冲刷结束后，监控计算机向龙头控制器发出龙头下降指令，将龙头降至正常工作位置，恢复常规运行。

龙头的上升和下降幅度可以通过实验方法确定后然后进行设置。在实际应用中，可预先通过实验或根据经验，确定发生淤堵时泥浆泵当前功率与所需龙头上升幅度的对应关系，将该关系表存储在监控计算机内。当出现淤堵时，监控计算机根据当前泥浆泵功率查表得出所需龙头上升幅度，将其发送至龙头控制器完成指定幅度的提升。

当发生淤堵时，距淤堵位置最近的上游方向的泥浆泵实时功率上升幅度最大，监控计算机可以据此信息判断淤堵的大致位置。如果龙头提升仍不能消除淤堵，可由人工在该位置附近定位淤堵并及时处理。

本实用新型的工作原理为：泥浆泵运行过程中，电流传感器和电压传感变送器实时采集泥浆泵电机的电压数据和电流数据，电压数据和电流数据通过电流环方式传给泥浆泵监控器。泥浆泵监控器根据电压数据和电流数据计算泥浆泵实时功率，同时将数据通过无线模块上传至主控器。主控器收集各泥浆泵监控器发来的数据，通过有线通信方式上传至监控计算机。同时，主控器还可接收监控计算机下发的控制指令，向泥浆泵监控器和龙头控制器发出控制信号，控制龙头升降获泥浆泵的启停。泥浆浓度随龙头入水深度增大而增加。当管道内逐渐产生淤积时，泵实时功率会随之上升，当系统监测到泵实时功率超出预定值后，适当提升龙头，泥浆浓度减小，达到清理淤积物的目的。

本实用新型中，无论功率的计算还是比较，或者通过计算的数据和预设的数据进行对比后对龙头进行控制，均为物理领域和自动控制领域的现有技术，因此，不在赘述。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围。