本发明涉及一种控制系统，特别是涉及一种城市地下管线安全管控系统。
背景技术：
管线是保障城市运行的重要基础设施，是城市规划、建设和管理的重要基础资料。随着城市功能的调整和城市建设的发展，城市地形地貌、用地、规划布局不断发生变化，新建、改建、扩建项目不断增加，如何对城市管线特别是地下管线进行精确、高效的管理将显得非常重要。
地下管线种类繁多、分布广、管线敷设时间跨度大，并且伴随着城市规划建设的发展而日益增多，同时还不断处于更新之中。作为城市规划建设的一种宝贵资源，应充分加以全面和及时地开发利用。目前在管线管理上，往往只注重用地规模、性质、总平面布置、路网和建筑密度、间距等规划指标的控制，而对管线内部输送物管理控制不够。
管线的安全运行维护不仅需要注重管线破裂、物料泄露等问题，管线内物料输送的流量、速度等因素同样需要管控。因此设计一种城市地下管线安全管控系统，能够对管线内的物料运输流量、速度等进行管控，并且在发生管线破裂泄露时，能够快速关闭管线，防止损失的扩大，在管线修复后，重新连通管线的运输。这对于提高城市地下管线的安全管理水平，由被动化管理向主动管理转变，减少和消除安全隐患，保障城市有效的规划和管理等具有重要意义。
技术实现要素：
因此，本发明为了对管线内物料输送的流量、速度等因素进行管控，提供了一种城市地下管线安全管控系统，操作人员仅需要简单操作流量增大按钮和减小按钮，即可实现管线内物料流量的增大、减小和物料运输的接通、断开。
本发明所采用的技术方案是：一种城市地下管线安全管控系统，其特征在于：包括支架、夹持杆、夹持片、转轴、倾斜轮、传动齿轮、驱动齿轮、电机、轴承、螺钉、磁头、管线。
所述支架为竖直片在上、水平片在下的倒T形结构，水平片上开设有支架固定孔，通过螺钉装在与设备支脚底面共面的工作平台上；所述支架的竖直片的右侧面前后两端均设有向右凸起片状的夹持杆限定片，两个夹持杆限定片的前后方向贯穿有导向孔，所述夹持杆穿插在两个导向孔中。
进一步讲，所述导向孔的轮廓为直槽口形。
所述夹持杆的主体为直杆形结构，直杆形结构的横截面为直槽口形，穿插在导向孔中；所述夹持杆的直杆形结构的前端向右弯曲后设有竖直的基板，基板的右侧面中间高度位置设为弧形凹陷状，弧形凹陷的顶部和底部左右方向贯穿有螺纹孔。
所述夹持片为竖片形，夹持片的左侧面中间高度位置设为弧形凹陷状，弧形凹陷的顶部和底部左右贯穿有通孔，所述螺钉自右向左穿过夹持片，装在夹持杆的基板上，将磁头的基部夹紧在基板和夹持片之间，磁头对准管线的控制管。
所述支架的竖直片的左侧面前后两端均设有向左凸起的片状的转轴限定片，两个转轴限定片上前后方向开设有阶梯孔，所述轴承安装在阶梯孔的大孔中；所述转轴为细圆柱体，转轴两端穿过阶梯孔的小孔，装在两个轴承的内圈中。
进一步讲，所述阶梯孔为通孔，阶梯孔的小孔孔径大于轴承内圈内径。
进一步讲，所述转轴的两端伸出前后轴承外侧一段距离，转轴两端径向装有销钉以限制转轴轴向窜动。
所述倾斜轮为扁圆柱体，倾斜轮的前后两侧圆面中心伸出倾斜轮套筒，两侧倾斜轮套筒的内孔相连通，倾斜轮的圆面与内孔轴线成锐角夹角；所述倾斜轮套在转轴上，倾斜轮套筒销接在转轴上；对应倾斜轮的位置，所述支架的竖直片上左右方向开设有矩形的倾斜轮孔，所述夹持杆的直杆形结构的中间位置，靠左侧开设有推拉槽，所述倾斜轮的右侧部分穿过倾斜轮孔，最右端嵌在夹持杆的推拉槽内。
进一步讲，所述推拉槽的开口朝左，前后方向的槽宽大于倾斜轮最右端的水平投影的前后最大宽度。
所述传动齿轮套在转轴上，传动齿轮的前后两侧中心伸出齿轮套筒，所述齿轮套筒销接在转轴上；对应传动齿轮的位置，所述支架的竖直片上左右方向开设有矩形的传动齿轮孔，防止传动齿轮的最右端碰触到支架。
进一步讲，所述传动齿轮的横截面与内部通孔轴线垂直。
进一步讲，所述传动齿轮的最右端与夹持杆间留有一定间隙。
所述驱动齿轮销接在电机的输出轴上，与传动齿轮相啮合，所述电机通过螺钉装在支架的竖直片的电机安装孔上；对应驱动齿轮的位置，所述支架的竖直片上左右方向开设有矩形的驱动齿轮孔，防止驱动齿轮碰触到支架。
所述管线上垂直凸起控制管，所述控制管内装有限流塞，限流塞和控制管内端面间连接有弹簧；所述限流塞的外端部为永磁体，且磁极的朝向与磁头的磁极朝向一致。
所述电机为单向异步电动机，电机尾端引出控制电线与市电和开关连接，电机内部的主绕组和副绕组的阻值相同。
其主电路接线方式为：火线上依次串联常闭时间继电开关KT1和常闭时间继电开关KT2后，分成两条支路，第一支路中串接常开接触器开关KM1后，接在电机的主绕组的初始端，第二支路中串接常开接触器开关KM2后，接在电机的副绕组的初始端；主绕组和副绕组的末端连接后，分成两条支路，第一条支路串接常开接触器开关KM1后，接在零线端，第二条支路串接常开接触器开关KM2后，接在零线端；另外有电容的两端分别接在主绕组和副绕组的初始端。
其控制电路的接线方式为：火线上直接引出两条支路，第一条支路上依次串接常开开关SB1、常闭接触器开关KM2、接触器线圈KM1、时间继电器线圈KT1后，接到零线端；第二条支路上依次串接常开开关SB2、常闭接触器开关KM1、接触器线圈KM2、时间继电器线圈KT2后，接到零线端；另有常开接触器开关KM1并联在常开开关SB1两端，常开接触器开关KM2并联在常开开关SB2两端。
本发明的原理为：常开开关SB1和常开开关SB2为复位开关，点按常开开关SB1后，接触器线圈KM1、时间继电器线圈KT1通电，此时所有常开接触器开关KM1闭合，常闭接触器开关KM1断开，控制电路的第一条支路持续通电，控制电路的第二条支路持续断开；主电路中的常开接触器开关KM1闭合，由于电容的作用，主绕组和副绕组中电流产生相位差，电机正传。
一段时间后，常闭时间继电开关KT1断开，电机停转。
点按常开开关SB2后，接触器线圈KM2、时间继电器线圈KT2通电，此时所有常开接触器开关KM2闭合，常闭接触器开关KM2断开，控制电路的第一条支路持续断开，主电路中的常闭时间继电开关KT1恢复闭合，控制电路的第二条支路持续通电；主电路中的常开接触器开关KM2闭合，主绕组相当于原先的副绕组，副绕组相当于原先的主绕组，电机反转。
一段时间后，常闭时间继电开关KT2断开，电机停转。
最后断开总电路开关，常闭时间继电开关KT2恢复闭合。
通过点按常开开关SB1和常开开关SB2，控制电机的正传和反转。电机转动时，驱动齿轮带动传动齿轮转动，传动齿轮带动转轴转动，转轴带动倾斜轮转动，倾斜轮推动、拉动夹持杆前后移动，实现磁头靠近和远离控制管的动作，通过调整时间继电器KT1和KT2的动作时间，即可控制磁头的移动量。
磁头靠近控制管内的限流塞时，限流塞被磁力吸引，克服弹簧的拉力朝向磁头移动，管线内腔的流通空间减小，管线内输送物体的流量减小；当限流塞完全堵塞管线时，管线停止输送物体。
磁头远离控制管内的限流塞时，限流塞受到的磁力减小，在弹簧的拉力作用下，限流塞逐渐离开管线内腔，管线内输送物体的流量增加；当限流塞完全离开管线内腔时，管线的输送能力达到最大。
本发明一种城市地下管线安全管控系统具有如下优点：
(1)在单向异步电机的互锁电路中添加时间继电器，通过控制电机转动时间，实现磁头前后移动路程的控制；
(2)利用倾斜轮转动轴线和轮盘成锐角夹角的结构，将倾斜轮的转动转换成夹持杆的前后移动；
(3)利用接触器等电路元件，远距离控制磁头靠近和远离控制管，实现管线内输送物体的流量控制和通断。
所以，这种城市地下管线安全管控系统，操作人员仅需要简单操作流量增大按钮和减小按钮，即可实现管线内物料流量的增大、减小和物料运输的接通、断开。对于提高城市地下管线的安全管理水平，由被动化管理向主动管理转变，减少和消除安全隐患，保障城市有效的规划和管理等具有重要意义。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者通过实施本发明而了解。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1是磁头对准管线的控制管的结构示意图。
图2是磁头对准管线的控制管的俯视视角的结构示意图。
图3是管线的控制管内的限流塞尚未进入管线内腔时的控制管内的结构示意图。
图4是管线的控制管内的限流塞进入管线内腔时的控制管内的结构示意图。
图5是磁头的结构示意图。
图6是磁头装在夹持杆上时的夹持杆一侧的推拉结构装配示意图。
图7是磁头装在夹持杆上时的电机一侧的推拉结构装配示意图。
图8是磁头在夹持杆上拆除后的夹持杆一侧的推拉结构装配示意图。
图9是磁头在夹持杆上拆除后的电机一侧的推拉结构装配示意图。
图10是夹持杆和夹持片的装配示意图。
图11是夹持杆和夹持片的拆解示意图。
图12是倾斜轮、传动齿轮装配在转轴上时的支架右侧结构示意图。
图13是倾斜轮、传动齿轮装配在转轴上时的支架左侧结构示意图。
图14是倾斜轮、传动齿轮和转轴的装配示意图。
图15是倾斜轮的结构示意图。
图16是传动齿轮、驱动齿轮、电机的装配示意图。
图17是支架的结构示意图。
图18是倾斜轮向后推动夹持杆使磁头远离控制管时的俯视传动结构图。
图19是倾斜轮向前推动夹持杆使磁头靠近控制管时的俯视传动结构图。
图20是电机的控制电路原理图。
图中标号：1-支架、101-夹持杆限定片、102-导向孔、103-转轴限定片、104-阶梯孔、105-倾斜轮孔、106-传动齿轮孔、107-驱动齿轮孔、108-电机安装孔、109-支架固定孔、2-夹持杆、201-基板、202-推拉槽、3-夹持片、4-转轴、5-倾斜轮、501-倾斜轮套筒、6-传动齿轮、601-齿轮套筒、7-驱动齿轮、8-电机、801-控制电线、9-轴承、10-螺钉、11-磁头、1101-基部、12-管线、1201-控制管、1202-弹簧、1203-限流塞、a-火线、b-零线、FU-熔断器、KM-接触器、KT-时间继电器、SB-开关。
具体实施方式
以下将结合附图和实施例对本发明一种城市地下管线安全管控系统作进一步的详细描述，方向描述上以夹持杆一侧为右侧，倾斜轮一侧为左侧，夹持杆的基板端为前端，反之为后端。
包括支架1、夹持杆2、夹持片3、转轴4、倾斜轮5、传动齿轮6、驱动齿轮7、电机8、轴承9、螺钉10、磁头11、管线12。
如图6、图8、图12所示，所述支架1为竖直片在上、水平片在下的倒T形结构，水平片上开设有支架固定孔109，通过螺钉10装在与设备支脚底面共面的工作平台上；所述支架1的竖直片的右侧面前后两端均设有向右凸起片状的夹持杆限定片101，两个夹持杆限定片101的前后方向贯穿有导向孔102，所述夹持杆2穿插在两个导向孔102中。
进一步讲，所述导向孔102的轮廓为直槽口形。
如图6、图8、图10、图11所示，所述夹持杆2的主体为直杆形结构，直杆形结构的横截面为直槽口形，穿插在导向孔102中；所述夹持杆2的直杆形结构的前端向右弯曲后设有竖直的基板201，基板201的右侧面中间高度位置设为弧形凹陷状，弧形凹陷的顶部和底部左右方向贯穿有螺纹孔。
如图6、图8、图10、图11所示，所述夹持片3为竖片形，夹持片3的左侧面中间高度位置设为弧形凹陷状，弧形凹陷的顶部和底部左右贯穿有通孔，所述螺钉10自右向左穿过夹持片3，装在夹持杆2的基板201上，将磁头11的基部1101夹紧在基板201和夹持片3之间，磁头11对准管线12的控制管1201。
如图7、图9、图13、图14、图17所示，所述支架1的竖直片的左侧面前后两端均设有向左凸起的片状的转轴限定片103，两个转轴限定片103上前后方向开设有阶梯孔104，所述轴承9安装在阶梯孔104的大孔中；所述转轴4为细圆柱体，转轴4两端穿过阶梯孔104的小孔，装在两个轴承9的内圈中。
进一步讲，所述阶梯孔104为通孔，阶梯孔104的小孔孔径大于轴承9内圈内径。
进一步讲，所述转轴4的两端伸出前后轴承9外侧一段距离，转轴4两端径向装有销钉以限制转轴4轴向窜动。
如图7、图9、图13、图14、图15、图17所示，所述倾斜轮5为扁圆柱体，倾斜轮5的前后两侧圆面中心伸出倾斜轮套筒501，两侧倾斜轮套筒501的内孔相连通，倾斜轮5的圆面与内孔轴线成锐角夹角；所述倾斜轮5套在转轴4上，倾斜轮套筒501销接在转轴4上；对应倾斜轮5的位置，所述支架1的竖直片上左右方向开设有矩形的倾斜轮孔105，所述夹持杆2的直杆形结构的中间位置，靠左侧开设有推拉槽202，所述倾斜轮5的右侧部分穿过倾斜轮孔105，最右端嵌在夹持杆2的推拉槽202内。
进一步讲，如图8、图10、图11所示，所述推拉槽202的开口朝左，前后方向的槽宽大于倾斜轮5最右端的水平投影的前后最大宽度。
如图9、图13、图14、图16、图17所示，所述传动齿轮6套在转轴4上，传动齿轮6的前后两侧中心伸出齿轮套筒601，所述齿轮套筒601销接在转轴4上；对应传动齿轮6的位置，所述支架1的竖直片上左右方向开设有矩形的传动齿轮孔106，防止传动齿轮6的最右端碰触到支架1。
进一步讲，所述传动齿轮6的横截面与内部通孔轴线垂直。
进一步讲，所述传动齿轮6的最右端与夹持杆2间留有一定间隙。
如图13、图14、图16、图17所示，所述驱动齿轮7销接在电机8的输出轴上，与传动齿轮6相啮合，所述电机8通过螺钉10装在支架1的竖直片的电机安装孔108上；对应驱动齿轮7的位置，所述支架1的竖直片上左右方向开设有矩形的驱动齿轮孔107，防止驱动齿轮7碰触到支架1。
如图1、图2、图3、图4所示，所述管线12上垂直凸起控制管1201，所述控制管1201内装有限流塞1203，限流塞1203和控制管1201内端面间连接有弹簧1202；所述限流塞1203的外端部为永磁体，且磁极的朝向与磁头11的磁极朝向一致。
所述电机8为单向异步电动机，电机8尾端引出控制电线与市电和开关连接，电机8内部的主绕组和副绕组的阻值相同。
如图20所示，其主电路接线方式为：火线上依次串联常闭时间继电开关KT1和常闭时间继电开关KT2后，分成两条支路，第一支路中串接常开接触器开关KM1后，接在电机8的主绕组的初始端，第二支路中串接常开接触器开关KM2后，接在电机8的副绕组的初始端；主绕组和副绕组的末端连接后，分成两条支路，第一条支路串接常开接触器开关KM1后，接在零线端，第二条支路串接常开接触器开关KM2后，接在零线端；另外有电容的两端分别接在主绕组和副绕组的初始端。
其控制电路的接线方式为：火线上直接引出两条支路，第一条支路上依次串接常开开关SB1、常闭接触器开关KM2、接触器线圈KM1、时间继电器线圈KT1后，接到零线端；第二条支路上依次串接常开开关SB2、常闭接触器开关KM1、接触器线圈KM2、时间继电器线圈KT2后，接到零线端；另有常开接触器开关KM1并联在常开开关SB1两端，常开接触器开关KM2并联在常开开关SB2两端。
常开开关SB1和常开开关SB2为复位开关，点按常开开关SB1后，接触器线圈KM1、时间继电器线圈KT1通电，此时所有常开接触器开关KM1闭合，常闭接触器开关KM1断开，控制电路的第一条支路持续通电，控制电路的第二条支路持续断开；主电路中的常开接触器开关KM1闭合，由于电容的作用，主绕组和副绕组中电流产生相位差，电机8正传。
一段时间后，常闭时间继电开关KT1断开，电机8停转。
点按常开开关SB2后，接触器线圈KM2、时间继电器线圈KT2通电，此时所有常开接触器开关KM2闭合，常闭接触器开关KM2断开，控制电路的第一条支路持续断开，主电路中的常闭时间继电开关KT1恢复闭合，控制电路的第二条支路持续通电；主电路中的常开接触器开关KM2闭合，主绕组相当于原先的副绕组，副绕组相当于原先的主绕组，电机8反转。
一段时间后，常闭时间继电开关KT2断开，电机8停转。
最后断开总电路开关，常闭时间继电开关KT2恢复闭合。
通过点按常开开关SB1和常开开关SB2，控制电机8的正传和反转。如图1、图2、图6、图7、图18、图19所示，电机8转动时，驱动齿轮7带动传动齿轮6转动，传动齿轮6带动转轴4转动，转轴4带动倾斜轮5转动，倾斜轮5推动、拉动夹持杆2前后移动，实现磁头11靠近和远离控制管1201的动作，通过调整时间继电器KT1和KT2的动作时间，即可控制磁头11的移动量。
磁头11靠近控制管1201内的限流塞1203时，限流塞1203被磁力吸引，克服弹簧1202的拉力，朝向磁头11移动，管线12内腔的流通空间减小，管线12内输送物体的流量减小；当限流塞1203完全堵塞管线12时，管线12停止输送物体。
磁头11远离控制管1201内的限流塞1203时，限流塞1203受到的磁力减小，在弹簧1202的拉力作用下，限流塞1203逐渐离开管线12内腔，管线12内输送物体的流量增加；当限流塞1203完全离开管线12内腔时，管线12的输送能力达到最大。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。