專利名稱：水錘式管道沖洗方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種管道沖洗方法，具體涉及一種水錘式管道沖洗方法，屬于管道沖洗領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的進(jìn)步，人們對(duì)飲用水的水質(zhì)越來(lái)越關(guān)注。目前，飲用水出廠時(shí)已經(jīng)達(dá)到了國(guó)家要求的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，但是由于配水管網(wǎng)的管道內(nèi)壁腐蝕，水中碳酸鈣、懸浮物等沉淀，水中的鐵、氧化物和硫酸鹽含量過(guò)高，以及鐵細(xì)菌、藻類等微生物的滋長(zhǎng)繁殖等，造成部分管道水質(zhì)惡化，導(dǎo)致用戶水龍頭出水不滿足水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。因此要改善上述問(wèn)題，需要定期對(duì)管道進(jìn)行清洗。目前主要采用高壓水流沖洗以及氣壓脈沖沖洗等方法來(lái)去除管道內(nèi)壁的雜質(zhì)。但 是現(xiàn)有的高壓水流沖洗方法流速恒定，沖洗效果差，浪費(fèi)水資源；氣壓脈沖沖洗方法沖洗效果好但能耗高，成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決目前高壓水流沖洗方法沖洗效果差、浪費(fèi)水資源和氣壓脈沖沖洗方法能耗高的缺點(diǎn)。本發(fā)明方法使用的裝置包括PLC控制器I、第一電動(dòng)閥3、第二電動(dòng)閥4和觸摸屏
6,PLC控制器I的一個(gè)控制信號(hào)輸出端連接第一電動(dòng)閥3的控制信號(hào)輸入端,PLC控制器I的另一個(gè)控制信號(hào)輸出端連接第二電動(dòng)閥4的控制信號(hào)輸入端，PLC控制器I的顯示信號(hào)輸出端連接觸摸屏6的顯示信號(hào)輸入端，觸摸屏6的指令信號(hào)輸出端連接PLC控制器I的指令信號(hào)輸入端；本發(fā)明方法的步驟如下一、對(duì)管道5中通入水流，水流的流速為O. 6-0. 9m/s ;二、由觸摸屏6通過(guò)PLC控制器I發(fā)出指令，先關(guān)閉位于管道5 —端的第一電動(dòng)閥3，再關(guān)閉位于管道5另一端的第二電動(dòng)閥4,第一電動(dòng)閥3位于管道5的水流出端,第二電動(dòng)閥4位于管道5的水流入端；三、滿開(kāi)度開(kāi)通第一電動(dòng)閥3和第二電動(dòng)閥4，恢復(fù)水流。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明利用關(guān)閉兩個(gè)電動(dòng)閥產(chǎn)生的關(guān)閥水錘使管道5內(nèi)的紊流加劇，水流的切應(yīng)力增大，使附著在管道5內(nèi)壁上的雜質(zhì)被沖下。由于在沖洗過(guò)程中整個(gè)管網(wǎng)仍然正常供水，所以只需開(kāi)通兩個(gè)電動(dòng)閥和沖洗管段附近的消火栓放出這部分水即可。與現(xiàn)有的高壓水流沖洗相比，免斷流，不需要外界能量的輸入，不會(huì)破壞管道內(nèi)壁的浙青涂層或者水泥砂漿涂層，操作成本低，效率高；本發(fā)明不利用其它形式的能源，屬于物理過(guò)程，無(wú)化學(xué)污染，與現(xiàn)有的氣壓脈沖射流清洗法相比，大大降低了能耗，節(jié)約了使用成本；本發(fā)明方法，僅需在管道井中將普通的閥門更換成相同口徑的電動(dòng)閥，不需要開(kāi)挖路面，大大節(jié)約了沖洗成本。


圖I是本發(fā)明方法所使用裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一下面結(jié)合圖I具體說(shuō)明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式使用的裝置包括PLC控制器I、第一電動(dòng)閥3、第二電動(dòng)閥4和觸摸屏6, PLC控制器I的一個(gè)控制信號(hào)輸出端連接第一電動(dòng)閥3的控制信號(hào)輸入端，PLC控制器I的另一個(gè)控制信號(hào)輸出端連接第二電動(dòng)閥4的控制信號(hào)輸入端，PLC控制器I的顯示信號(hào)輸出端連接觸摸屏6的顯示信號(hào)輸入端，觸摸屏6的指令信號(hào)輸出端連接PLC控制器I的指令信號(hào)輸入端；本發(fā)明方法的步驟如下一、對(duì)管道5中通入水流，水流的流速為O. 6-0. 9m/s,給水管網(wǎng)中水流的速度跟管徑有關(guān)，一般情況下，管道中的流速滿足經(jīng)濟(jì)流速，通常是管徑100-400，經(jīng)濟(jì)流速為O. 6-0. 9m/s，400以上為O. 9-1. 2m/s，認(rèn)為管徑在100-400范圍內(nèi)；二、由觸摸屏6通過(guò)PLC控制器I發(fā)出指令，先關(guān)閉位于管道5 —端的第一電動(dòng)閥3，再關(guān)閉位于管道5另一端的第二電動(dòng)閥4,第一電動(dòng)閥3位于管道5的水流出端,第二電動(dòng)閥4·位于管道5的水流入端，第一電動(dòng)閥3和第二電動(dòng)閥4的關(guān)閉時(shí)間差為:~ = 士~1，其
30α 20α
中L是待沖洗管道長(zhǎng)度，a是管道中水錘傳播速度，取1000m/S ;三、滿開(kāi)度開(kāi)通第一電動(dòng)閥3和第二電動(dòng)閥4，恢復(fù)水流。PLC控制器I和觸摸屏6的通信格式的設(shè)定必須使兩者所設(shè)定的“通信格式”、“站號(hào)”、“傳輸速度”、“資料格式”等全部相同，然后再按正確的連線方式連接通信電纜。觸摸屏6的各按鈕和圖形顯示的設(shè)定要結(jié)合PLC控制器，對(duì)應(yīng)PLC控制器中的具體地址與具體寄存器，設(shè)置好相應(yīng)的屬性。通過(guò)更換不同口徑的電動(dòng)閥，使該方法可以用于不同管徑的給水管道清洗。工作原理本發(fā)明的方法利用關(guān)閉待沖洗管道I兩端的電動(dòng)閥產(chǎn)生的水錘來(lái)沖洗管道1，第一電動(dòng)閥3和第二電動(dòng)閥4分別安裝在待沖洗管道I兩端的閥門井中，測(cè)量出待清洗管道的長(zhǎng)度L，根據(jù)管道I的長(zhǎng)度確定出第一電動(dòng)閥3和第二電動(dòng)閥4的關(guān)閥時(shí)間間隔AT=L/a(其中a是水錘傳播速度，一般為1000m/S)結(jié)合PLC控制器I設(shè)定觸摸屏6的各按鈕和圖形顯示，并對(duì)應(yīng)好PLC控制器I中具體的地址與寄存器，設(shè)置好相應(yīng)的屬性。當(dāng)沖洗管道時(shí)，PLC控制器I會(huì)先控制第一電動(dòng)閥3關(guān)閉后(認(rèn)為其關(guān)閥時(shí)間為At),閥門出口處長(zhǎng)度為Λ X的流體的運(yùn)動(dòng)速度從Vtl降到零，同時(shí)壓力升高Λ H，從而使此部分流體的密度增大，體積縮小和管道膨脹。與此同時(shí)，管道中的后續(xù)流體仍以原來(lái)的流速+Vtl，繼續(xù)向第一電動(dòng)閥3方向運(yùn)動(dòng)，與首先停流的流體相毗鄰的流體一起填充了前一部分流體壓縮和管壁膨脹而擴(kuò)大了的容積之后，其流速也相繼由+Vtl降低為零，隨即產(chǎn)生升壓(Λ H)，流體壓縮和管壁膨脹，在經(jīng)過(guò)Λ T后關(guān)閉第二電動(dòng)閥4，第二電動(dòng)閥4的關(guān)閥時(shí)間為Λ h，管道中流體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為流體的彈性壓縮能和管壁的形變能。管道中流速會(huì)發(fā)生變化，使管內(nèi)的紊流加劇，水流的切應(yīng)力增大，使附著在管道內(nèi)壁上的雜質(zhì)被沖下，然后打開(kāi)管道附近的消火栓放出這部分水流。
具體實(shí)施方式
二 下面結(jié)合圖I具體說(shuō)明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式所使用的裝置還包括管道壓力監(jiān)測(cè)裝置2，管道壓力監(jiān)測(cè)裝置2的信號(hào)輸出端連接PLC控制器I的信號(hào)輸入端；在方法的第二步驟中，還包括由管道壓力監(jiān)測(cè)裝置2監(jiān)控管道5內(nèi)的水壓，當(dāng)壓力超過(guò)PLC控制器I中的設(shè)定值，由PLC控制器I發(fā)出控制指令，部分開(kāi)度開(kāi)通第一電動(dòng)閥3和第二電動(dòng)閥4或二者中的任--個(gè)，以降低管道5內(nèi)的水壓。由于設(shè)置了管道壓力監(jiān)測(cè)裝置2，當(dāng)水錘壓力超過(guò)管道承壓能力I倍時(shí)，PLC控制器I會(huì)控制兩個(gè)電動(dòng)閥開(kāi)啟，所以在沖洗過(guò)程中不會(huì)對(duì)給水管道的管壁造成損壞。
具體實(shí)施方式
三下面結(jié)合圖I具體說(shuō)明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式所述PLC控制器I內(nèi)部設(shè)置寄存器和定時(shí)器，從而控制第一電動(dòng)閥3和第二電動(dòng)閥4的開(kāi)閥速度和關(guān)閥速度，采用PLC控制器I中的定時(shí)器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)流入電動(dòng)閥電流變化的控制，把閥門開(kāi)啟時(shí)間t分成η等份,每走過(guò)t/n時(shí)間，電流的大小改變電動(dòng)閥滿開(kāi)度電流的I/n,直到電動(dòng)閥的開(kāi)度從0°變?yōu)闈M開(kāi)度。同理，閥門回程控制同樣基于上述方法，而閥門開(kāi)度到達(dá)滿開(kāi)度后中間狀態(tài)保持的時(shí)間根據(jù)需要設(shè)置到寄存器中即可。閥門開(kāi)度的顯示通過(guò)PLC控制器I反饋到觸摸屏6，在實(shí)際應(yīng)用中，閥門實(shí)際動(dòng)作與電動(dòng)閥反饋信號(hào)會(huì)有一定滯后，帶來(lái)一定誤差。 考慮到大多數(shù)情況下，控制輸出必然會(huì)導(dǎo)致閥門動(dòng)作，所以使用輸出信號(hào)代替返回信號(hào)，以克服滯后影響。即在PLC內(nèi)部特殊寄存器把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)的同時(shí)，把數(shù)字信號(hào)反饋給觸摸屏，實(shí)時(shí)顯示開(kāi)度大小。其他組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
權(quán)利要求
1.水錘式管道沖洗方法，其特征在于本方法使用的裝置包括PLC控制器(I)、第一電動(dòng)閥(3)、第二電動(dòng)閥(4)和觸摸屏(6),PLC控制器(I)的一個(gè)控制信號(hào)輸出端連接第一電動(dòng)閥(3)的控制信號(hào)輸入端，PLC控制器(I)的另一個(gè)控制信號(hào)輸出端連接第二電動(dòng)閥(4)的控制信號(hào)輸入端，PLC控制器(I)的顯示信號(hào)輸出端連接觸摸屏(6)的顯示信號(hào)輸入端，觸摸屏(6)的指令信號(hào)輸出端連接PLC控制器(I)的指令信號(hào)輸入端； 本方法的步驟如下一、對(duì)管道(5)中通入水流，水流的流速為O. 6-0. 9m/s ;二、由觸摸屏(6)通過(guò)PLC控制器(I)發(fā)出指令，先關(guān)閉位于管道(5)—端的第一電動(dòng)閥(3)，再關(guān)閉位于管道(5)另一端的第二電動(dòng)閥(4),第一電動(dòng)閥(3)位于管道(5)的水流出端,第二電動(dòng)閥(4)位于管道(5)的水流入端；三、滿開(kāi)度開(kāi)通第一電動(dòng)閥(3)和第二電動(dòng)閥(4)，恢復(fù)水流。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水錘式管道沖洗方法，其特征在于所使用的裝置還包括管道壓力監(jiān)測(cè)裝置(2)，管道壓力監(jiān)測(cè)裝置(2)的信號(hào)輸出端連接PLC控制器(I)的信號(hào)輸入端；在方法的第二步驟中，還包括由管道壓力監(jiān)測(cè)裝置(2)監(jiān)控管道(5)內(nèi)的水壓，當(dāng)壓力超過(guò)PLC控制器(I)中的設(shè)定值，由PLC控制器(I)發(fā)出控制指令，部分開(kāi)度開(kāi)通第一電動(dòng)閥(3)和第二電動(dòng)閥(4)或二者中的任--個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水錘式管道沖洗方法，其特征在于所述PLC控制器(I)內(nèi)部設(shè)置寄存器和定時(shí)器，從而控制第一電動(dòng)閥(3)和第二電動(dòng)閥(4)的開(kāi)閥速度和關(guān)閥速度，采用PLC控制器(I)中的定時(shí)器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)流入電動(dòng)閥電流變化的控制，把閥門開(kāi)啟時(shí)間t分成η等份，每走過(guò)t/n時(shí)間，電流的大小改變電動(dòng)閥滿開(kāi)度電流的1/n，直到電動(dòng)閥的開(kāi)度從0°變?yōu)闈M開(kāi)度；閥門回程控制同樣基于上述方法而閥門開(kāi)度到達(dá)滿開(kāi)度后中間狀態(tài)保持的時(shí)間根據(jù)需要設(shè)置到寄存器中；閥門開(kāi)度的顯示通過(guò)PLC控制器(I)反饋到觸摸屏(6)。
全文摘要
水錘式管道沖洗方法，本發(fā)明涉及一種管道沖洗方法，以解決目前高壓水流沖洗方法沖洗效果差、浪費(fèi)水資源和氣壓脈沖沖洗方法能耗高的缺點(diǎn)。本方法使用的裝置包括PLC控制器、第一電動(dòng)閥、第二電動(dòng)閥和觸摸屏，PLC控制器的兩個(gè)個(gè)控制信號(hào)輸出端分別連接第一電動(dòng)閥和第二電動(dòng)閥的控制信號(hào)輸入端，PLC控制器的顯示信號(hào)輸出端連接觸摸屏，觸摸屏的指令信號(hào)輸出端連接PLC控制器；本方法的步驟如下對(duì)管道中通入水流；由觸摸屏通過(guò)PLC控制器發(fā)出指令，先關(guān)閉位于管道一端的第一電動(dòng)閥，再關(guān)閉位于管道另一端的第二電動(dòng)閥，第一電動(dòng)閥位于管道的水流出端，第二電動(dòng)閥位于管道的水流入端；滿開(kāi)度開(kāi)通第一電動(dòng)閥和第二電動(dòng)閥，恢復(fù)水流。
文檔編號(hào)B08B9/032GK102896121SQ20121041051
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月24日
發(fā)明者譚奇峰, 李冬平, 王晶惠, 阮婷, 高金良, 周連波, 刁美玲, 陳兵, 姜濤 申請(qǐng)人:廣東粵?？毓捎邢薰? 哈爾濱工業(yè)大學(xué), 華南理工大學(xué)