一種箱涵道路自動排水系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種箱涵道路自動排水系統(tǒng)，包括與收集箱涵道路積水的集水池，安裝在所述的集水池上的水泵組，所述的水泵組將所述的集水池內(nèi)的水泵送到至市政排水管道，為所述的水泵組提供動力的動力系統(tǒng)；所述的動力系統(tǒng)包括內(nèi)燃機(jī)組、對內(nèi)燃機(jī)組進(jìn)行自動控制的控制箱、檢測雨量大小雨量檢測器、檢測集水池水位的水位檢測器，所述的雨量檢測器和水位檢測器的輸出端接所述的控制箱。本實(shí)用新型采用內(nèi)燃機(jī)如柴油機(jī)為排水系統(tǒng)的動力源且采用自動排水方式，克服了目前的箱涵道路排水站的不足。
【專利說明】一種箱涵道路自動排水系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及箱涵道路自動排水系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]箱涵道路的路面標(biāo)高常常會低于當(dāng)?shù)厥姓潘到y(tǒng)標(biāo)高，受雨水和周邊生產(chǎn)生活污水影響，箱涵通道內(nèi)很容易積水，連續(xù)下雨及臺風(fēng)季節(jié)路面積水甚至可達(dá)一米以上，嚴(yán)重影響過往車輛和附近居民的生產(chǎn)生活。曾經(jīng)發(fā)生過在暴雨季節(jié)箱涵通道內(nèi)大量積水導(dǎo)致車輛熄火人員喪亡事件。為解決這個安全隱患，必須建設(shè)提升泵房承擔(dān)該區(qū)域的排水工作，將箱涵通道內(nèi)的積水提升至市政排水管道，讓雨污水順著完善的排水系統(tǒng)流入市政排水管網(wǎng)。
[0003]目前，箱涵道路排水系統(tǒng)一般包括排水電站、集水池，集水池一般設(shè)置在箱涵道路附近的低洼地帶，利用排水溝渠或者管道將箱涵道路上的積水引入，排水電站安裝在集水池邊，由工人值守，當(dāng)發(fā)現(xiàn)集水池內(nèi)的水較大且注入集水池的流量較大時,啟動電站,將集水池內(nèi)的水泵送到市政排水管道。
[0004]通過采用上述電站，可以隨時將箱涵道路處的積水排走，保證箱涵道路的積水在安全范圍，減少由于暴雨季節(jié)箱涵通道內(nèi)大量積水導(dǎo)致車輛熄火人員喪亡事件的發(fā)生。但這樣的排水電站和集水池組成的箱涵道路排水系統(tǒng)具有如下不足:
[0005]1、通常箱涵道路附近沒有取電點(diǎn)，若從最近的幾千米外的高壓環(huán)網(wǎng)柜取電則需建設(shè)變配電設(shè)施，還可能要破除路面施工，加上審批和建設(shè)過程，短期內(nèi)無法達(dá)到排水的要求；另外，采用這樣的方式供電，將會使這樣的箱涵道路排水系統(tǒng)成本非常高。
[0006]2、通常箱涵道路附近沒有通信網(wǎng)絡(luò)線路，若要遠(yuǎn)程監(jiān)控需單獨(dú)申請敷設(shè)光纖。
[0007]3、這樣的箱涵道路排水系統(tǒng)在修建完畢后需要有人員值守，特別是在雨季，這樣更加推高了成本。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]本實(shí)用新型為克服目前箱涵道路采用排水電站排水的方式具有成本高昂的不足，提供一種采用內(nèi)燃機(jī)作動力的箱涵道路自動排水系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用無人值守的方式工作，克服目前的箱涵道路自動排水系統(tǒng)的上述不足。
[0009]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種箱涵道路自動排水系統(tǒng)，包括與收集箱涵道路積水的集水池，安裝在所述的集水池上的水泵組，所述的水泵組將所述的集水池內(nèi)的水泵送到至市政排水管道，為所述的水泵組提供動力的動力系統(tǒng)；所述的動力系統(tǒng)包括內(nèi)燃機(jī)組、對內(nèi)燃機(jī)組進(jìn)行自動控制的控制箱、檢測雨量大小雨量檢測器、檢測集水池水位的水位檢測器，所述的雨量檢測器和水位檢測器的輸出端接所述的控制箱。
[0010]進(jìn)一步的，上述的箱涵道路自動排水系統(tǒng)中:所述的動力系統(tǒng)中還包括畜電池、發(fā)電機(jī)、電動機(jī)組；在所述的控制箱的控制下，所述的內(nèi)燃機(jī)組帶動所述的發(fā)電機(jī)發(fā)電，所述的發(fā)電機(jī)的電力輸出端接所述的蓄電池；所述的電動機(jī)組為所述的水泵組的驅(qū)動馬達(dá)，所述的蓄電池分別與所述的電動機(jī)組相連。
[0011]進(jìn)一步的，上述的箱涵道路自動排水系統(tǒng)中:還包括檢測電池組容量的電池容量檢測電路，所述的電池容量檢測電路檢測所述的蓄電池的實(shí)時容量輸出接所述的控制箱。
[0012]進(jìn)一步的，上述的箱涵道路自動排水系統(tǒng)中:所述的控制箱還包括遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊，所述的遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊包括設(shè)置在所述的控制箱內(nèi)的無線通信接口電路，所述的無線通信接口電路通過無線通信網(wǎng)絡(luò)與設(shè)置在無端的監(jiān)控中心相連。
[0013]進(jìn)一步的，上述的箱涵道路自動排水系統(tǒng)中:還包括太陽能電池，所述的太陽能電池與所述的蓄電池相連。
[0014]本實(shí)用新型采用內(nèi)燃機(jī)如柴油機(jī)為排水系統(tǒng)的動力源且采用自動排水方式，克服了目前的箱涵道路排水站的不足。
[0015]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作較為詳細(xì)的描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型箱涵道路自動排水系統(tǒng)實(shí)施例2結(jié)構(gòu)框圖。
[0017]圖2是本實(shí)用新型箱涵道路自動排水系統(tǒng)實(shí)施例3結(jié)構(gòu)框圖。
[0018]圖3是本實(shí)用新型箱涵道路自動排水系統(tǒng)實(shí)施例4結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]實(shí)施例1，本實(shí)施例的箱涵自動排水系統(tǒng)分為水泵及管路系統(tǒng)、太陽能UPS供電系統(tǒng)、控制箱三個部分。
[0020]水泵及管路系統(tǒng):包括兩臺智能靜音柴油機(jī)自吸水泵，一臺小型潛水泵包括給柴油自吸泵灌注引水，進(jìn)液管路、出液管路、止回底閥、壓力變送器、閥門及附屬設(shè)備。沉井口設(shè)有超聲波液位計，用于采集液位信號并與控制系統(tǒng)連接。
[0021]太陽能UPS供電系統(tǒng):包括太陽能電池板及配套電池，UPS電源及附屬電池。智能柴油機(jī)組配有機(jī)組電池，用于智能柴油機(jī)待機(jī)?？刂葡到y(tǒng)電源主要由用戶電池供應(yīng)，太陽能電池板為該電池充電。
[0022]控制箱:包括PLC控制柜、彩色觸摸屏控制面板和2G或3G傳輸模塊以及現(xiàn)場操作箱及若干配電箱端子箱組成。主控采用PLC系統(tǒng)，它是整個自控系統(tǒng)的核心；人機(jī)操作設(shè)備選用彩色觸摸屏，是操作、設(shè)定參數(shù)、顯示報警的主要設(shè)備；系統(tǒng)配有2G或3G遠(yuǎn)傳模塊，遠(yuǎn)程監(jiān)控計算機(jī)可監(jiān)視機(jī)組狀態(tài)、報警信號。
[0023]水泵安裝在集水池上，集水池設(shè)置在箱涵道路附近低洼處，用于收集周邊雨污水；采用渠道或者管道將箱涵道路上的積水引入。
[0024]智能靜音柴油機(jī)自吸泵，用于提升沉井蓄水池內(nèi)的雨污水，排水管道，鋼管主管、包括止回底閥、壓力變送器、閥門、橡膠軟接頭等附屬設(shè)備；
[0025]太陽能及UPS電源系統(tǒng)，用于自動控制系統(tǒng)的不間斷供電；
[0026]自動控制系統(tǒng)由控制箱實(shí)現(xiàn)，在控制箱內(nèi)采用PLC可編程控制器，現(xiàn)場操作采用彩色觸摸操作屏，該系統(tǒng)以通訊的方式與智能靜音柴油機(jī)自吸泵智能控制器連接、以2G或3G遠(yuǎn)程通訊的方式與遠(yuǎn)程監(jiān)控站連接；
[0027]遠(yuǎn)程監(jiān)控站，PC電腦，液晶顯示屏，采用2G或3G遠(yuǎn)程通訊的方式與自動控制系統(tǒng)通訊，遠(yuǎn)程監(jiān)視泵房的主要運(yùn)行狀況及參數(shù)。遠(yuǎn)程監(jiān)控站安裝于泵站管理運(yùn)營監(jiān)控室內(nèi)。
[0028]這種箱涵道路泵站是一種無需電源(采用智能靜音柴油機(jī)自吸泵)的智能化全自動運(yùn)行和遠(yuǎn)程監(jiān)控的智能化自動排水泵站。
[0029]本實(shí)施例中箱涵道路自動排水系統(tǒng)根據(jù)集水池內(nèi)的水位進(jìn)行自動控制，采用水位檢測器檢測集水池內(nèi)的水位，并采用檢測雨量大小雨量檢測器檢測雨量，通過檢測結(jié)果控制智能靜音柴油機(jī)工作。
[0030]本實(shí)施珍例中:高水位自動啟動智能靜音柴油機(jī)自吸泵，低水位自動停止智能靜音柴油機(jī)自吸泵。
[0031]高水位有3個水位點(diǎn)，分別是單臺水泵啟動點(diǎn)、多臺水泵啟動點(diǎn)、以及極高水位報警點(diǎn)；相對應(yīng)低水位也有3個水位點(diǎn)，分別是停I臺水泵點(diǎn)、水泵全停點(diǎn)、以及極低水位報警點(diǎn)。
[0032]兩臺水泵輪換運(yùn)行，力求達(dá)到平衡運(yùn)行時間，并具備水泵故障自診功能。
[0033]彩色觸摸屏實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場操作及監(jiān)視、聲光報警功能，以圖形的方式顯示泵站各設(shè)備狀態(tài)、各運(yùn)行參數(shù)，具備報警查看、列表、記錄功能，具備在線修改運(yùn)行參數(shù)功能。
[0034]現(xiàn)場PLC控制系統(tǒng)和2G或3G遠(yuǎn)程通訊系統(tǒng)以及彩色觸摸屏由太陽能及UPS電源系統(tǒng)獨(dú)立供電，真正做到了不間斷的供電。
[0035]現(xiàn)場控制系統(tǒng)和遠(yuǎn)程監(jiān)控站之間采用了 2G或3G無線遠(yuǎn)程通訊，無需架設(shè)通訊線路，每月只需不到80元的移動通信費(fèi)用、即可不間斷的監(jiān)視現(xiàn)場狀況。
[0036]本實(shí)施例中，對水泵系統(tǒng)的控制分為機(jī)組自動、機(jī)組手動、應(yīng)急手動三種，其中機(jī)組自動和機(jī)組手動過程是PLC控制完成的水泵操作，應(yīng)急手動是電氣及機(jī)械機(jī)構(gòu)配合完成的水泵操作。
[0037]本實(shí)施例與現(xiàn)有的箱涵排水系統(tǒng)相比，支行成本非常低廉。
[0038]通常箱涵道路排水系統(tǒng)是一種潮汐泵站，當(dāng)集水池里面的積水達(dá)到設(shè)定排水水位，排水系統(tǒng)開始運(yùn)行抽水工況，當(dāng)集水池的積水下降到安全水位，排水系統(tǒng)抽水工況停止運(yùn)行，是一種間歇工作狀況。具體到箱涵道路排水系統(tǒng)的抽水情況更是和季節(jié)有關(guān)，也就是說，只有在雨季和臺風(fēng)季節(jié)或者遇到其他突發(fā)情況，泵站系統(tǒng)才會開始運(yùn)行抽水工況，旱季和無水情況泵站抽水系統(tǒng)基本不工作。本實(shí)施例中的箱涵道路排水系統(tǒng)無需電源。只需要遠(yuǎn)程監(jiān)控和定期巡查。
[0039]運(yùn)行費(fèi)用分析:
[0040]按照常規(guī)設(shè)計的運(yùn)行費(fèi)用:按照常規(guī)設(shè)計箱涵道路泵站必須設(shè)計雙回路供電，一用一備。供電局按照高可靠用電進(jìn)行配電，電費(fèi)按高需求用電收取。供電報裝時還要按照報裝容量收取一筆高可靠報裝費(fèi)，通電以后按照報裝容量的40%收取基本電費(fèi)，當(dāng)月沒有用電也要收取基本電費(fèi)，用電超出基本電費(fèi)部分按照梯級電費(fèi)收取。
[0041]按照本實(shí)施例方案設(shè)計的運(yùn)行費(fèi)用:(1)無報裝費(fèi)；(2)無基本電費(fèi)；(3)旱季無能源費(fèi)用；(4)只需支付柴油費(fèi)用(5)遠(yuǎn)程監(jiān)控，只需正常巡查。(5)運(yùn)行費(fèi)用底。
[0042]按照常規(guī)設(shè)計(以變壓器設(shè)計容量為250KVA為參考)的運(yùn)行費(fèi)用:基本電費(fèi)；基本電費(fèi)250KVA X 40%X44元/KVA X 12 (月)=52800元/年，軺出某本電費(fèi)部分:桉照梯級電費(fèi)收取。
[0043]按照本方案設(shè)計的運(yùn)行費(fèi)用:旱季基本無能源費(fèi)用，運(yùn)行時只需按實(shí)際用量支付柴油費(fèi)用。
[0044]參照一個已經(jīng)實(shí)際運(yùn)行兩年半無外接電源的箱涵道路泵站(兩臺100KW柴油機(jī))綜合統(tǒng)計數(shù)據(jù)估算，平均每月油費(fèi)在兩千元以內(nèi)。一年在24000元以內(nèi)，可以為用戶節(jié)約了大量運(yùn)行費(fèi)用。
[0045]實(shí)施例2，如圖1所示，本實(shí)施例的箱涵道路自動排水系統(tǒng)與實(shí)施例1樣也是采用柴油機(jī)作為動力系統(tǒng)的源的，集水池等土建項目也與實(shí)施例1 一致，與實(shí)施例1相比，本實(shí)施例采用柴油發(fā)動機(jī)組帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，將所發(fā)的電能存儲在蓄電池內(nèi)，然后，通過蓄電池為電動機(jī)提供能量，電動機(jī)作為水泵組的馬達(dá)，本實(shí)施例設(shè)置有三臺水泵，每臺水泵由一臺電動機(jī)作為馬達(dá)提供動力。
[0046]與實(shí)施例1 一樣，本實(shí)施例中，也采用控制箱對整個系統(tǒng)進(jìn)行控制，并在控制箱中設(shè)置遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)，如采用目前運(yùn)營商使用的2G或者3G無線通信網(wǎng)絡(luò)與控制中心進(jìn)行通信，將需要監(jiān)控的信息發(fā)送到監(jiān)控中心進(jìn)行監(jiān)控。
[0047]本系統(tǒng)中控制箱不但需要檢測集水池的水位、降水量大小還要檢測蓄電池的實(shí)時容量，進(jìn)行如下的控制:
[0048]對這三臺水泵的控制過程如下: [0049]當(dāng)檢測到當(dāng)前正在下中雨或以下的雨量，集水池的水位處于中水位時，輪流啟動三臺水泵中的任--臺水泵抽水；
[0050]當(dāng)檢測到當(dāng)前正在下大雨雨量，集水池的水位處于中水位時，輪流啟動三臺水泵中的任一兩臺水泵抽水；
[0051]當(dāng)檢測到當(dāng)前正在下暴雨或者以上雨量，集水池的水位處于中水位時，啟動所有三臺水泵抽水。
[0052]控制箱對柴油機(jī)組進(jìn)行控制的控制過程如下:
[0053]當(dāng)電池容量檢測電路所檢測的蓄電池的實(shí)時容量接近蓄電池的最低容量時，控制柴油機(jī)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電；
[0054]當(dāng)電池容量檢測電路所檢測的蓄電池的實(shí)時容量接近蓄電池的飽和容量時，控制柴油機(jī)停止帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。
[0055]因為柴油機(jī)工作在最優(yōu)狀態(tài)時，效率最高，且排量最少，這樣采用一個蓄電池作為緩沖，可以為三臺水泵提供充足的能量的同時，還可以使柴油機(jī)工作在最優(yōu)狀態(tài)。
[0056]本實(shí)施例中，由于采用了蓄電池進(jìn)行緩沖，可以保證柴油機(jī)等內(nèi)燃機(jī)的負(fù)載穩(wěn)定，使柴油機(jī)等動力工作在最環(huán)保最經(jīng)濟(jì)的工作狀態(tài)，而不受負(fù)載功率變化的影響。隨著電子技術(shù)和蓄電池技術(shù)的飛速發(fā)展，增加的蓄電池存儲轉(zhuǎn)發(fā)環(huán)節(jié)的效率將會更加提高，使這個環(huán)節(jié)損耗的能量會更加減少，采用這樣混合動力的方式將會更加節(jié)能環(huán)保。
[0057]實(shí)施例3，如圖2所示，本實(shí)施例與實(shí)施例2基本一致，本實(shí)施例與實(shí)施例2的主要差別是，發(fā)電機(jī)輸出通過一個能量分配單元將發(fā)電機(jī)輸出電能從發(fā)電機(jī)直接分配到各電動機(jī)，如果在工作過程中，發(fā)電機(jī)的能量大于工作中的電動機(jī)所需要電量，則將剩余的電量存儲在蓄電池中，如果電動機(jī)的總功率大于發(fā)電機(jī)的功率，則可以將存儲在蓄電池中的電能輸出供電動機(jī)組使用，這樣可以保證，柴油機(jī)工作在最佳工作狀態(tài)，不需要隨負(fù)載的增加而增加功率，也不需要承受負(fù)載的減少而減少輸出。對于本實(shí)施例中增加的能量分配單元，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以采用目前廣泛應(yīng)用的電源分配網(wǎng)絡(luò)電路實(shí)現(xiàn)，目前，廣泛應(yīng)用的電源分配網(wǎng)絡(luò)基本上都采用高速數(shù)字系統(tǒng)完成。
[0058]實(shí)施例4如圖3所示，本實(shí)施例與實(shí)施例3的主要區(qū)別是，增加了太陽能電池板，在有太陽能時，可以將太陽能發(fā)電保存在蓄電池內(nèi)，作為日常維護(hù)用電的同時，多余的電能還可以用于電動機(jī)抽水，使本實(shí)施例的箱涵道路排水系統(tǒng)更加節(jié)能環(huán)保。
【權(quán)利要求】
1.一種箱涵道路自動排水系統(tǒng)，包括與收集箱涵道路積水的集水池，安裝在所述的集水池上的水泵組，所述的水泵組將所述的集水池內(nèi)的水泵送到至市政排水管道，為所述的水泵組提供動力的動力系統(tǒng)；其特征在于:所述的動力系統(tǒng)包括內(nèi)燃機(jī)組、對內(nèi)燃機(jī)組進(jìn)行自動控制的控制箱、檢測雨量大小雨量檢測器、檢測集水池水位的水位檢測器，所述的雨量檢測器和水位檢測器的輸出端接所述的控制箱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的箱涵道路自動排水系統(tǒng)，其特征在于:所述的動力系統(tǒng)中還包括蓄電池、發(fā)電機(jī)、電動機(jī)組；在所述的控制箱的控制下，所述的內(nèi)燃機(jī)組帶動所述的發(fā)電機(jī)發(fā)電，所述的發(fā)電機(jī)的電力輸出端接所述的蓄電池；所述的電動機(jī)組為所述的水泵組的驅(qū)動馬達(dá)，所述的蓄電池分別與所述的電動機(jī)組相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的箱涵道路自動排水系統(tǒng)，其特征在于:還包括檢測電池組容量的電池容量檢測電路，所述的電池容量檢測電路檢測所述的蓄電池的實(shí)時容量輸出接所述的控制箱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一所述的箱涵道路自動排水系統(tǒng)，其特征在于:所述的控制箱還包括遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊，所述的遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊包括設(shè)置在所述的控制箱內(nèi)的無線通信接口電路，所述的無線通信接口電路通過無線通信網(wǎng)絡(luò)與設(shè)置在無端的監(jiān)控中心相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的箱涵道路自動排水系統(tǒng)，其特征在于:還包括太陽能電池，所述的太陽能電池與所述的蓄電池相連。
【文檔編號】E03F1/00GK203808202SQ201420082789
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年2月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月26日
【發(fā)明者】吳曉丹, 韋廣華, 羅斯, 王志明, 楊玉平 申請人:深圳市建設(shè)（集團(tuán)）有限公司