一种倒虹吸管进口水位智能调节系统的制作方法

1.本实用新型属于农田灌溉和长距离引调水领域，具体涉及一种倒虹吸管进口水位智能调节系统。


背景技术：

2.农田输水灌溉、长距离引调水等工程一般多采用明渠输水，但在输水沿线往往会遇到河流、沟道、道路以及洼地等地形，此时一般多采用倒虹吸管穿越沿线低洼地带。多数情况下倒虹吸管进出口高程差不大，在各级流量设计条件下，倒虹吸管的进口均能被水流淹没。但现实中经常会遇到倒虹吸管进出口高差大，输水流量变化范围广等现象，例如从高台地侧穿越宽浅河道、山区中陡峭地形管道等。由于地形高差大，在小流量（小于设计流量）工况条件下，管道水力损失远远小于进出口高差，无法通过水力损失抵消高差。此时倒虹吸管的进水口不能被淹没，管身前半段或者大部分管段均为无压明流，倒虹吸管中水流出现明满流交替不良流态，容易将气体带入管中，运行过程中发生震动、噪音等问题，影响到倒虹吸管正常运行及使用寿命。


技术实现要素：

3.鉴于此，本实用新型的目的是提供一种倒虹吸管进口水位智能调节系统，用于克服上述问题或者至少部分地解决或缓解上述问题。
4.本实用新型提出一种倒虹吸管进口水位智能调节系统，包括：
5.进水池，所述进水池的上方设置有超声波液位仪；
6.倒虹吸管，所述倒虹吸管的一端与所述进水池相连通，所述倒虹吸管上连接有电动调流阀；
7.控制器，所述控制器通过光纤信号输入线与所述超声波液位仪信号连接，所述控制器通过控制信号输出线与所述电动调流阀信号连接；
8.出水池，所述出水池与所述倒虹吸管的出口相连通；
9.下游明渠，所述下游明渠与所述出水池相连通。
10.本实用新型的倒虹吸管进口水位智能调节系统还具有以下可选特征。
11.可选地，还包括下沉式阀室，所述下沉式阀室为半地下室结构，所述倒虹吸管上连接所述电动调流阀的管段穿过所述下沉式阀室。
12.可选地，所述倒虹吸管与所述下沉式阀室的墙壁之间设置有穿墙止推环。
13.可选地，所述倒虹吸管穿过所述下沉式阀室的管段上还连接有伸缩节。
14.可选地，所述下沉式阀室的阀室底面上设置有多个支墩，所述倒虹吸管和所述伸缩节分别搁在所述支墩上。
15.可选地，所述下沉式阀室内还设置有阶梯，所述阶梯从下沉式阀室的门口向下通到阀室底面。
16.可选地，所述进水池具有挡水墙，所述挡水墙上设置有悬臂立柱，所述超声波液位
仪固定在所述悬臂立柱上。
17.本实用新型的倒虹吸管进口水位智能调节系统主要是通过在倒虹吸管上安装电动调流阀，通过调节阀门开启度控制其过流面积，以此雍高上游的进水池水位，保证倒虹吸管的进口管顶以上淹没深度。同时在上游进水池安装超声波液位仪，实时监测运行期间进水池水位信息，并将信息通过光纤传递至管末端继电器输出智能光柱仪，根据设定的水位信息，由控制器向电动调流阀输出控制阀门开启度的信号。最终实现高落差条件下的倒虹吸管在不同流量下的水位、流量智能调节控制的目的，避免倒虹吸管中水流出现明满流交替不良流态，避免其将气体带入管中而导致运行过程中发生震动、噪音等问题，保证管道正常运行，不会影响其正常使用寿命。
附图说明
18.图1是本实用新型的实施例的整体结构示意图；
19.图2是本实用新型的实施例中的倒虹吸管的进水口示意图。
20.在以上图中：1、超声波液位仪；2、悬臂立柱；3、进水池；4、倒虹吸管；5、挡水墙；6、光纤信号输入线；7、下沉式阀室；8、出水池；9、下游明渠；10、电动调流阀；11、伸缩节；12、控制器；13、阶梯；14、穿墙止推环；15、阀室底面；16、支墩；17、出水池边墙；18、控制信号输出线。
具体实施方式
21.实施例1
22.参考图1和图2，本实用新型的实施例提供了一种倒虹吸管进口水位智能调节系统，包括：进水池3、倒虹吸管4、控制器12、出水池8和下游明渠9；所述进水池3的上方设置有超声波液位仪1；所述倒虹吸管4的一端与所述进水池3相连通，所述倒虹吸管4上连接有电动调流阀10；所述控制器12通过光纤信号输入线6与所述超声波液位仪1信号连接，所述控制器12通过控制信号输出线18与所述电动调流阀10信号连接；所述出水池8与所述倒虹吸管4的出口相连通；所述下游明渠9与所述出水池8相连通。
23.进水池3和出水池8之间通过地面以下的倒虹吸管4相连通，倒虹吸管4上连接电动调流阀10，为了避免进水池3的液面低于倒虹吸管3的进水口，通过超声波液位仪1持续检测进水池3的液位，超声波液位仪1将信号通过光纤信号输入线6发送给控制器12，控制器12采用继电器输出智能光柱仪，当控制器12根据信号判断出进水池3的液位较低或者较高时，控制器12通过控制信号输出线18控制电动调流阀10减少或者增大阀门开启度，使倒虹吸管4中的水流量减少或增大，使进水池3的液位升高或者降低，保证进水池3的液位高于倒虹吸管4的进水口一定高度，避免倒虹吸管4的进水口吸入空气而导致倒虹吸管4内发生震动和产生噪音等情况，使倒虹吸管4保持正常运行，保证其使用寿命。
24.实施例2
25.参考图2，在实施例1的基础上，还包括下沉式阀室7，所述下沉式阀室7为半地下室结构，所述倒虹吸管4上连接所述电动调流阀10的管段穿过所述下沉式阀室7。
26.下沉式阀室7的下半部位于地面以下，将倒虹吸管4上连接电动调流阀10的管段容纳在内，使电动调流阀10与地下的泥土隔离开，使其保持干燥，方便随时对倒虹吸管4和电
动调流阀10进行维护和检修，在检修和维护时不需要对具有电动调流阀10的倒虹吸管4进行挖掘和掩埋。
27.实施例3
28.参考图2，在实施例2的基础上，所述倒虹吸管4与所述下沉式阀室7的墙壁之间设置有穿墙止推环14。
29.穿墙止推环14将下沉式阀室7的墙壁与倒虹吸管4在轴向方向上固定起来，避免因倒虹吸管4相对墙壁发生轴向位移和缝隙而导致下沉式阀室7的墙壁产生渗水情况。
30.实施例4
31.参考图2，在实施例3的基础上，所述倒虹吸管4穿过所述下沉式阀室7的管段上还连接有伸缩节11。
32.伸缩节11连接在倒虹吸管4与电动调流阀10之间，当倒虹吸管4因为温度变化而产生轴向的微变形时，伸缩节11可以吸收形变，避免倒虹吸管4因为应力而受损破裂。
33.实施例5
34.参考图2，在实施例3的基础上，所述下沉式阀室7的阀室底面15上设置有多个支墩16，所述倒虹吸管4和所述伸缩节11分别搁在所述支墩16上。
35.通过多个支墩16分半对下沉阀室7内的倒虹吸管4、伸缩节11以及电动调流阀10进行支撑，使倒虹吸管4不会错位和变形，同时方便对倒虹吸管4、伸缩节11和电动调流阀10的下侧进行全方位维护。
36.实施例6
37.参考图2，在实施例3的基础上，所述下沉式阀室7内还设置有阶梯13，所述阶梯13从下沉式阀室7的门口向下通到阀室底面15。
38.工作人员可通过阶梯13下入到下沉式阀室7的阀室底面15，方便对电动调流阀10和控制器12进行检修。
39.实施例7
40.参考图1，在实施例1的基础上，所述进水池3具有挡水墙5，所述挡水墙5上设置有悬臂立柱2，所述超声波液位仪1固定在所述悬臂立柱2上。
41.悬臂立柱2的悬臂伸入到进水池3的上方，超声波液位仪1固定在悬臂上，向下检测进水池3的液位。
42.实施例8
43.具体实施时，在倒虹吸管4经过的位置设置下沉式阀室7，并在下沉式阀室7内安装电动调流阀10与伸缩节11和倒虹吸管4串联，电动调流阀10与控制器12通过控制信号输出线18连接。进水池3的挡水墙5上布置悬臂立柱2，超声波液位仪1安装在悬臂立柱2上，使其向下朝向进水池3。
44.将超声波液位仪1、电动调流阀10与控制器12即继电器输出智能光柱仪分别通过光纤信号输入线6和控制信号输出线18进行信号连接并完成调试，对进水池13水位设置两个极限控制点，即最低液位d和最高液位h。极限控制点按照设计液位s进行设置，设计液位s高出倒虹吸管4管顶1.5~2.0倍管径，最低液位d低于设计液位s约0.50倍管径，最高液位h高于设计液位s约0.50倍管径。
45.电动调流阀10初始为全开启状态，当倒虹吸管4开始过流时，其进水口水位低于进
水池3中最低液位d，控制器12即继电器输出光柱仪收集到水位信息并立即向电动调流阀10输出减少阀门开启度控制信号，从而减少阀门过流面积，逐渐使得倒虹吸管4上游无压流段逐渐充满水，最后雍高进水池3水位。
46.进水池3水位不断雍高，当水位达到最高液位h时，此时控制器12即继电器输出光柱仪向电动调流阀10输出加大阀门开启度的控制信号，增大阀门过流面积，降低进水池3水位，当水位降至最低液位d时，再重复雍高进水池3水位的步骤，如此反复，最终可实现电动调流阀10的开启度、进水池3的水位、倒虹吸管4流量的一个动态平衡状态。
47.通过超声波液位仪1、控制器12即继电器输出智能光柱仪、电动调流阀10三者相互作用，可自动实现倒虹吸管4在进水池3中的进水口的水位始终保持在最低液位d至最高液位h之间，从而确保了倒虹吸管4在各级流量条件下其进口水流淹没流态，实现倒虹吸管4的进口水位智能化自动调节的目的，保证倒虹吸管4的管道运行的安全性。
48.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。