专利名称：双阀滤池智能化控制水处理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种水处理的过滤系统，特别涉及一种双阀滤池智能化控制水处理系统。
目前，滤池是净水厂工艺过程中最关键的设施，被称之为水处理过程中的心脏。综观当今世界各国的净水厂仍采用最普遍和最常用的重力式过滤池型。双阀滤池即属于重力式过滤池的一种形式，这种双阀滤池是我国科技人员70年代借鉴四阀滤池和虹吸滤池的特点，把进水(源水)和排水改用虹吸从而构成了双阀、双虹吸滤池，即简称双阀滤池。鉴于双阀滤池具有结构简单、控制虹吸的阀门小型化，从而操作灵活、节约投资，故此，双阀滤池被广泛的应用。
双阀滤池是由电动与/或气动阀门和虹吸系统组成控制系统管廊，均采用人工手动操作，这样就不能使双阀滤池按所理想的状态实现运行的最佳化。尤其是大型水厂即规模为10万m3水/日或10万m3水/日以上，分成多个单元滤池的净水厂仍停留在人工手动操作的状况，既不能保证水质安全亦须耗费大量的人力和物力与时代的要求距离越拉越大，从而限制和约束了双阀滤池的使用和发展。
本发明的目的就是为解决上述双阀滤池运行中存在的问题，提供一种利用滤池的水头损失和运行时间这两个最关键的运行参数来实现双阀滤池智能化控制水处理系统。
本发明是双阀滤池智能化控制水处理系统是由电动与/或气动阀门和虹吸系统组成控制系统管廊，可设置若干个滤池单元，分为三个阶段进行第一阶段是现场控制，在现场可以对滤池的电动阀门、真空气动阀门和辅助设备(真空泵、反冲洗泵、空压机)执行元件在现场实现就地独立操作。
第二阶段是远距离控制，把单个滤池单元及辅助设备的执行元件进入逻辑性远距离现场的滤池操作台上进行单个滤池单元检测及操作。
第三阶段是集中智能化控制，即把单个滤池单元集中到控制站，实现检测、记录及智能化的网络顺序控制。
控制模式符合并超过《室外给水设计规范》GBJ 13-86中各项规定指标的要求，填补了国家的空白，如
图1、图4所示。
运行程序控制参数设定为滤池单元运行时间(T)和滤池单元运行的水头损失(H)值作为运行控制指令参数，将这两个值任选其一输入控制站即可实现智能化顺序控制。
逻辑顺序控制冲洗程序模式采用定期冲洗和集中冲洗两种，任选其中一种输入控制站即可实现逻辑顺序控制的冲洗。
当若干个滤池选用定期冲洗时，冲洗周期时间设定为n(n＝24小时)小时的条件下，则从第一个滤池单元的冲洗开始到下一个滤池单元冲洗开始顺序控制时间的间隔计算公式为
T＝24÷N(N＝滤池单元个数，如＝6个)＝24÷6＝4小时定期冲洗顺序控制时间及逻辑关系如图2所示。
当若干个滤池选用集中冲洗时，冲洗时间设定为5～7分钟，准备时间的间隔时间X＝5～15分钟，从第一号滤池单元到N(N＝6)号滤池单元的集中冲洗时间计算公式为T＝(5～7)×6+(5～15)×(6-1)＝5×6+5×5＝55分钟 (1)＝7×6+15×5＝117分钟(2)则在55～117分钟时间内完成全部冲洗。集中冲洗顺序控制时间及逻辑关系如图3所示。
冲洗系统是由冲洗泵15、高位反冲洗罐12组成，吸取清水渠道14部位处设置自动冲洗泵15，自动冲洗泵15的吸水端插入清水渠道14内，自动冲洗泵15的出水端与冲洗高位罐12相连接，高位反冲洗水罐12的底部与冲洗阀门11相连接，冲洗阀门11与滤池单元1的底部相连接，冲洗高位罐12内部设置冲洗高位罐带远传液位指示13。并将其控制开关经自动冲洗控制盘16和检测液位计13输入滤池单元远距离控制操作台22及集中控制盘23和检测显示盘24内，再进入滤站远程控制站26。经过自动空压机20由自动空压机控制盘21进行操作并恒定到设定的气压值连接电磁阀箱9输入检测显示盘24、滤站远程控制站26内进行控制进水虹吸管路3和排水虹吸管路6上的抽真空气动阀35和破坏真空气动阀36。真空系统是由自动真空泵17、高低压真空容器18和电磁阀箱9连接进水虹吸管路3和排水虹吸管路6。真空装置的真空形成是滤池实现自动控制的关键。
真空形成可按以下阶段进行第一阶段高低压真空容器18的高压真空室28和低压真空室7内为大气压状态；第二阶段自动真空泵17启动抽真空，伴随着高低压真空容器18的高压真空室28内真空度增大，低压真空室7亦随之增大，由于高低压真空容器18内形成真空负压，冲洗滤池排水总渠34内的水位在高压真空管路29内升高，当水位达到H1m时，低压真空室7的真空度控制值即形成，自动真空泵17再继续抽真空，只增大高压真空室28的真空度值，水流由高压真空管29吸入，直到高压真空室28内真空度控制值由电极水位指示仪30检出后即停止自动真空泵17的运行，循环往复运行则实现真空系统闭环控制；第三阶段低压真空室7的低压真空管8被水封住，形成低压真空室7，真空压为Vp＝-H1mAq；第四阶段高压真空室28的真空上升，真空压为Vp＝-H2mAq第五阶段高压真空室28达到设计水位，真空压为Vp＝-H3mAq；真空形成，自动真空泵17停止运行。
这样，高真空室内的真空压转换成了高低压真空容器18内或高真空管路29内的水位与冲洗排水总渠34水位的水位差。所以，高压真空室28内的真空压越低，水位越靠下。相反，真空压越高，水位越靠上。此时，进水虹吸管路3被抽真空，进水虹吸管路3内的水位上升，当到达水位H1m时，空气停止流动，进水虹吸管路3形成真空。
由于进水虹吸的动作，使得高压真空室28内的真空压下降，此时高低压真空容器18内的水位当达到一定水位以下时，自动真空泵17开始动作，恢复水位。外部水位之外继续下降，而高低压真空容器18内的水位上升，到达所设定的水位时，自动真空泵17停止，排水虹吸管路6形成排水虹吸。此时水位为H4m。自动真空泵17运转与高低压真空容器18的真空压形成闭环自动控制。检测高低压真空容器18内的水位，使高低压真空容器18内的真空压保持一定的真空压范围。高低压真空容器18安装电极液位计30进行检测水位。根据电极水位指示仪30的“着水、离水”信号自动地使自动真空泵17启动—运转—停止以及连锁真空气动阀27的开启和关闭。高低压真空容器18的真空操作按程序形成后，即可使进水虹吸管路3和排水虹吸管路6实现滤池单元1的进水和排水的自动控制。如图1、图4、图5、图8所示。
高低压真空容器18的下部为高压真空室28，高压真空室28与高压真空管29相连接，高压真空管29插入冲洗滤池排水总渠34内。电极水位指示仪30的底部与高低压真空容器18下部的高压真空室28的底部相连接，电极水位指示仪30的上部与高低压真空容器18的中部相连接。自动空压机20与电磁阀箱9的三通电磁阀31相连接，自动空压机20与自动空压机控制盘21相联接，自动空压机控制盘21与滤站远程控制站26相联接。如图1、图4、图5、图8所示。
高低压真空容器18形成真空后即可使进水虹吸管路3和排水虹吸管路6实现滤池单元1进水虹吸和排水虹吸的智能化自动控制。
滤池单元1的一侧上部设置U形进水虹吸管路3，进水虹吸管路3一端插入滤池来水总渠37，滤池单元1与滤池来水总渠37相连接，进水虹吸管路3的另一端插入进水虹吸管路水封槽38内，进水虹吸管路水封槽38的底部设置滤池进水导水管5，滤池进水导水管5的一端插入滤池单元1内，进水虹吸管路3的上部设置触点电极4，进水虹吸管路3的上端部并联设置抽真空气动阀35和破坏真空气动阀36，抽真空气动阀35与高低压真空容器18相连接，如图1、图4、图6、图8所示。
逆动作破坏真空气动阀36(给气时开启)，正动作抽真空气动阀35(给气时关闭)。当电磁阀箱9的三通电磁阀31无励磁时，[1]-[2]路和[1]-[3]路为关闭，[2]-[3]路为开启。则不供给抽真空气动阀35和破坏真空气动阀36空气时，破坏真空气动阀36为关闭，抽真空气动阀35为开启，进水虹吸管路3与高低压真空容器18相连通，进水虹吸管路3形成进水虹吸，此时水位以达到H1m。滤池来水总渠37的水由进水虹吸管路3进入进水虹吸管路水封槽38，在经滤池进水导水管5进入滤池单元1内。当电磁阀箱9的三通电磁阀31有励磁时，[1]-[2]路为开启，[1]-[3]路和[2]-[3]路为关闭，给抽真空气动阀35和破坏真空气动阀36供气。则破坏真空气动阀36开启，抽真空气动阀35关闭。进水虹吸管路3与空气相通，并且与高低压真空容器18断开。进水虹吸被破坏，进水停止，如图1、图4、图6、图8所示。
滤池单元1的另一侧上部设置U形排水虹吸管路6，排水虹吸管路6的一端插入滤池单元1的排水虹吸管水封槽33内，排水虹吸管路6的另一端插入冲洗滤池排水总渠34内，排水虹吸管路6的上部设置触点电极4，排水虹吸管路6的上端部并联设置抽真空气动阀35和破坏真空气动阀36，抽真空气动阀35和破坏真空气动阀36与高低压真空容器18相连接，如图1、图4、图7、图8所示。
抽真空气动阀35逆动作气动阀(给气时开启)，破坏真空气动阀36正动作气动阀(给气时关闭)。当电磁阀箱9的三通电磁阀31无励磁时，[1]-[2]和[1]-[3]路为关闭，[2]-[3]路为开启。排除抽真空气动阀35和破坏真空气动阀36的空气，破坏真空气动阀36为开启和抽真空气动阀35为关闭。排水虹吸管路6与空气相通，并与高低压真空容器18断开，排水虹吸被破坏。当电磁阀箱9的三通电磁阀31被励磁时，[1]-[2]路为开启，[1]-[3]、[2]-[3]路为关闭，与高低压真空容器18相联通，形成排水虹吸，此时水位为H4m，如图1、图4、图7、图8所示。
滤池单元1下部设置过滤水阀门10，过滤水阀门10与清水渠道14相连接，使清水渠道14与滤池单元1相连通，清水渠道14处的部位设置自动冲洗泵15，自动冲洗泵15的吸水端插入清水渠道14内，自动冲洗泵15的出水端与冲洗高位罐12相连接，高位反冲洗水罐12的底部与冲洗阀门11相连接，冲洗阀门11与滤池单元1的底部相连接，冲洗高位罐12内设置带远传液位指示计13，如图1、图4、图8所示。
滤池单元1上部设置液位仪2，液位仪2与滤池单元远距离控制操作台22相联接，如图1、图4、图8所示。
抽真空气动阀35和破坏真空气动阀36的控制开关与电磁阀箱9相联接，电磁阀箱9与滤池单元远距离控制操作台22相连接。过滤水阀门10的控制开关和冲洗阀门11的控制开关与滤池单元远距离控制操作台22相联接。自动冲洗泵15的控制开关与自动冲洗泵控制盘16相联接，自动冲洗泵控制盘16与反冲洗泵远程控制台23相联接。自动真空泵17的控制开关与真空系统控制盘19相联。自动空压机20的控制开关与自动空压机控制盘21相联接。带远传液位指示计13、真空系统控制盘19、自动空压机控制盘21、滤池单元远距离控制操作台22、辅助设施远程检测指示盘24和检测仪表远程指示盘25与滤站远程控制站26相联接。根据定期冲洗、集中冲洗程序可控制滤池的运行及冲洗，如图1、图4、图8所示。
在高低真空容器18的作用下经电磁阀箱9的三通电磁阀31，使进水虹吸管路3上的破坏真空气动阀36关闭，开启抽真空气动阀35开始抽真空，进水虹吸管路3形成真空。进水虹吸管路3上的触点电极4发出信号，滤池来水总渠37的水经进水虹吸管路3进入滤池单元1内，打开过滤水阀门10滤池单元1开始运行，如图1、图4、图5、图6、图7、图8所示。
滤池单元1运行的状态由液位计2检测指示，当运行到达到设定时间与/或达到滤池单元1的水头损失设定值时，现场滤池单元控制台22接受和发送到滤站远程控制站26，即可自动的按照顺序控制程序进行冲洗。
滤池单元1冲洗，在高低压真空容器18作用下，经电磁阀箱9的三通电磁阀31关闭抽真空气动阀35，打开破坏真空气动阀36、进水虹吸管路3进入空气，破坏进水虹吸停止进水。滤池单元1内水位下降达到设定值，在液位计2发出信号的同时判断高位冲洗罐12的水位，经带远传液位指示计13指示冲洗，关闭过滤水阀门10，气动排水虹吸管路6的抽真空气动阀35和破坏真空气动阀36。经高低压真空容器18由电磁阀箱9的三通电磁阀31，关闭破坏真空气动阀36，打开抽真空气动阀35时排水虹吸管路6形成真空，触点电极4发出信号启动排水虹吸管路6，打开冲洗水阀门11，对滤池单元1进行冲洗5～7分钟，关闭冲洗水阀门11，又经高低压真空容器18由电磁阀箱9的三通电磁阀31关闭抽真空气动阀35，打开破坏真空气动阀36与大气相连通，使排水虹吸管路6进入空气，停止冲洗，又进入滤池单元1重新启动，如图1、图4、图5、图6、图7、图8所示。
滤池单元及滤站系统流程在计算机模拟仿真过程中确定滤池单元运行及冲洗流程的程序如图8所示。
根据滤站自动运行和自动冲洗的控制程序，在计算机模拟仿真过程中结合双阀滤池运行规程和程序选定RTu控制站性能确定出运行和冲洗时间曲线表，亦可由PLC代替RTu。如图9所示。
控制站的时间按以下范围设定参考值冲洗周期时间0-60小时水位下降时间0-60分冲洗时间0-60分反冲洗时间0-30分本发明是双阀滤池智能化控制水处理系统。是由电动与/或气动阀门和虹吸系统组成控制系统管廊，利用滤池的水头损失和运行时间的运行参数来实现双阀滤池智能化控制水处理系统。无需采用人工手动操作，尤其是大型水厂即规模为10万m3水/日或10万m3水/日以上，可分成多个单元滤池的净水厂，既能保证水质安全又无须耗费大量的人力和物力，投资少，见效快，可广泛的应用双阀滤池。各项指标均符合《室外给水设计规范》GBJ 13-86中各项规定指标的要求。
图1双阀滤池智能化控制水处理系统的控制程序示意2滤池运行冲洗周期示意3滤池运行冲洗周期示意4双阀滤池智能化控制水处理系统的示意5双阀滤池高低压真空容器的示意6进水虹吸与高低压真空容器及气源连接示意7排水虹吸与高低压真空容器及气源连接示意8表滤池单元及滤站系统流程9滤池运行和冲洗时间曲线1滤池单元，2液位计，3进水虹吸管路，4触点电极，5滤池进水导水管，6排水虹吸管，7低压真空室，8低压真空管，9电磁阀箱，10过滤水阀门，11冲洗水阀门，12高位反冲洗水罐，13带远传液位指示计，14清水渠道，15自动冲洗泵，16自动冲洗泵控制盘，17自动真空泵，18高低压真空容器，19真空系统控制盘，20自动空压机，21自动空压机控制盘，22滤池单元远距离控制操作台，23反冲洗泵远程控制台，24检测显示盘，25检测仪表远程指示盘，26滤站远程控制站，27真空气动阀，28高压真空室，29高压真空管，30电极水位指示仪，31三通电磁阀，32滤池排水渠，33排水虹吸管水封槽，34冲洗滤池排水总渠，35抽真空气动阀，36破坏真空气动阀，37滤池来水总渠，38进水虹吸管路水封槽以下用实施例结合附图详细说明。
实施例1双阀滤池智能化控制水处理系统是由电动阀门或气动阀门和虹吸系统组成控制系统管廊，设置六个滤池，分为三个阶段进行第一阶段是现场控制，在现场可以对滤池的电动阀门、真空气动阀门和辅助设备(真空泵、反冲洗泵、空压机)执行元件在现场实现就地独立操作。
第二阶段是远距离控制，把单个滤池单元及辅助设备的执行元件进入逻辑性远距离现场的滤池操作台上进行单个滤池单元检测及操作。
第三阶段是集中智能化控制，即把单个滤池单元集中到控制站，实现检测、记录及智能化的网络顺序控制。
运行程序控制参数设定为滤池单元运行时间(T)输入控制站即可实现智能化顺序控制。逻辑顺序控制冲洗程序模式采用定期冲洗输入控制站即可实现逻辑顺序控制的冲洗。
冲洗系统是由冲洗泵15、高位反冲洗罐12组成，吸取清水渠道14部位处设置自动冲洗泵15，自动冲洗泵15的吸水端插入清水渠道14内，自动冲洗泵15的出水端与冲洗高位罐12相连接，高位反冲洗水罐12的底部与冲洗阀门11相连接，冲洗阀门11与滤池单元1的底部相连接，冲洗高位罐12内部设置冲洗高位罐带远传液位指示13。并将其控制开关经自动冲洗控制盘16和检测液位计13输入滤池单元远距离控制操作台22及集中控制盘23和检测显示盘24内，再进入滤站远程控制站26。经过自动空压机20由自动空压机控制盘21进行操作并恒定到设定的气压值连接电磁阀箱9输入检测显示盘24、滤站远程控制站26内进行控制进水虹吸管路3和排水虹吸管路6上的抽真空气动阀35和破坏真空气动阀36。真空系统是由自动真空泵17、高低压真空容器18和电磁阀箱9连接进水虹吸管路3和排水虹吸管路6。真空装置的真空形成是滤池实现自动控制的关键。
真空形成可按以下阶段进行
第一阶段高低压真空容器18的高压真空室28和低压真空室7内为大气压状态；第二阶段自动真空泵17启动抽真空，伴随着高低压真空容器18的高压真空室28内真空度增大，低压真空室7亦随之增大，由于高低压真空容器18内形成真空负压，冲洗滤池排水总渠34内的水位在高压真空管路29内升高，当水位达到H1m时，低压真空室7的真空度控制值即形成，自动真空泵17再继续抽真空，只增大高压真空室28的真空度值，水流由高压真空管29吸入，直到高压真空室28内真空度控制值由电极水位指示仪30检出后即停止自动真空泵17的运行，循环往复运行则实现真空系统闭环控制；第三阶段低压真空室7的低压真空管8被水封住，形成低压真空室7，真空压为Vp＝-H1mAq；第四阶段高压真空室28的真空上升，真空压为Vp＝-H2mAq；第五阶段高压真空室28达到设计水位，真空压为Vp＝-H3mAq；真空形成，自动真空泵17停止运行。
这样，高真空室内的真空压转换成了高低压真空容器18内或高真空管路29内的水位与冲洗排水总渠34水位的水位差。所以，高压真空室28内的真空压越低，水位越靠下。相反，真空压越高，水位越靠上。
此时，进水虹吸管路3被抽真空，进水虹吸管路3内的水位上升，当到达水位H1m时，空气停止流动，进水虹吸管路3形成真空。
由于进水虹吸的动作，使得高压真空室28内的真空压下降，此时高低压真空容器18内的水位当达到一定水位以下时，自动真空泵17开始动作，恢复水位。外部水位之外继续下降，而高低压真空容器18内的水位上升，到达所设定的水位时，自动真空泵17停止，排水虹吸管路6形成排水虹吸。此时水位为H4m。自动真空泵17运转与高低压真空容器18的真空压形成闭环自动控制。检测高低压真空容器18内的水位，使高低压真空容器18内的真空压保持一定的真空压范围。高低压真空容器18安装电极水位指示仪30进行检测水位。根据电极水位指示仪30的“着水、离水”信号自动地使自动真空泵17启动—运转—停止以及连锁真空气动阀27的开启和关闭。高低压真空容器18的真空操作按程序形成后，即可使进水虹吸管路3和排水虹吸管路6实现滤池单元1的进水和排水的自动控制。如图1、图4、图5、图8所示。
高低压真空容器18的下部为高压真空室28，高压真空室28与高压真空管29相连接，高压真空管29插入冲洗滤池排水总渠34内。电极水位指示仪30的底部与高低压真空容器18下部的高压真空室28的底部相连接，电极水位指示仪30的上部与高低压真空容器18的中部相连接。自动空压机20与电磁阀箱9的三通电磁阀31相连接，自动空压机20与自动空压机控制盘21相联接，自动空压机控制盘21与滤站远程控制站26相联接。如图1、图4、图5、图8所示。
高低压真空容器18形成真空后即可使进水虹吸管路3和排水虹吸管路6实现滤池单元1进水虹吸和排水虹吸的智能化自动控制。滤池单元1的一侧上部设置U形进水虹吸管路3，进水虹吸管路3一端插入滤池来水总渠37，滤池单元1与滤池来水总渠37相连接，进水虹吸管路3的另一端插入进水虹吸管路水封槽38内，进水虹吸管路水封槽38的底部设置滤池进水导水管5，滤池进水导水管5的一端插入滤池单元1内，进水虹吸管路3的上部设置触点电极4，进水虹吸管路3的上端部并联设置抽真空气动阀35和破坏真空气动阀36，抽真空气动阀35与高低压真空容器18相连接，如图1、图4、图6、图8所示。
逆动作破坏真空气动阀36(给气时开启)，正动作抽真空气动阀35(给气时关闭)。当电磁阀箱9的三通电磁阀31无励磁时，[1]-[2]路和[1]-[3]路为关闭，[2]-[3]路为开启。则不供给抽真空气动阀35和破坏真空气动阀36空气时，破坏真空气动阀36为关闭，抽真空气动阀35为开启，进水虹吸管路3与高低压真空容器18相连通，进水虹吸管路3形成进水虹吸，此时水位以达到H1m。滤池来水总渠37的水由进水虹吸管路3进入进水虹吸管路水封槽38，在经滤池进水导水管5进入滤池单元1内。当电磁阀箱9的三通电磁阀31有励磁时，[1]-[2]路为开启，[1]-[3]路和[2]-[3]路为关闭，给抽真空气动阀35和破坏真空气动阀36供气。则破坏真空气动阀36开启，抽真空气动阀35关闭。进水虹吸管路3与空气相通，并且与高低压真空容器18断开。进水虹吸被破坏，进水停止，如图1、图4、图6、图8所示。
滤池单元1的另一侧上部设置U形排水虹吸管路6，排水虹吸管路6的一端插入滤池单元1的排水虹吸管水封槽33内，排水虹吸管路6的另一端插入冲洗滤池排水总渠34内，排水虹吸管路6的上部设置触点电极4，排水虹吸管路6的上端部并联设置抽真空气动阀35和破坏真空气动阀36，抽真空气动阀35和破坏真空气动阀36与高低压真空容器18相连接，如图1、图4、图7、图8所示。
抽真空气动阀35逆动作气动阀(给气时开启)，破坏真空气动阀36正动作气动阀(给气时关闭)。当电磁阀箱9的三通电磁阀31无励磁时，[1]-[2]和[1]-[3]路为关闭，[2]-[3]路为开启。排除抽真空气动阀35和破坏真空气动阀36的空气，破坏真空气动阀36为开启和抽真空气动阀35为关闭。排水虹吸管路6与空气相通，并与高低压真空容器18断开，排水虹吸被破坏。当电磁阀箱9的三通电磁阀31被励磁时，[1]-[2]路为开启，[1]-[3]、[2]-[3]路为关闭，与高低压真空容器18相联通，形成排水虹吸，此时水位为H4m，如图1、图4、图7、图8所示。
滤池单元1下部设置过滤水阀门10，过滤水阀门10与清水渠道14相连接，使清水渠道14与滤池单元1相连通，清水渠道14处的部位设置自动冲洗泵15，自动冲洗泵15的吸水端插入清水渠道14内，自动冲洗泵15的出水端与冲洗高位罐12相连接，高位反冲洗水罐12的底部与冲洗阀门11相连接，冲洗阀门11与滤池单元1的底部相连接，冲洗高位罐12内设置带远传液位指示计13，如图1、图4、图8所示。
滤池单元1上部设置液位计2，液位计2与滤池单元远距离控制操作台22相联接，如图1、图4、图8所示。
抽真空气动阀35和破坏真空气动阀36的控制开关与电磁阀箱9相联接，电磁阀箱9与滤池单元远距离控制操作台22相连接。过滤水阀门10的控制开关和冲洗阀门11的控制开关与滤池单元远距离控制操作台22相联接。自动冲洗泵15的控制开关与自动冲洗泵控制盘16相联接，自动冲洗泵控制盘16与反冲洗泵远程控制台23相联接。自动真空泵17的控制开关与真空系统控制盘19相联。自动空压机20的控制开关与自动空压机控制盘21相联接。带远传液位指示计13、真空系统控制盘19、自动空压机控制盘21、滤池单元远距离控制操作台22、辅助设施远程检测指示盘24和检测仪表远程指示盘25与滤站远程控制站26相联接。根据定期冲洗、集中冲洗程序可控制滤池的运行及冲洗，如图1、图4、图8所示。
在高低真空容器18的作用下经电磁阀箱9的三通电磁阀31，使进水虹吸管路3上的破坏真空气动阀36关闭，开启抽真空气动阀35开始抽真空，进水虹吸管路3形成真空。进水虹吸管路3上的触点电极4发出信号，滤池来水总渠37的水经进水虹吸管路3进入滤池单元1内，打开过滤水阀门10滤池单元1开始运行，如图1、图4、图5、图6、图7、图8所示。
滤池单元1运行的状态由液位计2检测指示，当运行到达到设定时间与或达到滤池单元1的水头损失设定值时，现场滤池单元控制台22接受和发送到滤站远程控制站26，即可自动的按照顺序控制程序进行冲洗。
滤池单元1冲洗，在高低压真空容器18作用下，经电磁阀箱9的三通电磁阀31关闭抽真空气动阀35，打开破坏真空气动阀36、进水虹吸管路3进入空气，破坏进水虹吸停止进水。滤池单元1内水位下降达到设定值，在液位计2发出信号的同时判断高位冲洗罐12的水位，经带远传液位指示计13指示冲洗，关闭过滤水阀门10，气动排水虹吸管路6的抽真空气动阀35和破坏真空气动阀36。经高低压真空容器18由电磁阀箱9的三通电磁阀31，关闭破坏真空气动阀36，打开抽真空气动阀35时排水虹吸管路6形成真空，触点电极4发出信号启动排水虹吸管路6，打开冲洗水阀门11，对滤池单元1进行冲洗5～7分钟，关闭冲洗水阀门11，又经高低压真空容器18由电磁阀箱9的三通电磁阀31关闭抽真空气动阀35，打开破坏真空气动阀36与大气相连通，使排水虹吸管路6进入空气，停止冲洗，又进入滤池单元1重新启动，如图1、图4、图5、图6、图7、图8所示。
实施例2双阀滤池智能化控制水处理系统是由电动阀门与气动阀门和虹吸系统组成控制系统管廊，设置六个滤池。运行程序控制参数设定为滤池单元运行时间(T)作为运行控制指令参数输入控制站即可实现智能化顺序控制。逻辑顺序控制冲洗程序模式采用集中冲洗输入控制站即可实现逻辑顺序控制的冲洗。当六个滤池选用集中冲洗时，冲洗时间设定为5分钟，准备时间的间隔时间X＝5分钟，从第一号滤池单元到第六号滤池单元的集中冲洗时间计算公式为
T＝5×6+5×(6-1)＝5×6+5×5＝55分钟则在55分钟时间内完成全部冲洗。集中冲洗顺序控制时间及逻辑关系如图3所示。
实施例3运行程序控制参数设定为滤池单元运行的水头损失(H)值作为运行控制指令参数输入控制站即可实现智能化顺序控制。逻辑顺序控制冲洗程序模式采用集中冲洗输入控制站即可实现逻辑顺序控制的冲洗。
当六个滤池选用集中冲洗时，冲洗时间设定为6分钟，准备时间的间隔时间X＝10分钟，从第一号滤池单元到第六号滤池单元的集中冲洗时间计算公式为 T＝6×6+10×(6-1)＝36+55＝91分钟则在91分钟时间内完成全部冲洗。集中冲洗顺序控制时间及逻辑关系如图3所示。
实施例4运行程序控制参数设定为滤池单元运行的水头损失(H)值作为运行控制指令参数输入控制站即可实现智能化顺序控制。逻辑顺序控制冲洗程序模式采用集中冲洗输入控制站即可实现逻辑顺序控制的冲洗。
当六个滤池选用集中冲洗时，冲洗时间设定为7分钟，准备时间的间隔时间15分钟，从第一号滤池单元到第六号滤池单元的集中冲洗时间计算公式为T＝7×6+15×(6-1)＝7×6+15×5＝117分钟则在117分钟时间内完成全部冲洗。集中冲洗顺序控制时间及逻辑关系如图3所示。
实施例5运行程序控制参数设定为滤池单元运行的水头损失(H)值作为运行控制指令参数输入控制站即可实现智能化顺序控制。逻辑顺序控制冲洗程序模式采用集中冲洗输入控制站即可实现逻辑顺序控制的冲洗。
滤池单元及滤站系统流程在计算机模拟仿真过程中确定滤池单元运行及冲洗流程的程序如图8所示。
根据滤站自动运行和自动冲洗的控制程序，在计算机模拟仿真过程中结合双阀滤池运行规程和程序选定RTu控制站性能确定出运行和冲洗时间曲线表，亦可由PLC代替RTu。如图9所示。
控制站的时间按以下范围设定参考值冲洗周期时间0-60小时水位下降时间0-60分冲洗时间0-60分反冲洗时间0-30分
权利要求
1.一种双阀滤池智能化控制水处理系统，其特征是在于由电动与/或气动阀门和虹吸系统组成控制系统管廊，可设置若干个滤池单元；吸取清水渠道(14)部位处设置自动冲洗泵(15)，自动冲洗泵(15)的吸水端插入清水渠道(14)内，自动冲洗泵(15)的出水端与冲洗高位罐(12)相连接，高位反冲洗水罐(12)的底部与冲洗阀门(11)相连接，冲洗阀门(11)与滤池单元(1)的底部相连接，冲洗高位罐(12)内部设置带远传液位指示计(13)；自动冲洗泵(15)的控制开关经自动冲洗控制盘(16)和带远传液位指示计(13)输入滤池单元远距离控制操作台(22)及集中控制盘(23)和检测显示盘(24)内，再进入滤站远程控制站(26)；自动真空泵(17)、高低压真空容器(18)和电磁阀箱(9)连接进水虹吸管路(3)和排水虹吸管路(6)；高低压真空容器(18)的下部为高压真空室(28)，高压真空室(28)与高压真空管(29)相连接，高压真空管(29)插入冲洗滤池排水总渠(34)内；电极水位指示仪(30)的底部与高低压真空容器(18)下部的高压真空室(28)的底部相连接，电极水位指示仪(30)的上部与高低压真空容器(18)的中部相连接；自动空压机(20)与电磁阀箱(9)的三通电磁阀(31)相连接，自动空压机(20)与自动空压机控制盘(21)相联接，自动空压机控制盘(21)与滤站远程控制站(26)相联接；滤池单元(1)的一侧上部设置U形进水虹吸管路(3)，进水虹吸管路(3)一端插入滤池来水总渠(37)，滤池单元(1)与滤池来水总渠(37)相连接，进水虹吸管路(3)的另一端插入进水虹吸管路水封槽(38)内，进水虹吸管路水封槽(38)的底部设置滤池进水导水管(5)，滤池进水导水管(5)的一端插入滤池单元(1)内，进水虹吸管路(3)的上部设置触点电极(4)，进水虹吸管路(3)的上端部并联设置抽真空气动阀(35)和破坏真空气动阀(36)，抽真空气动阀(35)与高低压真空容器(18)相连接；滤池单元(1)的另一侧上部设置U形排水虹吸管路(6)，排水虹吸管路(6)的一端插入滤池单元(1)的排水虹吸管水封槽(33)内，排水虹吸管路(6)的另一端插入冲洗滤池排水总渠(34)内，排水虹吸管路(6)的上部设置触点电极(4)，排水虹吸管路(6)的上端部并联设置抽真空气动阀(35)和破坏真空气动阀(36)，抽真空气动阀(35)和破坏真空气动阀(36)与高低压真空容器(18)相连接。
2.根据权利要求1所述的双阀滤池智能化控制水处理系统，其特征是在于滤池单元(1)下部设置过滤水阀门(10)，过滤水阀门(10)与清水渠道(14)相连接，使清水渠道(14)与滤池单元(1)相连通，清水渠道(14)处的部位设置自动冲洗泵(15)，自动冲洗泵(15)的吸水端插入清水渠道(14)内，自动冲洗泵(15)的出水端与冲洗高位罐(12)相连接，高位反冲洗水罐(12)的底部与冲洗阀门(11)相连接，冲洗阀门(11)与滤池单元(1)的底部相连接，冲洗高位罐(12)内设置带远传液位指示计(13)；抽真空气动阀(35)和破坏真空气动阀(36)的控制开关与电磁阀箱(9)相联接，电磁阀箱(9)与滤池单元远距离控制操作台(22)相连接；过滤水阀门(10)的控制开关和冲洗阀门(11)的控制开关与滤池单元远距离控制操作台(22)相联接；自动冲洗泵(15)的控制开关与自动冲洗泵控制盘(16)相联接，自动冲洗泵控制盘(16)与反冲洗泵远程控制台(23)相联接；自动真空泵(17)的控制开关与真空系统控制盘(19)相联；自动空压机(20)的控制开关与自动空压机控制盘(21)相联接；带远传液位指示计(13)、真空系统控制盘(19)、自动空压机控制盘(21)、滤池单元远距离控制操作台(22)、辅助设施远程检测指示盘(24)和检测仪表远程指示盘(25)与滤站远程控制站(26)相联接。
3.根据权利要求1、2所述的双阀滤池智能化控制水处理系统，其特征是在于运行程序控制参数设定为滤池单元运行时间(T)与/或滤池单元运行的水头损失(H)值作为运行控制指令参数输入控制站，逻辑顺序控制冲洗程序模式采用定期冲洗与/或集中冲洗方式输入控制站；高低压真空容器(18)的高压真空室(28)和低压真空室(7)内为大气压状态，启动自动真空泵(17)抽真空，高低压真空容器(18)的高压真空室(28)内真空度增大，低压真空室(7)亦随之增大，高低压真空容器(18)内形成真空负压，冲洗滤池排水总渠(34)内的水位在高压真空管路(29)内升高，低压真空室(7)形成真空度控制值，自动真空泵(17)再继续抽真空，只增大高压真空室(28)的真空度值，水流由高压真空管(29)吸入，直到高压真空室(28)内真空度控制值由电极水位指示仪(30)检出后停止自动真空泵(17)的运行，循环往复运行。
4.根据权利要求1、2所述的双阀滤池智能化控制水处理系统，其特征是在于自动真空泵(17)运转与高低压真空容器(18)的真空压形成闭环自动控制，检测高低压真空容器(18)内的水位，使高低压真空容器(18)内的真空压保持一定的真空压范围，高低压真空容器(18)安装电极水位指示仪(30)进行检测水位；电极水位指示仪(30)的“着水、离水”信号自动地使自动真空泵(17)启动—运转—停止以及连锁真空气动阀(27)的开启和关闭，可使进水虹吸管路(3)和排水虹吸管路(6)对滤池单元(1)的进水和排水。
5.根据权利要求1、2所述的双阀滤池智能化控制水处理系统，其特征是在于逆动作破坏真空气动阀(36)(给气时开启)，正动作抽真空气动阀(35)(给气时关闭)，当电磁阀箱(9)的三通电磁阀(31)无励磁时，[1]-[2]路和[1]-[3]路为关闭，[2]-[3]路为开启；则不供给抽真空气动阀(35)和破坏真空气动阀(36)空气时，破坏真空气动阀(36)为开启，抽真空气动阀(35)为关闭，进水虹吸管路(3)与高低压真空容器(18)相连通，进水虹吸管路(3)形成进水虹吸；滤池来水总渠(37)的水由进水虹吸管路(3)进入进水虹吸管路水封槽(38)，在经滤池进水导水管(5)进入滤池单元(1)内；当电磁阀箱(9)的三通电磁阀(31)有励磁时，[1]-[2]路为开启，[1]-[3]路和[2]-[3]路为关闭，给抽真空气动阀(35)和破坏真空气动阀(36)供气，破坏真空气动阀(36)开启，抽真空气动阀(35)关闭；进水虹吸管路(3)与空气相通，并与高低压真空容器(18)断开，进水虹吸被破坏，进水停止，抽真空气动阀(35)逆动作气动阀(给气时开启)，破坏真空气动阀(36)正动作气动阀(给气时关闭)，当电磁阀箱(9)的三通电磁阀(31)无励磁时，[1]-[2]和[1]-[3]路为关闭，[2]-[3]路为开启；排除抽真空气动阀(35)和破坏真空气动阀(36)的空气，破坏真空气动阀(36)为开启和抽真空气动阀(35)为关闭；排水虹吸管路(6)与空气相通，并与高低压真空容器(18)断开，排水虹吸被破坏；当电磁阀箱(9)的三通电磁阀(31)被励磁时，[1]-[2]路为开启，[1]-[3]、[2]-[3]路为关闭，与高低压真空容器(18)相联通；经高低真空容器(18)由电磁阀箱(9)的三通电磁阀(31)使进水虹吸管路(3)上的破坏真空气动阀(36)关闭，开启抽真空气动阀(35)开始抽真空，进水虹吸管路(3)形成真空；进水虹吸管路(3)上的触点电极(4)发出信号，滤池来水总渠(37)的水经进水虹吸管路(3)进入滤池单元(1)内，打开过滤水阀门(10)滤池单元(1)开始运行。
6.根据权利要求1、2所述的双阀滤池智能化控制水处理系统，其特征是在于滤池单元(1)运行的状态由液位计(2)检测指示，当运行到达到设定时间与/或达到滤池单元(1)的水头损失设定值时，现场滤池单元控制台(22)接受和发送到滤站远程控制站(26)进行冲洗滤池单元(1)，经高低压真空容器(18)由电磁阀箱(9)的三通电磁阀(31)关闭抽真空气动阀(35)，打开破坏真空气动阀(36)、进水虹吸管路(3)进入空气，破坏进水虹吸停止进水；滤池单元(1)内水位下降达到设定值，在液位计(2)发出信号的同时判断高位冲洗罐(12)的水位，经带远传液位指示计(13)指示冲洗，关闭过滤水阀门(10)，气动排水虹吸管路(6)的抽真空气动阀(35)和破坏真空气动阀(36)；经高低压真空容器(18)由电磁阀箱(9)的三通电磁阀(31)，关闭破坏真空气动阀(36)，打开抽真空气动阀(35)时排水虹吸管路(6)形成真空，触点电极(4)发出信号启动排水虹吸管路(6)，打开冲洗水阀门(11)，对滤池单元(1)进行冲洗5～7分钟，关闭冲洗水阀门(11)，又经高低压真空容器(18)由电磁阀箱(9)的三通电磁阀(31)关闭抽真空气动阀(35)，打开破坏真空气动阀(36)与大气相连通，使排水虹吸管路(6)进入空气，停止冲洗，又进入滤池单元(1)重新启动。
全文摘要
本发明是双阀滤池智能化控制水处理系统。是由电动与/或气动阀门和虹吸系统组成控制系统管廊,利用滤池的水头损失和运行时间的运行参数来实现双阀滤池智能化控制水处理系统。滤池单元上部设置U形进水虹吸管路和排水虹吸管路,在进水虹吸管路和排水虹吸管路的上部设置触点电极以及并联设置抽真空气动阀和破坏真空气动阀。高低压真空容器的真空按程序形成后,即可使进水虹吸、排水虹吸完成实现滤池的进水和排水的自动控制。无需采用人工手动操作,尤其是大型水厂可分成多个单元滤池的净水厂,既能保证水质安全又无须耗费大量的人力和物力,可广泛的应用双阀滤池。各项指标均符合《室外集水设计规范》GBJ 13－86中各项规定指标的要求。
文档编号B01D24/22GK1358554SQ0113503
公开日2002年7月17日 申请日期2001年11月16日 优先权日2001年11月16日
发明者王志成, 翟砚章, 张隆久 申请人:天津市开发区建硕实业发展有限公司