CN111580569A - 一种电缆隧道水位控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电缆隧道水位控制系统，包括排水沟、集水坑、液位感应组件、可编程控制器、报警器、抽水泵以及流量比例控制阀；第一抽水管沿排水沟的底部分布，在第一抽水管上等距设置有若干抽水口，当可编程控制器收到排水触发信号时，流量比例控制阀打开；当可编程控制器收到抽水触发信号时，启动抽水泵；当可编程控制器收到同段电缆隧道的过渡触发信号数量增加时，可编程控制器逐步指令流量比例控制阀调高流量比例；当可编程控制器接收到一个过渡触发信号，而没有接收到同一水平高度的相邻过渡液位感应器发出的过渡触发信号，可编程控制器控制报警器工作，本发明可提高排水效率，对障碍物及时预警，对排水阻滞段进行排水。

Description

一种电缆隧道水位控制系统

技术领域

本发明涉及水位调节系统技术领域，具体涉及一种电缆隧道水位控制系统。

背景技术

电缆隧道是指用于容纳大量敷设在电缆支架上的电缆的走廊或隧道式构筑物。电缆隧道除了让隧道能更好地保护电缆，还能够使人们对电缆的检查和维修都很方便。整条隧道应有排水沟道，而且必须有自动排水装置。隧道中如有渗透水，将集中到两端集水坑中，当达到一定水位时，自动排水装置起动，用排水泵将水排至城市下水道。

但是现有的水位控制系统存在以下缺陷：

(1)电缆隧道中偶有积水较多的时候，如在雨水旺盛的夏季，有时会发生电缆被短暂的淹没的现象，如果电缆长期处于水淹的状态，将影响电缆的使用寿命，甚至存在安全隐患，但是现有的排水系统多依靠排水沟中积水的自动排放，导致排水进度难以应对积水较多的突发情况，不能根据隧道中的积水深度，适应性的调节排水速度，排水效率低下；

(2)电缆隧道中，有时候会沉积一些障碍物，如果不能及时清理，将影响正常排水，常见的做法是：隧道维护人员对电缆隧道进行定期的巡视，对内部的障碍物进行清理，采用此种方式不但耗费人力物力，而且对于临时形成的障碍物，不能进行及时的清理，导致障碍物阻滞积水流出；

(3)排水沟中由于长期有携带杂质的回流经过，容易在沟底形成沉淀，常见的处理方式是等排水沟内部的淤泥沉积到一定厚度时，再定期对其进行清理，这种处理方式大大降低了排水沟的日常排水的能力。

发明内容

为此，本发明提供一种电缆隧道水位控制系统，以解决现有技术中的上述缺陷。

一种电缆隧道水位控制系统，包括排水沟、集水坑、液位感应组件、可编程控制器、报警器以及抽水泵，所述液位感应组件、报警器以及抽水泵均与可编程控制器连接，所述液位感应组件包括排水液位感应器、抽水液位感应器以及过渡液位感应器；

第一抽水管沿所述排水沟的底部分布，在所述第一抽水管上等距设置有若干抽水口，所述第一抽水管的出水端与抽水泵连接，抽水泵通过第二抽水管连接着排水终端；

所述集水坑设置在排水沟的端部，用于承接从排水沟流入的水，集水坑的底部通过排水管连接所述排水端，所述排水管上设置有流量比例控制阀，所述流量比例控制阀连接着可编程控制器；

所述排水液位感应器设置在集水坑的排水水位线的最低点，用于检测集水坑中是否达到排水水位；并在水位达到排水水位时，向可编程控制器发出排水触发信号；

电缆隧道被划分成若干段，每段电缆隧道均配备一组抽水液位感应器和过渡液位感应器；

若干所述抽水液位感应器设置在排水沟上表面所在平面，当液位漫过排水沟的上表面时，向可编程控制器发出抽水触发信号；

每段电缆隧道拥有的若干过渡液位感应器均等距分布在不同的水平高度，当水位每漫过一个过渡液位感应器，向可编程控制器发出一个过渡触发信号；

当可编程控制器收到排水触发信号时，流量比例控制阀打开；当可编程控制器收到抽水触发信号时，控制启动抽水泵；当可编程控制器收到同段电缆隧道的过渡触发信号数量增加时，可编程控制器逐步指令流量比例控制阀调高流量比例；当可编程控制器接收到一个过渡触发信号，而没有接收到同一水平高度的相邻过渡液位感应器发出的过渡触发信号，判断电缆隧道中有阻碍排水的障碍物，可编程控制器控制报警器工作。

优选的，所述可编程控制器包括处理器，所述处理器连接有外设接口、存储器、I/O扩展接口、输入模块、输出模块和电源模块；所述电源模块与处理器、输入模块以及输出模块电性连接，所述输入模块与所述排水液位感应器、抽水液位感应器以及过渡液位感应器电性连接；所述输出模块与报警器、抽水泵以及流量比例控制阀电性连接。

优选的，所述抽水口上设置有防堵进水套，所述第一抽水管设置在排水沟的沟底，并且在第一抽水管的上方设置有倒U型防压盖板。

优选的，所述排水液位感应器、抽水液位感应器以及过渡液位感应器为光电液位传感器。

优选的，所述流量比例控制阀的型号选用FC-1000。

优选的，所述排水液位感应器的高度低于所述抽水液位感应器的高度。

优选的，所述I/O扩展接口连接有I/O扩展单元。

优选的，所述外设接口电性连接有编程器。

优选的，所述倒U型防压盖板的下表面设置有用于夹持所述第一抽水管的卡箍，第一抽水管上位于抽水口的管壁上套装有与所述卡箍相互配合的加强套环，所述防堵进水套安装在所述加强套环上；

所述防堵进水套包括依次连接的第一管套、转动套管以及第二套环，所述第一管套的一端与所述抽水口连接，第一管套另一端通过轴承与转动套管一端转动连接，所述转动套管的另一端通过法兰盘与所述第二套环固定连接，所述第二套环的端部安装有过滤网盖子，所述转动套管的内壁安装有螺旋叶片，所述转动套管的外侧壁安装有搅拌叶。

本发明具有如下优点：

(1)本发明在电缆隧道的排水沟的底部铺设有第一抽水管，当可编程控制器检测电缆隧道中的水位线超过排水沟的上表面时，启动抽水泵通过第一抽水管加速排水；另一方面，通过过渡液位感应器实现对电缆隧道内部水位的梯度监测，通过调节流量比例控制阀调节集水坑中的排水进度，梯度性的排水控制，有利于及时排出电缆隧道中积水，延长电缆的寿命，提高排水效率；

(2)本发明的电缆隧道被划分成若干段，每段电缆隧道均配备一组抽水液位感应器和过渡液位感应器，当可编程控制器接收到一个过渡触发信号，而没有接收到同一水平高度的相邻过渡液位感应器发出的过渡触发信号，判断电缆隧道中有阻碍排水的障碍物，可编程控制器控制报警器工作，以便检修人员及时对障碍物进行清理，避免排水不畅；同时，由于第一抽水管铺设在排水沟的内部，依然可以将排水阻滞段的电缆隧道中的积水通过抽水口抽走，在障碍物移除前，组织前期的排水，避免积水过深，长时间淹没电缆隧道；

(3)本发明通过第一抽水管中流经抽水口的水流冲击转动套管发生旋转，使转动套管侧壁的搅拌叶对排水沟底部的沉积物进行搅拌，避免排水沟中堆积大量杂质，提高排水效率。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的系统原理图；

图3为本发明排水沟的内部结构示意图；

图4为本发明的防堵进水套的结构示意图；

图5为本发明的图4的剖面结构示意图。

图中：

1-排水沟；2-集水坑；3-抽水液位感应器；4-报警器；5-抽水泵；6-第一抽水管；61-抽水口；62-防堵进水套；63-卡箍；64-加强套环；65-第一管套；66-转动套管；67-第二套环；68-轴承；69-法兰盘；610-过滤网盖子；611-螺旋叶片；612-搅拌叶；7-第二抽水管；8-排水终端；9-排水管；10-流量比例控制阀；11-排水液位感应器；12-过渡液位感应器；13-处理器；14-外设接口；15-存储器；16-I/O扩展接口；17-输入模块；18-输出模块；19-电源模块；20-倒U型防压盖板；21-I/O扩展单元；22-编程器。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图5所示，本发明提供了一种电缆隧道水位控制系统，其可以根据监控的电缆隧道中排水沟和集水坑中的水位信息，及时调整排水的强度，并且可对电缆隧道中出现障碍物进行预警，并有效排出堵塞端电缆隧道中的积水。

该水位控制系统包括排水沟1、集水坑2、液位感应组件、可编程控制器、报警器4以及抽水泵5，所述液位感应组件、报警器4以及抽水泵5均与可编程控制器连接，所述液位感应组件包括排水液位感应器11、抽水液位感应器3以及过渡液位感应器12。

第一抽水管6沿所述排水沟1的底部分布，在所述第一抽水管6上等距设置有若干抽水口61，所述第一抽水管6的出水端与抽水泵5连接，抽水泵5通过第二抽水管7连接着排水终端8。排水终端8可以是城市排水网管。

设置第一抽水管6的目的在于：当电缆隧道中的积水较多时，借助抽水泵5的外力，加速排水。

为了避免第一抽水管6受堵塞，影响正常排水，在所述抽水口61上设置了防堵进水套62，所述第一抽水管6设置在排水沟1的沟底，并且在第一抽水管6的上方设置有倒U型防压盖板20。即使障碍物将排水沟1和电缆隧道堵塞，也可以通过设置在排水沟1底部被倒U型防压盖板20保护起来的第一抽水管6进行抽水。具体的：

所述倒U型防压盖板20的下表面设置有用于夹持所述第一抽水管6的卡箍63，卡箍63可以使第一抽水管6与排水沟底之间悬空设置，为第一抽水管6的底部排水腾出空间。

第一抽水管6上位于抽水口61的管壁上套装有与所述卡箍63相互配合的加强套环64，卡箍63夹持在加强套环64的外壁，避免加强套环64内部的第一抽水管6滑落。

所述防堵进水套62安装在所述加强套环64上，所述防堵进水套62包括依次连接的第一管套65、转动套管66以及第二套环67，所述第一管套65的一端与所述抽水口61连接，第一管套65另一端通过轴承68与转动套管66一端转动连接，所述转动套管66的另一端通过法兰盘69与所述第二套环67固定连接，所述第二套环67的端部安装有过滤网盖子610，所述转动套管66的内壁安装有螺旋叶片611，所述转动套管66的外侧壁安装有搅拌叶612。

当抽水泵5启动时，第一抽水管6通过抽水口61从排水沟1的内部抽水，水流顺次通过第二套环67、转动套管66和第一管套65。水流首先通过第二套环67的端部的过滤网盖子610过滤掉较大的杂质，避免影响水管通畅的杂质进入第一抽水管6的内部；之后，水流流经转动套管66内壁的螺旋叶片611，使转动套管66发生旋转，设置在转动套管66外侧壁的搅拌叶612对排水沟1的底部进行搅拌，减缓淤泥等杂质的沉积，保障排水沟1排水的流畅性。

所述集水坑2设置在排水沟1的端部，用于承接从排水沟1流入的水，集水坑2的底部通过排水管9连接所述排水终端8，所述排水管9上设置有流量比例控制阀10，所述流量比例控制阀10连接着可编程控制器。

所述排水液位感应器11设置在集水坑2的排水水位线的最低点，当水位超过排水水位线的最低点，就可以组织集水坑2排水，当水位没有超过排水水位线最低点，可以利用集水坑2收集排水沟1的排水，有利于节约能源。

排水液位感应器11可检测集水坑2中是否达到排水水位；并在水位达到排水水位时，排水液位感应器11向可编程控制器发出排水触发信号；

电缆隧道被划分成若干段，每段电缆隧道均配备一组抽水液位感应器3和多个过渡液位感应器12。这是考虑到，当电缆隧道中有障碍物时，由于排水收到阻滞，障碍物两侧的水位线有差异，可以根据监测的多段电缆隧道的水位线，排查隧道中是否有障碍物，从而及时预警，进行处理。

其中，若干所述抽水液位感应器3设置在排水沟1上表面所在平面，当液位漫过排水沟1的上表面时，抽水液位感应器3向可编程控制器发出抽水触发信号。所述排水液位感应器11的高度低于所述抽水液位感应器3的高度。

其中，每段电缆隧道拥有的若干过渡液位感应器12均等距分布在不同的水平高度，当水位每漫过一个过渡液位感应器12，向可编程控制器发出一个过渡触发信号。

所述可编程控制器包括处理器13，所述处理器13连接有外设接口14、存储器15、I/O扩展接口16、输入模块17、输出模块18和电源模块19。所述I/O扩展接口16连接有I/O扩展单元21。所述外设接口14电性连接有编程器22。

所述电源模块19与处理器13、输入模块17以及输出模块18电性连接，所述输入模块17与所述排水液位感应器11、抽水液位感应器3以及过渡液位感应器12电性连接。所述排水液位感应器11、抽水液位感应器3以及过渡液位感应器12为光电液位传感器。所述输出模块18与报警器4、抽水泵5以及流量比例控制阀10电性连接。这里的所述流量比例控制阀10的型号选用FC-1000。

本发明系统的工作原理是：

当可编程控制器收到排水触发信号时，判断集水坑2的积水较多，可编程控制器控制流量比例控制阀10打开组织排水；

当可编程控制器收到抽水触发信号时，说明排水沟1中的积水漫过了排水沟1，如果不加速排水，积水有淹没电缆的风险，于是可编程控制器控制启动抽水泵5，积水一方面通过排水沟1排出至集水坑2，并由集水坑2中通过排水管9排出至排水终端8中，另一方面通过抽水泵5，由第一抽水管6经第二抽水管7进入排水终端8中，可加速对电缆隧道中积水的排放。

当可编程控制器收到同段电缆隧道的过渡触发信号数量增加时，说明电缆隧道中的积水逐渐升高，需要进一步加速隧道中的积水排放。可编程控制器逐步指令流量比例控制阀10调高流量比例，即加速集水坑2中积水的释放速度；

当可编程控制器接收到一个过渡触发信号，而没有接收到同一水平高度的相邻过渡液位感应器12发出的过渡触发信号，判断电缆隧道中有阻碍排水的障碍物，可编程控制器控制报警器4工作。以便检修人员及时对障碍物进行清理，避免排水不畅。同时，由于第一抽水管6铺设在排水沟1的内部，依然可以将排水阻滞段的电缆隧道中的积水通过抽水口61抽走，在障碍物移除前，组织前期的排水，避免积水过深，长时间淹没电缆隧道。同时，第一抽水管6中经过抽水口61的水流可冲击转动套管66发生旋转，转动套管66侧壁的搅拌叶612对排水沟1底部的沉积物进行搅拌，避免排水沟1中堆积大量杂质，提高排水效率。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种电缆隧道水位控制系统，其特征在于：包括排水沟(1)、集水坑(2)、液位感应组件、可编程控制器、报警器(4)以及抽水泵(5)，所述液位感应组件、报警器(4)以及抽水泵(5)均与可编程控制器连接，所述液位感应组件包括排水液位感应器(11)、抽水液位感应器(3)以及过渡液位感应器(12)；

第一抽水管(6)沿所述排水沟(1)的底部分布，在所述第一抽水管(6)上等距设置有若干抽水口(61)，所述第一抽水管(6)的出水端与抽水泵(5)连接，抽水泵(5)通过第二抽水管(7)连接着排水终端(8)；

所述集水坑(2)设置在排水沟(1)的端部，用于承接从排水沟(1)流入的水，集水坑(2)的底部通过排水管(9)连接所述排水端(8)，所述排水管(9)上设置有流量比例控制阀(10)，所述流量比例控制阀(10)连接着可编程控制器；

所述排水液位感应器(11)设置在集水坑(2)的排水水位线的最低点，用于检测集水坑(2)中是否达到排水水位；并在水位达到排水水位时，向可编程控制器发出排水触发信号；

电缆隧道被划分成若干段，每段电缆隧道均配备一组抽水液位感应器(3)和过渡液位感应器(12)；

若干所述抽水液位感应器(3)设置在排水沟(1)上表面所在平面，当液位漫过排水沟(1)的上表面时，向可编程控制器发出抽水触发信号；

每段电缆隧道拥有的若干过渡液位感应器(12)均等距分布在不同的水平高度，当水位每漫过一个过渡液位感应器(12)，向可编程控制器发出一个过渡触发信号；

当可编程控制器收到排水触发信号时，流量比例控制阀(10)打开；当可编程控制器收到抽水触发信号时，控制启动抽水泵(5)；当可编程控制器收到同段电缆隧道的过渡触发信号数量增加时，可编程控制器逐步指令流量比例控制阀(10)调高流量比例；当可编程控制器接收到一个过渡触发信号，而没有接收到同一水平高度的相邻过渡液位感应器(12)发出的过渡触发信号，判断电缆隧道中有阻碍排水的障碍物，可编程控制器控制报警器(4)工作。

2.根据权利要求1所述的一种电缆隧道水位控制系统，其特征在于：所述可编程控制器包括处理器(13)，所述处理器(13)连接有外设接口(14)、存储器(15)、I/O扩展接口(16)、输入模块(17)、输出模块(18)和电源模块(19)；所述电源模块(19)与处理器(13)、输入模块(17)以及输出模块(18)电性连接，所述输入模块(17)与所述排水液位感应器(11)、抽水液位感应器(3)以及过渡液位感应器(12)电性连接；所述输出模块(18)与报警器(4)、抽水泵(5)以及流量比例控制阀(10)电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种电缆隧道水位控制系统，其特征在于：所述抽水口(61)上设置有防堵进水套(62)，所述第一抽水管(6)设置在排水沟(1)的沟底，并且在第一抽水管(6)的上方设置有倒U型防压盖板(20)。

4.根据权利要求1所述的一种电缆隧道水位控制系统，其特征在于：所述排水液位感应器(11)、抽水液位感应器(3)以及过渡液位感应器(12)为光电液位传感器。

5.根据权利要求1所述的一种电缆隧道水位控制系统，其特征在于：所述流量比例控制阀(10)的型号选用FC-1000。

6.根据权利要求1所述的一种电缆隧道水位控制系统，其特征在于：所述排水液位感应器(11)的高度低于所述抽水液位感应器(3)的高度。

7.根据权利要求2所述的一种电缆隧道水位控制系统，其特征在于：所述I/O扩展接口(16)连接有I/O扩展单元(21)。

8.根据权利要求2所述的一种电缆隧道水位控制系统，其特征在于：所述外设接口(14)电性连接有编程器(22)。

9.根据权利要求3所述的一种电缆隧道水位控制系统，其特征在于：所述倒U型防压盖板(20)的下表面设置有用于夹持所述第一抽水管(6)的卡箍(63)，第一抽水管(6)上位于抽水口(61)的管壁上套装有与所述卡箍(63)相互配合的加强套环(64)，所述防堵进水套(62)安装在所述加强套环(64)上；

所述防堵进水套(62)包括依次连接的第一管套(65)、转动套管(66)以及第二套环(67)，所述第一管套(65)的一端与所述抽水口(61)连接，第一管套(65)另一端通过轴承(68)与转动套管(66)一端转动连接，所述转动套管(66)的另一端通过法兰盘(69)与所述第二套环(67)固定连接，所述第二套环(67)的端部安装有过滤网盖子(610)，所述转动套管(66)的内壁安装有螺旋叶片(611)，所述转动套管(66)的外侧壁安装有搅拌叶(612)。

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