一種箱涵道路自動排水系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種箱涵道路自動排水系統，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；所述的動力系統包括內燃機組、對內燃機組進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。本實用新型采用內燃機如柴油機為排水系統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
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及箱涵道路自動排水系統。
【背景技術】
[0002]箱涵道路的路面標高常常會低于當地市政排水系統標高，受雨水和周邊生產生活污水影響，箱涵通道內很容易積水，連續下雨及臺風季節路面積水甚至可達一米以上，嚴重影響過往車輛和附近居民的生產生活。曾經發生過在暴雨季節箱涵通道內大量積水導致車輛熄火人員喪亡事件。為解決這個安全隱患，必須建設提升泵房承擔該區域的排水工作，將箱涵通道內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流入市政排水管網。
[0003]目前，箱涵道路排水系統一般包括排水電站、集水池，集水池一般設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，當發現集水池內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，減少由于暴雨季節箱涵通道內大量積水導致車輛熄火人員喪亡事件的發生。但這樣的排水電站和集水池組成的箱涵道路排水系統具有如下不足:
[0005]1、通常箱涵道路附近沒有取電點，若從最近的幾千米外的高壓環網柜取電則需建設變配電設施，還可能要破除路面施工，加上審批和建設過程，短期內無法達到排水的要求；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成本非常高。
[0006]2、通常箱涵道路附近沒有通信網絡線路，若要遠程監控需單獨申請敷設光纖。
[0007]3、這樣的箱涵道路排水系統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。
實用新型內容
[0008]本實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，提供一種采用內燃機作動力的箱涵道路自動排水系統，該系統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的上述不足。
[0009]本實用新型的技術方案是:一種箱涵道路自動排水系統，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；所述的動力系統包括內燃機組、對內燃機組進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]進一步的，上述的箱涵道路自動排水系統中:所述的動力系統中還包括畜電池、發電機、電動機組；在所述的控制箱的控制下，所述的內燃機組帶動所述的發電機發電，所述的發電機的電力輸出端接所述的蓄電池；所述的電動機組為所述的水泵組的驅動馬達，所述的蓄電池分別與所述的電動機組相連。
[0011]進一步的，上述的箱涵道路自動排水系統中: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時容量輸出接所述的控制箱。
[0012]進一步的，上述的箱涵道路自動排水系統中:所述的控制箱還包括遠程監控模塊，所述的遠程監控模塊包括設置在所述的控制箱內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絡與設置在無端的監控中心相連。
[0013]進一步的，上述的箱涵道路自動排水系統中: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]本實用新型采用內燃機如柴油機為排水系統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]下面結合具體實施例對本實用新型作較為詳細的描述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型箱涵道路自動排水系統實施例2結構框圖。
[0017]圖2是本實用新型箱涵道路自動排水系統實施例3結構框圖。
[0018]圖3是本實用新型箱涵道路自動排水系統實施例4結構框圖。
【具體實施方式】
[0019]實施例1，本實施例的箱涵自動排水系統分為水泵及管路系統、太陽能UPS供電系統、控制箱三個部分。
[0020]水泵及管路系統:包括兩臺智能靜音柴油機自吸水泵，一臺小型潛水泵包括給柴油自吸泵灌注引水，進液管路、出液管路、止回底閥、壓力變送器、閥門及附屬設備。沉井口設有超聲波液位計，用于采集液位信號并與控制系統連接。
[0021]太陽能UPS供電系統:包括太陽能電池板及配套電池，UPS電源及附屬電池。智能柴油機組配有機組電池，用于智能柴油機待機。控制系統電源主要由用戶電池供應，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傳輸模塊以及現場操作箱及若干配電箱端子箱組成。主控采用PLC系統，它是整個自控系統的核心；人機操作設備選用彩色觸摸屏，是操作、設定參數、顯示報警的主要設備；系統配有2G或3G遠傳模塊，遠程監控計算機可監視機組狀態、報警信號。
[0023]水泵安裝在集水池上，集水池設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]智能靜音柴油機自吸泵，用于提升沉井蓄水池內的雨污水，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備；
[0025]太陽能及UPS電源系統，用于自動控制系統的不間斷供電；
[0026]自動控制系統由控制箱實現，在控制箱內采用PLC可編程控制器，現場操作采用彩色觸摸操作屏，該系統以通訊的方式與智能靜音柴油機自吸泵智能控制器連接、以2G或3G遠程通訊的方式與遠程監控站連接；
[0027]遠程監控站，PC電腦，液晶顯示屏，采用2G或3G遠程通訊的方式與自動控制系統通訊，遠程監視泵房的主要運行狀況及參數。遠程監控站安裝于泵站管理運營監控室內。
[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自吸泵)的智能化全自動運行和遠程監控的智能化自動排水泵站。
[0029]本實施例中箱涵道路自動排水系統根據集水池內的水位進行自動控制，采用水位檢測器檢測集水池內的水位，并采用檢測雨量大小雨量檢測器檢測雨量，通過檢測結果控制智能靜音柴油機工作。
[0030]本實施珍例中:高水位自動啟動智能靜音柴油機自吸泵，低水位自動停止智能靜音柴油機自吸泵。
[0031]高水位有3個水位點，分別是單臺水泵啟動點、多臺水泵啟動點、以及極高水位報警點；相對應低水位也有3個水位點，分別是停I臺水泵點、水泵全停點、以及極低水位報警點。
[0032]兩臺水泵輪換運行，力求達到平衡運行時間，并具備水泵故障自診功能。
[0033]彩色觸摸屏實現現場操作及監視、聲光報警功能，以圖形的方式顯示泵站各設備狀態、各運行參數，具備報警查看、列表、記錄功能，具備在線修改運行參數功能。
[0034]現場PLC控制系統和2G或3G遠程通訊系統以及彩色觸摸屏由太陽能及UPS電源系統獨立供電，真正做到了不間斷的供電。
[0035]現場控制系統和遠程監控站之間采用了 2G或3G無線遠程通訊，無需架設通訊線路，每月只需不到80元的移動通信費用、即可不間斷的監視現場狀況。
[0036]本實施例中，對水泵系統的控制分為機組自動、機組手動、應急手動三種，其中機組自動和機組手動過程是PLC控制完成的水泵操作，應急手動是電氣及機械機構配合完成的水泵操作。
[0037]本實施例與現有的箱涵排水系統相比，支行成本非常低廉。
[0038]通常箱涵道路排水系統是一種潮汐泵站，當集水池里面的積水達到設定排水水位，排水系統開始運行抽水工況，當集水池的積水下降到安全水位，排水系統抽水工況停止運行，是一種間歇工作狀況。具體到箱涵道路排水系統的抽水情況更是和季節有關，也就是說，只有在雨季和臺風季節或者遇到其他突發情況，泵站系統才會開始運行抽水工況，旱季和無水情況泵站抽水系統基本不工作。本實施例中的箱涵道路排水系統無需電源。只需要遠程監控和定期巡查。
[0039]運行費用分析:
[0040]按照常規設計的運行費用:按照常規設計箱涵道路泵站必須設計雙回路供電，一用一備。供電局按照高可靠用電進行配電，電費按高需求用電收取。供電報裝時還要按照報裝容量收取一筆高可靠報裝費，通電以后按照報裝容量的40%收取基本電費，當月沒有用電也要收取基本電費，用電超出基本電費部分按照梯級電費收取。
[0041]按照本實施例方案設計的運行費用:(1)無報裝費；(2)無基本電費；(3)旱季無能源費用；(4)只需支付柴油費用(5)遠程監控，只需正常巡查。(5)運行費用底。
[0042]按照常規設計(以變壓器設計容量為250KVA為參考)的運行費用:基本電費；基本電費250KVA X 40%X44元/KVA X 12 (月)=52800元/年，軺出某本電費部分:桉照梯級電費收取。
[0043]按照本方案設計的運行費用:旱季基本無能源費用，運行時只需按實際用量支付柴油費用。
[0044]參照一個已經實際運行兩年半無外接電源的箱涵道路泵站(兩臺100KW柴油機)綜合統計數據估算，平均每月油費在兩千元以內。一年在24000元以內，可以為用戶節約了大量運行費用。
[0045]實施例2，如圖1所示，本實施例的箱涵道路自動排水系統與實施例1樣也是采用柴油機作為動力系統的源的，集水池等土建項目也與實施例1 一致，與實施例1相比，本實施例采用柴油發動機組帶動發電機發電，將所發的電能存儲在蓄電池內，然后，通過蓄電池為電動機提供能量，電動機作為水泵組的馬達，本實施例設置有三臺水泵，每臺水泵由一臺電動機作為馬達提供動力。
[0046]與實施例1 一樣，本實施例中，也采用控制箱對整個系統進行控制，并在控制箱中設置遠程通信系統，如采用目前運營商使用的2G或者3G無線通信網絡與控制中心進行通信，將需要監控的信息發送到監控中心進行監控。
[0047]本系統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時容量，進行如下的控制:
[0048]對這三臺水泵的控制過程如下: [0049]當檢測到當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]當檢測到當前正在下大雨雨量，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]當檢測到當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]控制箱對柴油機組進行控制的控制過程如下:
[0053]當電池容量檢測電路所檢測的蓄電池的實時容量接近蓄電池的最低容量時，控制柴油機帶動發電機發電；
[0054]當電池容量檢測電路所檢測的蓄電池的實時容量接近蓄電池的飽和容量時，控制柴油機停止帶動發電機發電。
[0055]因為柴油機工作在最優狀態時，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，還可以使柴油機工作在最優狀態。
[0056]本實施例中，由于采用了蓄電池進行緩沖，可以保證柴油機等內燃機的負載穩定，使柴油機等動力工作在最環保最經濟的工作狀態，而不受負載功率變化的影響。隨著電子技術和蓄電池技術的飛速發展，增加的蓄電池存儲轉發環節的效率將會更加提高，使這個環節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能環保。
[0057]實施例3，如圖2所示，本實施例與實施例2基本一致，本實施例與實施例2的主要差別是，發電機輸出通過一個能量分配單元將發電機輸出電能從發電機直接分配到各電動機，如果在工作過程中，發電機的能量大于工作中的電動機所需要電量，則將剩余的電量存儲在蓄電池中，如果電動機的總功率大于發電機的功率，則可以將存儲在蓄電池中的電能輸出供電動機組使用，這樣可以保證，柴油機工作在最佳工作狀態，不需要隨負載的增加而增加功率，也不需要承受負載的減少而減少輸出。對于本實施例中增加的能量分配單元，本領域的技術人員可以采用目前廣泛應用的電源分配網絡電路實現，目前，廣泛應用的電源分配網絡基本上都采用高速數字系統完成。
[0058]實施例4如圖3所示，本實施例與實施例3的主要區別是，增加了太陽能電池板，在有太陽能時，可以將太陽能發電保存在蓄電池內，作為日常維護用電的同時，多余的電能還可以用于電動機抽水，使本實施例的箱涵道路排水系統更加節能環保。
【權利要求】
1.一種箱涵道路自動排水系統，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；其特征在于:所述的動力系統包括內燃機組、對內燃機組進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.根據權利要求1所述的箱涵道路自動排水系統，其特征在于:所述的動力系統中還包括蓄電池、發電機、電動機組；在所述的控制箱的控制下，所述的內燃機組帶動所述的發電機發電，所述的發電機的電力輸出端接所述的蓄電池；所述的電動機組為所述的水泵組的驅動馬達，所述的蓄電池分別與所述的電動機組相連。
3.根據權利要求2所述的箱涵道路自動排水系統，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時容量輸出接所述的控制箱。
4.根據權利要求1至3中任一所述的箱涵道路自動排水系統，其特征在于:所述的控制箱還包括遠程監控模塊，所述的遠程監控模塊包括設置在所述的控制箱內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絡與設置在無端的監控中心相連。
5.根據權利要求4所述的箱涵道路自動排水系統，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 優先權日:2014年2月26日
【發明者】吳曉丹, 韋廣華, 羅斯, 王志明, 楊玉平 申請人:深圳市建設（集團）有限公司