專利名稱：一種大管徑污水管道清淤系統(tǒng)的污水水位控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于市政給排水管網(wǎng)工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及針對大管徑污水管道清 淤的污水水位控制裝置。
背景技術(shù)：
隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大和用水量的不斷增多，城市的排水量也越來越大，排水管道 管徑也越來越大，目前我國的排水管道管徑最大已達(dá)3m以上，大管徑污水管道清淤工作也
曰益繁重。目前國內(nèi)外主要清淤方法有絞車清淤法、高壓水射流清淤法和水沖刷清淤法。它 們都有各自的缺點(diǎn)和不足絞車清淤法適用各種管徑的管道但該法需要人工下井送竹片， 井下非常惡劣的工作環(huán)境給工人帶來極大不便，危害工人的健康，甚至?xí)：と说纳?高壓水射流清淤法由于成本過高和沖刷效果的原因，通常只限于用于小于1. 3m直徑的管 道，難以在大管徑管道中推廣；水沖刷清淤法要求管道本身必須有一定流量，淤泥不宜過多 (20%左右)，且上游的水不能從其它支路流走，同時保證不使上游水回流進(jìn)入附近建筑物， 適用范圍也大為受限。另外還有通溝機(jī)清淤和Sielwolf系統(tǒng)(西爾沃夫系統(tǒng)德國開發(fā)的一種清除大直 徑下水管道中的堅硬沉積物的大型清淤裝置)清淤，其中通溝機(jī)清淤要求管壁規(guī)則光滑且 污物不能太多，且在大管徑管道中難以操作；而Sielwolf清淤系統(tǒng)體積龐大且價格昂貴， 使用也大為受限。以上這些方法都有各自的不足，且都不太適合大管徑污水管道的清淤。 發(fā)明內(nèi)容本實用新型針對以上現(xiàn)有管道清淤方法和設(shè)備存在的問題，以及對大管徑污水管 道清淤的不適用性，提出一種大管徑污水管道清淤系統(tǒng)的污水水位控制裝置，與淤泥作業(yè) 裝置配合使用，實現(xiàn)對大管徑污水管道的清淤，且無需人工下到管中作業(yè)，設(shè)備簡單，成本 及運(yùn)行費(fèi)用低，體積小，操作靈活。本實用新型提出的大管徑污水管道清淤系統(tǒng)的污水水位控制裝置具有以下結(jié) 構(gòu)它包括充氣橡膠間門和地面充放氣裝置，所述充氣橡膠間門包括充氣橡膠皮囊和 定位機(jī)構(gòu)，所述充氣橡膠皮囊充氣后的外徑大小與被清淤管段下游管段的內(nèi)徑相等，所述 充氣橡膠皮囊的中心有容污水橫向通過的過水孔，過水孔位于充氣橡膠皮囊的中心，孔徑 為充氣橡膠皮囊外徑的0. 6 0. 8倍，過水流量大時取上限，過水流量小時取下限；所述定 位機(jī)構(gòu)將充氣橡膠皮囊與檢查井進(jìn)行相對固定。所述地面充放氣裝置通過空氣軟管與充氣 橡皮氣囊連接。所述皮囊定位機(jī)構(gòu)采用可伸縮間門控制桿，其豎直連接在充氣橡膠皮囊一側(cè)。本污水水位控制裝置作為清淤系統(tǒng)的一個組成部分，需要與一套淤泥作業(yè)裝置配合，由本裝置控制管道中的污水在一定的水位，然后由淤泥作業(yè)裝置將污水中的淤泥攪起，再由污水水位控制裝置迅速放掉污水，通過水流將淤泥帶走。本實用新型的優(yōu)點(diǎn)如下本實用新型適用于大管徑污水管道的清淤，無需人員下到管中作業(yè)，清淤過程簡 單，通過本裝置，可以使淤泥采用流體輸送方式被排走，耗能少，設(shè)備體積小，操作靈活，造 價低，清淤效果好。

圖1是使用本污水水位控制裝置的清淤系統(tǒng)的工作原理圖；圖2是清淤系統(tǒng)中清淤管段上游檢查井平面示意圖；圖3是清淤系統(tǒng)中清淤管段下游檢查井平面示意圖；圖4是清淤系統(tǒng)中清淤小船的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4A是清淤小船的平面圖；圖4B是圖4A的A-A剖面圖；圖4C是圖4A的B-B剖面圖；圖5是清淤系統(tǒng)中導(dǎo)桿構(gòu)造示意圖；圖6是本污水水位控制裝置中充氣橡膠閘門的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6A是圓柱形充氣橡膠閘門的平面示意圖；圖6B是圖6A的C-C剖面圖；圖6C是圖6A的D-D剖面圖。圖中1_高速防水電機(jī) 2-攪拌螺旋槳3-浮箱4-連接角鋼5-浮箱支架6-攝像頭7-纜繩8-纜繩整合器9-滑輪10-30° 彎頭11-連接三通12-導(dǎo)桿13-控制箱14-攝像頭顯示控制屏15-絞車16-導(dǎo)桿支撐17-清淤管道18-充放氣裝置19-空氣軟管20-閘門控制桿21-90°連接彎頭22-球形萬向接頭23-連接四通24-可伸縮支撐骨架短管25-充氣橡膠皮囊26-孔洞27-清淤管段上游檢查井28-清淤管段下游檢查井29-下游管道
具體實施方式
以下以使用本淤泥作業(yè)裝置的一套清淤系統(tǒng)為例，詳細(xì)說明本裝置的結(jié)構(gòu)和工作 方式。[0041]參見圖1、圖2和圖3，本污水水位控制裝置是清淤系統(tǒng)的一部分，它與另一部分淤 泥作業(yè)裝置共同構(gòu)成一套清淤系統(tǒng)。1、淤泥作業(yè)裝置的工作是將污水中的淤泥攪起來，與污水充分混合，以便于被一 定流量的污水帶走。淤泥作業(yè)裝置的實現(xiàn)形式可以有很多，本例給出一種，其包括井下清淤 小船和清淤小船地上操作系統(tǒng)(1)井下清淤小船，結(jié)合圖1、圖2、圖4的圖4A、圖4B和圖4C:它由兩個浮箱3通 過四根連接角鋼4連接而成，四根連接角鋼固定在兩浮箱的浮箱支架上。清淤小船上裝有 一個高速防水電機(jī)1、攪拌螺旋槳2和四個攝像頭6。浮箱3形狀為長條形，高速防水電機(jī)1和攪拌螺旋槳2裝在兩浮箱3的中間，攪拌 螺旋槳2方向斜向下即螺旋槳連接桿與水平面成一定夾角向下伸進(jìn)水中，角度可取60°。 四個攝像頭6分別安裝在兩個浮箱的兩頭，攝像頭均朝向小船的外側(cè)，可與小船縱向方向 成45°夾角。井下清淤小船工作時位于清淤管道17中，螺旋槳在電動機(jī)的帶動下旋轉(zhuǎn)攪動時 將淤泥攪起同時也提供一個使小船向前行走的推動力。螺旋槳應(yīng)同時具有一定的硬度和柔 性，以保證螺旋槳在旋轉(zhuǎn)工作時對水流的足夠推動力和碰到堅硬物質(zhì)時不至于損壞；螺旋 槳且應(yīng)防纏繞以防止在工作時被纏繞物纏繞而影響作業(yè)。小船的四個角落安裝的攝像頭用 以觀察污水管道中的情況以便為地上工作人員調(diào)整小船的工作位置和方向提供依據(jù)。(2)清淤小船地上操作系統(tǒng)，結(jié)合圖1和圖4的圖4A、圖4B和圖4C 它由一根可 伸縮導(dǎo)桿12、滑輪9、導(dǎo)桿支撐16、兩根纜繩7、一臺絞車15、控制箱13、一個攝像頭顯示控 制屏14等組成。清淤小船的兩個浮箱上系兩根纜繩7，兩根纜繩一頭系在地面上的絞車15上，一 頭系在污水管道中的清淤小船上，分別通過安裝在導(dǎo)桿12的四個滑輪9，在清淤小船浮箱 的這一頭設(shè)一個纜繩整合器8，纜繩7穿過纜繩整合器8，工作人員操作絞車15通過調(diào)節(jié)纜 繩7來調(diào)節(jié)小船在管道中的工作位置和方向。纜繩整合器8可為兩個30°的彎頭焊接而 成，它使得小船工作時纜繩不至于晃動過于厲害而影響工作人員操作。絞車15和攝像頭顯 示控制屏14放在地面上離檢查井Im遠(yuǎn)處。攝像頭6通過信號線連接地面的攝像頭顯示控 制屏14或通過無線方式與地面的攝像頭顯示控制屏通訊。導(dǎo)桿12插入到被清淤管段上游檢查井27中，在地面上和檢查井中分別用導(dǎo)桿支 撐16將導(dǎo)桿固定住。參見圖5，導(dǎo)桿可伸縮，可由若干短鋼管連接而成，這樣導(dǎo)桿便可以伸 縮從而適應(yīng)在不同深度的檢查井中工作，同時也便于運(yùn)輸和存放。導(dǎo)桿的兩端各接一個連 接三通11和30°彎頭10，從而在兩端各裝上兩個滑輪9。2、污水水位控制裝置包括充氣橡膠間門以及充氣橡膠間門地上充放氣裝置參見圖1、圖3、圖6、圖6A、圖6B和圖6C，充氣橡膠閘門包括圓柱形充氣橡膠皮囊 25和定位機(jī)構(gòu)，通過清淤管段下游檢查井28放入工作位置。充氣橡膠閘門工作時位于被清 淤管道的下游管道2中，地上充放氣裝置18通過空氣軟管19向充氣橡膠間門充放氣。充 氣橡膠閘門充氣后起到攔水作用使被清淤管道中的水位上升以便清淤小船作業(yè)。圓柱形充氣橡膠皮囊25的大小可根據(jù)其所在管道大小的不同在一定范圍內(nèi)伸 縮，以適用于在不同直徑的管道中工作。充氣橡膠皮囊充氣后的外徑大小與被清淤管段下 游管道29的內(nèi)徑相等。充氣橡膠皮囊25中心開圓形孔洞26，孔洞26的孔徑為充氣橡膠皮囊外徑的0. 6 0. 8倍，流量大時取上限，流量小時取下限。這樣，充氣橡膠皮囊在攔水的 同時使其具有一定的過水能力從而保證了被清淤管段中的水位在一定的合適高度而不至 于過高影響清淤小船工作或使上游管段產(chǎn)生倒灌現(xiàn)象。充氣橡膠皮囊25的一側(cè)裝有四個可伸縮支撐骨架短管24，它們起到橡膠閘門骨 架支撐的作用。可伸縮支撐骨架短管24始終要長于充氣橡膠皮囊25的直徑，這樣在充氣 橡膠皮囊充滿氣后可伸縮支撐骨架短管較橡膠皮囊多出來的那部分就卡在管口上，從而防 止了橡膠間門被水流沖走。其中可伸縮支撐骨架短管24在豎直方向上的兩根長得多一些 而橫向上的兩根長得少一些。可伸縮支撐骨架短管根據(jù)橡膠皮囊的大小自行伸縮。可伸縮閘門控制桿20用以下放和提起橡膠閘門以及閘門充氣時工作人員通過把 住控制桿來阻止間門被沖走。可伸縮間門控制桿20由若干短鋼管連接而成，控制桿與充氣 橡膠皮囊上的可伸縮支撐骨架短管24通過一個90°連接彎頭21、一個球形萬向接頭22、一 個鋼制連接四通23連接。因采用了球形萬向接頭22便使得間門控制桿20和充氣橡膠皮 囊25的相對位置可在一定范圍內(nèi)變動，增加了靈活性。閘門不用時控制桿可以從閘門上拆 卸下來，方便了控制桿和閘門的運(yùn)輸和存放。 充氣橡膠皮囊25在有可伸縮支撐骨架短管24的一側(cè)應(yīng)作加厚處理，以防止水流 沖力和橫向壓力對橡膠皮囊的破壞。充氣橡膠皮囊25通過空氣軟管19與地面上的空氣充 放裝置18連接，空氣充放裝置可為空壓機(jī)。上述清淤系統(tǒng)的工作過程如下第一步通過閘門控制桿將未充氣的橡膠閘門放到待清淤管段下游的管道中，然 后通過地上空氣充放裝置向橡膠閘門充氣，過程中地面上的工作人員把住閘門控制桿以防 止未充滿氣的橡膠間門被水流沖走。第二步待清淤管道中的水位上升到一定高度后將清淤小船從待清淤管段上游的 檢查井中放到污水管中，架好導(dǎo)桿，理好纜繩。第三步啟動清淤小船上的高速防水電機(jī)，攪拌螺旋槳在電機(jī)的帶動下開始作業(yè) 將管底的淤泥攪起，工作過程中清淤小船上的攝像頭將拍攝的污水管中的情況傳到地面上 的攝像頭顯示控制屏，地上工作人員通過觀察顯示控制屏來操作絞車，通過纜繩根據(jù)需要 不斷地調(diào)節(jié)管中清淤小船的位置和方向。第四步一個工作管段完成攪動作業(yè)后，關(guān)閉電動機(jī)，將清淤小船從管道中提出并 將充氣橡膠間門中的空氣迅速放掉取出橡膠間門。之前在被清淤管道中累積的污水便迅速 流走，同時被攪起的淤泥隨水流沖走。一個工作管段的清淤作業(yè)完成，轉(zhuǎn)入下一個工作管 段。
權(quán)利要求一種大管徑污水管道清淤系統(tǒng)的污水水位控制裝置，其特征在于所述控制裝置由充氣橡膠閘門和地面充放氣裝置組成；所述充氣橡膠閘門包括充氣橡膠皮囊和定位機(jī)構(gòu)，所述充氣橡膠皮囊充氣后的外徑大小與被清淤管段下游管道的內(nèi)徑相等，所述充氣橡膠皮囊的中心有容污水橫向通過的過水孔，過水孔位于充氣橡膠皮囊的中心，孔徑為充氣橡膠皮囊外徑的0.6～0.8倍，過水流量大時取上限，過水流量小時取下限；所述定位機(jī)構(gòu)將充氣橡膠皮囊與檢查井進(jìn)行相對固定；所述地面充放氣裝置通過空氣軟管與充氣橡皮氣囊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水水位控制裝置，其特征在于所述充氣橡膠皮囊上設(shè)置 有支撐皮囊的可伸縮支撐骨架短管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的污水水位控制裝置，其特征在于所述皮囊定位機(jī)構(gòu)采用可 伸縮間門控制桿，其豎直連接在充氣橡膠皮囊一側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的污水水位控制裝置，其特征在于所述可伸縮間門控制桿與 充氣橡膠皮囊上的可伸縮支撐骨架短管連接。
專利摘要本實用新型提出一種大管徑污水管道清淤系統(tǒng)的污水水位控制裝置，它包括充氣橡膠閘門和地面充放氣裝置，充氣橡膠閘門包括充氣橡膠皮囊和定位機(jī)構(gòu)，充氣橡膠皮囊充氣后的外徑大小與被清淤管段下游管段的內(nèi)徑相等，充氣橡膠皮囊的中心有容污水橫向通過的過水孔，過水孔位于充氣橡膠皮囊的中心；定位機(jī)構(gòu)將充氣橡膠皮囊與檢查井進(jìn)行相對固定。地面充放氣裝置通過空氣軟管與充氣橡皮氣囊連接。本裝置作為清淤系統(tǒng)的一個組成部分，與一套淤泥作業(yè)裝置配合，由本裝置控制管道中的污水在一定的水位，然后由淤泥作業(yè)裝置將污水中的淤泥攪起，再由本裝置迅速放掉污水，通過水流將淤泥帶走。本裝置耗能少，設(shè)備體積小，操作靈活，造價低，清淤效果好。
文檔編號E03F9/00GK201614654SQ20092020656
公開日2010年10月27日 申請日期2009年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日
發(fā)明者何強(qiáng), 梁建軍, 翟俊, 肖海文, 阮雨, 陳明燕 申請人:重慶大學(xué)