一種水池自動(dòng)真空沖洗清淤裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種水池自動(dòng)真空沖洗清淤裝置，該裝置用于對(duì)水池的沖洗清淤，裝置包括真空泵、真空隔膜閥、沖洗室和虹吸單元，沖洗室通過(guò)虹吸單元與水池連接，沖洗室通過(guò)真空隔膜閥與真空泵連接；真空泵、真空隔膜閥控制水池中的水進(jìn)入沖洗室并達(dá)到設(shè)定高度后，關(guān)閉真空隔膜閥并放空水池中剩余的水，虹吸單元阻止沖洗室中的沖洗水進(jìn)入水池，開啟真空隔膜閥，沖洗室中的沖洗水進(jìn)入水池并帶走水池中的污泥。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、節(jié)約水資源等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種水池自動(dòng)真空沖洗清淤裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水利技術(shù)設(shè)備，尤其是涉及一種水池自動(dòng)真空沖洗清淤裝置及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]城市點(diǎn)源污染得到有效控制后，地表水環(huán)境質(zhì)量得到改善。但水質(zhì)進(jìn)一步改善的難度增加，尤其是汛期河道水質(zhì)階段性污染現(xiàn)象嚴(yán)重，究其原因，主要是初期雨水污染嚴(yán)重，這也是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外困擾城市地表水環(huán)境質(zhì)量持續(xù)改善的主要原因之一。雨水調(diào)蓄池是一項(xiàng)行之有效的控制初期雨水污染的工程性措施，在德國(guó)、美國(guó)、日本等國(guó)家已使用多年。近十幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)上海、北京、昆明、武漢、南京等地亦開始設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行雨水調(diào)蓄池。截止2013年，上海已建成使用11座雨水調(diào)蓄池。
[0003]由于雨水調(diào)畜池的調(diào)畜水具有懸浮顆粒物濃度聞和有機(jī)污染物濃度聞等特點(diǎn)，該污水滯留在池內(nèi)數(shù)小時(shí)后，水中污染物雜質(zhì)會(huì)沉積下來(lái)，因此雨水調(diào)蓄池放空后，調(diào)蓄池底部會(huì)淤積一定厚度的淤泥，不僅占用池體容積，而且散發(fā)臭味，為消除上述影響，雨水調(diào)蓄池放空后需及時(shí)對(duì)池底的沉積物進(jìn)行有效的沖洗和清除。目前，雨水調(diào)蓄池的常用沖洗清淤方法有潛水?dāng)嚢杵鲾嚢铔_洗、水力翻斗沖洗、連續(xù)溝槽沖洗和門式自沖洗等?，F(xiàn)有上述技術(shù)存在不同程度的沖洗效率低、設(shè)備亦損壞，能耗高和造價(jià)高等不足。
[0004]例如申請(qǐng)?zhí)枮?01210123052.9的中國(guó)專利公開了一種集水井清淤系統(tǒng)及其清淤方式，該發(fā)明的技術(shù)方案是:集水井清淤系統(tǒng)，集水井內(nèi)裝設(shè)排水設(shè)施，該集水井靠近底部較低區(qū)域埋設(shè)含砂水流匯集管，其特征在于:集水井底板設(shè)置一定傾斜坡度，集水井上方、對(duì)應(yīng)底板最低處安裝抓斗式清淤裝置；集水井底部設(shè)置泥沙密度和泥沙淤積高度測(cè)量系統(tǒng)和泥沙匯集高壓沖洗系統(tǒng)。本發(fā)明適用于水電和水利工程，尤其適用于水電站地下廠房、壩體以及水墊塘內(nèi)的集水井底部淤積物的清理，以及抽水泵站的集水井底部淤積物的清理，同樣也適用于各引水工程的取水池以及污水處理廠的沉積池等區(qū)域。然而，本發(fā)明的沖洗需通過(guò)高壓沖系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，這樣一來(lái)，一是高壓設(shè)備本身價(jià)格高，二是對(duì)于需要鋪設(shè)電纜，電纜的絕緣問(wèn)題無(wú)意中也加大了建設(shè)成本，對(duì)于工程的精度要求無(wú)疑也增加了。
[0005]因此，本領(lǐng)域的科技研發(fā)和工程技術(shù)人員致力于開發(fā)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成效顯著、運(yùn)行便捷和造價(jià)低廉的水池自動(dòng)真空沖洗清淤裝置及方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種水池自動(dòng)真空沖洗清淤裝置。
[0007]本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0008]一種水池自動(dòng)真空沖洗清淤裝置，該裝置用于對(duì)水池的沖洗清淤，所述裝置包括真空泵、真空隔膜閥、沖洗室和虹吸單元，所述沖洗室通過(guò)虹吸單元與水池連接，所述沖洗室通過(guò)真空隔膜閥與真空泵連接；
[0009]所述真空泵、真空隔膜閥控制水池中的水進(jìn)入沖洗室并達(dá)到設(shè)定高度后，關(guān)閉真空隔膜閥并放空水池中剩余的水，所述虹吸單元阻止沖洗室中的沖洗水進(jìn)入水池，開啟真空隔膜閥，沖洗室中的沖洗水進(jìn)入水池并帶走水池中的污泥。
[0010]所述虹吸單元包括阻隔閥門，所述阻隔閥門設(shè)在虹吸單元的通道上。
[0011]所述裝置還包括自動(dòng)控制單元和備用水源，所述自動(dòng)控制單元與真空泵、真空隔膜閥和阻隔閥門連接，所述沖洗室與所述備用水源連接，所述自動(dòng)控制單元控制真空泵、真空隔膜閥和阻隔閥門的開啟和關(guān)閉，所述備用水源在水池中沒(méi)水時(shí)為所述沖洗室提供沖洗水。
[0012]所述真空泵控制所述沖洗室的真空度。
[0013]所述自動(dòng)控制單元與遠(yuǎn)程控制中心連接，所述遠(yuǎn)程控制中心可以通過(guò)所述自動(dòng)控制單元控制真空泵、真空隔膜閥和阻隔閥門的開啟和關(guān)閉。
[0014]所述設(shè)定高度小于7米。
[0015]一種實(shí)現(xiàn)水池自動(dòng)真空沖洗清淤裝置的沖洗清淤方法，其特征在于，該方法包括水池水清洗和備用水清洗兩種模式，
[0016]所述水池水清洗模式包括以下步驟:
[0017]101)水池中蓄滿水后，所述真空隔膜閥開啟，水池中的水進(jìn)入沖洗室；
[0018]102)所述真空隔膜閥關(guān)閉；
[0019]103)放空水池中剩余的水，期間所述虹吸單元保持沖洗室的沖洗水位不變；
[0020]104)所述真空隔膜閥開啟，大量空氣進(jìn)入所述沖洗室，所述沖洗室真空度下降，所述虹吸單元的虹吸現(xiàn)象被破壞，導(dǎo)致所述沖洗室的沖洗水快速?zèng)_入所述水池底部，對(duì)水池進(jìn)行清洗沖淤。
[0021]所述備用水清洗模式包括以下步驟:
[0022]201)所述真空泵和真空隔膜閥開啟，所述阻隔閥門關(guān)閉；
[0023]202)待所述備用水源為沖洗室蓄滿水后，所述真空泵和真空隔膜閥關(guān)閉；
[0024]203)所述阻隔閥門開啟；
[0025]204)所述真空隔膜閥開啟，大量空氣進(jìn)入所述沖洗室，所述沖洗室真空度下降，所述虹吸單元的虹吸現(xiàn)象被破壞，導(dǎo)致所述沖洗室的沖洗水快速?zèng)_入所述水池底部，對(duì)水池進(jìn)行清洗沖淤。
[0026]所述步驟101)包括子步驟:
[0027]1011)所述真空隔膜閥開啟，水池中的水進(jìn)入沖洗室；
[0028]1012)判斷沖洗室中水位是否達(dá)到設(shè)定值，若為是，則執(zhí)行步驟102)，若為否，則執(zhí)行步驟1013)；
[0029]1013)所述真空泵開啟，水池中的水進(jìn)一步進(jìn)入沖洗室。
[0030]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0031]I)水池底部坡度適用范圍廣，水池池型適用范圍廣，節(jié)省了施工空間、工程量和基建成本，系統(tǒng)易于維護(hù)，提高了操作人員的健康和安全，利用了沖洗水的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，比直接壓縮水沖洗能耗更低。
[0032]2)阻隔閥門可以在水池中沒(méi)水的情況下使用備用水源清洗時(shí)沖洗室蓄水用。
[0033]3)采用了自動(dòng)控制單元，可以對(duì)其進(jìn)行編程，將沖洗清淤過(guò)程全自動(dòng)化，無(wú)需額外能源消耗，降低了運(yùn)行成本，系統(tǒng)自動(dòng)化控制，全過(guò)程信息化管理，日常維護(hù)僅需對(duì)所述真空泵和所述真空隔膜閥進(jìn)行維護(hù)，運(yùn)行穩(wěn)定性高，易于實(shí)施日常管理。
[0034]4)控制了真空度，一方面可以做到讓沖洗室中水位高于水池中水位，從而讓沖洗池中沖洗水位達(dá)標(biāo)，另一方面也可以在方空水池中水的時(shí)候，不借助阻隔閥門也能保持沖洗室中水不流失，同時(shí)相對(duì)于直接將水抬高的方式能耗低。
[0035]5)遠(yuǎn)程中心可以遠(yuǎn)程操控整個(gè)沖洗過(guò)程。
[0036]6)沖洗室中水位高度小于7米，一方面7米的水位產(chǎn)生的勢(shì)能已足夠清淤，另一方面7米以上的水位造成的能耗過(guò)高。
[0037]7)沖洗水來(lái)源于水池中的水，節(jié)約了水資源。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0038]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖2為實(shí)施例中的空池模式示意圖；
[0040]圖3為實(shí)施例中的進(jìn)水模式示意圖；
[0041]圖4為實(shí)施例中的非滿池模式示意圖；
[0042]圖5為實(shí)施例中的滿池模式示意圖；
[0043]圖6為實(shí)施例中的放空模式示意圖；
[0044]圖7為實(shí)施例中的真空沖洗模式示意圖；
[0045]其中1、自動(dòng)控制單元，2、真空泵，3、真空隔膜閥，4、沖洗室最高水位，5、沖洗室，6、虹吸單元；7、污泥層下限，8、污泥池，9、備用水源，10、污泥層上限，11、雨水調(diào)蓄池，12、雨水調(diào)蓄池水位，13、雨水調(diào)蓄池底部淤泥，14、沖洗水流。

【具體實(shí)施方式】
[0046]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0047]如圖1所示為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，一種水池自動(dòng)真空沖洗清淤裝置，該裝置用于對(duì)雨水調(diào)蓄池11的沖洗清淤，該裝置包括真空泵2、真空隔膜閥3、沖洗室5和虹吸單元6，沖洗室5通過(guò)虹吸單元6與雨水調(diào)蓄池連接，沖洗室5頂部通過(guò)真空隔膜閥3與真空泵2連接；
[0048]真空泵2、真空隔膜閥3控制雨水調(diào)蓄池中的水進(jìn)入沖洗室5并達(dá)到設(shè)定高度后，關(guān)閉真空隔膜閥3并放空雨水調(diào)蓄池中剩余的水，虹吸單元6阻止沖洗室5中的沖洗水進(jìn)入雨水調(diào)蓄池，開啟真空隔膜閥3，沖洗室5中的沖洗水進(jìn)入雨水調(diào)蓄池并帶走雨水調(diào)蓄池中的污泥。
[0049]其中真空泵2和真空隔膜閥3的參數(shù)型號(hào)根據(jù)雨水調(diào)蓄池的具體參數(shù)確定。
[0050]其中真空隔膜閥3的安裝空間尺寸不小于700mmX900mm，且距離周邊構(gòu)筑物的間距不小于250mm。
[0051]虹吸單元6包括阻隔閥門61，所述阻隔閥門61設(shè)在虹吸單元6的通道上。
[0052]裝置還包括自動(dòng)控制單元I和備用水源9，自動(dòng)控制單元I與真空泵2、真空隔膜閥3和阻隔閥門61連接，沖洗室與備用水源9連接，自動(dòng)控制單元I控制真空泵2、真空隔膜閥3和阻隔閥門61的開啟和關(guān)閉，備用水源9在雨水調(diào)蓄池中沒(méi)水時(shí)為沖洗室5提供沖洗水。
[0053]真空泵2控制沖洗室5的真空度。
[0054]自動(dòng)控制單元I與遠(yuǎn)程控制中心連接，遠(yuǎn)程控制中心可以通過(guò)自動(dòng)控制單元I控制真空泵2、真空隔膜閥3和阻隔閥門61的開啟和關(guān)閉。
[0055]沖洗室5水位設(shè)定高度小于7米，具體根據(jù)雨水調(diào)蓄池11底部廊道的長(zhǎng)度、寬度、坡降和沖洗水頭等參數(shù)綜合確定，其中沖洗室5的寬度不小于800mm，便于必要時(shí)維修人員進(jìn)入。
[0056]一種如上述的水池自動(dòng)真空沖洗清淤裝置的水池自動(dòng)真空沖洗清淤方法，該方法包括水池水清洗和備用水清洗兩種模式，
[0057]水池水清洗模式包括以下步驟:
[0058]101)雨水調(diào)蓄池中蓄滿水后，自動(dòng)控制單元I開啟真空隔膜閥3，雨水調(diào)蓄池中的水進(jìn)入沖洗室5 ；
[0059]102)自動(dòng)控制單元I關(guān)閉真空隔膜閥3 ；
[0060]103)放空雨水調(diào)蓄池中剩余的水，期間虹吸單元6保持沖洗室5的沖洗水位不變；
[0061]104)自動(dòng)控制單元I開啟真空隔膜閥3 ；
[0062]105)大量空氣進(jìn)入沖洗室5，沖洗室5真空度下降，虹吸單元6的虹吸現(xiàn)象被破壞，導(dǎo)致沖洗室5的沖洗水快速?zèng)_入雨水調(diào)蓄池底部，對(duì)雨水調(diào)蓄池進(jìn)行清洗沖淤。
[0063]備用水清洗模式包括以下步驟:
[0064]201)自動(dòng)控制單元I開啟真空泵2和真空隔膜閥3，并關(guān)閉阻隔閥門61 ；
[0065]202)待備用水源9為沖洗室5蓄滿水后，自動(dòng)控制單元I關(guān)閉真空泵2和真空隔膜閥3;
[0066]203)自動(dòng)控制單元I開啟阻隔閥門61后，再開啟真空隔膜閥3 ;
[0067]204)大量空氣進(jìn)入沖洗室5，沖洗室5真空度下降，虹吸單元6的虹吸現(xiàn)象被破壞，導(dǎo)致沖洗室5的沖洗水快速?zèng)_入雨水調(diào)蓄池底部，對(duì)雨水調(diào)蓄池進(jìn)行清洗沖淤。
[0068]步驟101)包括子步驟:
[0069]1011)自動(dòng)控制單元I開啟真空隔膜閥3，雨水調(diào)蓄池中的水進(jìn)入沖洗室5 ；
[0070]1012)判斷沖洗室5中水位是否達(dá)到設(shè)定值，若為是，則執(zhí)行步驟102)，若為否，則執(zhí)行步驟1013)
[0071]1013)自動(dòng)控制單元I開啟真空泵，雨水調(diào)蓄池中的水進(jìn)一步進(jìn)入沖洗室5。
[0072]如圖2?圖7所示，在降雨模式下，雨水調(diào)蓄池的自動(dòng)真空沖洗清淤系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程。
[0073]如圖2所示，降雨前，雨水調(diào)蓄池11為空池狀態(tài)。
[0074]如圖3所示，降雨開始后，自動(dòng)控制單元I控制真空隔膜閥3開啟，污水通過(guò)收集管道進(jìn)入雨水調(diào)蓄池11內(nèi)，雨水調(diào)蓄池水位12和沖洗室5水位同時(shí)上升，并維持齊平。
[0075]如圖4所示，降雨持續(xù)，雨水調(diào)蓄池水位12和沖洗室5水位繼續(xù)上升，雨水調(diào)蓄池11蓄滿，沖洗室5水位達(dá)到?jīng)_洗室最高水位4后，自動(dòng)控制單元I控制真空泵2和真空隔膜閥為關(guān)閉狀態(tài)。
[0076]如圖5所示，降雨停止后，雨水調(diào)蓄池11未蓄滿，自動(dòng)控制單元I控制真空泵2開啟，雨水調(diào)蓄池11內(nèi)污水通過(guò)真空負(fù)壓進(jìn)入沖洗室5，沖洗室內(nèi)水位達(dá)到?jīng)_洗室最高水位4，自動(dòng)控制單元I自動(dòng)關(guān)閉真空泵2和真空隔膜閥。
[0077]如圖6所示，雨水調(diào)蓄池11開始放空前，自動(dòng)控制單元I控制真空隔膜閥為關(guān)閉狀態(tài)，之后雨水調(diào)蓄池11放空，淤泥13沉積在雨水調(diào)蓄池11底部。沖洗室5因頂部真空狀態(tài)，以及虹吸單元6的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，形成虹吸，沖洗室5內(nèi)的沖洗水位保持最高水位4不變。
[0078]如圖7所示，雨水調(diào)蓄池11放空后，自動(dòng)控制單元I控制真空隔膜閥3開啟，大量空氣進(jìn)入沖洗室5，沖洗室5真空度下降，虹吸單元6的虹吸現(xiàn)象被破壞，導(dǎo)致沖洗室5的沖洗水通過(guò)沖洗室5底部通道快速?zèng)_入雨水調(diào)蓄池11底部，對(duì)雨水調(diào)蓄池11進(jìn)行清洗沖淤。雨水調(diào)蓄池11清洗沖清淤后的淤泥13和沖洗水14排入污泥池8，通過(guò)管道排入市政排水管網(wǎng)。
【權(quán)利要求】
1.一種水池自動(dòng)真空沖洗清淤裝置，該裝置用于對(duì)水池的沖洗清淤，其特征在于，所述裝置包括真空泵、真空隔膜閥、沖洗室和虹吸單元，所述沖洗室通過(guò)虹吸單元與水池連接，所述沖洗室通過(guò)真空隔膜閥與真空泵連接； 所述真空泵、真空隔膜閥控制水池中的水進(jìn)入沖洗室并達(dá)到設(shè)定高度后，關(guān)閉真空隔膜閥并放空水池中剩余的水，所述虹吸單元阻止沖洗室中的沖洗水進(jìn)入水池，開啟真空隔膜閥，沖洗室中的沖洗水進(jìn)入水池并帶走水池中的污泥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水池自動(dòng)真空沖洗清淤裝置，其特征在于，所述虹吸單元包括阻隔閥門，所述阻隔閥門設(shè)在虹吸單元的通道上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種水池自動(dòng)真空沖洗清淤裝置，其特征在于，所述裝置還包括自動(dòng)控制單元和備用水源，所述自動(dòng)控制單元與真空泵、真空隔膜閥和阻隔閥門連接，所述沖洗室與所述備用水源連接，所述自動(dòng)控制單元控制真空泵、真空隔膜閥和阻隔閥門的開啟和關(guān)閉，所述備用水源在水池中沒(méi)水時(shí)為所述沖洗室提供沖洗水。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種水池自動(dòng)真空沖洗清淤裝置，其特征在于，所述自動(dòng)控制單元與遠(yuǎn)程控制中心連接，所述遠(yuǎn)程控制中心通過(guò)所述自動(dòng)控制單元控制真空泵、真空隔膜閥和阻隔閥門的開啟和關(guān)閉。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水池自動(dòng)真空沖洗清淤裝置，其特征在于，所述設(shè)定高度小于7米。
6.一種實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求3所述的水池自動(dòng)真空沖洗清淤裝置的沖洗清淤方法，其特征在于，該方法包括水池水清洗和備用水清洗兩種模式， 所述水池水清洗模式包括以下步驟: 101)水池中蓄滿水后，所述真空隔膜閥開啟，水池中的水進(jìn)入沖洗室； 102)所述真空隔膜閥關(guān)閉； 103)放空水池中剩余的水，期間所述虹吸單元保持沖洗室的沖洗水位不變； 104)所述真空隔膜閥開啟，大量空氣進(jìn)入所述沖洗室，所述沖洗室真空度下降，所述虹吸單元的虹吸現(xiàn)象被破壞，導(dǎo)致所述沖洗室的沖洗水快速?zèng)_入所述水池底部，對(duì)水池進(jìn)行清洗沖淤； 所述備用水清洗模式包括以下步驟: 201)所述真空泵和真空隔膜閥開啟，所述阻隔閥門關(guān)閉； 202)待所述備用水源為沖洗室蓄滿水后，所述真空泵和真空隔膜閥關(guān)閉； 203)所述阻隔閥門開啟； 204)所述真空隔膜閥開啟，大量空氣進(jìn)入所述沖洗室，所述沖洗室真空度下降，所述虹吸單元的虹吸現(xiàn)象被破壞，導(dǎo)致所述沖洗室的沖洗水快速?zèng)_入所述水池底部，對(duì)水池進(jìn)行清洗沖淤。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種水池自動(dòng)真空沖洗清淤方法，其特征在于，所述步驟101)包括子步驟: 1011)所述真空隔膜閥開啟，水池中的水進(jìn)入沖洗室； 1012)判斷沖洗室中水位是否達(dá)到設(shè)定值，若為是，則執(zhí)行步驟102)，若為否，則執(zhí)行步驟1013)； 1013)所述真空泵開啟，水池中的水進(jìn)一步進(jìn)入沖洗室。
【文檔編號(hào)】E03F9/00GK104196118SQ201410441488
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月2日
【發(fā)明者】程江, 趙金保, 鄒育杰, 蔣頁(yè), 蔡光勝 申請(qǐng)人:洼石環(huán)境工程（上海）有限公司