[发明专利]一种恒流量排水控制方法及控制系统

说明书

本发明涉及一种恒流量排水控制方法及控制系统，其中，所述控制方法包括监测启闭闸门处的液位高度，并获得液位高度数据；根据所设定的排水流量及所述液位高度数据计算所对应的理论过流面积；调节启闭闸门的开度使得启闭闸门的实时过流面积等于所述理论过流面积；本发明所提供的恒流量排水控制方法，可以对排水流量实现精确、稳定的控制，而恒流量排水控制系统，不仅结构紧凑，安装方便，成本低，而且响应速度快、且不容易出现堵塞及密封失效的问题。

技术领域

本发明涉及给排水技术领域，具体涉及一种根据液位高度控制闸门开度的恒流量排水控制方法及控制系统。

背景技术

在排水工程中，蓄水池、过流廊道中的水体需通过后端管网排至处理系统(如污水处理厂等)或自然水体，但由于降雨、管道阻塞等原因，待排水体的水量会发生较大变化，如突下暴雨时，如果直接排入后端管网，会造成管网压力突变、水量激增，对处理系统也有较大的冲击负荷；如果后端排水管网水量过大，也可能会由排口倒灌至蓄水池或过流廊道。

现有技术中，通常需要在蓄水池、过流廊道的排口位置处设置流量控制装置，通过流量控制装置控制进入后端排水管网的水量；然而，现有的流量控制装置，通常是根据流量计所监测的排水管道中的实际流量为基础进行控制的，即通过监测下游流量的改变再调节流量控制装置中闸门的开度，从而实现对流量的控制，这种控制方式比较滞后，只能在监测到下游流量改变后才能控制闸门的开度(属于反馈控制)，且现有的流量控制装置通常采用浮力或电力驱动，采用驱动的流量控制装置，闸门泄漏量较大、无法防倒灌；采用电力驱动的流量控制装置，通常体积大、防腐性能低、对防水的要求高，不适应井下环境；此外，现有的流量控制装置在实际应用过程中通常还存在一些问题，1、使用现有的流量控制装置，通常需要在排水管道(与排口相连)中设置用于进行流量监测的流量计，而流量计通常需要在满管的状态下才能正常工作(或只有在满管的状态下测得的数据才比较准确)，从而使得非满管状态下无法控制或精确控制排水流量；2、在排水管道中安装流量计通常比较困难，尤其是在地下管网中增加流量计更加困难；3、在实际使用过程中，现有的流量控制装置中，水中的杂物非常容易卡在闸门处或堵塞闸门而无法自动清除，从而导致闸门的密封容易失效、容易出现卡机的情况，使得流量控制装置的运行可靠性大大降低；4、安装现有的流量控制装置，通常需要较大的安装空间，且通常需要额外修建设备井，从而导致成本较高。

发明内容

本发明的目的在于改善现有技术中所存在的不足，提供一种根据液位高度控制闸门开度的恒流量排水控制方法及控制系统，可以对排水流量实现精确、稳定的控制，不仅结构紧凑，安装方便，成本低，而且响应速度快、且不会出现密封失效的问题。

为解决现有技术中存在的控制滞后、控制精度低的问题，本发明所采用的技术方案是：一种恒流量排水控制方法，包括监测启闭闸门处的液位高度，获得液位高度数据，根据所设定的排水流量及所述液位高度数据计算所对应的理论过流面积，调节启闭闸门的开度使得启闭闸门的实时过流面积等于所述理论过流面积。由于对于启闭闸门而言，启闭闸门的开度与启闭闸门的实时过流面积之间具有确定的对应关系，而根据水力学的知识可知，水下某过水孔处的排水流量与该过水孔处的压强及过水孔的过流面积之间具有确定的对应关系，而该过水孔处的压强和液面与该过水孔之间的液位高度差有关，故在本方案中，通过监测启闭闸门处的液位高度，获得液位高度数据，就可以根据所设定的排水流量及所述液位高度数据计算所对应的理论过流面积，然后通过调节启闭闸门的开度使得启闭闸门的实时过流面积等于该理论过流面积，即可确保实时的排水流量等于所设定的排水流量，达到恒流量的目的，采用本方法控制排水流量，一旦启闭闸门处的液位高度发生变化，启闭闸门的实时过流面积就可以跟着变化，从而使得通过本方法控制排水流量，不存在控制滞后的问题，而且还具有控制精度高、响应速度快等特点。

优选的，所述设定的排水流量Q、所述液位高度数据H及所述理论过流面积S之间的关系为：