一种液位控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种液位控制系统，包括真空排污阀、液位压力传感器、与液位压力传感器连接并用于控制真空排污阀开启和关闭的气动控制器；所述气动控制器包括壳体、设置在壳体内部的进气系统、真空源稳压系统及实现空气与真空通断的控制系统；所述控制系统包括受液位压力传感器驱动控制的动力组件、直接驱动真空排污阀开启和关闭的执行组件、用于进行故障检测的手动巡检组件；本发明专利技术主要由液位压力传感器、气动控制器和真空排污阀三大核心零件构成，应用于真空井系统中实现废水的排放，其通过液位压力传感器检测到的水位信号驱动气动控制器控制真空排污阀的开启和关闭，其中气动控制器采用集成化的设计方式，整体结构设计紧凑且可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种液位控制系统
本专利技术涉及真空污水连续收集、临时储存和周期性输送系统中的液位控制
，其中真空污水连续收集、临时储存和周期性输送系统即为真空井系统，具有采用真空排污阀进行周期性排污的临时污水收集罐，而且能够将其污水收集罐中的污水输送到下游的真空收集管路网中，整个系统通过液位的变化，应用压差驱动控制方法的控制装置进行控制，用以实现污水收集罐内的污水排放，本专利技术则特别涉及一种液位控制系统。
技术介绍
真空生活污水收集属于一种最前端的污水收集技术，其凭借基于一端吸入空气，而另一端排出空气的真空或者负压气流输送力原理的管子，将来自建筑物的生活污水输送到一个较远的污水池或者真空收集输送管路系统中；而为了实现上述场景，典型的技术方案是采用一个临时污水储液罐，该污水罐具有与建筑物污水口相连的入口，以及与真空污水输送管路相连的排污吸入口，以及将排污吸入口和真空污水输送管路相连的真空排污阀，该真空排污阀具有一个控制系统或装置，它的基本操作流程是当储液罐中是污水水位达到第一预设值控制器对真空排污阀施加真空力而将污水吸走排空，直到污水罐中的污水水位降到另一个预设值时控制系统关闭真空排污阀，我们把这个技术方案定义为真空污水连续收集、临时储存和周期性输送系统，即真空井系统。通常，在液体或污水收集
，采用真空技术来收集液体或者污水是已公知的技术，整个系统通过控制器的作用，利用液位的变化通过真空排污阀进行排污；目前，在国内方面，还处在电力驱动式液位控制系统，包括的核心零部件主要有：电力供电、单片机控制、电磁阀。其中，电力供电，包括电池、太阳能、风能、热能等方式；单片机控制是指依靠单片机元器件进行自动控制的装置；电磁阀用于管路的通断动作，即真空排污阀上控制真空源和空气之间的切换；而在国外方面，最具代表性的技术是液位控制系统，分别是Foreman等人申请的专利技术专利，其美国专利号US5069243(1989年)、Foreman等等人申请的专利技术专利，其美国专利号US4373838(1981年)；已公知系统包括液位压力传感器、气动控制器和真空排污阀共计三个核心零件，其中气动控制器起着至关重要的作用。气动控制器的真空源是取自真空排污阀前置污水管路上方的一个取气口，期间需要一个稳压装置，以便避免真空排污阀通断瞬时对真空源管线气压造成的影响，进而避免气动控制器的误操作。目前，已公知的实现该功能的技术方案是分体式真空源稳压和排水装置，即该装置是和真空排污阀、气控控制器装置独立开来的三个装置，并采用气管进行连接；主要有一种结构形式，即与真空排污阀下壳体独立的鸭嘴阀式排水技术方案，工作原理及结构设计请参考Cleaver等人于1977年申请的专利技术专利，其美国专利号US4171853；实际应用参考Featheringill等人于1995年申请的专利技术专利，其美国专利号US5570715。关于上述现有技术涉及的结构存在的问题如下：1、独立结构设计方案，安装过程中容易碰坏；2、鸭嘴型单向阀的密封效果差，容易受到污水影响；3、稳压效果不佳；参考专利号为US4171853的美国专利技术专利，当气控控制器和真空排污阀关闭或待机STAT-OFF时(关闭状态时)，经稳压腔室下面的小管路联通管路的稳压腔室中的压力等于真空；气控控制器和真空排污阀打开时(由关闭转变为打开状态时)，管路中的污水和空气混合体经过稳压腔室的下面管路，此时稳压腔室相连的管路中的对用的管路入口处的压力由于污水和空气混合体的存在(抵消了一部分真空)而升高了真空值，这时稳压腔室和管路之间存在压力差，而且是稳压腔室中的真空值更低，导致污水和空气迅速进入稳压腔室，在进入冲击过程中，污水中的杂质会造成鸭嘴式单向阀组件膜片闭合的不良，造成在阀和控制器关闭状态时，有水汽进入阀体内部的情况；更重要的是鸭嘴式单向阀的不能有效闭合，造成了稳压器的稳压效果的大幅下降，收效甚微。与此同时，气动控制器是采用压差驱动控制原理设计的装置，要求有与大气联通的管路，以及与真空源联通的管路；因此，气动控制器需要要通气管路；由于真空井位于地表以下，处于阴暗潮湿的环境中，而且采用的通气技术的不同，比如真空井污水槽通气技术，以及真空井附近地面通气技术等，要求通气管路具有一定的集水排水功能，以避免降低潮湿的空气在气动控制器和真空排污阀腔室内部冷凝成水并结合灰尘对波纹膜片等密封件的密封性能；目前，已公知的实现该功能的技术方案是分体式过滤和集水和排水装置，即该装置是和气控控制器装置独立开来的两个装置，并采用气管进行连接。主要有两种结构形式：其一是与真空排污阀下壳体合并的负压排水技术方案，工作原理及结构设计请参考Cleaver等人于1977年申请的专利技术专利，其美国专利号US4171853；其一是与真空排污阀下壳体独立的负压排水技术方案，工作原理及结构设计请参考Cleaver等人于1977年申请的专利技术专利，其美国专利号US4171853；实际应用参考Featheringill等人于1995年申请的专利技术专利，其美国专利号US5570715。此时现有技术中存在的主要问题如下：1、钣金件易腐蚀、密封不良而漏气；参考专利号为US5570715的美国专利,气控控制器和真空排污阀由打开转变为关闭状态时，真空排污阀中下壳体所在的排气腔室中的积水会受到阀芯的复位冲击力作用下迅速进入积水收集器，其高速气流会将积水收集器中的积水喷涌至管口位置处，而这些管口连接气控控制器空气入口和真空排污阀气控输入口，造成积水的进入阀体内容，造成装置的提前失效，特别是金属翻转组件和波纹膜片组件；2、空气过滤效果差；与此同时，翻腾的积水打湿了过滤滤芯，影响了过滤效果，而且也增加了空气进入的阻力，当空气中的灰尘进入设备内后，会粘接在密封处，从而影响装置的密封性；3、控制器内部的集水无法有效排出；控制器内部波纹膜片组件是很容易受到潮湿的灰尘影响密封效果的，进而影响控制器的功能；尽管也增加了一个外置式集水和排水装置，即采用了独立的主动集尘、集水和排水结构和技术，但存在水流冲击进入控制腔室的问题，特别是真空排污阀通断的瞬间；由于控制器内部腔室没有做到有效的主动集水和排水结构设计，造成了腔室内部的空气在受到冲击、碰撞等剧烈状态变化产生了冷凝水，这些冷凝水影响了控制器的动作效率，也影响了控制器的功能实现；由于冷凝水的来源有两种，其一是来自于地面的干热空气进入阴暗湿冷的真空井设备腔室后在控制器空气入口冷凝的冷凝水；其二是控制器内部的腔室中空气的冲击、碰撞等剧烈状态变化产生的冷凝水；后者，我们在控制器的结构设计层面进行处理，实现主动集水和排水，这个是第一个疏水功能；而对于前者，我们只能采用主动技术及时去除空气中的冷凝水，这个是另一个疏水功能，两者相互配合，相辅相成，缺一不可，后者是确保空气进入控制器中时，尽可能是干燥的；4、集排水效果差；集水和排水采用单腔室结构，采用气流冲击冷凝原理进行设计的，但单一腔室的集水效果欠佳；5、排水管路易受到真空压力波动的影响；排水管路易受到真空压力波动的影响，存在水流冲击进入控制腔室的问题，特别是真空排污阀通断本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液位控制系统，其特征在于：包括真空排污阀、液位压力传感器、与液位压力传感器连接并用于控制真空排污阀开启和关闭的气动控制器；所述气动控制器包括壳体、设置在壳体内部的进气系统、真空源稳压系统及实现空气与真空通断的控制系统；所述控制系统包括受液位压力传感器驱动控制的动力组件、直接驱动真空排污阀开启和关闭的执行组件、用于进行故障检测的手动巡检组件。/n

【技术特征摘要】
1.一种液位控制系统，其特征在于：包括真空排污阀、液位压力传感器、与液位压力传感器连接并用于控制真空排污阀开启和关闭的气动控制器；所述气动控制器包括壳体、设置在壳体内部的进气系统、真空源稳压系统及实现空气与真空通断的控制系统；所述控制系统包括受液位压力传感器驱动控制的动力组件、直接驱动真空排污阀开启和关闭的执行组件、用于进行故障检测的手动巡检组件。


2.根据权利要求1所述的一种液位控制系统，其特征在于：所述壳体内部包括由上至下依次设置的第一空腔、第二空腔、第三空腔、第四空腔、第五空腔及第六空腔，内部设置有与第一空腔、第三空腔及第六空腔相连通的空气流道，侧壁上设置有空气入口、真空排污阀空气接口A、真空排污阀气控接口A，下端部设置有传感器接口A、真空出入口A及冷凝水出口；所述第二空腔与第三空腔之间设置有第一内孔，所述第三空腔与第四空腔之间设置有第二内孔，所述第四空腔与第五空腔之间设置有第三内孔，所述第五空腔与第六空腔之间设置有第四内孔；所述空气入口及真空排污阀空气接口A与空气流道相连通，所述真空排污阀气控接口A与第四空腔相连通，所述传感器接口A与第六空腔相连通，所述真空出入口A与第五空腔相连通；所述进气系统设置在空气入口与空气流道之间，并与冷凝水出口相连通；所述真空源稳压系统设置在真空出入口A与第五空腔之间；所述动力组件、执行组件及手动巡检组件沿壳体内部由下至上依次设置。


3.根据权利要求2所述的一种液位控制系统，其特征在于：所述进气系统包括沿壳体内部周向设置的侧腔机构、设置在侧腔机构内的若干过滤块及第一单向阀；所述侧腔机构包括呈S型连通的进气流道及若干由上之下依次连通的排水流道，所述进气流道与空气入口及空气流道相连通，若干所述排水流道下端汇集并与冷凝水出口相连通；若干所述过滤块设置在进气流道内，若干所述第一单向阀设置在排水流道内。


4.根据权利要求3所述的一种液位控制系统，其特征在于：所述侧腔机构包括由上至下依次设置的三组第一侧腔、第二侧腔、第三侧腔、第四侧腔及第五侧腔，所述过滤块设置在第三侧腔内，所述第四侧腔被分隔为通气腔及通水腔，所述空气入口与一组通气腔相连通，所述进气流道从空气入口沿通气腔、第三侧腔及第二侧腔往复呈S型流通，并最终延伸至相连通的第一侧腔内，所述第一侧腔与空气流道相连通；所述排水流道从第二侧腔沿第三侧腔、通水腔、第五侧腔汇流至冷凝水出口；所述第一单向阀设置在第五侧腔内。


5.根据权利要求2所述的一种液位控制系统，其特征在于：所述真空源稳压系统包括由沿壳体内部周向呈S型分布的侧流道、顶部流道、第一内流道及第二内流道，所述侧流道内部设置有若干第二单向阀，所述第一内流道与第二内流道分别独立与顶部流道及第五空腔相连通，所述第一内流道的出口处在第五空腔偏向第四空腔的一侧，所述第二内流道的出口处在第五空腔偏向第六空腔的一侧。

【专利技术属性】
技术研发人员：崔利兴，邓永峰，黄森辰，
申请(专利权)人：清环拓达苏州环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32