[发明专利]一种用于管路上的装置及基于该装置的流量控制方法和防倒灌方法

权利要求书

1.一种用于管路上的装置，其特征在于，所述装置包括第一井体、第二井体和闸门；

所述第一井体和第二井体设置于管路上，且均与所述管路连通；所述第一井体位于上游管路，所述第二井体位于下游管路；

所述闸门设置于第一井体和第二井体的连接处；

所述装置还包括设置在第一井体中的第一液位计和设置在第二井体中的第二液位计；

所述第一液位计，用于检测所述第一井体内的上游水体的液位高度；

所述第二液位计，用于检测所述第二井体内的下游水体的液位高度。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一井体与第二井体并行设置于所述管路上。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括控制器，所述控制器分别与所述第一液位计、所述第二液位计和所述闸门信号连接，用于接收所述第一液位计和第二液位计监测的液位信号，并根据所述液位信号控制所述闸门的开度。

优选地，所述闸门选自上开式闸门和下开式闸门中的至少一种。

优选地，所述闸门的驱动方式可采用电动、液动或气动。

4.一种管路系统，其特征在于，所述管路系统包括权利要求1-3中任一项所述的用于管路中的装置。

优选地，所述管路系统还包括管路，即设置所述第一井体和第二井体的管路。

5.权利要求1-3中任一项所述的装置的用途，其用于管路上的防倒灌。

优选地，用于截污管上的防倒灌。

优选地，用于分流井中截污管上的防倒灌。

6.权利要求1-3中任一项所述的装置的用途，其用于管路上的流量控制。

优选地，用于截污管上的流量控制。

优选地，用于分流井中截污管上的流量控制。

7.一种用于管路上的双液位流量控制方法，其特征在于，所述方法是基于权利要求1-3中任一项所述的用于管路上的装置，所述方法包括如下步骤：

1)监测第一井体内的上游水体的液位高度H₁和第二井体内的下游水体的液位高度H₂；

2)确定第一井体内的上游水体和第二井体内的下游水体的液位差(H₁-H₂)及闸门开度S与流经管路的流量Q的关系式如下：

Q=K·σs·S·(H1-H2)]]>

式中，

S——闸门开度(闸门中的过水面积)(m²)；

H₁——第一液位计监测的上游水体的液位高度(m)；

H₂——第二液位计监测的下游水体的液位高度(m)；

σ_s——淹没系数；

K=σcμm2g;]]>

g——重力加速度(m/s²)；

m——自由溢流的流量系数，与管道等边界条件有关；

σ_c——侧收缩系数，反映由于管道的横向收缩，减小有效的过流宽度和增加的局部能量损失对泄流能力的影响；

μ——管道自由出流的流量系数，反映管道与闸门的相对开度对泄流量的影响；

3)基于监测的上游水体和下游水体的液位差以及所述关系式，通过调节闸门开度来实现流经管路的水体的流量控制。