本发明公开了一种单井单控抽灌一体化系统及其控制方法，包括至少一个降水井，将降水井中的水抽送至集水箱，集水箱通过管道与调压系统相连，调压系统通过压力管道与回扬集水总管相连；回扬集水总管上连接有至少一个回灌井，每个回灌井与压力管路之间的管道上均设置有减压系统；本发明集降水、回灌为一体，可以单独控制每个回灌井的回灌压力，进而可以发挥每个回灌井的最大回灌能力，避免了“木桶效应”带来的“负作用”，相同回灌量下，有效了减少了回灌井的数量，降低了成本，节省了工作空间。
1.一种单井单控抽灌一体化系统，包括至少一个降水井，将降水井中的水抽送至集水箱，集水箱通过管道与调压系统相连，调压系统通过压力管道与至少一个回灌井相连，每个回灌井中的回扬管路与回扬集水总管相连，每个回灌井与压力管路之间的管道上均设置有减压系统；
调压系统及减压系统均与控制系统相连，控制系统设定每个回灌井对应的回灌压力，将指令传送至调压系统进行调节水压，当某个回灌井中回灌压力超出回灌井的最大回灌压力时，控制系统调节减压系统进行减压直至降至设定的压力值，实现单个回灌井的回灌压力的控制；
每个回灌井回扬出口的管道均经回扬管路与集水箱相连，靠近回灌井回扬出口的回扬管路上设置有开关阀；
所述减压系统包括依次设置在支路上的开关阀、水用减压阀及单向阀。
2.如权利要求1所述的一种单井单控抽灌一体化系统，其特征是，所述集水箱还分别与水质监测系统及过滤系统相连，水质监测系统监测到集水箱中的水质合格时，则集水箱中的水直接输送至调压系统，当水质监测系统监测到集水箱中的水质不合格时，集水箱中的水经过过滤器进行过滤，然后输送至调压系统。
3.如权利要求2所述的一种单井单控抽灌一体化系统，其特征是，所述过滤系统包括过滤器，过滤器的入口端通过第一管路与集水箱及调压系统之间的管路相连，第一管路上设置开关阀，过滤器的出口端通过第二管路与集水箱及调压系统之间的管路相连，第二管路上设置单向阀，设置在第一管路及第二管路之间的集水箱及调压系统之间的管路为第三管路，第三管路上设置开关阀。
4.如权利要求3所述的一种单井单控抽灌一体化系统，其特征是，经水质检测后，如果水质合格，则打开第三管路上的开关阀，关闭第一管路上的开关阀，直接进入调压系统，否则，关闭第三管路上的开关阀，打开第一管路上的开关阀，经过过滤器过滤合格后，再进入调压系统，单向阀防止水倒流回过滤器。
5.如权利要求1所述的一种单井单控抽灌一体化系统，其特征是，所述调压系统包括变频器，变频器与多个变频泵相连，变频泵设置在压力管道及输水管道之间的管道上，变频泵所在的管道上入口端设置有开关阀，出口端依次设置有止回阀及开关阀。
6.如权利要求5所述的一种单井单控抽灌一体化系统，其特征是，压力管道的一端设置有稳压灌，压力管道上还设置有压力传感器，压力管道还分别通过管道与对应的回灌井相连，每个回灌井与压力管道之间的管道上靠近压力管道处分别设置有流量计。
7.如权利要求1所述的一种单井单控抽灌一体化系统，其特征是，所述控制系统包括GSM/GPRS无线传感器及与之通信的总控台；
所述回灌井内设置有桥式滤水管，桥式滤水管的下方设置有回扬泵。
8.一种单井单控抽灌一体化系统的控制方法，其特征是，包括：
步骤2：水在集水箱内沉淀，检测集水箱内水用质量；若沉淀水质符合回灌标准，通过开关阀切换，直接进入变频泵组加压；若沉淀水质不符合回灌标准，通过开关阀切换，进入过滤器过滤，之后再进入变频泵组加压；
步骤3：总控台设定回灌压力值，通过GSM/GPRS无线传感器将指令传至变频器，调整变频泵的转速，到达设定压力值，压力传感器随时监控回灌水压力，回灌水通过变频泵组的出水口流入密封回灌井内；
若某个回灌井出现回灌井的回灌量不再随压力的增加而有明显的增加时，也即回灌压力超出该回灌井承受最大压力，切换该回灌井管路上的开关阀，调整支路上的水用减压阀，使该井回灌水压力降至稳定压力，其他回灌井压力不变；
步骤4：定期开启回扬泵，切换开关阀至回扬管路，以免回灌井堵塞，影响回灌效率。
一种单井单控抽灌一体化系统及其控制方法
技术领域
[0001] 本发明涉及基坑降水、回灌设备，特别涉及一种单井单控抽灌一体化系统及其控制方法。
背景技术
[0002] 回灌是控制地下水水位，或防止因工程降水导致地面沉降、地下水浪费的有效措施。工程中常用的回灌方式有：地面入渗法和井点注入法。地面入渗法由于受地层性质局限性较大，所以较少采用。井点注入法中多以加压灌注法为主，而现有的加压灌注设备主要存在以下不足：
[0003] 1、采用加压设备与回灌井“一一对应”的方式，成本太高，占用空间大，较少采用。
[0004] 2、采用加压设备直接或加压至压力罐间接分流到每个回灌井，也即加压设备与回灌井“一对多”。这种方式普遍采用，但这种设备不能单独控制每个回灌井的压力，容易产生“木桶效应”，即多个回灌井应选择最小的压力回灌，如此在同等回灌量下必须增加回灌井的数量，随即带来了成本和空间上的增加。
[0005] 3、大多采用人工记录回灌数据的方式，存在滞后性、时效性差的问题。
发明内容
[0006] 为解决现有技术存在的不足，本发明公开了一种单井单控抽灌一体化系统及其控制方法，集降水、回灌为一体，可以单独控制每个回灌井的回灌压力，进而可以发挥每个回灌井的最大回灌能力，避免了“木桶效应”带来的“负作用”，相同回灌量下，有效的减少了回灌井的数量，降低了成本，节省了工作空间。
[0007] 为实现上述目的，本发明的具体方案如下：
[0008] 一种单井单控抽灌一体化系统，包括至少一个降水井，将降水井中的水抽送至集水箱，集水箱通过管道与调压系统相连，调压系统通过压力管道与至少一个回灌井相连，每个回灌井中的回扬管路与回扬集水总管相连，每个回灌井与压力管路之间的管道上均设置有减压系统；
[0009] 调压系统及减压系统均与控制系统相连，控制系统设定每个回灌井对应的回灌压力，将指令传送至调压系统进行调节水压，当某个回灌井中回灌压力超出回灌井的最大回灌压力时，控制系统调节减压系统进行减压直至降至设定的压力值，实现单个回灌井的回灌压力的控制。
[0010] 进一步的，所述集水箱还分别与水质监测系统及过滤系统相连，水质监测系统监测到集水箱中的水质合格时，则集水箱中的水直接输送至调压系统，当水质监测系统监测到集水箱中的水质不合格时，集水箱中的水经过过滤器进行过滤，然后输送至调压系统。
[0011] 进一步的，所述过滤系统包括过滤器，过滤器的入口端通过第一管路与集水箱及调压系统之间的管路相连，第一管路上设置开关阀，过滤器的出口端通过第二管路与集水箱及调压系统之间的管路相连，第二管路上设置单向阀，设置在第一管路及第二管路之间的集水箱及调压系统之间的管路为第三管路，第三管路上设置开关阀。
[0012] 进一步的，经水质检测后，如果水质合格，则打开第三管路上的开关阀，关闭第一管路上的开关阀，直接进入调压系统，否则，关闭第三管路上的开关阀，打开第一管路上的开关阀，经过过滤器过滤合格后，再进入调压系统，单向阀防止水倒流回过滤器。
[0013] 进一步的，所述调压系统包括变频器，变频器与多个变频泵相连，变频泵设置在压力管道及输水管道之间的管道上，变频泵所在的管道上入口端设置有开关阀，出口端依次设置有止回阀及开关阀。
[0014] 进一步的，压力管道的一端设置有稳压灌，压力管道上还设置有压力传感器，压力管道还分别通过管道与对应的回灌井相连，每个回灌井与压力管道之间的管道上靠近压力管道处分别设置有流量计。
[0015] 进一步的，每个回灌井回扬出口的管道均经回扬管路与集水箱相连，靠近回灌井回扬出口的回扬管路上设置有开关阀。
[0016] 进一步的，所述减压系统包括依次设置在支路上的开关阀、水用减压阀及单向阀。
[0017] 进一步的，所述控制系统包括GSM/GPRS无线传感器及与之通信的总控台。
[0018] 进一步的，所述回灌井内设置有桥式滤水管，桥式滤水管的下方设置有回扬泵。
[0019] 一种单井单控抽灌一体化系统的控制方法，包括：
[0020] 步骤1：抽水泵将降水井内的水抽至集水箱；
[0021] 步骤2：水在集水箱内沉淀，检测集水箱内水用质量；若沉淀水质符合回灌标准，通过开关阀切换，直接进入变频泵组加压；若沉淀水质不符合回灌标准，通过开关阀切换，进入过滤器过滤，之后再进入变频泵组加压；
[0022] 步骤3：总控台设定回灌压力值，通过GSM/GPRS无线传感器将指令传至变频器，调整变频泵的转速，到达设定压力值，压力传感器随时监控回灌水压力，回灌水通过变频泵组的出水口流入密封回灌井内；
[0023] 若某个回灌井出现回灌井的回灌量不再随压力的增加而有明显的增加时，也即回灌压力超出该回灌井承受最大压力，切换该回灌井管路上的开关阀，调整支路上的水用减压阀，使该井回灌水压力降至稳定压力，其他回灌井压力不变；
[0024] 步骤4：定期开启回扬泵，切换开关阀至回扬管路，以免回灌井堵塞，影响回灌效率。
[0025] 本发明的有益效果：
[0026] 1、本发明集降水、回灌为一体，可以单独控制每个回灌井的回灌压力，进而可以发挥每个回灌井的最大回灌能力，避免了“木桶效应”带来的“负作用”，相同回灌量下，有效了减少了回灌井的数量，降低了成本，节省了工作空间。
[0027] 2、本发明智能化的数据采集、控制系统避免了人工记录、手动控制带来的滞后性、时效性差的问题，为之后的理论研究提供了实时、准确的数据参考。
[0028] 3、本发明整个设备的接口采用标准化设计，拼装规范、快捷，移动、运输方便，在复杂的施工现场有更好的适应性。
附图说明
[0029] 图1为本发明的整体示意图；
[0030] 图2为本发明压力单独控制的管路示意图；
[0031] 图3为本发明控制流程图；
[0032] 图中，1、降水井，2、抽水泵，3、集水箱，4、过滤器，5-1～5-5、开关阀，6、单向阀，7、变频泵，8、止回阀，9、压力传感器，10、稳压罐，11、变频器，12、流量计，13、水用减压阀，14、压力表，15、回灌井，16、桥式滤水管，17、回扬泵,18、回扬管路，19、GSM/GPRS无线传感器，20、总控台。
具体实施方式：
[0033] 下面结合附图对本发明进行详细说明：
[0034] 如图1所示，一种单井单控抽灌一体化系统的主要设备包括抽水泵2、集水箱3、过滤器4、变频泵组、GSM/GPRS无线传感器19、总控台20、管路及其各种阀类、仪表。
[0035] 抽水泵2为普通工频泵，从降水井1内抽取地下水，到达基坑降水的目的；多个降水井1时，降水井1通过降水井水总管与集水箱3进水口相连。集水箱3出水口分两支路，一支直接与变频泵组相连，一支与过滤器4相连。集水箱3内有两道上边开口的隔板，能起到阻隔沉淀泥沙的作用，底座安装车轮，运输、移动方便，集水箱3可依据降水量的大小，通过法兰接口拼装。
[0036] 过滤器4主要对降水水源进行过滤处理，使其达到回灌水质要求；变频泵组包括变频器11、变频泵7、稳压罐10及其管路、阀类，是抽灌一体化设备中的主要加压部分，可以通过调整变频器11来调整变频泵7的转速，进而达到调压的作用。
[0037] 稳压罐10主要是稳定水压力，避免变频泵7频繁启动，延长变频泵7的使用寿命；GSM/GPRS无线传感器19可以将获取到的压力传感器9、流量传感器等的信息通过无线方式传至总控台20，并能返回控制命令；总控台20为设备的控制中枢系统，负责发送控制命令、查看、监控回灌数据信息等。
[0038] 本申请的管路主要包括回灌管路、回扬管路18、桥式滤水管16等，主要是水源的流通通道；阀类包括开关阀5-1～5-5、单向阀6、水用减压阀13、止回阀8等，主要是对水的流向、压力等的控制；仪表包括压力表14、流量计12、压力传感器9等，主要是监测回灌水的流量和压力。
[0039] 如图3所示，一种单井单控抽灌一体化设备的控制方法，包括以下步骤：
[0040] 步骤1：抽水泵2将降水井1内的水抽至集水箱3；
[0041] 步骤2：水在集水箱3内沉淀，检测集水箱3内水用质量；
[0042] 步骤2-1：若沉淀水质符合回灌标准，通过开关阀切换，直接进入变频泵组加压；
[0043] 步骤2-1：若沉淀水质不符合回灌标准，通过开关阀切换，进入过滤器4过滤，之后再进入变频泵组加压；
[0044] 步骤3：总控台20设定回灌压力值，通过GSM/GPRS无线传感器19将指令传至变频器11，调整变频泵7的转速，到达设定压力值，压力传感器9随时监控回灌水压力，回灌水通过变频泵组的出水口流入密封回灌井15内；
[0045] 步骤3-1：若某个回灌井15出现回灌井的回灌量不再随压力的增加而有明显的增加时，也即回灌压力超出该回灌井15承受最大压力，切换该回灌井15管路上的开关阀，调整支路上的水用减压阀13，使该井回灌15水压力降至稳定压力，其他回灌井压力不变；
[0046] 步骤4：定期开启回扬泵17，切换开关阀至回扬管路18，以免回灌井15堵塞，影响回灌效率。
[0047] 本申请在工作时，抽水泵2从降水井1中抽水，将水抽至集水箱3中沉淀，经水质检测后，如果水质合格，则打开开关阀5-2，关闭开关阀5-1，直接进入变频泵组，否则，关闭开关阀5-2，打开开关阀5-1，经过过滤器4过滤合格后，再进入变频泵组，其中单向阀6防止水倒流回过滤器。
[0048] 通过控制台20设定回灌压力，指令经过GSM/GPRS无线传感器传递给变频器11，进而调整变频泵7的转速，以达到设定的回灌压力。其中，变频泵组出水管路上依次经过止回阀8、开关阀、稳压罐10和压力传感器9。止回阀8为安全阀，防止回灌水倒流回变频泵7，开关阀可以控制每个变频泵7的通断管路，稳压罐10可以稳定压力，避免变频泵7频繁启动，有利于延长变频泵7的寿命。压力传感器9实时监测变频泵产生的水压力，并实时通过GSM/GPRS无线传感器19与总控台20交互信息。
[0049] 如图2所示，带有设定压力的回灌水，经过通往回灌井15的管路灌入地层。初始时，压力水依次经过流量计12、开关阀5-3、压力表14、桥式滤水管16进入回灌井15，其他管路以此类推。如果此时有某个回灌井15(例如回灌井1#)出现回灌井的回灌量不再随压力的增加而有明显的增加时，说明此时的回灌压力超出了回灌井1#的回灌能力，则关闭开关阀5-3，打开开关阀5-4，调整水用减压阀13，直到压力表14降低到较小的稳定压力值(可从总控台20回灌历史数据中查询到合适的压力值)，该支路上同样设有单向阀6，确保水流方向。其中，流量计12可以统计每个回灌井的回灌流量，并可通过GSM/GPRS无线传感器19与总控台
20交互信息，桥式滤水管16是井内主要的井管，可以起到滤水作用。
[0050] 其他回灌井可以继续加压，并通过调整个别回灌井的回灌支路及其上的水用减压阀13，直到达到各自的最大回灌压力。
[0051] 为了防止长期回灌导致的管井堵塞，影响回灌能力，要定期开启回扬泵17，并关闭回灌管路上的开关阀，打开开关阀5-5，使回扬水经回扬管路18流入集水箱3，循环利用。
[0052] 上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
