CN101864789A - 容积型雨水初期弃流装置 - Google Patents

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Abstract

一种容积型雨水初期弃流装置，包括弃流水箱，弃流水箱上部连接有雨水进水管和雨水收集管，弃流水箱下部连接有排水管，弃流水箱内设有两个浮球式电信号液位计，一个为浮球式高水位电信号液位计,另一个为浮球式低水位电信号液位计，两液位计分别由信号线与安装在弃流水箱外侧的液位控制器连接，液位控制器由信号线与控制箱内的液位信号保持单元连接，排水管上连接有电磁阀，电磁阀由信号线与控制箱内的输出控制单元连接。本发明设计原理简单，可靠性高，维护和检修方便，可实现初期雨水与后期雨水有效分离，实现雨水弃流的自动化，适用于建筑与小区雨水收集利用系统，用于绿地灌溉、景观用水。

Description

容积型雨水初期弃流装置
技术领域
本发明涉及一种雨水收集利用装置。
背景技术
在全球淡水资源缺乏的情况下，雨水收集利用变得非常必要。现有的雨水收集利用装置一般包括一个雨水收集池，在雨水收集利用时，由于初期雨水在流经大气、建筑物表面、室外道路和地面时受到污染，使这部分雨水中的污染物较多，污染程度较高，而且很可能有大量的悬浮物，为了减少收集到雨水中的污染物，降低雨水利用的处理难度和费用，所以一般将这部分初期雨水直接排除不予收集。但是，初期雨水和后期雨水其实是连续形成的，无法简单的划分，所以将初期雨水和后期雨水有效的分开是雨水收集利用系统中的重要环节之一。目前，初期雨水弃流的分离方面还没有成熟可靠的技术，一般是基于机械阀门控制和雨量、浊度等监控的结合，存在机械设备多，技术复杂，可靠性和耐用性差、不便维护、维修等缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种容积型雨水初期弃流装置，主要解决用一种结构简单、易于维护的装置将污染程度高的初期雨水与后期雨水有效分离的技术问题，并解决准确判断雨水收集停止时间的问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种容积型雨水初期弃流装置，包括弃流水箱，弃流水箱上部连接有雨水进水管和雨水收集管，弃流水箱下部连接有排水管，弃流水箱内设有两个浮球式电信号液位计，一个为溢流排水高水位电信号液位计,另一个为低水位电信号液位计，两液位计分别由信号线与安装在弃流水箱外侧的液位控制器连接，液位控制器由信号线与控制箱内的液位信号保持单元连接，排水管上连接有电磁阀，电磁阀由信号线与控制箱内的输出控制单元连接。
控制箱内包括：液位信号保持单元，用于向延迟单元发出延迟工作电信号。
延迟单元，用于计时，到达计时周期后,输出高电平使输出控制单元工作。
输出控制单元：用于控制电磁阀的启闭。
所述延迟单元以微控制器为核心，外接有CPLD、测量、显示、开关量输入和输出模块。
所述弃流水箱上部设有截污筐。 
所述截污筐位于雨水进水管的下部，雨水收集管的上部。
所述弃流水箱的材质为塑料、钢板或钢筋混凝土。
所述电磁阀设置在室内或专用阀门井内。
与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：本发明设计原理简单，可靠性高，维护和检修方便，可实现初期雨水与后期雨水有效分离，实现雨水弃流的自动化，为雨水利用提供了一种成本低廉、经济实用的水质控制技术，适用于建筑与小区雨水收集利用系统。
利用雨水，为绿化、景观水体、洗涤及地下水源提供雨水补给，以达到综合利用雨水资源和节约用水的目的。具有减缓城区雨水洪涝和地下水位下降、控制雨水径流污染、改善城市生态环境等广泛的意义。园林部门可利用建筑、道路、湖泊等，收集雨水，用于绿地灌溉、景观用水，或建立可渗式路面、采用透水材料铺装，直接增加雨水的渗入量。
附图说明
下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的雨水弃流箱电气自动控制系统连接图。
图3是本发明的工作过程的控制流程图。
图4是本发明的双路输出开关电源电路图。
附图标记：1－弃流水箱、2－雨水进水管、3－雨水收集管、4－电磁阀、5－液位控制器、6－控制箱。
具体实施方式
参见图1所示，一种容积型雨水初期弃流装置，包括弃流水箱1，弃流水箱的材质为塑料、钢板或钢筋混凝土，弃流水箱的井盖应该密封。弃流水箱上部连接有雨水进水管2和雨水收集管3，弃流水箱下部连接有排水管，弃流水箱内设有两个浮球式电信号液位计，一个为浮球式高水位电信号液位计,另一个为浮球式低水位电信号液位计，两液位计分别由信号线与安装在弃流水箱外侧的液位控制器5连接，液位控制器由信号线与控制箱6内的液位信号保持单元连接，排水管上连接有电磁阀4，电磁阀设置在室内或专用阀门井内，电磁阀由信号线与控制箱内的输出控制单元连接。所述弃流水箱上部设有截污筐，截污筐位于雨水进水管2的下部，雨水收集管3的上部，可截留较大的固体悬浮物和杂质。
 屋面雨水由雨水进水管2进入弃流水箱1，初期雨水暂存在弃流箱1内，水位达到高水位时，后期雨水通过雨水收集管3进入雨水储水箱。同时浮球式高水位电信号液位计的高水位电信号传输至控制箱6，信号动作后延迟24小时后由控制箱6打开电磁阀4，弃流水箱1开始排水，弃流水箱1内的初期雨水排出。当水位下降达到低水位时，浮球式低水位电信号液位计的低水位电信号传输至控制箱关闭电磁阀4，雨水初期弃流装置复位。
参见图2所示，弃流水箱内设浮球式高水位电信号液位计和浮球式低水位电信号液位计，水位达到高水位时，浮球式高水位电信号液位计发出高水位电信号，延迟24小时（可按需设定）开启电磁阀；电磁阀开启开始排水，待弃流水箱1内水位达到低水位时，浮球式低水位电信号液位计发出低水位电信号，控制箱中的电气自动控制系统关闭电磁阀，如此自动循环。当电气控制系统常年工作于室外环境，要求电气自动控制系统做防水、耐高低温防护设计。控制箱中包括：液位信号保持单元，用于向延迟单元发出延迟工作电信号；延迟单元，用于计时，到达计时周期后,输出高电平使输出控制单元工作；输出控制单元：用于控制电磁阀的启闭。延迟单元以微控制器为核心，外接有CPLD、测量、显示、开关量输入和输出模块。
参见图3所示，系统初始状态：浮球式高水位电信号液位计高水位常开，电气自动控制箱、电磁阀等执行机构均未上电工作。当弃流水箱1水位到达高水位时，浮球式高水位电信号液位计常开开关瞬间或阶段时间闭合均触发信号保持电路稳定工作发出延迟工作电信号，延迟单元上电开始计时工作，在到达预设时间后输出控制单元启动开启电磁阀，电磁阀开始排水；水位达到低水位时，浮球式低水位电信号液位计发出低水位电信号，信号保持电路停止工作，延迟单元、控制输出单元、电磁阀断电关闭，等待下一次高水位电信号的触发工作，如此自动循环。
参见图4所示， 交流电源电压经整流电路BR1整流和滤波电路C1滤波后，产生高压直流电压加至变压器T1和初级线圈一端，变压器初级线圈另一端接开关电源模块TOP222P。用稳压管VR1和二极管D1来箝位变压器漏电感引脚的脉冲前沿尖峰。通过二极管D3、电容器C9、电抗器L3、电容器C10整流滤波，再由稳压块7812进行稳压后，直接得到+12V输出电压。变压器次级线圈通过二极管D2、电容器C2、电抗器L1、电容器C3整流滤波后，产生+5V直流输出电压。电阻R2、稳压管VR2组成一稳压电路，提高负载调整能力。次级线圈T1-4两端电压经二极管D4、电容器C4整流滤波，提供开关电源模块TOP222P所需的偏置电压。电抗器L3、三极管G、电容器C8可以减弱由变压器原端线圈和原端到副端等效容性阻抗产生的高压开关波形引起的共模电流。电抗器L2、电容器C6组成电磁干扰滤波器，减弱由变压器原端梯形电流的基波和高次谐波干扰产生的差模电流。电容器C5、电抗器R3与控制端阻抗设置自启动周期。
一般液位信号取样采用方式有电极式、电磁式、浮球式、压力测量等。我们综合各自优点设计了低电压浮球式开关反馈信号单元。浮球式开关主体与拉杆分离， 功能不致受水气影响；低电压（5V）的信号输入、输出设计确保弃流箱整体的用电安全。设有A ，B二个回路,　A端子用于采集溢流排水高水位信号,　B端子用于提供低水位电信号。浮球是聚苯乙烯发泡塑料实心球、塑料空心球或不锈钢空心球。   开关寿命：断续100万次以上；水面控制范围：0.18-5m；水槽内压力：与大气压相等；温度范围：-25°C ―80°C。
可调整延时系统应以微控制器为核心，外接有CPLD、测量、显示、开关量输入、输出等模块。要求具有高可靠性、强抗干扰性以保持延时系统的性能稳定。微控制器可采用JSP系列可编程多路定时器，其可延时（0-99H）、定时时间显示和自动控制，并能实现循环控制输出，具有精度高、定时范围宽、多种定时工作模式(多种)、数字显示、轻触键盘操作、停电预置数据保存永久、抗干扰性能强等特点。
延时系统接到液位计电信号后上电，指示灯点亮，并同时正（或负）计时工作，供给控制输出单元信号一直是低电平；当到达计时周期后,输出高电平电信号使输出控制单元工作；当液位信号保持单元断电后，延时系统自动关闭（停止计时和输出高平电信号）；这时候,给"重启"输入端一个输入信号，系统立即重新回到初始上电状态，又一轮倒计时工作开始了，如此自动循环计时工作。本延时系统设计状态为无液位电信号时不耗电工作。

Claims (6)

1.一种容积型雨水初期弃流装置，包括弃流水箱（1），弃流水箱上部连接有雨水进水管（2）和雨水收集管（3），弃流水箱下部连接有排水管，其特征在于：弃流水箱内设有两个浮球式电信号液位计，一个为浮球式高水位电信号液位计,另一个为浮球式低水位电信号液位计，两液位计分别由信号线与安装在弃流水箱外侧的液位控制器（5）连接，液位控制器由信号线与控制箱（6）内的液位信号保持单元连接，排水管上连接有电磁阀（4），电磁阀由信号线与控制箱内的输出控制单元连接；
控制箱（6）内包括：液位信号保持单元，用于向延迟单元发出延迟工作电信号；
延迟单元，用于计时，到达计时周期后,输出高电平使输出控制单元工作；
输出控制单元：用于控制电磁阀的启闭。
2.根据权利要求1所述的容积型雨水初期弃流装置，其特征在于：所述延迟单元以微控制器为核心，外接有CPLD、测量、显示、开关量输入和输出模块。
3.根据权利要求1或2所述的容积型雨水初期弃流装置，其特征在于：所述电磁阀（4）设置在室内或专用阀门井内。
4.根据权利要求3所述的容积型雨水初期弃流装置，其特征在于：所述弃流水箱（1）的材质为塑料、钢板或钢筋混凝土。
5.根据权利要求4所述的容积型雨水初期弃流装置，其特征在于：所述弃流水箱上部设有截污筐。
6. 根据权利要求5所述的容积型雨水初期弃流装置，其特征在于：所述截污筐位于雨水进水管（2）的下部，雨水收集管（3）的上部。
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