CN101886408A

CN101886408A - 卧式初期雨水弃流装置

Info

Publication number: CN101886408A
Application number: CN2010102130139A
Authority: CN
Inventors: 陆斌; 王彪; 李田
Original assignee: Tongji University
Current assignee: Tongji University
Priority date: 2010-06-25
Filing date: 2010-06-25
Publication date: 2010-11-17
Anticipated expiration: 2030-06-25
Also published as: CN101886408B

Abstract

一种卧式初期雨水弃流装置，箱体内的上部右侧设进水槽，其前端入口为雨水进水口，后端为雨水收集口；进水槽后部位置设分流板，将进水槽后端分成大小不等的两部分；分流板左侧底部设弃流分流收集孔，其与进水槽后端部下方的弃流收集室相通；分流板右侧端部下方设弃流分流排出孔，其正下方为浮块滑动槽，槽底镂空，与弃流收集室连通；在浮块滑动槽内设浮块，浮块上方前壁设弃流旁流孔，孔的另一侧为垂直向的弃流旁流槽，且孔位于弃流旁流槽的上侧；弃流旁流槽底部设弃流排出口，与机体外部相通。本发明由于采用上述结构，可以在保留并收集水质较好的后期雨水的同时，有效地将初期雨水弃除，且成本降低，可适用于不同的降雨特点，利于推广应用。

Description

卧式初期雨水弃流装置

技术领域

本发明属于雨水收集领域，涉及一种用于初期污染雨水弃流，便于实现后期雨水资源化的装置。

背景技术

我国是一个水资源相对贫乏的国家，人均水平约为世界的1/4，水的问题已经影响人们的日常生活质量，并制约国民经济的发展，雨水作为生态环境循环体系中的水资源一种存在方式，雨水合理收集和利用，可有效提供人们日常生活中必需的水源，这可改善我们周围的生活环境，改善水资源日益严重的局面，促进社会和经济和谐发展。目前我国与国外发达国家相比，雨水资源利用率低下，因此对水资源缺乏的我国而言，雨水资源利用具有很大的市场。品种丰富的、性能完善的初期雨水弃流装置有利于我国雨水资源化技术和产业的迅速发展。

初期雨水弃流装置的设置有利于因空气污染和降雨汇水面的污染而水质较差的初期雨水的弃除，有利于后期洁净的雨水收集利用，并可因此大大降低净水设施造价和运行成本。目前市场上尚缺乏小型化、定型化和自动化的成熟初期雨水弃流装置产品，一定程度上影响雨水的资源化利用的推广和发展。

发明内容

本发明目的在于提供一种初期雨水弃流装置，可以将初期雨水弃除，保留并收集水质较好的后期雨水，降低雨水净化成本，并能通过调节装置的内部结构，如分流板或液位控制设定值等，从而适用于不同的降雨特点，满足各种弃流量要求，利于装置的进一步的推广应用。

为达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种初期雨水弃流装置，包括进水槽、弃流收集室、弃流旁流槽，还包括分流板、弃流分流收集孔、分流排出孔、浮块滑动槽、弃流旁流孔、电极式液位控制器、电控箱，在进水槽内后端设分流板，分流板左侧底部设弃流分流收集孔与弃流收集室相通，右侧底部与浮块滑动槽上部的分流排出孔相通，浮块滑动槽上部后侧设弃流旁流孔，孔的另一侧为弃流旁流槽；弃流收集室内设若干电极式液位控制器，并与池外电控箱相连；通过改变分流板宽度比例或调整液位控制点位置调节弃流量。

进一步，所述装置箱体内的上部右侧设进水槽，其前端入口为雨水进水口，后端为雨水收集口；进水槽后部位置设分流板；分流板左侧底部设弃流分流收集孔，其与进水槽后端部下方的弃流收集室相通；分流板右侧端部下方设弃流分流排出孔，其正下方为浮块滑动槽，槽底镂空，与弃流收集室连通；在浮块滑动槽内设浮块，浮块上方前壁设弃流旁流孔，孔的另一侧为垂直向的弃流旁流槽，且孔位于弃流旁流槽的上侧；弃流旁流槽底部设弃流排出口，与机体外部相通；弃流收集室与弃流旁流槽由伸缩软管相连，伸缩软管设置于弃流收集室底部，伸缩软管上设有潜水电磁阀，箱体顶部设有的电极式液位控制器，潜水电磁阀与电极式液位控制器通过箱外的电控箱相连。

所述分流板后端部位为固定的，前端部位为固定或活动的。所述进水槽底板具有向下坡度或水平；所述坡度范围0～2°。所述浮块为矩形或圆柱形，与所述浮块滑动槽的形状一致。所述浮块采用材料为不锈钢或碳钢或塑料制成的内空块体，或轻质材料制成的块体。所述浮块采用材料为发泡聚苯乙烯浮块。所述伸缩软管为PVC软管或橡胶软管。所述潜水电磁阀为防水电磁阀或不防水电磁阀。所述液位控制器为电极式或浮球型或静压式。

换言之，本发明初期雨水弃流装置，箱体上部右侧设进水槽，前方为雨水进水口，槽底可设一定的向下坡度，槽的后端设分流板，其中左侧底部设弃流分流收集孔，下方为弃流收集室，右侧下方设弃流分流排出孔，下方为浮块滑动槽；

上述浮块滑动槽内设比重较轻的浮块，浮块四周与滑动槽间保证较小缝隙，并能上下滑动自由，浮块滑动槽下端镂空无底板，浮块滑动槽顶部、底部均设有防浮块掉落和漂出周边挡条限制浮块在槽内随水位上下移动；

上述浮块滑动槽上方前侧设有弃流旁流孔，与垂直向的弃流旁流槽相连，槽底部箱体外壁设弃流排出口；

上述弃流旁流槽接有伸缩软管，管端设潜水电磁阀，与弃流收集室连通，检修时潜水电磁阀可移出箱体外；

上述的弃流收集室顶部设电极式液位控制器，预先设置好高水位和低水位；

上述的潜水电磁阀和液位控制器均受箱体外部的电控箱控制，根据水位高开低停，同时受电控箱内时间继电器或可编程控制器(PLC)设定的时间值延时控制，自动排空弃流收集室内临时储存的初期雨水于弃流旁流槽，最终由弃流排出口排出。

由于采用上述方案，本发明的有益效果是：装置可以通过左右调节箱体内分流板和弃流室内的部分初期雨水自动排空控制液位等措施，从而可以使装置能适合不同地区的、不同降雨特点、不同汇水面积和不同的初期弃流量设定值(mm)，使装置小型化、定型化和自动化，利于推广应用。

附图说明

图1是本发明实施例的立体示意图。

图2是图1所示实施例装置俯视图。

图3是图1所示实施例装置主视图，为降雨初期弃流收集状态。

图4是图1所示实施例装置主视图，为初期雨水收集完成状态。

图5是图1所示实施例装置分流板详图。

图6是图1所示实施例装置进水槽分流状态示意图。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明，需注意的是，以下所述的“前”均指与进水槽2平行方向，相对靠近进水槽2雨水进水口3的位置；“后”均指与进水槽2平行方向，相对靠近进水槽2雨水收集口13的位置。

如图1-2所示，为本发明初期雨水弃流装置的结构示意图，本发明主要由电控箱17和机体组成，包括箱体1、进水槽2、雨水进水口3、分流板4、弃流分流收集口5、弃流收集室6、弃流分流排出口7、浮块滑动槽8、浮块9、弃流旁流孔10、弃流旁流槽11、弃流排出孔12、雨水收集口13、伸缩软管14、潜水电磁阀15、电极式液位控制器16、电控箱17。

箱体1内的上部右侧设进水槽2，其前端入口为雨水进水口3，后端为雨水收集口13，进水槽2底板可具有一定向下坡度或水平，坡度范围宜0～2°，通常暴雨强度大的地区坡度可取值大些，以箱内不产生壅水现象为宜；进水槽2后部位置设分流板4，将进水槽2后端分成大小不等的两部分。分流板4左侧底部设弃流分流收集孔5，其与进水槽2后端部下方的弃流收集室6相通。分流板4右侧端部下方设弃流分流排出孔7，其正下方为浮块滑动槽8，槽底镂空，即与弃流收集室6连通，形成浮块9的上下运动轨道；在浮块滑动槽8内所设的浮块9，上下能自由滑动，浮块滑动槽8上部前壁设弃流旁流孔10，槽的左右宽度稍大于孔的左右宽度，槽顶端的高度等于或略高于弃流旁流孔10顶端，保证浮块9浮上时能封住弃流分流排出口7和弃流旁流孔10，其中，弃流旁流孔10高度宜为浮块9高度的2/3～4/5，保证浮块9浮到顶部时，弃流旁流孔10仍被封住，防止弃流收集室6内水进入弃流旁流槽11；浮块滑动槽8底部除镂空外四周有防止浮块9掉落的挡条，浮块9下降至底时，其顶部与弃流旁流孔10底齐平或稍高，稍高时不宜超过5mm。弃流旁流孔10的另一侧为垂直向的弃流旁流槽11，且弃流旁流孔10位于弃流旁流槽11的上侧；弃流旁流槽11底部设弃流排出口12，与机体外部相通。弃流收集室6与弃流旁流槽11由伸缩软管14相连，伸缩软管14设置于弃流收集室6底部，端设有潜水电磁阀15，箱体1顶部设有的电极式液位控制器16，潜水电磁阀15与电极式液位控制器16通过箱外的电控箱17相连。

如图5、图6所示，分流板4对进水槽2的来水进行分流，可分成前端部位41和后端部位42。后端部位42位置固定，起到分隔弃流收集口5或弃流分流排水口7作用。前端部位41即凸出于弃流收集口5或弃流分流排水口7部分的底部为非焊接，因此：①可以为固定，也可以人为调节角度，在机体安装使用前根据分流要求采用工具一次性调整好分流板4角度，利用不锈钢板的自身刚度起到固定作用，在水流的作用下也能保证恒定的位置，即通过调节分流板4前端部位41头部的左右宽度比例，左右宽度分别为A和B，以适应不同的弃流量要求或不同汇水面积条件等。一般情况下，根据装置弃流收集室6有效容积，设定进水槽2内分流板4左右宽度比例，可设成固定比例A∶B＝1∶4～8(如图6所示)，同时，弃流分流收集口5和弃流分流排出口7的孔宽也应根据分流板4的位置作相应调整，当需要适应各种弃流量、不同集水面面积等要求时，可人工调节左右宽度比例，调节比例可为A∶B＝1∶2～15。②也可以将前端部位41做成活动的，可采用铰链式连接方式，但活动部分需固定，防止使用中因水流的影响而发生位置偏移。一般分流板4可采用较薄的不锈钢板，既能保证强度防止因水流冲击而偏移，也能方便调整角度，建议采用厚度为1mm的不锈钢板。

浮块9可根据浮块滑动槽8的形状，设置成矩形、圆柱形等形状。浮块四周与滑动槽间保证较小缝隙，上下滑动自由，能随弃流收集室6内水位的升降而在槽内上下移动，高水位时，浮块9能上浮并封堵住分流排出孔7。浮块滑动槽下端镂空无底板，浮块滑动槽顶部、底部均设有防浮块掉落和漂出的周边挡条，用来限制浮块在槽内随水位上下移动。浮块9可以为不锈钢、碳钢、塑料等制成的内空块体，也可以为轻质实心材料，其中，优先采用发泡聚苯乙烯浮块材料。

弃流收集室6内设高低两个液位控制点，一般低液位离底约20mm，高液位离底约100mm。当采用电极式液位控制器16时，共有3杆，其中长杆离底10mm，一直处于水中，中杆为20mm，为低液位设定点，短杆离底100mm，为高液位设定点。液位控制器的液位信号通过电缆传输给电控箱17，从而通过电控箱17的自动控制，达到潜水电磁阀15的启闭，实现自动化要求。

因此，可以通过箱体1内部分部件的调整，如调节分流板4左右宽度比例和液位控制点的调整，来适应不同屋面面积、不同弃流量的设定要求，使装置实现小型化、定型化和自动化。弃流收集室6有效容积约为0.3m³，当分流板4入口宽度为1∶4时，能满足1000m²屋面的1.5mm初期雨水弃流。当调节分流板4入口左右宽度比例至1∶9，则能满足2000m²的屋面1.5mm初期雨水弃流。同样可以调节弃流收集室6内的液位控制设定值来调节弃流量，如提高排空低液位值，使有效容积调整为0.15m³，则能满足500m³的屋面1.5初期雨水弃流。因此

潜水电磁阀15维修时，可将伸缩软管14移出箱外，伸缩软管也可以为其它类型的软管，如PVC软管、橡胶软管等。潜水电磁阀15具有防水性，一般适用于箱体1直接埋地要求的形式；也可以采用其它类型电磁阀，即普通的、不防水电磁阀，安装在箱体1外，并与弃流旁流槽11相连。本发明中所采用的液位控制器可以为电极式、浮球型或静压式等类型。

进一步，本实施例可采用厚度为3mm的不锈钢薄板焊接制作，箱体1一般为矩形结构，外形长、宽、高分别为900mm、600mm、900mm，进水槽2宽为300，进水槽2长度一般不宜小于900mm，保证流至分流板4的水流均匀，其它尺寸可根据实际需求设定，原则上尽可能使用较少的材料达到最大的弃流收集室6的容积要求，并使整体装置体积最小。

如图3-4所示，为不同阶段的工作状态示意图，本发明的工作阶段如下：

将装置预先设定好间隔时间t₁(该值一般根据不同地区的降雨间隔确定相对合理的时间值，如24小时)和排水时间t₂(该值须保证底层的积水完全排空，可在装置产品出厂前通过试验确定。)。

雨水进水控制过程：

城市降雨时，雨水经箱体1外的连接管道进入雨水进水口3，流经进水槽2(槽底一般设一定的向下坡度)，至槽后端水流断面较均匀，被分流板4分成两股；

初始状态时，右侧来水直接掉入分流排出孔7，因底部浮块9的阻挡，雨水进入前侧的弃流旁流孔10，进入弃流旁流槽11，最终由弃流排出口12排出箱体1外；左侧来水由分流收集孔5掉入弃流收集室6，随着降雨量的增加，室内的水位不断上升，使浮块9浮起；

浮块9上升到一定程度时，将分流排出孔7和弃流旁流孔10同时封住，此时，绝大部分的雨水经进水槽2流出雨水收集口13，进入箱体1外的管道和雨水收集设施。

雨水排放控制过程：

在降雨过程中，部分雨水由弃流分流收集口5进入弃流收集室6，弃流收集室6内的水位将不断上升，达到液位控制器所设置的高水位，液位信号通过电缆传输给电控箱17，电控箱17内设置有时间继电器或可编程控制器(PLC)，通过设定的间隔时间t₁，延时控制潜水电磁阀15的开启；

经过t₁后，延时控制潜水电磁阀15开启，弃流收集室6内的雨水通过伸缩软管14从弃流分流收集口5排出；

随着水位的降低，当达到所设置的低水位时，电控箱17传出信号并由时间继电器或可编程控制器(PLC)设定的排水时间t₂，延时控制潜水电磁阀15关闭；

经过t₂后，弃流收集室6内的积水被排空，装置回复初始状态，等待下一场降雨的到来。

另外，在特殊情况下，如当降雨历时较长(如超出24小时)，可能会在降雨期间出现潜水电磁阀15的开启和关闭过程，但此过程只损失潜水电磁阀15启动期间少量的雨水收集量，对大部分的雨水收集无影响，故本发明也适用于长时间降雨的雨水收集。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种初期雨水弃流装置，包括进水槽、弃流收集室、弃流旁流槽，其特征在于：还包括分流板、弃流分流收集孔、分流排出孔、浮块滑动槽、弃流旁流孔、电极式液位控制器、电控箱，在进水槽内后端设分流板，分流板左侧底部设弃流分流收集孔与弃流收集室相通，右侧底部与浮块滑动槽上部的分流排出孔相通，浮块滑动槽上部后侧设弃流旁流孔，孔的另一侧为弃流旁流槽；弃流收集室内设若干电极式液位控制器，并与池外电控箱相连；通过改变分流板宽度比例或调整液位控制点位置调节弃流量。

2.根据权利要求1所述初期雨水弃流装置，其特征在于：所述装置箱体内的上部右侧设进水槽，其前端入口为雨水进水口，后端为雨水收集口；进水槽后部位置设分流板；分流板左侧底部设弃流分流收集孔，其与进水槽后端部下方的弃流收集室相通；分流板右侧端部下方设弃流分流排出孔，其正下方为浮块滑动槽，槽底镂空，与弃流收集室连通；在浮块滑动槽内设浮块，浮块上方前壁设弃流旁流孔，孔的另一侧为垂直向的弃流旁流槽，且孔位于弃流旁流槽的上侧；弃流旁流槽底部设弃流排出口，与机体外部相通；弃流收集室与弃流旁流槽由伸缩软管相连，伸缩软管设置于弃流收集室底部，伸缩软管上设有潜水电磁阀，箱体顶部设有的电极式液位控制器，潜水电磁阀与电极式液位控制器通过箱外的电控箱相连。

3.根据权利要求1所述初期雨水弃流装置，其特征在于：所述分流板后端部位为固定的，前端部位为固定或活动的。

4.根据权利要求1所述初期雨水弃流装置，其特征在于：所述进水槽底板具有向下坡度或水平；所述坡度范围0～2°。

5.根据权利要求2所述初期雨水弃流装置，其特征在于：所述浮块为矩形或圆柱形，与所述浮块滑动槽的形状一致。

6.根据权利要求2所述初期雨水弃流装置，其特征在于：所述浮块采用材料为不锈钢或碳钢或塑料制成的内空块体，或轻质材料制成的块体。

7.根据权利要求2所述初期雨水弃流装置，其特征在于：所述浮块采用材料为发泡聚苯乙烯浮块。

8.根据权利要求2所述初期雨水弃流装置，其特征在于：所述伸缩软管为PVC软管或橡胶软管。

9.根据权利要求2所述初期雨水弃流装置，其特征在于：所述潜水电磁阀为防水电磁阀或不防水电磁阀。

10.根据权利要求2所述初期雨水弃流装置，其特征在于：所述液位控制器为电极式或浮球型或静压式。