CN101886409B - 立式屋面雨水自动初期弃流装置 - Google Patents

Abstract

一种立式屋面雨水自动初期弃流装置，雨水收集管与进水管相连，连通位置高于进水管出水口；进水管出水口固定安装有导杆装置；进水管所在空间与分离室之间安装有下部留有空隙的整流板，通过该下部空隙连通；在分离室内部，隔板端装有可以调整方向的可调分流隔板；机体侧部通过隔板分隔为弃流排水槽和弃流进水渠，弃流排水槽下部与排水管相通；弃流进水渠与弃流临时贮槽相通；机体下部为弃流临时贮槽，弃流临时贮槽左上角的固定导杆段安装有浮球装置。由于采用了上述技术方案，本装置可实现自动操作，稳定可靠，占地面积均小，并可实现传统收集所有初期径流的大体积弃流池的污染控制效果，能有效削减雨水径流污染，实现雨水资源的回收利用。

Description

立式屋面雨水自动初期弃流装置

技术领域

本发明属于雨水收集利用技术领域，特别是涉及用于屋面雨水利用的初期弃流装置。

背景技术

在我国，城市所面临的水文问题已十分严峻，特别是水环境污染和防洪能力过低等，已严重地影响着城市的发展以及城市居民的生活和安全。在引起城市区域水文环境问题的诸多因素中，非渗透性区域比例的不断增加是非常重要的一个方面。由于非渗透区域的下渗几乎为零，洼地蓄水大量减少，导致城市地区雨水汇流特征改变，主要表现为洪水总量增多，洪峰流量加大，洪水汇流时间缩短。这不仅使城市易于遭受洪涝灾害，也使两次暴雨之间积聚在非渗透性区域的尘土、杂质和各类污染物更容易被冲刷进入水体，从而导致城市非点源污染，且地表径流污染物浓度经常表现出随降雨历时延长而逐渐降低的“初期冲刷”现象。在城市特别是大型城市的各类非渗透性区域(屋顶、街道、人行道和停车场等)中，屋面占据较大比例，在城市地表径流和非点源污染产生过程中发挥着重要作用。与此同时，由于较其它地表径流，屋面径流水质较好且便于收集处理，因而在当今国内城市水资源日益紧缺的情况下，屋面径流也是潜在可利用的水资源之一。

为缓解城市洪涝灾害、收集可利用的屋面雨水资源并提高后续雨水处理设施的技术经济可行性，国内外均广泛采用初期弃流池收集初期较脏的屋面雨水，而回收后期较清洁的雨水。然而，由于传统弃流池收集所有的初期屋面雨水，因此通常体积较大、造价较高，使雨水回收利用工程的经济效益较少、无效益、甚至负效益，影响屋面雨水利用设施的推广。

发明内容

本发明的目的在于提供一种立式屋面雨水自动初期弃流装置，避免传统初期弃流池造价较高的缺点，兼有自动稳定运行等优点，进而提高屋面雨水利用工程的经济效益。

为达到上述目的，本发明的解决方案是：

该方案包括进水管、雨水收集管、整流板、分离室、弃流进水渠、弃流临时贮槽、弃流排水槽、浮球装置、电磁阀、液位传感器、弃流排空管、电控箱、支腿和上下层隔板等，雨水收集管与进水管连通，但连通位置高于进水管出水口。分离室设于进水管侧面，并通过整流板的下部空隙连通。分离室中安装一可调分流隔板，将分离室出水分成两股，一股跌落进入弃流排水槽并经排水管排出，另一股经弃流进水渠入弃流临时贮槽。弃流临时贮槽位于进水管和分离室下方，其左上角顶部安装一个运动方向由导杆装置约束的浮球装置。弃流临时贮槽底部的弃流排空管设一电磁阀，并通过电控箱与液位传感器相连。

进水管为立式；分离室具备较缓的坡度或无坡度。所述较缓的坡度是指小于2％的坡度；所述浮球装置的浮球通过活动导管与阀板连接，浮球的替代物是浮筒或浮块，形状可为球形、圆柱形和方形等；阀板直径应比立式排水管渠尺寸大1～2cm，使初期弃流结束后阀板能严密封闭进水管渠底端。

所述装置可设置于地上或地下。

由于采用上述技术方案，本发明可以实现以下有益效果：

1.本发明使用分离室和弃流临时贮槽使小体积装置(其体积可比传统弃流池小1～2个数量级)实现传统弃流池的初期屋面雨水分流效果，大大节省了雨水利用工程的成本，有利于雨水收集利用工程的广泛实施。

2.本发明无需人为控制，不受降雨随机性的影响。并可通过简单调节隔板方向分流不同雨水弃流量，能广泛适应不同区域的各种初期弃流量要求。

3.不同于其他弃流方法需要土建或大多安装于地下的特点，本发明可设置于地上，可拆卸运输，并通过简单改变进水管的截面尺寸便可适用不同上游雨水管管径的屋面雨水收集利用工程。

附图说明

图1是本发明的结构俯视图。

图2是本发明的结构主视图。

图中：1-进水管，2-雨水收集管，3-整流板，4-浮球装置(4-1-浮球，4-2-阀板，4-3-活动导管)，5-分离室，6-导杆装置(61-固定导杆，62-固定架)，7-可调分流隔板，8-隔板，9-弃流排水槽，10-弃流进水渠，11-排水管，12-弃流临时贮槽，13-液位传感器，14-弃流排空管，15-电磁阀，16-支腿，17-电控箱，18-上下层隔板；

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。

如图1-2所示，为本发明实施例的内部结构示意图，主要由机体和电控箱17两部分组成。机体部分由支腿16支撑，分为上部、侧部和下部。机体上部和下部通过上下层隔板18隔开，在机体上部，进水管1与上游竖直的屋面雨水出口相连，雨水收集管2与进水管1连通，连通位置高于进水管1出水口，经雨水收集管2收集的雨水将进入下游雨水利用设施；进水管1出水口固定安装有导杆装置6：固定架62固定在进水管1出水口，固定架62下方垂直安有固定导杆61，伸入弃流临时贮槽12内部；进水管1所在空间与分离室5之间安装有下部留有空隙的整流板3，通过该下部空隙连通；在分离室5内部，隔板8端装有可以调整方向的可调分流隔板7。机体侧部通过隔板8分隔为弃流排水槽9和弃流进水渠10，弃流排水槽9下部与排水管11相通，排水管11与下游污水处理设施或市政污水管连通；弃流进水渠10与弃流临时贮槽12相通，其底部与隔板18相平。机体下部为弃流临时贮槽12，弃流临时贮槽12左上角的固定导杆61段安装有浮球装置4：活动导管43套装在固定导杆61上，其上端与上下层隔板18和进水管1出水口之间的阀板42固连，其下端固连浮球41；机体的侧壁上安装有液位传感器13，液位传感器13与电控箱17相连；机体下部通过弃流排空管14与排水管11相通，弃流排空管14上安装有电磁阀15，电磁阀15通过电控箱17与液位传感器13相连。

本发明中进水管1为立式，分离室5可以具备较缓的坡度(i＜2％)或无坡度。液位传感器13安装时应在保证其正常运行的前提下尽量接近弃流临时贮槽12的底部，以使小雨时进入弃流临时贮槽12的初期弃流能尽量排空，不占用弃流临时贮槽12容积，充分发挥其初期弃流的功能；所选用的电磁阀15为常闭式。

浮球装置4中，浮球41的替代物可以采用浮筒或浮块，形状可为球形、圆柱形和方形等；阀板42尺寸大于进水管1尺寸。导杆装置6垂直安装，在浮球41上升过程中限制浮球装置4运动方向，且保证阀板42可以密封进水管下部出口；进水管1出水口与隔板18之间的距离约为机体上部高度的20％，活动导管43的长度比该距离与浮球装置4直径之和超出约5％左右；固定导杆61伸入弃流临时贮槽12内部的长度应超出活动导管43的长度5％左右。

进一步，本发明整个装置可以设置于地上，也可以设置于地下。

进行机体具体尺寸的设计时，需要重点考虑机体的宽度、雨水收集管2的高度、整流板3与上下层隔板18之间的空隙高度和分流室5的长度。尺寸确定的总体原则是：根据上游屋面雨水出水口设计流速和流量，使初期雨水(阀板4-2未封闭进水管1之前的雨水)不倒流进入雨水收集管、通过整流板后的初期雨水经过整个分流室长度到达可调分流隔板7时在整个宽度方向上流量分布较均匀。此外，机体的弃流临时贮槽的高度可结合现场条件，并配合可调分流隔板的方向灵活确定。机体的宽度值主要从弃流临时贮槽12的容积或高度、可调分流隔板7的设置方便两方面进行考虑。

进行机体的设计安装时，需先根据当地降雨特征和雨水径流污染状况，确定雨水初期弃流量。然后由弃流临时贮槽12的容积共同决定分离室5中可调分流隔板7的方向，使雨水初期弃流量中进入弃流临时贮槽部分的体积等于弃流临时贮槽12的容积。

如图1-2所示，图中i表示水流方向，则本装置的工作过程为：

将装置预先设定好降雨间隔时间t1(该值可根据当地下一场降雨不需要弃流的相邻两次降雨的时间间隔而定，譬如国内外普遍采用的72h)和弃流排水时间t2(该值由弃流临时贮槽12的容积与电磁阀流量确定)。

初期自动弃流进水控制：

当降雨发生时，降雨径流随之形成。上游雨水出口通过进水管进入本装置，经整流板3整流使水流变均匀，随后进入分离室5向下游流动，并在可调分流隔板7处分成2股水流，一股跌落进入弃流排水管9经排水管11直接排入下游管道，另一股则经弃流进水渠10进入弃流临时贮槽12存储；

随着降雨的进行，弃流临时贮槽12的水位不断上升。当水位上升至浮球装置4的初始位置后，浮球41也在浮力的作用下随水位上升而上升；

当弃流临时贮槽12被雨水全部充满后，浮球上升至最高点，同时使与浮球连接的阀板42上升至进水管出口处，封闭进水管出水；之后的屋面雨水将直接全部进入雨水收集管2。

弃流临时贮槽内初期弃流雨水排放控制：

当初期雨水进入弃流临时贮槽后，水位不断上升，当水位上升至液位传感器设定高点(该点高度比设定低点值略高，即液位传感器能区分两点高度值的位置)，液位传感器13向电控箱17发送一信号；

经过某预先设定的降雨间隔时间t1后，电控箱17向电磁阀15发送信号，使其打开，迅速通过弃流排空管14将弃流临时贮槽内的雨水从排水管11排出；

当水位下降到液位传感器13设定低点(该点高度应尽量靠近弃流临时贮槽12的底部)时，液位传感器13发送一信号给电控箱17使其复位；当达到设定的弃流排水时间t2时，控制器则再向电磁阀15发送信号，使其关闭，恢复初始状态，进入下一个运行周期。

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 (5)

1.一种雨水初期弃流装置，其特征在于：包括分离室和分离隔板，所述分离室中安装一所述分流隔板，其中设置有调节分流隔板的方向以改变分流雨水弃流量的结构，

所述雨水初期弃流装置还包括机体部分和电控箱两部分，机体部分分为上部、侧部和下部；

在机体上部，雨水收集管与进水管相连，连通位置高于进水管出水口；进水管出水口固定安装有导杆装置：固定架固定在进水管出水口，固定架下方垂直安有固定导杆；进水管所在空间与分离室之间安装有下部留有空隙的整流板，两室通过该下部空隙连通；

机体侧部分隔为弃流排水槽和弃流进水渠，弃流排水槽下部与排水管相通，弃流进水渠与弃流临时贮槽相通；

机体下部为弃流临时贮槽，弃流临时贮槽左上角的固定导杆段安装有一个运动方向由导杆装置约束的浮球装置：活动导管套装在固定导杆上，其上端与上下层隔板和进水管出水口之间的阀板固连，其下端固连浮球；

机体下部的侧壁上安装有液位传感器，液位传感器与电控箱相连；机体下部通过弃流排空管与排水管相通，弃流排空管上安装有电磁阀，电磁阀通过电控箱与液位传感器相连。

2.根据权利要求1所述的雨水初期弃流装置，其特征在于：所述进水管采用立式。

3.根据权利要求1所述的雨水初期弃流装置，其特征在于：所述浮球为浮筒或浮块。

4.根据权利要求3所述的雨水初期弃流装置，其特征在于：所述浮筒或浮块的形状包括球形、圆柱形和方形。

5.根据权利要求1所述的雨水初期弃流装置，其特征在于：所述分离室具有小于2％的坡度。

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