CN103850328B - 水力自控合流制管网截流井 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水力自控合流制管网截流井，包括井体，井体左端设雨污合流进水管，井体右端设出水管，井体的流道上从左至右依次设初雨溢流堰，拦渣浮筒及多级可调溢流板，在雨污合流进水管与初雨溢流堰之间的井体侧壁底部设污水截流管，污水截流管上设浮筒截流止回阀，在初雨溢流堰与多级可调溢流板间的井体侧壁底部设有初雨截流管，其上设有截流止回阀。在污水截流管入口装有浮筒截流止回阀，并在初雨截流管入口装有截流止回阀，以控制截流污水及初雨的流量，并防止污水及初雨倒流；用拦渣浮筒拦渣避免了堵塞现象，多级可调溢流板实现了排水水位高度可调；进而实现了初雨的有效分离，最大限度让初雨截流后送往污水处理厂。

Description

水力自控合流制管网截流井

技术领域

本发明涉及排水管网系统，具体地指一种水力自控合流制管网截流井。

背景技术

降雨初期时的雨水简称初雨，在降雨初期，雨水溶解了空气中的大量酸性气体、汽车尾气、工厂废气等污染性气体，降落地面后，又由于冲刷沥青油毡屋面、沥青混凝土道路、建筑工地等，使得初雨中含有大量的有机物、病原体、重金属、油脂、悬浮固体等污染物质，因此初雨的污染程度较高，通常超过了普通的城市污水的污染程度，如果将前期雨水直接排入自然水体，将会对水体造成非常严重的污染，所以，需对初雨进行处理。目前，通常是采用截流管网系统将初雨截流至污水管道，送至污水处理厂进行净化处理，而降雨后期的雨水污染程度较轻，经过预处理截留水中的悬浮物、固体颗粒杂质后，直接排入自然水体，但目前的初雨截流设施存在以下缺点：1）截流设备结构复杂，操作难度大；2)在对后期雨水进行排放前的预处理时过滤设备容易堵塞；3）排水水位固定不可调。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种水力自控合流制管网截流井，该截流井结构简单，操作方便，避免了堵塞现象，实现了排水水位高度可调。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种水力自控合流制管网截流井，包括井体，所述井体左端设有雨污合流进水管，所述井体右端设有出水管，所述井体的流道上从左至右依次设有初雨溢流堰，拦渣浮筒，及多级可调溢流板，在所述雨污合流进水管与所述初雨溢流堰之间的井体侧壁的底部设有污水截流管，所述污水截流管上设有浮筒截流止回阀，在所述初雨溢流堰与所述多级可调溢流板之间的井体侧壁的底部设有初雨截流管，所述初雨截流管上设有截流止回阀。所述多级可调溢流板为一种溢流高度可调节变化的溢流板，它可以采用多种结构形式。

本发明在污水截流管入口装有浮筒截流止回阀，该浮筒截流止回阀通过在旋转板旋转中心的两端分别设置浮筒和排水口启闭板，并将旋转板设置在污水截流管附近，浮筒在水浮力作用下转动，从而带动其另一端的排水口启闭板旋转，实现污水截流管管口的启闭，进而实现了污水的分离，同时也防止污水倒流，因排水口启闭板的关闭力是通过水力自身实现的，浮力只需实现排水口启闭板开度的调节，对浮力的大小要求不高，进而使得该浮筒截流止回阀结构简单，操作方便；在初雨截流管入口装有截流止回阀，该阀门可以控制截初期雨水的流量，同时可以防止初雨截流管的雨水倒流；用横跨整个井体流道的拦渣浮筒拦截进入自然水体之前的雨水中的漂浮物和悬浮物，该拦渣浮筒拦渣效果好，避免了堵塞现象；本发明用多级可调溢流板取代现有的固定堰或闸门，该多级可调溢流板的高度可以进行大范围调节，实现了排水水位高度可调；本发明实现了初期雨水的有效分离，最大限度让初期雨水全部截流到雨水调蓄池后送往污水处理厂。

进一步地，所述浮筒截流止回阀包括设置在井体侧壁上的旋转板，所述旋转板中部铰接在所述污水截流管侧旁，所述旋转板的一端设有浮筒，另一端为与所述污水截流管配合的排水口启闭板。

进一步地，所述浮筒呈空心密闭圆筒状，所述浮筒的一端面与所述旋转板固定连接，所述浮筒的筒面垂直于所述旋转板。

进一步地，所述拦渣浮筒包括圆筒形浮筒，所述浮筒空心且两端面封闭，所述浮筒垂直水流方向平置且长度横跨井体两侧壁，所述浮筒两端面上固定连有转臂，所述转臂分别铰接在所述井体侧壁上。

进一步地，所述转臂与所述浮筒端面顶部固定连接，所述浮筒顶部筒面上设有挡渣板。

进一步地，所述多级可调溢流板包括安装在竖直面上的多个挡水堰板和一个清洗堰板，所述各个挡水堰板的底部对应连有第一旋转轴，所述第一旋转轴底部设有第一密封结构；所述清洗堰板的底端固定连有第二旋转轴，所述第二旋转轴的下方设有与清洗堰板底部运行轨迹相匹配的弧形轨道，所述弧形轨道能与清洗堰板底部滑动连接并相互分离。

进一步地，所述第二旋转轴位于清洗堰板的底端侧面，所述第二旋转轴的中心轴线与清洗堰板的水平向中心轴线、竖向中心轴线不相交。

更进一步地，所述弧形轨道的夹角不大于90°，弧形轨道的其中一端位于清洗堰板的竖向中心轴正下方。

进一步地，所述截流止回阀为电动截流止回阀，所述电动截流止回阀为可调截流旋启式橡胶瓣止回阀，包括阀体、阀体内设置的流道和设置在阀体上的阀盖，所述阀体内上端靠近进水口一端的阀体与阀盖之间设有槽，所述槽内设有支撑轴，所述支撑轴上固定连接有用于密封阀体的柔性橡胶瓣，所述柔性橡胶瓣上连有橡胶瓣开度控制装置。

进一步地，所述橡胶瓣开度控制装置包括限位杆，所述阀体上两侧开有两个同轴的安装孔，所述两个安装孔内设有转轴，所述转轴连接所述限位杆一端，所述限位杆另一端顶住所述柔性橡胶阀瓣，所述转轴与电动驱动装置电连接。

更进一步地，所述柔性橡胶瓣包括缠绕于支撑轴外的耐磨连接带、与耐磨连接带底端连接的钢板骨架、包裹于耐磨连接带与钢板骨架外的橡胶板，所述耐磨连接带包括相互连接的固定段与连接段，所述固定段顶端与支撑轴固定连接，所述连接段底端与钢板骨架连接，所述柔性橡胶瓣的旋转中心位于所述连接段上。

附图说明

图1为一种水力自控合流制管网截流井俯视结构示意图。

图2为图1的纵向断面结构示意图。

图3为浮筒截流止回阀关闭状态示意图。

图4为图3中A-A断面结构示意图。

图5为图3中B-B断面结构示意图。

图6为图3中C-C断面结构示意图。

图7为图1中拦渣浮筒的结构示意图。

图8为图7的侧面结构示意图。

图9为可调截流旋启式橡胶瓣止回阀的结构示意图。

图10为图9中的橡胶瓣开度控制装置的结构示意图。

图11为柔性橡胶瓣的侧视结构示意图。

图12为柔性橡胶瓣的主视结构示意图。

图13为图11中密封结构的局部放大结构示意图。

图14为图1中多级可调溢流板的结构示意图。

图15为图14的A-A剖面结构示意图。

图16为图15中清洗堰板的运动状态图。

图17为图15中A处的放大结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明，便于更清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。

如图1，图2所示，一种水力自控合流制管网截流井，包括井体1，所述井体1左端设有雨污合流进水管2，所述井体1右端设有出水管3，所述井体1的流道上从左至右依次设有初雨溢流堰10，初雨溢流堰10的高度为截流倍数对应的液位高度，拦渣浮筒5，及多级可调溢流板6，在所述雨污合流进水管2与所述初雨溢流堰10之间的井体1侧壁的底部设有污水截流管4，所述污水截流管4上设有浮筒截流止回阀11，在所述初雨溢流堰10与所述多级可调溢流板6之间的井体1侧壁的底部设有初雨截流管9，所述初雨截流管9上设有截流止回阀，所述井体1底部设有沉沙槽8。

上述方案中，结合图3所示，浮筒截流止回阀11包括设置在截流井井体1侧壁上的旋转板302，所述旋转板302中部铰接在井体1初雨截流管4侧旁顶部，所述旋转板302的一端设有浮筒303，另一端为与截流井301初雨截流管4管口配合的排水口启闭板304，所述浮筒303呈空心密闭圆筒状，所述浮筒303的一端面与所述旋转板302固定连接，所述浮筒303的筒面垂直于所述旋转板302（如图4所示），所述排水口启闭板304贴近井体1侧壁的面上开有环形固定槽305，所述固定槽305内胶粘有密封圈306（如图6所示）。

上述方案中，结合图5所示，旋转板302与井体1侧壁之间的铰接是旋转板302通过预埋钢管307定位在侧壁墙面上，定位板308通过预埋螺栓309使旋转板302轴向定位，使得旋转板302可以绕预埋钢管307的中心自由旋转。其中，当液位低于设定液位时，排水口启闭板304处于全开状态，此时可以向初雨截流管4排水，当液位高于设定液位时，浮筒303因浮力带动旋转板302旋转，进而带动排水口启闭板304慢慢关闭，而当液位又下降到设定液位时，浮筒303和旋转板302的重力使浮筒截流止回阀7反向旋转，从而使阀门完全开启。

上述方案中，结合图7，图8所示，拦渣浮筒5包括井体1内的圆筒形浮筒202，所述浮筒202空心且两端面封闭，浮筒202为两半式结构，两半之间螺栓连接，其间夹有柔性密封板205，所述柔性密封板205的两端分别弯折延伸至所述浮筒202端面上形成挡渣块209，以防止浮渣从浮筒202的两端面处漏走，所述浮筒202垂直水流方向平置且长度横跨井体1两侧壁，所述浮筒202两端面顶部固定连有转臂203，转臂203的首端与浮筒202端面用螺栓连接，所述井体1的两侧壁上设有固定板206，所述转臂203的末端通过转动轴207分别铰接在所述井体1侧壁的固定板206上，所述浮筒202顶部筒面上设有用于加强挡渣效果的挡渣板204。其中，柔性密封板205为橡胶板，浮筒202在浮起和落下过程中，需要与井体1侧壁墙面进行摩擦密封，橡胶板与侧壁之间采用折弯的柔性橡胶密封，在形成有效的自密封的同时使浮筒与侧壁间的摩擦力很小，从而有利于减小浮筒运动时的阻力。

上述方案中，结合图9、图10所示，所述截流止回阀为电动截流止回阀7，电动截流止回阀7为一种可调截流旋启式橡胶瓣止回阀，包括阀体601、设置在阀体601内的流道和设置在阀体601上的阀盖602，所述阀体601内上端靠近进水口一端的阀体601与阀盖602之间设有槽，阀体601与阀盖602之间所设的槽由所述阀体601上端面所开设的第一凹槽与所述阀盖602下端面上所开设的第二凹槽共同围成，所述槽内设有支撑轴603，所述支撑轴603上固定连接有用于密封阀体601的柔性橡胶瓣604，所述柔性橡胶瓣604上连有橡胶瓣开度控制装置；所述橡胶瓣开度控制装置包括限位杆605，所述阀体601上两侧开有两个同轴的安装孔606，所述两个安装孔606内设有转轴607，所述转轴607连接所述限位杆605一端，所述限位杆605另一端顶住所述柔性橡胶阀瓣604，所述转轴607与电动驱动装置608电连接。所述限位杆605两端的转轴607上设有卡簧614。所述限位杆605与转轴607之间通过键615配合连接。所述转轴607的一端伸出阀体601上一侧的安装孔606后与电动驱动装置608电连接，所述转轴607的另一端置于阀体601上另一侧的安装孔606内，安装孔606外设有闷盖616，所述闷盖616通过螺钉与阀体601密封连接。所述电动驱动装置608固定连接在阀体601外部的一侧。所述安装孔606内设有铜套617，所述转轴607两端分别插入铜套617内。本方案在阀体601的一侧装有电动驱动装置608，电动驱动装置608带动转轴607旋转，转轴607的旋转带动限位杆605旋转，进而实现柔性橡胶瓣604的开度调节，上述橡胶瓣开度控制装置为一种旋转式开度控制装置，还可以设计成升降式等多种结构形式。

上述方案中，结合图11、图12所示，所述柔性橡胶瓣604包括缠绕于支撑轴603外的耐磨连接带609、与耐磨连接带609底端连接的钢板骨架610、包裹于耐磨连接带609与钢板骨架610外的橡胶板611。所述耐磨连接带609包括相互连接的固定段612与连接段613，所述固定段612顶端与支撑轴603固定连接，所述连接段613底端与钢板骨架610连接，所述柔性橡胶瓣604的旋转中心位于连接段613上。所述耐磨连接带609材料为尼龙布。所述钢板骨架610为上端与耐磨连接带609连接的圆环形状结构。

上述方案中，结合图12、图13所示，所述柔性橡胶瓣604与阀体601之间设有密封结构618。所述密封结构618为柔性橡胶瓣604与阀体601接触的一侧上凸出于柔性橡胶瓣604的第一凸起环6181和第二凸起环6182，所述第一凸起环6181和第二凸起环6182之间设有凹槽6183；所述第一凸起环6181的最外沿与所述阀体601相互垂直；所述第二凸起环6182的凸起的厚度大于第一凸起环6181的厚度，所述第二凸起环6182向沿着柔性橡胶瓣3外沿的方向倾斜布置，所述第二凸起环6182的后端的柔性橡胶瓣604上设有用于第二凸起环6182的弯折活动空间6184。当柔性橡胶瓣604于阀体接触时，凹槽6183内的空气被挤出，此时可实现超低压密封。柔性橡胶瓣604与阀体601之间的密封结构618，可以实现低压（或者无压）时，仅靠阀瓣即柔性橡胶瓣604的自重就可以关闭密封，同时密封的自重力不需要很大，可以让阀门的开启水损却很低；阀后有高压时柔性橡胶瓣的密封结构在弹性变形范围内，同时。用于第二凸起环6182弯折的活动空间6184，可保证高压密封时可达到最高工作压力下柔性橡胶瓣不变形。

上述方案中，结合图14、图15所示，所述多级可调溢流板6，它包括竖直安装在井体1流道上的多个挡水堰板601和一个清洗堰板602，各堰板不在同一竖直面上，清洗堰板602位于底部，各个挡水堰板601的底部对应连接有第一旋转轴603，第一旋转轴603之间的距离与挡水堰板601的宽度相匹配，第一旋转轴603和位于其下方的挡水堰板601或清洗堰板602之间设有第一密封结构，所述清洗堰板602的底端固定连有第二旋转轴605，所述第二旋转轴605位于清洗堰板602的底端侧面，所述第二旋转轴605的中心轴线与清洗堰板602的水平向中心轴线、竖向中心轴线不相交，所述清洗堰板602的底部端面设有第二密封结构，该第二密封结构由第二密封条607构成，所述第二旋转轴605的下方设有与清洗堰板602底部运行轨迹相匹配的弧形轨道606，所述弧形轨道606能与清洗堰板602底部滑动连接并相互分离，所述弧形轨道606的夹角不大于90°，弧形轨道（606）的其中一端位于清洗堰板602的竖向中心轴正下方（如图16所示）。其中，挡水堰板601的顶部端面为斜面，斜面上设有第一密封条604，第一密封条604构成所述第一密封结构（如图17所示）。

多级可调溢流板6通过驱动装置驱动第一旋转轴603和第二旋转轴605翻转，进而带动各个挡水堰板601和清洗堰板602翻转，通过轴的翻转角度实现堰板的开度，进而实现多级可调溢流板6对水位和流量的控制。当挡水堰板601和清洗堰板602翻转至水平状态时，水流最大，当挡水堰板601和清洗堰板602翻转至竖直状态时，即所有堰板处于闭合状态。其中，第二旋转轴605的翻转动作控制清洗堰板602的开启与闭合，当清洗堰板602处于闭合状态时，清洗堰板602底部与弧形轨道606处于滑动连接状态，二者构成密封结构，该结构具有密封效果好，结构牢靠，使用寿命长，无卡阻等优点，此时的多级可调溢流板6具有截流功能；在第二旋转轴605的驱动下，清洗堰板602顺时针旋转至602b状态时，清洗堰板602的底部旋转至弧形轨道606的另一端，水流最大，此时，由于清洗堰板602底部与弧形轨道606仍处于滑动连接的状态，水流无法从井体1底部流过，清洗堰板602可起到调流作用；在第二旋转轴605的驱动下，清洗堰板602逆时针旋转至602a状态时，清洗堰板602的底部与弧形轨道606脱离，水流即可从井体1的底部流过，即可对井体1底部进行有效清洗，以解决井底沉淀物堆积问题。

本多级可调溢流板由于采用多个堰板的结构形式，可降低各个堰板承压，减小堰板侧面密封难度；由于底轴（第二旋转轴）设置在井体底端，容易导致水中的各种沉淀物在井体底部堆积，日积月累减少排水量，甚至会阻碍旋转轴的运行，造成底轴卡阻的现象发生，而本多级可调溢流板采用双偏心底轴清洗堰板，可对井体底部进行有效清洗，避免了上述技术问题。

本截流井设置在雨污合流进水管与受纳自然水体间，其工作过程如下：在旱季时，污水截流管4截流雨污合流进水管2排出的污水进入污水处理厂；下雨时，在截流井井体1中的液位没有超过污水截流管4截流倍数对应的液位时，浮筒截流止回阀11保持开启，雨水通过污水截流管4排至污水处理厂；当截流井中的液位超过污水截流管4截流倍数对应的液位时，电动截流止回阀7开启，雨水漫过初雨溢流堰10后通过电动截流止回阀7流入初雨截流管9，浮筒截流止回阀11随着液位的升高慢慢关闭，初雨被截流排至污水处理厂，当液位低于截流倍数对应的液位时或设定的初雨时间已到时，初雨截流管9处的电动截流止回阀7通过控制室给出的信号关闭；当液位超过多级可调溢流板6高度时，后期雨水直接溢流到自然水体，当水位超过警戒高度时，多级可调溢流板6上面翻转降低堰板的高度，以加大排水量。

Claims (10)

1.一种水力自控合流制管网截流井，包括井体(1)，所述井体(1)左端设有雨污合流进水管(2)，所述井体(1)右端设有出水管(3)，其特征在于：所述井体(1)的流道上从左至右依次设有初雨溢流堰(10)，拦渣浮筒(5)，及多级可调溢流板(6)，在所述雨污合流进水管(2)与所述初雨溢流堰(10)之间的井体(1)侧壁的底部设有污水截流管(4)，所述污水截流管(4)上设有浮筒截流止回阀(11)，在所述初雨溢流堰(10)与所述多级可调溢流板(6)之间的井体(1)侧壁的底部设有初雨截流管(9)，所述初雨截流管(9)上设有截流止回阀；所述多级可调溢流板(6)，包括安装在竖直面上的多个挡水堰板(601)和一个清洗堰板(602)，所述各个挡水堰板(601)的底部对应连有第一旋转轴(603)，所述第一旋转轴(603)底部设有第一密封结构(604)；所述清洗堰板(602)的底端固定连有第二旋转轴(605)，所述第二旋转轴(605)的下方设有与清洗堰板(602)底部运行轨迹相匹配的弧形轨道(606)，所述弧形轨道(606)能与清洗堰板(602)底部滑动连接并相互分离。

2.根据权利要求1所述的水力自控合流制管网截流井，其特征在于：所述浮筒截流止回阀(11)包括设置在井体(1)侧壁上的旋转板(302)，所述旋转板(302)中部铰接在所述污水截流管(4)侧旁，所述旋转板(302)的一端设有浮筒(303)，另一端为与所述污水截流管(4)配合的排水口启闭板(304)。

3.根据权利要求2所述的水力自控合流制管网截流井，其特征在于：所述浮筒(303)呈空心密闭圆筒状，所述浮筒(303)的一端面与所述旋转板(302)固定连接，所述浮筒(303)的筒面垂直于所述旋转板(302)。

4.根据权利要求1所述的水力自控合流制管网截流井，其特征在于：所述拦渣浮筒(5)包括圆筒形浮筒(202)，所述浮筒(202)空心且两端面封闭，所述浮筒(202)垂直水流方向平置且长度横跨井体(1)两侧壁，所述浮筒(202)两端面上固定连有转臂(203)，所述转臂(203)分别铰接在所述井体(1)侧壁上。

5.根据权利要求4所述的水力自控合流制管网截流井，其特征在于：所述转臂(203)与所述浮筒(202)端面顶部固定连接，所述浮筒(202)顶部筒面上设有挡渣板(204)。

6.根据权利要求1所述的水力自控合流制管网截流井，其特征在于：所述第二旋转轴(605)位于清洗堰板(602)的底端侧面，所述第二旋转轴(605)的中心轴线与清洗堰板(602)的水平向中心轴线、竖向中心轴线不相交。

7.根据权利要求1所述的水力自控合流制管网截流井，其特征在于：所述弧形轨道(606)的夹角不大于90°，弧形轨道(606)的其中一端位于清洗堰板(602)的竖向中心轴正下方。

8.根据权利要求1所述的水力自控合流制管网截流井，其特征在于：所述截流止回阀为电动截流止回阀(7)，所述电动截流止回阀(7)为可调截流旋启式橡胶瓣止回阀，包括阀体(601)、阀体(601)内设置的流道和设置在阀体(601)上的阀盖(602)，所述阀体(601)内上端靠近进水口一端的阀体(601)与阀盖(602)之间设有槽，所述槽内设有支撑轴(603)，所述支撑轴(603)上固定连接有用于密封阀体(601)的柔性橡胶瓣(604)，所述柔性橡胶瓣(604)上连有橡胶瓣开度控制装置。

9.根据权利要求8所述的水力自控合流制管网截流井，其特征在于：所述橡胶瓣开度控制装置包括限位杆(605)，所述阀体(601)上两侧开有两个同轴的安装孔(606)，所述两个安装孔(606)内设有转轴(607)，所述转轴(607)连接所述限位杆(605)一端，所述限位杆(605)另一端顶住所述柔性橡胶阀瓣(604)，所述转轴(607)与电动驱动装置(608)电连接。

10.根据权利要求8或9所述的水力自控合流制管网截流井，其特征在于：所述柔性橡胶瓣(604)包括缠绕于支撑轴(603)外的耐磨连接带(609)、与耐磨连接带(609)底端连接的钢板骨架(610)、包裹于耐磨连接带(609)与钢板骨架(610)外的橡胶板(611)，所述耐磨连接带(609)包括相互连接的固定段(612)与连接段(613)，所述固定段(612)顶端与支撑轴(603)固定连接，所述连接段(613)底端与钢板骨架(610)连接，所述柔性橡胶瓣(604)的旋转中心位于所述连接段(613)上。