CN105064494A - 雨水截流系统 - Google Patents

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李习洪
周超
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Abstract

本发明涉及雨水截流技术领域，尤其涉及一种雨水截流系统。污水排放池内设有过水流量恒定的电控恒流闸门，所述缓冲池与初雨调蓄池之间设有水力自动闸门，所述水力自动闸门进水口高于污水管管底标高，所述排水通道之间设有液动下开式堰门，所述液动下开式堰门的闸门可随自然水体水位升高而升高。截流井与自然水体之间采用液动下开式堰门，在自然水体水位升高时可以控制闸门等幅升高，有效的防止了自然水体倒流。

Description

雨水截流系统
技术领域
本发明涉及雨水截流技术领域，尤其涉及一种雨水截流系统。
背景技术
初期雨水冲刷空气和地表后，会携带大量的有毒有害物质，经过调查显示：初期雨水中携带的有毒有害物质比生活污水更多。如果初期雨水未经处理直接排放至河流、湖泊，会使水体遭受严重污染，所以，需对初期雨水进行处理。为解决这个问题，通常采用截流管网系统将初雨截流至污水管道，送至污水厂进行处理，而将后期雨水较为纯净，可排放至自然水体中。当自然水体最高水位高度高于污水管管底标高时，自然水体的水易回流至污水管。这就降低了污水处理厂的工作效率，且造成不必要的资源浪费。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种自然水体最高水位高度高于污水管管底标高时，可以防止自然水体倒流的雨水截流系统。
本发明的技术方案为：一种雨水截流系统，包括截流井和初雨调蓄池，所述截流井侧壁设有进水管、用于连接污水处理厂的污水管和用于连接自然水体的排水通道，所述污水管上连接有初雨调蓄池进水管，其特征在于：所述污水管中部设有污水排放池，所述污水排放池内设有过水流量恒定的电控恒流闸门，所述初雨调蓄池前设有缓冲池，所述初雨调蓄池进水管与缓冲池连接，所述初雨调蓄池进水管位于污水排放池上游，所述初雨调蓄池与缓冲池之间设有水力自动闸门，所述排水通道内设有闸门可随自然水体水位升高而升高液动下开式堰门。
进一步的，所述初雨调蓄池内设有浮箱室和浮子室，所述浮箱室与缓冲池相对应的侧壁底部设有浮箱室进水口，所述进水口高于污水管管底标高，所述浮箱室与初雨调蓄池对应的侧壁底部设有口径大于进水口的浮箱室出水孔，所述水力自动闸门包括固定于初雨调蓄池两侧墙体之间的旋转轴，所述旋转轴两端分别固定有位于浮箱室内的浮箱和两侧边缘及底部与浮箱室侧壁、初雨调蓄池内壁及底部紧密配合的闸门板，所述浮箱和闸门板位于旋转轴同侧，所述浮子室下部开有与初雨调蓄池连通的水流过孔，所述浮子室内设有浮子，所述浮箱室进水口处设有用于封堵进水口的封堵装置，所述封堵装置与浮子之间通过联动装置连接。
进一步的，所述封堵装置为配重块，所述联动装置包括位于初雨调蓄池内浮子室上方的第一滑轮和位于浮箱室上方的第二滑轮，浮子与配重块通过钢丝绳连接。
进一步的，所述排水通道两侧侧壁设有堰门固定凹槽，顶部墙体设有堰门过孔，所述液动下开式堰门穿过堰门过孔竖直设置于排水通道内，其两侧嵌入堰门固定凹槽，所述液动下开式堰门四周边缘和底部边缘与堰门固定凹槽、堰门过孔和排水通道底部紧密配合，所述排水通道底部与液动下开式堰门对应位置处设有为液动下开式堰门的闸门提供向下运动空间的下沉凹槽。
进一步的，所述液动下开式堰门包括U型框体、设置于框体内，侧壁与框体密封且底部突出于框体的闸门、位于框体内用于驱动闸门沿框体上下滑动的第一液压油缸，所述U型框体两侧固定于堰门固定凹槽内，U型框体两侧边缘和底部与堰门固定凹槽和排水通道底部密封。
进一步的，所述液动下开式堰门的闸门顶部设有过水凹槽，所述过水凹槽最低点至闸门底部的高度不小于排水通道的高度。
进一步的，所述排水通道两侧侧壁在液动下开式堰门的上游和/或下游设有闸槽，顶部墙体设有闸门过孔，所述排水通道内设有穿过闸门过孔竖直设置于闸槽内的检修闸门。
进一步的，所述排水通道位于液动下开式堰门下游的顶部墙体设有液位传感器放置槽，所述液位传感器放置槽内设有用于监测排水通道水位的第四液位传感器。
进一步的，所述初雨调蓄池内设有用于监测初雨调蓄池内水位的第一液位传感器。
更进一步的，所述截流井在进水口处设有自清洗水平格栅，所述自清洗水平格栅包括沿竖直方向间隔设置的水平栅条及穿插在各水平栅条之间的耙齿，所述耙齿由设置在水平栅条后方的第二液压油缸驱动。
本发明的有益效果是：截流井与自然水体之间采用液动下开式堰门，液动下开式堰门的闸门可以停留在人以高度，所以可以随自然水体水位升高而升高，有效的防止了自然水体倒流。而截流井底部设置下沉凹槽，当排水通道内水位较低时，液动下开式堰门的闸门可以沉入地下，实现闸门对水流排放的零阻碍。利用液位传感器检测电控恒流闸门前后的液位高度，根据液位实时控制电控恒流闸门的开度，使得电控恒流闸门下游水流量正好在污水处理厂的处理能力范围内，最大化的对污水进行处理而不会污水溢流至它处造成环境污染。初雨调蓄池采用的水力自动闸门，在污水管内污水进水流量大于污水处理厂处理流量时开启，并可在池满时自动关闭，起到了初雨调蓄的作用。而通过用液位传感器监测初雨调蓄池的水位，根据该水位信号控制液动下开式堰门的开启，自动化程度高。在进水口设置具有自清洗功能的水平格栅，可以拦截进入截流井雨水中的漂浮物和悬浮物，防止污染。
附图说明
图1为本发明水平剖视图；
图2为液动下开式堰门关闭状态的纵向剖视图；
图3为液动下开式堰门开启状态的纵向剖视图；
图4为液动下开式堰门随自然水体水位升高后的纵向剖视图；
图5为液动下开式堰门半剖结构示意图
图6为水力自动闸门进水口开启示意图
图7为水力自动闸门进水口封闭示意图
图8为自清洗水平格栅主视图
图9为自清洗水平格栅侧视图
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1-4所示，本发明包括截流井1和初雨调蓄池6，所述截流井1侧壁设有进水管16、用于连接污水处理厂5的污水管2和用于连接自然水体9的排水通道8，所述污水管2上连接有初雨调蓄池进水管，其特征在于：所述污水管2中部设有污水排放池3，所述污水排放池3内设有过水流量恒定的电控恒流闸门11，所述初雨调蓄池6前设有缓冲池21，所述初雨调蓄池进水管与缓冲池21连接，所述初雨调蓄池进水管位于污水排放池3上游，所述初雨调蓄池6与缓冲池21之间设有水力自动闸门7，所述排水通道8内设有闸门可随自然水体9水位升高而升高液动下开式堰门10。
本实施例中水力自动闸门7选用常态为关闭、上游水位到达开启水位时自动开启、下游水位到达关闭水位时自动关闭的先导式水力自动闸门，所述水力自动闸门7进水水位高于污水管2进水量等于出水量时污水管2内的液位高度(污水管出水量为恒定值，由电控恒流闸门的开度大小决定)，关闭水位为初雨调蓄池6最大拦蓄水位。先导式水力自动闸门包括固定在初雨调蓄池6两壁间的旋转轴701以及分别设置在旋转轴701两端的浮箱702和闸门板703，浮箱702和闸门板703位于旋转轴701同侧。浮箱702位于浮箱室704中，初雨调蓄池6内设有浮子室705，浮子室705的下部开有与初雨调蓄池6相通的水流过孔；浮子室705中设有浮子706；临近缓冲池21的浮箱室704侧壁底部开有进水口707，临近初雨调蓄池6的浮箱室704侧壁底部开有出水孔708，进水口707口径远大于出水孔708；浮箱室进水口707处设有封堵进水口707的配重块709，配重块709与浮子706间通过联动装置进行联动，联动装置包括位于初雨调蓄池6内浮子室705上方的第一滑轮710和位于浮箱室704上方的第二滑轮711，浮子706与配重块709之间连接有钢丝绳712，钢丝绳712的一端连接浮子706，另一端穿过第一滑轮710、第二滑轮711连接配重块709；浮子706的质量大于配重块709的质量。其中缓冲池2浮箱室704进水口707的进水水位高度为该先导式水力自动闸门开启水位高度。
排水通道8内设有液动下开式堰门10(结构已被公开号为CN204001184U发明公开)，排水通道8两侧侧壁设有堰门固定凹槽24，顶部墙体18设有堰门过孔19，所述液动下开式堰门10穿过堰门过孔19竖直设置于排水通道8内，其两侧嵌入堰门固定凹槽24，所述液动下开式堰门10四周边缘和底部边缘与堰门固定凹槽24、堰门过孔19和排水通道8底部紧密配合，所述排水通道8底部与液动下开式堰门10对应位置处设有为液动下开式堰门的闸门提供向下运动空间的下沉凹槽17。
液动下开式堰门10包括U型框体102、设置于框体102内，侧壁与框体102密封且底部突出于框体102的闸门101、位于框体102内用于驱动闸门101沿框体102上下滑动的第一液压油缸104，所述U型框体102两侧固定于堰门固定凹槽24内。液动下开式堰门10的闸门101顶部设有过水凹槽103，所述过水凹槽103最低点至闸门101底部的高度大于排水通道8的高度。排水通道8两侧侧壁在液动下开式堰门10的上游和/或下游设有闸槽20，顶部墙体18设有闸门过孔22，所述排水通道8内设有穿过闸门过孔22竖直设置于闸槽20内的检修闸门。用于在液动下开式堰门10发生故障时临时拦蓄，防止自然水体内的水倒流。排水通道8位于液动下开式堰门10下游的顶部墙体18设有液位传感器放置槽23，所述液位传感器放置槽23内设有用于监测排水通道水位的第四液位传感器15。该液动下开式堰门10使用于自然水体9最高水位高于污水管2管底标高的情况。
初雨调蓄池6内设有用于检测其内部水位的第一液位传感器12，污水排放池3池内和池外分别设有第二液位传感器13和第三液位传感器14，液动下开式堰门10下游设有第四液位传感器15。四个液位传感器的信号输出端均与控制单元电连接，控制单元控制端分别与电控恒流闸门11和液动下开式堰门10的第一液压油缸104电连接。
截流井1在进水口处设有自清洗水平格栅4，自清洗水平格栅4包括框架401、水平固定于框架上的格栅条、油缸支架、第二液压油缸404和耙齿405，所述油缸支架包括固定端402和活动端403，固定端401竖直固定于框架401上下边之间，活动端403共四个，竖直设置于框架401上，活动端403的上下端与框架401滑动连接，四个活动端403之间通过连杆连接。第二液压油缸404水平对称设置于固定端401两侧，油缸404的缸体底部固定于固定端402上，活塞杆固定于活动端403上，随着第二液压油缸404的工作，活塞杆代用活动端403沿框架401水平滑动。耙齿405纵向均匀分布于活动端401上，与格栅条相对应。
本发明的工作原理如下：
晴天和降雨初期时，水力自动闸门7、液动下开式堰门10均为关闭状态，截流井1内的污水直接从污水管2进入污水处理厂5处理。由于水力自动闸门7进水水位为污水管2进水量大于出水量时污水管2内的液位高度，而此时污水管2进水量不超过出水量，污水不会进入初雨调蓄池6，初雨调蓄池6的浮子室705内无水，浮子706通过滑轮710、滑轮711将配重块709拉至最上方处，进水口为开启状态。
随着降雨的进行，污水流量之大于污水处理厂的最大处理量，第二液位传感器13和第三液位传感器14检测电控恒流闸门11上游(即污水排放池内)和下游的液位高度，将液位信号反馈至控制单元，控制单元控制电控恒流闸门11保持合适的开度，即电控恒流闸门11过流污水量正好为污水处理厂5能够处理的最大污水量。由于污水管2内进水量大于出水量，污水管2内的液位逐渐升高至水力自动闸门7的进水口高度，污水经进水口流入水力自动闸门7的浮箱室704，浮箱702上浮带动闸门板703开启，初期雨水进入初雨调蓄池6。当初雨调蓄池6的水位逐渐上升，至浮子室705的进水水位，即初雨调蓄池6最大拦蓄水位高度时，浮子706上浮，配重块709通过钢丝绳712与浮子706联动下降后堵住进水口，如图5所示，浮箱室704内水慢慢从出水孔708流出，浮子702下沉后带动闸门板703关闭，如图6所示。
位于初雨调蓄池6内的第一液位传感器12检测到该水位信号，将该信号反馈至控制单元，控制单元通过控制液动下开式堰门10的第一液压油缸104，控制液动下开式堰门10的闸门101沿下沉凹槽17向下运动，截流井1内的雨水经闸门顶部的过水凹槽103流入排水通道8，最终进入自然水体9内。
随着自然水体9的水位逐渐升高，第四液位传感器15将该水位信号反馈至控制单元，控制单元控制液动下开式堰门10的第一液压油缸104，将闸门101升至略高于自然水体9的水位。此时排水通道8内的液位高于闸门101开启高度，水流继续向自然水体9溢流，而自然水体9的水位低于闸门101开启高度，水不会倒流回截流井1。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种雨水截流系统，包括截流井(1)和初雨调蓄池(6)，所述截流井(1)侧壁设有进水管(16)、用于连接污水处理厂(5)的污水管(2)和用于连接自然水体(9)的排水通道(8)，所述污水管(2)上连接有初雨调蓄池进水管，其特征在于：所述污水管(2)中部设有污水排放池(3)，所述污水排放池(3)内设有过水流量恒定的电控恒流闸门(11)，所述初雨调蓄池(6)前设有缓冲池(21)，所述初雨调蓄池进水管与缓冲池(21)连接，所述初雨调蓄池进水管位于污水排放池(3)上游，所述初雨调蓄池(6)与缓冲池(21)之间设有水力自动闸门(7)，所述排水通道(8)内设有闸门可随自然水体(9)水位升高而升高的液动下开式堰门(10)。
2.如权利要求1所述的雨水截流系统，其特征在于：所述初雨调蓄池(6)内设有浮箱室(704)和浮子室(705)，所述浮箱室(704)与缓冲池(21)相对应的侧壁底部设有浮箱室进水口(707)，所述进水口(707)高于污水管(2)管底标高，所述浮箱室(704)与初雨调蓄池(6)对应的侧壁底部设有口径大于进水口(707)的浮箱室出水孔(708)，所述水力自动闸门(7)包括固定于初雨调蓄池(6)两侧墙体之间的旋转轴(701)，所述旋转轴(701)两端分别固定有位于浮箱室(704)内的浮箱(702)和两侧边缘及底部与浮箱室(704)侧壁、初雨调蓄池(6)内壁及底部紧密配合的闸门板(703)，所述浮箱(702)和闸门板(703)位于旋转轴同侧，所述浮子室(705)下部开有与初雨调蓄池(6)连通的水流过孔，所述浮子室(705)内设有浮子(706)，所述浮箱室进水口(707)处设有用于封堵进水口(707)的封堵装置，所述封堵装置与浮子(706)之间通过联动装置连接。
3.如权利要求2所述的雨水截流系统，其特征在于：所述封堵装置为配重块(709)，所述联动装置包括位于初雨调蓄池(6)内浮子室(705)上方的第一滑轮(710)和位于浮箱室(704)上方的第二滑轮(711)，浮子(706)与配重块(709)通过钢丝绳(712)连接。
4.如权利要求1所述的雨水截流系统，其特征在于：所述排水通道(8)两侧侧壁设有堰门固定凹槽(24)，顶部墙体(18)设有堰门过孔(19)，所述液动下开式堰门(10)穿过堰门过孔(19)竖直设置于排水通道(8)内，其两侧嵌入堰门固定凹槽(24)，所述液动下开式堰门(10)四周边缘和底部边缘与堰门固定凹槽(24)、堰门过孔(19)和排水通道(8)底部紧密配合，所述排水通道(8)底部与液动下开式堰门(10)对应位置处设有为液动下开式堰门的闸门提供向下运动空间的下沉凹槽(17)。
5.如权利要求4所述的雨水截流系统，其特征在于：所述液动下开式堰门(10)包括U型框体(102)、设置于框体(102)内，侧壁与框体(102)密封且底部突出于框体(102)的闸门(101)、位于框体(102)内用于驱动闸门(101)沿框体(102)上下滑动的第一液压油缸(104)，所述U型框体(102)两侧固定于堰门固定凹槽(24)内，U型框体(102)两侧边缘和底部与堰门固定凹槽(24)和排水通道(8)底部密封。
6.如权利要求4所述的雨水截流系统，其特征在于：所述液动下开式堰门(10)的闸门(101)顶部设有过水凹槽(103)，所述过水凹槽(103)最低点至闸门(101)底部的高度不小于排水通道(8)的高度。
7.如权利要求4所述的雨水截流系统，其特征在于：所述排水通道(8)两侧侧壁在液动下开式堰门(10)的上游和/或下游设有闸槽(20)，顶部墙体(18)设有闸门过孔(22)，所述排水通道(8)内设有穿过闸门过孔(22)竖直设置于闸槽(20)内的检修闸门。
8.如权利要求1、4、6、7中任意一项所述的雨水截流系统，其特征在于：所述排水通道(8)位于液动下开式堰门(10)下游的顶部墙体(18)设有液位传感器放置槽(23)，所述液位传感器放置槽(23)内设有用于监测排水通道水位的第四液位传感器(15)。
9.如权利要求1-3任意一项所述的雨水截流系统，其特征在于：所述初雨调蓄池(6)内设有用于监测初雨调蓄池(6)内水位的第一液位传感器(12)。
10.如权利要求1所述的雨水截流系统，其特征在于：所述截流井(1)在进水口处设有自清洗水平格栅(4)，所述自清洗水平格栅(4)包括沿竖直方向间隔设置的水平栅条及穿插在各水平栅条之间的耙齿(405)，所述耙齿(405)由设置在水平栅条后方的第二液压油缸(404)驱动。
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