CN105084585B - 一种雨水收集过滤装置 - Google Patents

Abstract

一种雨水收集过滤装置，包括收集装置和过滤装置，所述收集装置包括檐沟以及位于檐沟出水口下方的雨水斗，所述檐沟倾斜设置，檐沟出水口位于低位端，高位端设有排杂口，檐沟内设有用于排杂的螺带；檐沟外部安装有用于驱动螺带的电机；所述过滤装置包括相互连通的处理室和臭氧发生器，所述处理室的顶部为用于盛装收集装置收集到的雨水的雨水桶，该雨水桶的桶底一部分为过滤膜，处理室的底部为净水桶，净水桶的侧壁为驱动雨水桶升降的形变气囊，形变气囊设有连接至外部的气源接口，所述臭氧发生器与净水桶连通。本发明具有结构简单、气动加电控、节约空间和能源等优点。

Description

一种雨水收集过滤装置

技术领域

本发明涉及雨水处理领域，特别是涉及一种雨水收集过滤装置。

背景技术

随着环境污染的严重以及人们生活水平的提高，越来越多的对水质净化或消毒的设备进入到公众的视野当中。地球上的水，尽管数量巨大，而能直接被人们生产和生活利用的，却非常有限。中国目前有16个省(区、市)人均水资源量(不包括过境水)低于严重缺水线，有6个省、区(宁夏、河北、山东、河南、山西、江苏)人均水资源量低于500m³。随着人口膨胀与工农业生产规模的迅速扩大，水资源短缺的情况更加严重。同时，强降水或连续性降水一旦超过排水能力，就会导致积水灾害的现象。比如严重内涝等现象。

因此，对于雨水的回收利用逐渐成为人们关注的焦点。

屋面雨水收集装置，一般包括檐沟、雨水斗等。檐沟是屋檐边的集水沟。雨水斗设在屋面雨水由檐沟进入雨水管道的入口处。雨水斗分为87型、79型、65型，虹吸式雨水斗，堰流式雨水斗三大类。一般用87型(79型、65型进化版)和虹吸式雨水斗。

螺带是用于搅拌、传送物料的装置。螺带包括螺旋带体，可以为有轴式或无轴式。

雨量传感器有光学式传感器和电容式传感器等。它能根据雨量的大小自动的发出开关信号。

太阳能电池，简称光伏，是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。光伏建筑一体化，是将太阳能光伏发电方阵安装在建筑的围护结构外表面来提供电力。由于光伏方阵与建筑的结合不占用额外的地面空间，是光伏发电系统在城市中广泛应用的最佳安装方式，因而倍受关注。

雨水，尤其是初期的雨水中一般会含有杂质，如树叶、泥沙、鸟粪、纸屑等，易导致檐沟和雨水斗、排水管等部件的堵塞。

公布号为CN101333821A的。中国专利文献，公开了一种雨水收集装置。包括一置于屋檐下的凹槽，一置于凹槽下并与凹槽相通的水槽，一处于水槽上部的漫水口，一处于水槽底部的出水口。该技术方案结构简单，但是难以对雨水中的树叶、泥沙等杂质进行过滤，长时间使用后，会造成堵塞，降低收集效率。

现有的消费级水质处理产品中，一般采用让水流通过固定位置的多层的过滤膜来达到净化水质的目的。这样的结构对水质，流速都有一定的要求。水中的杂质不及时清理会堵塞过滤膜，严重的会破坏过滤膜内部小孔结构，造成更换过滤膜的高昂代价。但即使仔细保养维护，过滤本身不能有效达到消毒的效果。经过过滤之后的水依然可能含有细菌、病毒或重金属等对人体有害的物质。

公开号为CN203668172U的中国专利文献公开了一种净水机。包括净水机的主机壳和与主机壳连接的机盖，主机壳内部安装有过滤体，所述过滤体安装在独立的过滤体外壳内，多个装有过滤体的过滤体外壳并列设置在主机壳内部；设置在主机壳两端的机盖上分别设置有与壳体内部连通的进水口和出水口，主机壳顶部还设置有放气口。

为了达到消毒的目的，有人开发了利用臭氧进行消毒的设备。但是这类设备都存在水质要求高，自身能耗高，设备庞大等问题。

公开号为CN103193337A的中国专利文献公开了一种臭氧杀菌超滤净水机装置系统的超滤净水机，包括设置在净水机内部的由原水进水管和超滤膜过滤组件以及纯水出水管依次相连组成的超滤装置系统，超滤膜过滤组件至少具有四个功能各异的过滤滤芯组成，四个过滤滤芯中至少有一个为超滤膜滤芯，原水进水管上安装有控制原水通断的电动执行元件，并且该原水进水管上位于电动执行元件之后和超滤膜过滤组件之前经杀菌管路连通有臭氧杀菌系统，杀菌管路上配装有控制臭氧杀菌系统杀菌通路的电磁控制阀，臭氧杀菌系统通过压力进入超滤膜过滤组件实现净水机内部的臭氧杀菌功能。

因此，仍需开发能过滤杂质的雨水收集装置，并能有效降低降低过滤膜维护难度，简化结构。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种结构简单，维护方便的雨水收集过滤装置。

本发明的技术方案为：

一种雨水收集过滤装置，包括收集装置和过滤装置，所述收集装置包括檐沟以及位于檐沟出水口下方的雨水斗，所述檐沟倾斜设置，檐沟出水口位于低位端，高位端设有排杂口，檐沟内设有用于排杂的螺带；檐沟外部安装有用于驱动螺带的电机；所述过滤装置包括相互连通的处理室和臭氧发生器，所述处理室的顶部为用于盛装收集装置收集到的雨水的雨水桶，该雨水桶的桶底一部分为过滤膜，处理室的底部为净水桶，净水桶的侧壁为驱动雨水桶升降的形变气囊，形变气囊设有连接至外部的气源接口，所述臭氧发生器与净水桶连通。屋面可以是住宅、温室等的屋面，且最好为斜顶，以提高雨水收集效率。

檐沟倾斜设置可以促进雨水流动，以提高雨水收集效率。就檐沟、雨水斗、螺带本身而言，可以采用现有技术。

降雨时，雨水由屋面落入檐沟，并从雨水斗流出，人们可以在雨水斗下端设排水管、雨水弃流装置、净化装置或蓄水箱等，以进行雨水的进一步过滤或收集。在收集雨水的同时，电机驱动螺带转动，将檐沟内的树叶、泥沙等杂质由排杂口排出；降雨停止，电机关闭，螺旋输送机停止工作。

通过收集装置将雨水加入雨水桶后，气源通过接头向形变气囊内部注入气体，形变气囊驱动雨水桶开始上升。在上升过程中，雨水经过滤膜完成过滤，进入净水桶与臭氧发生器生成的臭氧混合，完成消毒过程。过滤膜通过夹持的方式固定在雨水桶的桶底的外缘上。

本发明的雨水收集过滤装置，可以在有效地收集雨水的同时，对其中的树叶、泥沙等杂质进行过滤，提高雨水的清洁度、防止檐沟、雨水斗或其他相关管道堵塞，提高雨水收集效率。本发明收集的雨水可以作为生活、灌溉、养殖等用水，在节约能源的同时，防止内涝。

优选地，所述螺带包括沿檐沟长度方向布置且与电机联动的驱动轴，以及固定绕置在驱动轴上的螺旋带体。

所述檐沟长度方向是指檐沟内雨水排出的方向。

螺旋带体可以采用PVC、钢板等材质，就螺旋带体本身而言，可以采用现有技术。

所述固定绕置可以采用焊接或一体成型等方式，就固定绕置的方式而言，可以采用现有技术。

降雨时，电机驱动驱动轴进行旋转，驱动轴带动螺旋带体进行旋转，从而将杂物由排杂口排出。

进一步优选地，所述螺旋带体的外缘与檐沟内壁相贴。

上述结构增强了过滤效果，可以避免因螺旋带体与檐沟内壁之间缝隙过大，杂物流入雨水斗中。

进一步优选地，所述螺旋带体上设有过水孔。

所述过水孔可以采用圆形、椭圆形、方形等形状。

螺旋带体会阻挡雨水向雨水斗流动，通过设置透水孔，可以加快雨水流动的速度，提高雨水收集效率。

优选的，所述收集装置设有用于控制电机、气源、以及臭氧发生器的雨量传感器，所述雨水桶的底部外沿安装有感应形变气囊形变程度的距离传感器，所述气源接口上安装有受控于该距离传感器的进气阀门，雨水桶的顶部安装有感应雨水桶内雨水量的液位传感器，所述雨水桶与雨水斗之间安装有进水管，该进水管上安装有受液位传感器控制的进水阀门。

雨量传感器感应到降雨，向电机发送启动信号，打开气源和臭氧发生器开关，电机驱动螺带进行排杂，过滤装置进行过滤和消毒；降雨结束，雨量传感器向电机，气源，以及臭氧发发送停止信号，整个装置进入状态。

根据使用者的不同需求可以选择不同的雨量传感器，从而只收集一定强度的降雨。

距离传感器分为两个部分，分别安装于雨水桶的底部和整个装置的底端，两部分位置对应，配合工作来感应形变气囊形变程度；当雨水桶内待处理雨水液位到达雨水桶顶部时，触发液位传感器关闭进水阀门；当更多的雨水经过滤膜进入净水桶后，雨水液位下降，触发液位传感器打开进水阀门。

优选地，所述檐沟与水平面呈0.5-3度。

上述角度可以在保证雨水收集效率的同时，节约空间和檐沟材料。

一种雨水收集过滤装置，包括相互连通的处理室和臭氧发生器，所述处理室的顶部为雨水桶，该雨水桶的桶底一部分为过滤膜，处理室的底部为净水桶，净水桶的侧壁为驱动雨水桶升降的形变气囊，形变气囊设有连接至外部的气源接口，所述臭氧发生器与净水桶连通。

将雨水加入雨水桶后，气源通过接头向形变气囊内部注入气体，形变气囊驱动雨水桶开始上升。在上升过程中，雨水经过滤膜完成过滤，进入净水桶与臭氧发生器生成的臭氧混合，完成消毒过程。过滤膜通过夹持的方式固定在雨水桶的桶底的外缘上。

为了防止形变气囊超出极限行程，作为优选，所述雨水桶的底部外沿安装有感应形变气囊形变程度的距离传感器，所述气源接口上安装有受控于该距离传感器的进气阀门。该感应器分为两个部分，分别安装于雨水桶的底部和整个装置的底端，两部分位置对应，配合工作来感应形变气囊形变程度。

当雨水桶内雨水液位到达雨水桶顶部时，触发液位传感器关闭进水阀门；当更多的雨水经过滤膜进入净水桶后，雨水液位下降，触发液位传感器打开进水阀门。

为了让臭氧和净水更好地混合，到达充分消毒的效果，作为优选，所述净水桶的底部安装有气体分布器，该气体分布器和臭氧发生器相连。

作为进一步优选，所述气体分布器为筒状且筒壁为空心结构，气体分布器内侧面上分布有气体出口。

为了防止雨水桶下降过低，作为优选，所述气体分布器的顶端面在形变气囊压缩极限状态下与雨水桶的底部相抵。

为了保证在上升和过滤的过程中的稳定和密封，作为优选，所述形变气囊为波纹筒形，该形变气囊的顶端面与雨水桶的底部外缘密封连接。

作为进一步优选，所述形变气囊内侧与气体分布器外侧相贴。

为了保证净水在排出之前和臭氧充分混合，作为优选，所述净水桶的底部设有出水口，气体分布器处在该出水口外围。

优选地，还包括太阳能电池，用于雨水收集过滤装置供电。

所述太阳能电池可以铺设在建筑物墙面或屋面，或者建筑物墙面或屋面直接用太阳能电池建造。就太阳能电池本身而言，可以采用现有技术。

光伏建筑一体化可以节约空间和能源。

本发明的雨水收集过滤装置具有以下优点：

(1)结构简单，这样大大提高了装置的稳定性，降低了维护成本和难度。

(2)气动加电控的驱动结构，可以更好地控制雨水收集过滤过程。

(3)利用气体分布器将臭氧和净水结合，可以达到更充分的混合效果，得到更安全优质的净化水。

(4)光伏建筑一体化可以节约空间和能源。

附图说明

图1为本发明的雨水收集过滤装置结构示意图(为更好装置的内部结构，收集装置为俯视，过滤装置为主视半剖)

具体实施方式

下面结合附图说明本发明具体实施方式。

如图1所示，一种雨水收集过滤装置，包括檐沟1以及位于檐沟出水口2下方的雨水斗3；檐沟1端面为U形且与水平面呈1°倾斜设置，檐沟出水口2位于低位端，高位端设有排杂口4；檐沟1内设有用于排杂的螺带5，螺带5包括沿檐沟1长度方向布置且与安装于檐沟1外部的电机6联动的驱动轴7以及固定绕置在驱动轴上的螺旋带体8，螺旋带体8的外缘与檐沟内壁相贴，螺旋带体8上设有过水孔9；电机6外设有防水罩10；还设有用于向电机6发送起停信号的雨量传感器11。

在处理室208上方安装有进水阀门203的进水管，可以感应雨水水位从而控制进水阀门203的液位传感器201，在上下相通的处理室208中，被过滤膜207分割为上部的雨水桶202和下方的净水桶214。雨水桶底206外缘金属通过夹持固定过滤膜207，雨水桶底206外缘安装有感应形变气囊211形变程度的距离传感器205，气源接口上安装有受控于该传感器的进气阀门204。

在净水桶214中，桶壁为形变气囊211，该形变气囊211与雨水桶底206外缘密封连接。环形框架的气体分布器212与形变气囊211相贴，在净水桶214的底部，气体分布器212的内侧，设有和外接连通的出水口213，出水口213安装有阀门216。

气体分布器212和臭氧发生器210连通，臭氧发生器210由臭氧电源开关219控制，气源209供气；气源209可以选用工业气泵或其他形式，气源209由气源电源开关220控制，整套系统的电力可以选用太阳能电池217或者其他形式供应。

从形变气囊211到延伸至气源209的接头上依次安装有三通和阀门204，三通的另一头安装有和大气相通的泄压阀门215。

雨水收集过滤装置工作过程如下：

檐沟通过托架固定安装于屋面边缘下方。降雨时，雨水由屋面流入檐沟1内，同时雨量传感器11感应到降雨，向电机6发出启动信号，电机6驱动驱动轴7旋转，从而带动螺旋带体8旋转，螺旋带体8将杂物由排杂口4排出，过滤后的水流由出水口2流经到雨水斗3，通过进水阀门203从进水管进入雨水桶202，臭氧电源开关219和气源电源开关220闭合，使气源209分别向形变气囊211和臭氧发生器210供气，臭氧生成器210生成臭氧从气体分布器212进入净水桶214，形变气囊211推动雨水桶202向上运动。

雨水经过滤膜207进入净水桶214与臭氧气体充分混合，达到消毒杀菌的目的。当进水量太大或其他原因，雨水到达雨水桶202顶部时，会触发液位感应器201，继而关闭进水阀门203，进水管关闭，雨水进入弃流装置14，保证装置安全。当更多雨水经过滤膜207进入净水区时，液位下降触发液位传感器201打开进水阀门203，雨水可以继续进入雨水桶202中。当形变气囊211到达拉伸极限时，触发距离传感器205，关闭阀门204，此时形变气囊211和气源209断开连通，形变气囊211不会继续发生形变，保持在原有位置，净水桶214达到最大容积。完成过滤的的净水经过出水阀门216存放起来以备使用，如果需要清洗过滤膜207，可以方便的将过滤膜207从雨水桶底206上分层或整体取下清洗。当降水停止，触发雨量传感器11关闭电机6，打开泄压阀门215。电机6关闭后驱动轴7和螺旋带体8停止转动。泄压阀门215打开后释放形变气囊211压力将雨水桶底206恢复至与气体分布器212相抵恢复压缩状态。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种雨水收集过滤装置，包括收集装置和过滤装置，其特征在于，所述收集装置包括檐沟以及位于檐沟出水口下方的雨水斗，所述檐沟倾斜设置，檐沟出水口位于低位端，高位端设有排杂口，檐沟内设有用于排杂的螺带；檐沟外部安装有用于驱动螺带的电机；所述过滤装置包括相互连通的处理室和臭氧发生器，所述处理室的顶部为用于盛装收集装置收集到的雨水的雨水桶，该雨水桶的桶底一部分为过滤膜，处理室的底部为净水桶，净水桶的侧壁为驱动雨水桶升降的形变气囊，形变气囊设有连接至外部的气源接口，所述臭氧发生器与净水桶连通。

2.如权利要求1所述的雨水收集过滤装置，其特征在于，所述螺带包括沿檐沟长度方向布置且与电机联动的驱动轴，以及固定绕置在驱动轴上的螺旋带体。

3.如权利要求2所述的雨水收集过滤装置，其特征在于，所述螺旋带体上设有过水孔。

4.如权利要求3所述的雨水收集过滤装置，其特征在于，所述收集装置设有用于控制电机、气源以及臭氧发生器的雨量传感器，所述雨水桶的底部外沿安装有感应形变气囊形变程度的距离传感器，所述气源接口上安装有受控于该距离传感器的进气阀门，雨水桶的顶部安装有感应雨水桶内雨水量的液位传感器，所述雨水桶与雨水斗之间安装有进水管，该进水管上安装有受所述液位传感器控制的进水阀门。

5.如权利要求4所述的雨水收集过滤装置，其特征在于，所述檐沟与水平面呈0.5-3度。

6.如权利要求5所述的雨水收集过滤装置，其特征在于，所述净水桶的底部安装有气体分布器，该气体分布器和臭氧发生器相连。

7.如权利要求6所述的雨水收集过滤装置，其特征在于，所述气体分布器为筒状且筒壁为空心结构，气体分布器内侧面上分布有气体出口，气体分布器的顶端面在形变气囊压缩极限状态下与雨水桶的底部相抵。

8.如权利要求7所述的雨水收集过滤装置，其特征在于，所述净水桶的底部设有出水口，气体分布器处在该出水口外围。

9.根据权利要求8所述的雨水收集过滤装置，其特征在于，还包括太阳能电池，用于雨水收集过滤装置供电。