CN105544878A - 屋顶自动集雨灌溉系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种屋顶自动集雨灌溉系统，包括雨水收集系统、蓄水系统、补水系统、排水系统、自动灌溉系统。雨水收集系统，由土池、环形集雨槽及沉沙池组成，土池内填放池土；蓄水系统包括集雨池池墙、集雨池池底、集雨池池顶盖、沉沙池进水口、集雨池进水口和拉绳孔c；补水系统包括进水管和浮球阀；排水系统包括浮球、拉绳a、拉绳b、销钉a、销钉b、沉沙池泄水孔、斜立轴沉沙池泄水闸、集雨槽泄水孔和斜立轴集雨槽泄水闸；自动灌溉系统由多条毛细束管构成；本发明在雨量一定的情况下，完全实现了雨水收集、灌溉自动化，降低了运行费用，降低了劳动强度。

Description

屋顶自动集雨灌溉系统
一、所属领域
本发明涉及一种屋顶自动集雨灌溉系统。
二、背景技术
雨水是城市重要的水资源，但由于城市道路、房屋大都硬化，致使雨水无法利用，导致水资源浪费，与我国水资源严重紧缺的现状不相适应。为充分利用雨水资源，减少水资源的浪费，提高水资源的利用效率，研发了屋顶自动集雨灌溉系统，不用水泵供水，而利用毛细原理，实现了屋顶的自动集水、自动灌溉。使用方便、灵活，解决了屋顶灌溉难的问题，满足屋顶绿化的需要。
三、发明内容
本发明提供了一种屋顶自动集雨灌溉系统，在一定雨量的情况下，完全实现了雨水收集、灌溉自动化，降低了运行费用，降低了劳动强度。
如图1、图2所示，一种屋顶自动集雨灌溉系统，包括雨水收集系统、蓄水系统、补水系统、排水系统、自动灌溉系统。
所述的雨水收集系统，由土池、环形集雨槽及沉沙池组成，土池内填放池土，用于种植植物；土池底部设置有土池排水孔，土池排水孔与环形集雨槽相通；所述的环形集雨槽沿土池四周环形布置，且左右对称；沉沙池进水口处的环形集雨槽槽底高程较高，而集雨槽泄水孔处的环形集雨槽槽底高程较低，这样环形集雨槽槽底自沉沙池进水口处到集雨槽泄水孔处形成坡度，且左右对称，降雨量较大时，集雨槽内的多余雨水，可顺畅地由集雨槽通过集雨槽泄水孔排走；拉绳a一端与浮球连接，另一端绕过滑轮a、滑轮b、滑轮c、滑轮d与销钉a连接；而拉绳b一端亦与浮球连接，另一端绕过滑轮e、滑轮f、滑轮g、滑轮h与销钉b连接；浮球放置在集雨池中，随着集雨池中水位的升降而升降；拉绳a和拉绳b连接在浮球的同一点上，以增强拉绳a和拉绳b工作的同步性；销钉b可活动的放置在斜立轴集雨槽泄水闸后面；销钉a可活动的放置在斜立轴沉沙池泄水闸后面，销钉a、销钉b在浮球产生的浮力作用下，分别通过拉拉绳a和拉绳b被拉起，而在自重作用下，回归原位。
所述的蓄水系统包括集雨池池墙、集雨池池底、集雨池池顶盖、沉沙池进水口、集雨池进水口和拉绳孔c；集雨池用于蓄存雨水，而沉沙池进水口、集雨池进水口、拉绳孔c还兼有排气作用，使集雨池内空气流通；集雨池布置在屋顶，土池布置在集雨池的正上方，土池的池底兼作集雨池池顶盖；沉沙池布置在集雨池内靠近池壁中间的部位；沉沙池池顶高程略低于集雨池池顶盖的底面，以保证沉沙池中的水能正常溢流到集雨池中为依据；沉沙池的平面形状为矩形、圆形或椭圆形；沉沙池池顶与集雨池池顶盖底面之间的通道，即为集雨池进水口；，沉沙池设有沉沙池进水口，沉砂池通过沉沙池进水口与环形集雨槽连通；雨水汇集在环形集雨槽内，经沉沙池进水口流入沉沙池内，进入沉沙池的雨水经过一定程度的沉沙后，再由集雨池进水口溢流到集雨池内。拉绳孔c设置在集雨槽泄水孔一侧靠近土池池壁的土池内，且拉绳孔c下部穿透过土池池底，拉绳b穿过拉绳孔b、拉绳孔c将销钉b和浮球连接起来。
所述的补水系统，包括进水管和浮球阀；进水管是将雨水以外的其它水源(如自来水，或其它可以用作浇灌的水)输送到集雨池的管道，进水管进口与雨水以外的水源连通，而出口设置在集雨池内；在进水管出口处设置有浮球阀，当无大气降雨，集雨池中水位下降到一定程度时，浮球阀会自动打开，其它水源会自动为集雨池补水，当集雨池水位上升到一定高度时，由于浮球b(浮球b是浮球阀自带的一个部件)受到水的浮力作用而上升，在这个上升力的作用下，浮球阀会自动关闭，停止向集雨池中供水，这样可以充分保证集雨池储存有一定水量，保证向植物提供充足的水分；
所述的排水系统，包括浮球、拉绳a、拉绳b、销钉a、销钉b、沉沙池泄水孔、斜立轴沉沙池泄水闸、集雨槽泄水孔和斜立轴集雨槽泄水闸；拉绳a通过滑轮a、滑轮b、滑轮c、滑轮d将销钉a和浮球连接，拉绳b通过滑轮e、滑轮f、滑轮g、滑轮h将销钉b和浮球连接；各滑轮均固定在附近的建筑物上；销钉a通过拉绳可活动地布置在斜立轴沉沙池泄水闸后面的拉绳孔a内；销钉b通过拉绳可活动地布置在斜立轴集雨槽泄水闸后面的拉绳孔b内；
所述的自动灌溉系统由多条毛细束管构成，毛细束管是用能形成毛细孔的的材料填充在软塑料管中制作而成的；毛细束管一端与集雨池内水源相通，另一端穿过土池池底布置在土池内，与池土相通；集雨池的水可依靠毛细管力自动输送到池土中，供给植物生长需要。
本发明使用时，大气降雨落入土池后，一部分雨水由土池表面排入环形集雨槽，一部分雨水下渗，如果下渗量较大时，由土池底部的土池排水孔排入环形集雨槽内，环形集雨槽内的雨水再由沉沙池进水口，流入沉沙池中；由于环形集雨槽沿土池四周环形布置，左右布置对称，且沉沙池进水口处的环形集雨槽槽底高程较高，而集雨槽泄水孔处的环形集雨槽槽底高程较低，使环形集雨槽槽底形成一定的坡度，能保证在集雨池达到一定水位时，在浮球的拉力作用下，将销钉b拉起，斜立轴集雨槽泄水闸失去了阻挡，在水压力作用下，使斜立轴集雨槽泄水闸打开，则环形集雨槽内的雨水能由沉沙池进水口处流向集雨槽泄水孔处，经由集雨槽泄水孔流出，而由楼房上设置的落水管流到楼下排水系统，而且在一定流量情况下，能将环形集雨槽中的泥沙带走，这样集雨槽中的雨水不会再进行集雨池内；所述的沉沙池是用于沉淀泥沙的水池，当沉沙池中水位达到一定值时，沉沙池中的水会经由沉沙池顶产生溢流，由集雨池进水口(即沉沙池池顶与集雨池池顶盖的底面之间的通道)流向集雨池，由于沉沙池中水深较大，面积较大，所以，当环形集雨槽中的水流进沉沙池中后，流速减小，大量泥沙会沉淀在沉沙池中，这样流进集雨池的雨水，泥沙含量减小；同样，当集雨池中水位上升到一定位置时，在浮球的拉力作用下，通过拉绳a的牵拉，将销钉a拉起，斜立轴沉沙池泄水闸失去了阻挡，在水压力作用下，使斜立轴集雨槽泄水闸打开，沉沙池中的雨水会迅速流出；其中，沉沙池的底部做成斜坡状，靠近沉沙池泄水孔的一侧较底，而远离的一侧较高，能保证沉沙池向外泄水时，将沉沙池中的泥沙排走；为保证斜立轴集雨槽泄水闸、斜立轴沉沙池泄水闸能同时开启，所以，将控制两闸的拉绳用同一个浮球控制，做到同步运行；当沉沙池、环形集雨槽中的雨水排出后、集雨池中水位下降到一定值时，斜立轴沉沙池泄水闸、斜立轴集雨槽泄水闸在自重作用下，会分别自动顶开销钉a、销钉b，回归原位，保持关闭状态；所以，当集雨池中水位上升到一定高度时，由于受到浮球的拉力作用，拉绳a和拉绳b同进受到拉力作用，使得销钉a和销钉b同时被拉起，斜立轴沉沙池泄水闸和斜立轴集雨槽泄水闸同时在水压力作用下开启，保证了两个闸门工作的同步性；
当无大气降雨、集雨中水位下降到一定程度时，浮球阀会自动打开，由补水系统自动为集雨池供水，当集雨池水位上升到一定高度时，由于浮球b受到水的浮力作用而自动上升，使浮球阀自动关闭而停止向集雨池中供水，这样可以充分保证集雨池储存有一定水量，保证向植物提供充足的水分；毛细束管能将集雨池的水，依靠毛细管力输送到池土，供给植物生长需要。
四、附图说明
图1屋顶自动集雨灌溉系统示意图
图2集雨系统平面示意图(Ⅰ-Ⅰ剖面图)
1-集雨池；2-集雨池底；3-毛细束管；4-浮球a；5-滑轮e；6-滑轮a；7-拉绳a；8-滑轮b；9-沉沙池；10-滑轮c；11-滑轮d；12-斜立轴沉沙池泄水闸；13-销钉a；14-沉沙池泄水孔；15-拉绳孔a；16-沉沙池进水口；17-围墙；18-环形集雨槽；19-土池；20-土池排水孔；21-集雨池进水口；22-植物；23-池土；24-土池池底(集雨池顶盖)；25-拉绳孔c；26-滑轮g；27-拉绳b；28-滑轮h；29-拉绳孔b；30--销钉b；31-集雨槽泄水孔；32-斜立轴集雨槽泄水闸；33-浮球阀；34-进水管；35-滑轮f；36-浮球b；
五、具体实施方式
如图1、图2所示，集雨池、土池可用钢筋混凝土材料砌筑，斜立轴集雨槽泄水闸、斜立轴沉沙池泄水闸可用钢板或混凝土材料做成，要求质地均匀，有一定的重量，水闸的转动轴在水流方向的立面上斜向安装；拉绳可用具有一定强度、一定挠性，但不能被拉伸的材料做成；销钉采用钢材或铁质材料制作，并进行防锈处理；毛细束管可用软塑料管或硬塑料管制作，在其内填充能形成毛细管的材料，毛细束管可由土池面积大小、植物需要量大小计算确定根数，并进行平面布置，集雨池中的水可在毛细束管的毛细管力作用下，被输送到池土中，再通过池土中的毛细管吸入池土中，供给植物生长需要，同时，毛细束管的输水量是由植物生长所需要水量确定的，植物耗水量大，则毛细束管的输水量就大，相反，植物耗水量小，则毛细束管的输水量就小，做到了适时适宜地为作物全天候地提供水分；池土厚度可由种植植物的种类、根长大小等确定；沉沙池的池顶高程，可根据集雨池的高度，在保证沉沙池中的水能正常溢流到集雨中为依据计算确定，沉沙池的平面形状可为矩形、圆形、椭圆形等形状，沉沙池布置在集雨池内靠近池壁的中间部位，使沉沙池进水口与沉沙对正布置；环形集雨槽在砌筑集雨池、土池及围墙时一起浇筑而成，并保证沉沙池进水口处的环形集雨槽槽底高程高于集雨槽泄水孔处的集雨槽槽底高程，能保证在斜立轴集雨槽泄水闸开启时，两侧对称的环形集雨槽中的水流能由沉沙池进水口处流向集雨槽泄水孔处，而且在一定流量情况下，能将环形集雨槽中的泥沙带走；所以，环形集雨槽不仅具有集雨的作用，还具有沉淀泥沙的作用，防止环形集雨槽的泥沙随水流流入集雨中。
屋顶自动集雨灌溉系统具有以下的特色：能自动收集雨水，自动排泄多余水量，自动排出泥沙，自动补充水分，自动取水灌溉，完全实现了屋顶雨水收集、灌溉的无人值守管理。

Claims (1)

1.一种屋顶自动集雨灌溉系统，其特征在于包括雨水收集系统、蓄水系统、补水系统、排水系统、自动灌溉系统；
所述的雨水收集系统，由土池、环形集雨槽及沉沙池组成，土池内填放池土，用于种植植物；土池底部设置有土池排水孔，土池排水孔与环形集雨槽相通；所述的环形集雨槽沿土池四周环形布置，且左右对称；沉沙池进水口处的环形集雨槽槽底高程较高，而集雨槽泄水孔处的环形集雨槽槽底高程较低，环形集雨槽槽底自沉沙池进水口处到集雨槽泄水孔处形成坡度，且左右对称，降雨量较大时，集雨槽内的多余雨水，由集雨槽通过集雨槽泄水孔排走；拉绳a一端与浮球连接，另一端绕过滑轮a、滑轮b、滑轮c、滑轮d与销钉a连接；而拉绳b一端亦与浮球连接，另一端绕过滑轮e、滑轮f、滑轮g、滑轮h与销钉b连接；浮球放置在集雨池中，随着集雨池中水位的升降而升降；拉绳a和拉绳b连接在浮球的同一点上，以增强拉绳a和拉绳b工作的同步性；销钉b可活动的放置在斜立轴集雨槽泄水闸后面；销钉a可活动的放置在斜立轴沉沙池泄水闸后面；销钉a、销钉b在浮球产生的浮力作用下，分别通过拉拉绳a和拉绳b被拉起，而在自重作用下，回归原位；
所述的蓄水系统包括集雨池池墙、集雨池池底、集雨池池顶盖、沉沙池进水口、集雨池进水口和拉绳孔c；集雨池用于蓄存雨水，而沉沙池进水口、集雨池进水口、拉绳孔c还兼有排气作用，使集雨池内空气流通；集雨池布置在屋顶，土池布置在集雨池的正上方，土池的池底兼作集雨池池顶盖；沉沙池布置在集雨池内靠近池壁中间的部位；沉沙池池顶高程略低于集雨池池顶盖的底面，以保证沉沙池中的水能正常溢流到集雨池中为依据；沉沙池的平面形状为矩形、圆形或椭圆形；沉沙池池顶与集雨池池顶盖底面之间的通道，即为集雨池进水口；，沉沙池设有沉沙池进水口，沉砂池通过沉沙池进水口与环形集雨槽连通；雨水汇集在环形集雨槽内，经沉沙池进水口流入沉沙池内，进入沉沙池的雨水经过一定程度的沉沙后，再由集雨池进水口溢流到集雨池内；拉绳孔c设置在集雨槽泄水孔一侧靠近土池池壁的土池内，且拉绳孔c下部穿透过土池池底，拉绳b穿过拉绳孔b、拉绳孔c将销钉b和浮球连接起来；
所述的补水系统包括进水管和浮球阀；进水管是将雨水以外的其它水源输送到集雨池的管道；进水管进口与雨水以外的水源连通，而进水管出口设置在集雨池内；在进水管出口处设置有浮球阀，当集雨池中水位下降到一定程度时，浮球阀会自动打开，其它水源会自动为集雨池补水，当集雨池水位上升到一定高度时，由于浮球阀的浮球b受到水的浮力作用而上升，在这个上升力的作用下，浮球阀会自动关闭，停止向集雨池中供水；
所述的排水系统，包括浮球、拉绳a、拉绳b、销钉a、销钉b、沉沙池泄水孔、斜立轴沉沙池泄水闸、集雨槽泄水孔和斜立轴集雨槽泄水闸；拉绳a通过滑轮a、滑轮b、滑轮c、滑轮d将销钉a和浮球连接，拉绳b通过滑轮e、滑轮f、滑轮g、滑轮h将销钉b和浮球连接；各滑轮均固定在附近的建筑物上；销钉a通过拉绳可活动地布置在斜立轴沉沙池泄水闸后面的拉绳孔a内；销钉b通过拉绳可活动地布置在斜立轴集雨槽泄水闸后面的拉绳孔b内；
所述的自动灌溉系统由多条毛细束管构成；毛细束管一端与集雨池内水源相通，另一端穿过土池池底布置在土池内，与池土相通；集雨池的水依靠毛细管力自动输送到池土中，供给植物生长需要。
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