CN105569178B - 一种截流井及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种截流井及其控制方法,截流井包括井体和控制单元,所述井体第一侧壁上设有雨污合流进水管、第二侧壁上设有与自然水体连通的出水管、第三侧壁底部开设连接弃流管的弃流口,其特征在于,所述弃流口处设有浮球截流装置,所述井体内弃流口下游处设有常态为关闭的液动下开式堰门,所述液动下开式堰门上下游的井壁上分别设有第一液位计和第二液位计,所述控制单元的信号输入端与第一液位计和第二液位计信号输出端连接,所述控制单元的信号输出端与液动下开式堰门连接。本发明利用浮球截流装置和液动下开式堰门组合的方式来控制,实现了初雨截留至污水处理厂,强降雨时后期雨水大流量排放至自然水体。

Description

一种截流井及其控制方法
技术领域
本发明涉及排水系统,具体地指一种截流井及其控制方法。
背景技术
初期雨水冲刷空气和地表后,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。如果初期雨水直接排入河流、湖泊,会严重的污染水环境,所以,需对初期雨水进行处理。目前,通常是采用简单的截流井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,可直接排入自然水体,无需进入污水管道。因此,需要开发出一种可以将初雨截流到污水处理厂,后期雨水全部排到自然水体的截流井。
公开号为CN 104863249 A的中国发明专利公开了一种初期雨水截流井,通过溢流堰将池体分割为雨水收集区和溢流区,但由于溢流堰高度一定,过高将影响流量大时后期雨水流入溢流区,过低则无法起到截留作用,而且当溢流区连接的自然水体液位高于截流井内的液位时,无法避免自然水体的水倒灌进入截流井内。
发明内容
本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足,提供一种将初雨截流到污水处理厂、后期雨水全部排到自然水体、防止自然水体倒灌的截流井及其控制方法。
本发明的技术方案为:一种截流井,包括井体和控制单元,所述井体第一侧壁上设有雨污合流进水管、第二侧壁上设有与自然水体连通的出水管、第三侧壁底部开设连接弃流管的弃流口,其特征在于,所述弃流口处设有浮球截流装置,所述井体内弃流口下游处设有常态为关闭的液动下开式堰门,所述液动下开式堰门上下游的井壁上分别设有第一液位计和第二液位计,所述控制单元的信号输入端与第一液位计和第二液位计信号输出端连接,所述控制单元的信号输出端与液动下开式堰门连接。
优选的,所述浮球截流装置包括设置在井体第三侧壁上的旋转板,所述旋转板中部铰接在弃流口侧旁,所述旋转板的一端设有浮球、另一端为与弃流口配合的启闭板。
进一步的,所述旋转板上方的井体第三侧壁上设有第一限位杆和第二限位杆,当启闭板将弃流口完全开启时,所述启闭板与第一限位杆接触,当启闭板将弃流口完全覆盖时,所述启闭板与第二限位杆接触。
进一步的,所述液动下开式堰门关闭时闸门顶部高度不低于启闭板将弃流口完全覆盖时浮球底部的高度,所述液动下开式堰门关闭时闸门顶部高度不低于出水管顶部的高度。
优选的,所述井体两侧侧壁设有堰门固定凹槽,所述液动下开式堰门竖直设置于井体内,其两侧嵌入堰门固定凹槽,所述液动下开式堰门四周边缘与堰门固定凹槽以及上下端边缘与井体顶部、底部间通过水泥浇筑体紧密配合,所述液动下开式堰门两侧设有从井体顶部向下延伸的固定墙,所述第一液位计和第二液位计设于固定墙上,所述井体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井体底部密封。
更进一步的,所述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低于出水管顶高。
本发明还提供上述的截流井的控制方法,其特征在于,包括如下步骤:
a.旱季时液动下开式堰门保持关闭状态;
b.当降雨发生第一液位计感应到液动下开式堰门上游液位升至警戒液位H1时,控制液动下开式堰门下降开启,雨水排至自然水体;
c.当第一液位计感应到液动下开式堰门上游液位降至旱流液位H2时,控制单元控制液动下开式堰门上升关闭,恢复常态。
优选的,第二液位计设有防倒灌液位H3,当第二液位计感应到液动下开式堰门下游自然水体液位上升至防倒灌液位H3时,控制单元控制液动下开式堰门上升关闭。
进一步的,液位高度关系为:液动下开式堰门关闭时闸门顶部高度≥警戒液位H1≥浮球截流装置将弃流口完全覆盖时浮球底部的高度;浮球截流装置完全将弃流口完全开启时浮球底部的高度≥旱季液位H2;液动下开式堰门关闭时闸门顶部高度≥出水管顶高≥防倒灌液位H3。
本发明的有益效果为:
1.利用浮球截流装置和液动下开式堰门组合的方式来控制,实现了初雨截留至污水处理厂,强降雨时后期雨水大流量排放至自然水体。
2.有效的防止了初期雨水直接排放的污染及溢流污染,结构简单,成本低,水力自动控制,无需人工操作,截流安全可靠。
3.具有防倒灌功能,当自然水体的液位高于截流井内的液位时,液动下开式堰门保持关闭状态,防止自然水体的水倒灌进入截流井内。
附图说明
图1为本发明结构示意图(旱季污水排放状态)
图2为图1中浮球截流装置结构示意图
图3为图1中A-A剖面图
图4为液动下开式堰门结构示意图
图5为图3中B-B剖面图
图6为本发明结构示意图(降雨排放状态)
其中:1.井体 2.雨污合流进水管 3.出水管 4.弃流口 5.浮球截流装置 6.液动下开式堰门 7.第一液位计 8.第二液位计 9.弃流管 10.控制柜 51.旋转板 52.浮球 53.启闭板 54.铰轴 55.第一限位杆 56.第二限位杆 57.支撑杆 61.闸门 62.框体 63.过水凹槽 64.液压油缸 101.堰门固定凹槽 102.水泥浇筑体 103.固定墙 104.下沉凹槽。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示,本发明的截流井,包括井体1和控制单元,控制单元位于控制柜10内,井体1第一侧壁上设有雨污合流进水管2、第二侧壁上设有与自然水体连通的出水管3、第三侧壁底部开设连接弃流管9的弃流口4,弃流管9通至污水处理厂,弃流口4处设有浮球截流装置5,井体内弃流口4下游处设有常态为关闭的液动下开式堰门6,液动下开式堰门6上下游的井体侧壁上分别设有第一液位计7和第二液位计8,控制单元的信号输入端与第一液位计7和第二液位计8信号输出端连接,控制单元的信号输出端与液动下开式堰门6连接。本实施例中水流方向为图1中从左至右方向。
如图2所示,浮球截流装置5包括设置在井体1第三侧壁上的旋转板51,所述旋转板51中部通过铰轴54铰接在弃流口4侧旁,所述旋转板51的一端设有浮球52、另一端为与弃流口4配合的启闭板53。旋转板51上方的井体1第三侧壁上设有第一限位杆55和第二限位杆56,第一限位杆55与第二限位杆56之间设有支撑杆57,当启闭板53将弃流口4完全开启时,所述启闭板53与第一限位杆55接触,当启闭板53将弃流口4完全覆盖时,所述启闭板53与第二限位杆56接触。旋转板51与井体侧壁间的铰接点处于弃流口4侧旁的顶部。第一限位杆55和第二限位杆56使旋转板51仅能绕铰轴在两限位杆限定的范围内转动,准确的对弃流口4的开合状态进行调节。
如图1和图3所示,井体1两侧侧壁(第三侧壁和第四侧壁)设有堰门固定凹槽101,液动下开式堰门6竖直设置于井体1内,其两侧嵌入堰门固定凹槽101,液动下开式堰门10四周边缘与堰门固定凹槽101以及上下端边缘与井体顶部、底部间通过水泥浇筑体102紧密配合,液动下开式堰门6两侧设有从井体顶部向下延伸的固定墙103,第一液位计7和第二液位计8设置于液动下开式堰门6两侧的固定墙103上,井体1底部与液动下开式堰门6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104。本实施例中第一侧墙、第二侧墙、第三侧墙、第四侧墙分别为图3中井体左右上下四面侧墙。
如图4-5所示,液动下开式堰门6包括U型框体62、设置于框体62内,侧壁与框体62密封且底部突出于框体62的闸门61、位于框体62内用于驱动闸门61沿框体62上下滑动的液压油缸64,U型框体62两侧固定于堰门固定凹槽101内,U型框体62两侧边缘和底部与堰门固定凹槽101和井体1底部通过水泥浇筑体102密封。闸门61顶部设有过水凹槽63,过水凹槽63最低点至闸门61底部的高度不小于出水管3顶高,以保证闸门61关闭状态下能拦截下游水位高度至少为出水管3顶高。
第一液位计7设有警戒液位H1和旱流液位H2;第二液位计8设有防倒灌液位H3。液动下开式堰门关闭时闸门63顶部高度≥警戒液位H1≥启闭板将弃流口完全覆盖时浮球52底部的高度;启闭板将弃流口完全开启时浮球52底部的高度≥旱季液位H2;浮箱式堰门关闭时闸门63顶部高度≥出水管顶高≥防倒灌液位H3。
本发明的工作原理为:
旱季时,液动下开式堰门6处于关闭状态,浮球截流装置5限位杆55邻近启闭板53的一端与旋转板51接触限位时,弃流口4处于全开状态,当截流井井体内的液位升高,浮球52上浮带动旋转板51(图1中逆时针方向)转动,浮球截流装置5开度越小,此时污水被直接截流到弃流管9流向污水处理厂。
控制单元通过第一液位计7的信号控制截流:
如图6所示,当强降雨发生时,截流井井体内液位上升,如图5所示,浮球截流装置5启闭板53逐渐与弃流口4重合直至弃流口4关闭,截流井的液位继续上升。至此液动下开式堰门6一直处于关闭状态,当第一液位计7感应到井体上游液位升至警戒液位H1时,控制单元控制液动下开式堰门6的液压油缸64驱动闸门61沿下沉凹槽104下降,液动下开式堰门6开启,后期雨水通过出水管3排入自然水体。当降雨结束,截流井的液位逐渐下降,浮球截流装置5慢慢开启,液位降至旱流液位H2时,控制单元控制液动下开式堰门6的液压油缸64驱动闸门61上升,液动下开式堰门6关闭。
控制单元通过第二液位计8的信号防止倒灌:
当液动下开式堰门6处于开启状态,发生自然水体液位上升倒灌至截流井时,当第二液位计8感应到井体下游自然水体液位上升至防倒灌液位H3,控制单元控制液动下开式堰门6的液压油缸64驱动闸门61上升,液动下开式堰门6关闭。

Claims (8)

1.一种截流井,包括井体(1)和控制单元,所述井体(1)第一侧壁上设有雨污合流进水管(2)、第二侧壁上设有与自然水体连通的出水管(3)、第三侧壁底部开设连接弃流管的弃流口(4),其特征在于,所述弃流口(4)处设有浮球截流装置(5),所述井体内弃流口(4)下游处设有常态为关闭的液动下开式堰门(6),所述液动下开式堰门(6)上下游的井壁上分别设有第一液位计(7)和第二液位计(8),所述控制单元的信号输入端与第一液位计(7)和第二液位计(8)信号输出端连接,所述控制单元的信号输出端与液动下开式堰门(6)连接;
所述浮球截流装置(5)包括设置在井体第三侧壁上的旋转板(51),所述旋转板(51)中部铰接在弃流口(4)侧旁,所述旋转板(51)的一端设有浮球(52)、另一端为与弃流口配合的启闭板(53);
所述井体(1)两侧侧壁设有堰门固定凹槽(101),所述液动下开式堰门(6)竖直设置于井体(1)内,其两侧嵌入堰门固定凹槽(101),所述液动下开式堰门(10)四周边缘与堰门固定凹槽(101)以及上下端边缘与井体顶部、底部间通过水泥浇筑体(102)紧密配合,所述液动下开式堰门(6)两侧设有从井体顶部向下延伸的固定墙(103),所述第一液位计(7)和第二液位计(8)设于固定墙(103)上,所述井体(1)底部与液动下开式堰门(6)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(104);
所述第一液位计(7)设有警戒液位H1和旱流液位H2,当降雨发生第一液位计(7)感应到液动下开式堰门上游液位升至警戒液位H1时,控制液动下开式堰门(6)下降开启,雨水排至自然水体,当第一液位计(7)感应到液动下开式堰门上游液位降至旱流液位H2时,控制单元控制液动下开式堰门(6)上升关闭,恢复常态;启闭板将弃流口完全开启时浮球(52)底部的高度≥旱季液位H2。
2.如权利要求1所述的截流井,其特征在于,所述旋转板(51)上方的井体第三侧壁上设有第一限位杆(55)和第二限位杆(56),当启闭板(53)将弃流口(4)完全开启时,所述启闭板(53)与第一限位杆(55)接触,当启闭板(53)将弃流口完全覆盖时,所述启闭板(53)与第二限位杆(56)接触。
3.根据权利要求2所述的截流井,其特征在于:所述液动下开式堰门(6)关闭时闸门顶部高度不低于启闭板(53)将弃流口(4)完全覆盖时浮球(52)底部的高度,所述液动下开式堰门(6)关闭时闸门顶部高度不低于出水管(3)顶部的高度。
4.如权利要求1所述的截流井,其特征在于,所述液动下开式堰门(6)包括U型框体(62)、设置于框体(62)内,侧壁与框体(62)密封且底部突出于框体(62)的闸门(61)、位于框体(62)内用于驱动闸门(61)沿框体(62)上下滑动的液压油缸(64),所述U型框体(62)两侧固定于堰门固定凹槽(101)内,U型框体(62)两侧边缘和底部与堰门固定凹槽(101)和井体(1)底部密封。
5.如权利要求4所述的截流井,其特征在于,所述闸门(61)顶部设有过水凹槽(63),所述过水凹槽(63)最低点至闸门(61)底部的高度不低于出水管(3)顶高。
6.一种如权利要求1所述截流井的控制方法,其特征在于,包括如下步骤:
所述第一液位计(7)设有警戒液位H1和旱流液位H2,
a.旱季时液动下开式堰门(6)保持关闭状态;
b.当降雨发生第一液位计(7)感应到液动下开式堰门上游液位升至警戒液位H1时,控制液动下开式堰门(6)下降开启,雨水排至自然水体;
c.当第一液位计(7)感应到液动下开式堰门上游液位降至旱流液位H2时,控制单元控制液动下开式堰门(6)上升关闭,恢复常态。
7.如权利要求6所述的控制方法,其特征在于,第二液位计(8)设有防倒灌液位H3,当第二液位计(8)感应到液动下开式堰门下游自然水体液位上升至防倒灌液位H3时,控制单元控制液动下开式堰门(6)上升关闭。
8.如权利要求7所述的控制方法,其特征在于,液位高度关系为:液动下开式堰门(6)关闭时闸门顶部高度≥警戒液位H1≥浮球截流装置(5)将弃流口(4)完全覆盖时浮球底部的高度;浮球截流装置(5)将弃流口(4)完全开启时浮球底部的高度≥旱季液位H2;液动下开式堰门(6)关闭时闸门顶部高度≥出水管(3)顶高≥防倒灌液位H3。
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