CN105780908A - 一种城市初期雨水精准弃流分流装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种城市初期雨水精准弃流分流装置，包括设置在装置上部的装置入水口和装置中部的收集口，装置内部还设置有挡流板，挡流板顶端设置于收集口下方，底部设置于装置内底面，挡流板和收集口所在的侧壁构成的腔室被隔板分割为上腔室和下腔室，隔板上设置有漏孔，挡流板下部横向设置有弃流板，弃流板将挡流板、收集口相对的侧壁构成的腔室分割为位于上方的蓄流腔和位于下方的弃流腔，弃流腔外接弃流管，弃流板上设置有弃流口，装置内设置有用于控制弃流口和漏孔开闭的阀门装置。本发明的有益效果：在任何地方任何降雨量情况下，实现初期雨水自动精准弃流以及后段雨水自动收集，有效分流雨水，防止管路倒灌，确保行洪安全，检修维护方便。

Description

一种城市初期雨水精准弃流分流装置

技术领域

本发明涉及城市排水领域，特别是一种用于雨水收集系统中将前期污染雨水精准弃流的分流装置。

背景技术

以往城市建设解决雨水排放问题的思路是快排块放，雨水通过雨水口收集后未作任何处理直接排入市政雨水管网系统，通过该系统最终排入自然水域。这种处理方法并未考虑雨水的收集再利用，浪费了宝贵的淡水自然资源，同时综合有关文献资料结论，城市初期雨水是一种含有高浓度污染物的污染物质，其不经过处理直接排入自然水体是现阶段自然水体污染加剧的一个重要原因，由此引起的污染问题已得到高度关注；为综合解决上问题，国家提出了“海绵城市”这一概念，即针对现代化城市设计的新型雨洪管理概念，让城市基础设施能够适应环境变化，能够弹性应对雨水带来的冲击，在降雨时收集雨水、滞留雨水、净化雨水、储蓄雨水、渗透雨水，在需要时再将存储的雨水释放利用；

在进行雨水净化储蓄利用时，考虑到初期雨水的污染特性，它不能短时间迅速加以净化，所以一般情况是将其通过弃流装置弃流，弃流雨水排入市政污水管网进入污水处理厂处理，或用专用管道收集集中处理。在设计初期雨水弃流装置的雨水弃流值时，由于不同城市的降雨设计量不同它的初期雨水弃流量也就不同，这就要求初期雨水弃流装置的雨水弃流值是可以调节的；还有如何让弃流装置在不同的降雨量级的情况下，均能按装置设计的弃流值精准弃流，这是现有许多初期雨水弃流装置均难以克服的问题，它们在长时间小雨情况下，不能自动收集到后段干净的雨水，在暴雨时又往往弃流不彻底。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种用于雨水收集系统中将前期污染雨水精准弃流的分流装置，通过下述技术方案来实现：

一种城市初期雨水精准弃流分流装置，包括设置在装置上部的装置入水口和装置中部的收集口，装置内部还设置有挡流板，挡流板顶端设置于收集口下方，底部设置于装置内底面，挡流板和收集口所在的侧壁构成的腔室被隔板分割为上腔室和下腔室，隔板上设置有漏孔，挡流板下部横向设置有弃流板，弃流板将挡流板、收集口相对的侧壁构成的腔室分割为位于上方的蓄流腔和位于下方的弃流腔，弃流腔外接弃流管，弃流板上设置有弃流口，装置内设置有用于控制弃流口和漏孔开闭的阀门装置。

所述阀门装置为用于控制漏孔开闭的第一浮球阀和用于控制弃流口开闭的第二浮球阀，弃流口下方还设置有磁吸阀。第一浮球阀的浮球设置于蓄流腔内，球塞设置于上腔室内，当蓄流腔内液位上升后，浮球阀将漏孔关闭，液位漫过挡流板顶端后进入上腔室蓄水，当蓄流腔中的液位下降后，第一浮球阀开启漏孔，上腔室内积蓄的雨水可进入下腔室积蓄；磁吸阀平时处于闭合状态，当装置内整体液位达到高于挡流板顶部、低于收集口底部的某一预设液位时，磁吸阀在雨水压力下开启，蓄流腔内雨水从弃流口排出，磁吸阀随液位压下降缓慢关闭，至腔内液位近似排空后完全关闭，封闭弃流口，蓄流腔重新开始蓄水；第二浮球阀的浮球设置于下腔室内，球塞设置于蓄流腔中，上腔室的雨水不断进入下腔室积蓄，下腔室水位升高第二浮球阀关闭弃流口，弃流装置停止弃流。

装置中上部设置有泄洪口，泄洪口底部高于收集口顶部。当遭遇强降雨时，如收集口及弃流管无法迅速分流液位，为避免雨水倒灌管路，高于收集口顶部的液位可通过泄洪口排出。

装置顶部设置有检修口，维护人员从检修口即可进入装置内进行清理，方便检修维护。

装置入水口下方设置有过滤挂篮，收集口入口位置设置有过滤网。过滤挂篮采用高强度材料制成，耐冲击度高，在强降雨作用下也能持续过滤不会破裂，除对雨水进行初次过滤作用外，也可防止顶部有人员或杂物落入装置下方，收集口入口位置同时设置有过滤网，可对进入收集口的雨水进行二次过滤。

挡流板上设置有贯通蓄流腔与下腔室的漏液口，和贯通下腔室与弃流腔的排液口，漏液口与排液口面积相等。下腔室开始蓄水时，从排液口排出的流量可通过漏液口从蓄流腔内得到补充。当雨停止后，蓄流腔内的雨水可通过漏液口-下腔室-排液口-弃流腔-弃流管顺序缓慢排出。

当遭遇极端强降雨时，雨水迅速充满蓄流腔，磁吸阀开启，弃流口弃流，由于进水量大于弃流口弃流水量，水位不下降，水压过大导致磁吸阀无法关闭，导致装置始终处于弃流状态，无法进行雨水收集。因此在挡流板顶端与收集口所在的侧壁之间设置有引流管。当上述情况发生时，高于弃流板的水位从引流管直接排入下腔室，使第二浮球阀迅速关闭弃流口，引导装置进入雨水收集状态。为避免管路倒灌，超过收集口的雨水从泄洪口排入市政排水管路。

上腔室入水口设置有可拆卸的挡条，可通过调整挡条的数目以调整上腔室最大蓄流量，从而控制装置总弃流量，增加上腔室入水口的挡条，可增加上腔室蓄流量，则每次流入下腔室的流量更大，下腔室浮球浮起所需要的时间更短，也就是弃流时间更短，弃流量更小，同理反之则弃流量大。

收集口与雨水收集处理管道相连接，泄洪口与市政排水管道相连接，弃流腔外接管道，与市政排污管道相连接，弃流管上设置有单向限流阀，防止市政排污管道内的污水进入装置内污染设备。

本发明的工作流程如下：

1.初始状态下，磁吸阀关闭，当雨水从装置入水口进入装置内后，在蓄流腔内积蓄，一小部分雨水通过漏液口进入下腔室，随即通过排液口进入弃流腔通过弃流管排出。

2.液位继续上升，使第一浮球阀关闭漏孔，当液位超过上腔室入水口后，进入上腔室开始蓄水。

3.液位上升至磁吸阀预设值时，磁吸阀打开，蓄流腔内液位通过弃流口迅速排出，液位下降，第一浮球阀开启漏孔，上腔室内积蓄的雨水进入下腔室，蓄流腔内液位近乎排空后，磁吸阀关闭，蓄流腔重新开始蓄水。

4.步骤3重复N次后，弃流口排出的雨水已达到城市预设初期雨水弃流量要求，可以开始收集后续的清洁雨水，此时下腔室内雨水积蓄到第二浮球阀的关闭预设值，第二浮球阀将弃流口关闭，磁吸阀同时关闭，整个液位开始持续上升，雨水从收集口进入雨水收集管路。

5.当遭遇强降雨时，为避免管路倒灌，超过收集口顶部的雨水从泄洪口排入市政排水管路。

6.当降雨停止后，随着排液口不停将雨水排出，整体液位持续下降，首先排出蓄流腔内液位，下腔室内雨水也随之排尽，第二浮球阀开启，整个装置恢复初始状态，等待下一次降雨弃流。装置内雨水从排液口排出，致第二浮球阀开启弃流口，需要30分钟左右时间，在夏季阵雨较多降雨间隙较短的场合，当下一场降雨来临时，装置仍处于缓慢排水状态，在雨流补充后装置不会弃流，直接进行雨水收集，使这部分较为干净的雨水不会被弃流，能最大限度地收集并利用雨水。

7.步骤4中的重复次数N，取决于城市初期雨水弃流量这一数值，可通过城市规划设计获得，与本装置内部结构规格换算后，需要弃流的流量为V，蓄流腔一次最大蓄流量为V1，上腔室最大蓄流量为V2，下腔室满足第二浮球阀闭合弃流口的流量为V3，各腔室设置应满足，N＝V/V1＝V3/V2，向上取整。

本发明的有益效果是，根据各城市所规划设定的初期雨水弃流值，在任何地方任何降雨量情况下，不依靠人力或电力均能够实现初期雨水自动精准弃流以及后段雨水自动收集，极端暴雨时能有效分流雨水，防止管路倒灌，确保行洪安全，同时其结构轻巧紧凑可靠，检修维护方便。

图1是本发明的剖面结构示意图；

图2是图1A处的放大示意图；

图3是图1B出的放大示意图；

图4是图1的俯视图；

图5是弃流开始阶段的示意图；

图6是液位上升后即将到达磁吸阀预设值时的临界状态示意图；

图7是初次弃流时的状态示意图；

图8精准弃流完毕后开始收集雨水时的状态示意图；

图9是强降雨状态下的泄洪示意图；

图中，1为装置入水口，2为检修口，3为过滤挂篮，4为收集口，5为过滤网，6为泄洪口，7为挡流板，8为上腔室，9为漏孔，10为第一浮球阀，11为蓄流腔，12为下腔室，13为第二浮球阀，14为磁吸阀，15为弃流口，16为弃流腔，17为弃流管，18为漏液口，19为排液口，20为单向限流阀，21为挡条，22为引流管，23为隔板，24为弃流板。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的说明。

参考图1-图4所示，一种城市初期雨水精准弃流分流装置，包括设置在装置上部的装置入水口1和装置中部的收集口4，装置内部还设置有挡流板7，挡流板7顶端设置于收集口4下方，底部设置于装置内底面，挡流板7和收集口4所在的侧壁构成的腔室被隔板23分割为上腔室8和下腔室12，隔板23上设置有漏孔9，挡流板7下部横向设置有弃流板24，弃流板24将挡流板7、收集口4相对的侧壁构成的腔室分割为位于上方的蓄流腔11和位于下方的弃流腔16，弃流腔16外接弃流管17，弃流板7上设置有弃流口15，还设置有为用于控制漏孔9开闭的第一浮球阀10和用于控制弃流口15开闭的第二浮球阀13，弃流口15下方还设置有磁吸阀14。装置中上部设置有泄洪口6，泄洪口6底部高于收集口4顶部，装置顶部设置有检修口2。装置入水口下方设置有过滤挂篮3。收集口4入口位置设置有过滤网5。挡流板7上设置有贯通蓄流腔11与下腔室12的漏液口18，和贯通下腔室12与弃流腔16的排液口19，漏液口18与排液口19面积相等。挡流板7顶端与收集口4所在的侧壁之间设置有引流管22。上腔室8入水口上设置有可拆卸的挡条21。收集口4与雨水收集处理管道相连接，泄洪口6与市政排水管道相连接，弃流腔16外接弃流管17，与市政排污管道相连接，弃流管上设置有单向限流阀20。

本发明的工作流程：

1.初始状态下，磁吸阀14关闭，当雨水从装置入水口1进入装置内被过滤挂篮3后，在蓄流腔11内积蓄，一小部分雨水通过漏液口18进入下腔室12，随即通过排液口19进入弃流腔16通过弃流管17排出。

2.液位继续上升，使第一浮球阀10关闭漏孔9，当液位超过挡流板7顶端后，进入上腔室8开始蓄水。

3.液位上升至磁吸阀14预设值时，磁吸阀14打开，蓄流腔11内雨水通过弃流口15迅速排出，液位下降，第一浮球阀10开启漏孔9，上腔室8内积蓄的雨水进入下腔室12，蓄流腔11内液位近乎排空后，磁吸阀14关闭，蓄流腔11重新开始蓄水；上腔室最大蓄流量可通过挡条的数目进行控制,挡条数目越多，上腔室最大蓄流量越大，一次性进入下腔室的水量越大，关闭电磁阀需要弃流次数越少，从而达到控制弃流总量的目的，以此实现适应不同城市对弃流量的不同需求；

4.步骤3重复N次后，已排出的雨水已达到城市预设初期雨水弃流量要求，可以开始收集后续的清洁雨水，此时下腔室12内雨水积蓄到第二浮球阀的13关闭预设值，第二浮球阀13将弃流口15关闭，磁吸阀14同时关闭，整个液位开始持续上升，雨水从收集口4被过滤网5再次过滤后进入雨水收集管路。

5.当遭遇极端强降雨时，雨水迅速充满蓄流腔11，磁吸阀14开启，弃流口15弃流，由于进水量大于弃流口15弃流水量，水位不下降，水流从引流管22直接排入下腔室12，使第二浮球阀13迅速关闭弃流口，引导装置进入雨水收集状态，为保证行洪安全，超过收集口顶部的雨水从泄洪口6排入市政排水管路。

6.当降雨停止后，随着排液口19不停将雨水排出，整体液位持续下降，首先排出蓄流腔11内雨水，下腔室12内雨水也随之排尽，第二浮球阀13开启，整个装置恢复初始状态，等待下一次降雨弃流。装置内雨水从排液口19排出，致第二浮球阀13开启弃流口15，需要30分钟左右时间，在夏季阵雨较多降雨间隙较短的场合，当下一场降雨来临时，装置仍处于缓慢排水状态，在雨流补充后装置不会弃流，直接进行雨水收集，使这部分较为干净的雨水不会被弃流，能最大限度地收集并利用雨水。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种城市初期雨水精准弃流分流装置，其特征在于，包括设置在装置上部的装置入水口和装置中部的收集口，装置内部还设置有挡流板，挡流板顶端设置于收集口下方，底部设置于装置内底面，挡流板和收集口所在的侧壁构成的腔室被隔板分割为上腔室和下腔室，隔板上设置有漏孔，挡流板下部横向设置有弃流板，弃流板将挡流板、收集口相对的侧壁构成的腔室分割为位于上方的蓄流腔和位于下方的弃流腔，弃流腔外接弃流管，弃流板上设置有弃流口，装置内设置有用于控制弃流口和漏孔开闭的阀门装置。

2.如权利要求1所述的一种城市初期雨水精准弃流分流装置，其特征在于，所述阀门装置为用于控制漏孔开闭的第一浮球阀和用于控制弃流口开闭的第二浮球阀，弃流口下方还设置有磁吸阀。

3.如权利要求2所述的一种城市初期雨水精准弃流分流装置，其特征在于，挡流板顶部低于收集口底部，挡流板的上端靠近收集口所在侧壁且垂直位置远离装置入水口的出水位置，中部倾斜向收集口所对的侧壁，下端竖直设置于装置底部。

4.如权利要求1所述的一种城市初期雨水精准弃流分流装置，其特征在于，装置中上部设置有泄洪口，泄洪口底部高于收集口顶部，装置顶部设置有检修口。

5.如权利要求1所述的一种城市初期雨水精准弃流分流装置，其特征在于，装置入水口下方设置有过滤挂篮。

6.如权利要求1所述的一种城市初期雨水精准弃流分流装置，其特征在于，收集口入口位置设置有过滤网。

7.如权利要求1所述的一种城市初期雨水精准弃流分流装置，其特征在于，挡流板上设置有贯通蓄流腔与下腔室的漏液口，和贯通下腔室与弃流腔的排液口，漏液口与排液口面积相等。

8.如权利要求1所述的一种城市初期雨水精准弃流分流装置，其特征在于，挡流板顶端与收集口所在的侧壁之间设置有引流管。

9.如权利要求1所述的一种城市初期雨水精准弃流分流装置，其特征在于，上腔室入水口上设置有可拆卸的挡条。

10.如权利要求1所述的一种城市初期雨水精准弃流分流装置，其特征在于，收集口与雨水收集处理管道相连接，泄洪口与市政排水管道相连接，弃流腔外接弃流管，与市政排污管道相连接，弃流管上设置有单向限流阀。