CN107201766A - 集水装置及集水装置应用系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种集水装置及集水装置应用系统，涉及水利工程技术领域，其中，集水装置包括：圆弧顶棚以及至少两个集水袋；集水袋的顶部敞开；集水袋的外部设置有伸缩组件，以带动集水袋展开或者收缩；伸缩组件底部设置有滑动组件，以使集水装置移动；多个集水袋的内侧通过圆弧顶棚连接；圆弧顶棚底部设置有空气膜装置，空气膜装置内填充有轻质气体，以使圆弧顶棚撑起来。本发明提供的集水装置以及集水装置应用系统，能够对下雨时的雨水进行实时的收集，并对收集的雨水加以利用，提高水资源的利用率。

Description

集水装置及集水装置应用系统

技术领域

本发明涉及水利工程技术领域，尤其是涉及一种集水装置及集水装置应用系统。

背景技术

海绵城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水释放并加以利用。海绵城市建设应遵循生态优先等原则，将自然途径与人工措施相结合，在确保城市排水防涝安全的前提下，最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化，促进雨水资源的利用和生态环境保护。

现阶段，通过集水、吸水等方式对水资源加以利用的装置有很多，比如：防洪装置、智能集水凳、太阳能集水装置等。然而现有的集水装置往往需要通过水泵等抽水装置，对地上的水进行处理和利用，或者通过对空气中的水蒸气进行收集和处理，而在下雨的时候，无法对雨水进行实时的收集和利用，造成水资源的浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种集水装置及集水装置应用系统，能够对下雨时的雨水进行实时的收集，并对收集的雨水加以利用，提高水资源的利用率。

第一方面，本发明实施例提供了一种集水装置，装置包括：圆弧顶棚以及至少两个集水袋；

集水袋的顶部敞开；

集水袋的外部设置有伸缩组件，以带动集水袋展开或者收缩；

伸缩组件底部设置有滑动组件，以使集水装置移动；

多个集水袋的内侧通过圆弧顶棚连接；

圆弧顶棚底部设置有空气膜装置，空气膜装置内填充有轻质气体，以使圆弧顶棚撑起来。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，圆弧顶棚与集水袋可拆卸连接，且圆弧顶棚可折叠。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，集水袋顶部设置有过滤网；

过滤网通过第一连接部件可收缩至集水袋侧壁，或者平铺在集水袋顶部。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，还包括：接水雨棚；

接水雨棚与集水袋侧壁上端通过第二连接部件连接；

接水雨棚可收缩至集水袋侧壁内，或者从集水袋侧壁上端向外展开。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，伸缩组件包括：电机以及折叠架；

电机驱动折叠架伸缩，以带动集水袋展开或者收缩。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，还包括：监测装置以及控制装置；

监测装置，实时获取天气信息并发送至控制装置；

控制装置与电机连接，控制装置根据天气信息，判断降雨量或者降雨时长达到预设值时，向电机发送控制指令，以使电机控制折叠架伸长，带动集水袋展开；

控制装置还与第二连接部件连接，在控制集水袋展开后，控制第二连接部件带动接水雨棚从集水袋侧壁上端向外展开。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，监测装置还用于实时采集空气质量信息并发送至控制装置；

控制装置还与第一连接部件连接，控制装置根据空气质量信息，判断在降雨时段内，空气中颗粒物浓度大于预设浓度阈值时，控制第一连接部件带动过滤网平铺在集水袋顶部。

第二方面，本发明实施例提供一种集水装置应用系统，系统包括：雨水处理装置、自来水管以及如第一方面所述的集水装置；

集水装置中的集水袋的侧壁上设置有通孔；

雨水处理装置连接于通孔处，用于净化集水装置收集的雨水；

自来水管与雨水处理装置连接，用于输送净化后的水。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，雨水处理装置包括：雨水弃流装置、雨水过滤器以及紫外线消毒器；

雨水弃流装置与雨水过滤器连接；

雨水过滤器与紫外线消毒器连接；

紫外线消毒器与自来水管连接。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，自来水管上设置有加压装置，以加快水流速度。

本发明实施例提供的技术方案带来了以下有益效果：本发明实施例提供的集水装置中，包括：圆弧顶棚以及至少两个集水袋；集水袋的顶部敞开；集水袋的外部设置有伸缩组件，以带动集水袋展开或者收缩；伸缩组件底部设置有滑动组件，以使集水装置移动；多个集水袋的内侧通过圆弧顶棚连接；圆弧顶棚底部设置有空气膜装置，空气膜装置内填充有轻质气体，以使圆弧顶棚撑起来。在下雨时，该集水装置可以使雨水顺着上述圆弧顶棚流向边上的各个集水袋中，从而实时地进行雨水的收集，以便后续对收集的雨水加以利用，提高水资源的利用率。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例一所提供的一种集水装置的示意图；

图2示出了本发明实施例一所提供的一种集水装置中集水袋的示意图；

图3示出了本发明实施例一所提供的一种集水装置中滑动组件的示意图；

图4示出了本发明实施例二所提供的一种集水装置中集水袋内部装置的示意图；

图5示出了本发明实施例三所提供的一种集水装置应用系统的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前现有的集水装置往往需要通过水泵等抽水装置，对地上的水进行处理和利用，或者通过对空气中的水蒸气进行收集和处理，而在下雨的时候，无法对雨水进行实时的收集和利用，造成水资源的浪费。

基于此，本发明实施例提供的集水装置及集水装置应用系统，能够对下雨时的雨水进行实时的收集，并对收集的雨水加以利用，提高水资源的利用率。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种集水装置进行详细介绍。

实施例一：

本发明实施例提供一种集水装置，可应用于不同的场合，比如花园、路边、小区等。在本发明实施例中，集水袋11以两个为例。参见图1所示，该集水装置包括：两个集水袋11以及圆弧顶棚12；其中，两个集水袋11的顶部敞开；两个集水袋11的外部均设置有伸缩组件13，以带动集水袋11展开或者收缩；伸缩组件13底部设置有滑动组件131，以使集水装置方便移动；两个集水袋11的之间通过圆弧顶棚12连接；圆弧顶棚12底部设置有空气膜装置121，空气膜装置121内填充有轻质气体，以使圆弧顶棚12撑起来。

在使用的时候，可以通过手动推拉的方式将集水装置打开。集水袋11的形状设置包括多种实施方式，可以是柱状、立方体状或者其它形状，作为一种优选方式，集水袋11的形状设置为立方体状，如图2所示，包括底部、第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁以及第四侧壁。集水袋11顶部设置为敞口结构，可以直接收集天上的雨水。集水袋11由可折叠的柔性材料制成，优选地，具有很好的耐摩擦、耐晒等抗疲劳特性。集水袋11的体积，即长度、高度和宽度应当综合考虑集水装置的稳定性及其应用场景而设置。可以理解，为了提高集水装置的稳定性，可以适当增加其宽度，降低其高度；同时，为了收集雨水的效率，高度不宜设置的太低。

在集水袋11的外部，设置有伸缩组件13，该伸缩组件13底部还设置有滑动组件131，有利于集水装置的运动。该伸缩组件13可以由木料制成，也可以采用金属材料制成，其折叠方式可以是上下方向的，也可以是左右方向的。在下雨的时候，工作人员可以通过伸缩组件13将集水袋11展开，两个集水袋11的彼此相对的内侧通过圆弧顶棚12连接，圆弧顶棚12底部设置有空气膜装置121，空气膜装置121内填充有轻质气体，以使圆弧顶棚12撑起来。轻质气体为密度小于空气密度的气体，一般常见的有氢气或者氦气，但是由于氢气可燃，较容易引发空气膜装置爆炸，因此，空气膜装置121内优选填充氦气，氦气为惰性气体，稳定而且安全。

圆弧顶棚12的大小可以根据实际情况进行不同的设置，大到可以覆盖整个河面，小到可以遮挡几个盆栽。雨水可以顺着该圆弧顶棚12流入到两边的集水袋11中。根据集水袋11形状的不同，设置在其外部的收缩组件也可以相适应的变化。圆弧顶棚12与集水袋可拆卸连接，并且该圆弧顶棚12自身可以折叠，收缩，便于工作人员携带，整理。

伸缩组件13的底部设有滑动组件131，一方面，减少使用过程中对集水装置的摩擦，另一方面，使集水装置在后续使用中更方便滑动。如图3所示，滑动组件131包括滚轮1312和滚轮控制组件1311。滚轮控制组件1311用于连接伸缩组件13和滚轮1312。

本实施例中，滑动组件131可收起/落下，具体地，当使用集水装置时，滑动组件131位于伸缩组件13的延长线上，这种方式伸缩组件13可以更好的支撑集水袋11，从而增加集水装置的稳定性。对应地，滚轮控制组件1311还用于控制收起或放下滚轮1312，从而避免影响伸缩组件13的伸缩。所述“收起”是指滚轮1312朝集水袋11方向上翻，从而降低集水袋11的水平高度；所述“放下”是指滚轮1312下落至伸缩组件13延长线上，从而支撑集水袋11脱离地面及带动集水袋11滑动。

此外，作为一种优选方式，在集水袋11顶部设置有过滤网15，过滤网15通过第一连接部件收缩至集水袋11侧壁，或者平铺在集水袋11顶部。过滤网15由金属或者合成纤维制成，用于过滤雨水中的杂质或者颗粒物，耐腐蚀，抗氧化。

在另一种实施方式中，集水装置还包括：接水雨棚14，接水雨棚14与集水袋11侧壁上端通过第二连接部件连接，可收缩至集水袋11侧壁内，或者从集水袋11侧壁上端向外展开。接水雨棚14的材质可以是塑料、金属或者其它材质的结合，在不需要的时候，其可以通过第二连接部件收缩在集水袋11侧壁内，当下雨的时候，通过第二连接部件从集水袋11的侧壁上端向外展开。由于两个集水袋11的相对的两个侧壁已经通过圆弧顶棚12连接，所以一般在集水袋11的另外三个侧壁处设置接水雨棚14，这样能够扩大与雨水的接触面积，从而收集到更多的水。

需要说明的是，为方便使用，还可以在集水装置中的圆弧顶棚12与集水袋11连接处设置推杆，推杆可以伸缩，方便工作人员将集水装置运走。

实施例二：

本发明实施例提供一种集水装置，该装置可用于多个不同的场合，比如：花园、路边或者小区等。除了包括实施例一所述的集水袋、伸缩组件、圆弧顶棚、过滤网、接水雨棚外，该集水装置还包括：监测装置21、控制装置22以及报警装置23。

参见图4所示，上述监测装置21、控制装置22和报警装置23均设置在集水袋内，通常会安装在集水袋内较高的位置，避免雨水的长时间浸泡，当然，也会设置一些可以隔水的材料，以提高其使用寿命。此外，集水袋在不需要集水的时候，可以通过其外部的伸缩组件将其收缩起来，这样可以对其内部的监测装置21、控制装置22以及报警装置23起到一个保护的作用。

在本实施例中，伸缩组件包括：电机以及折叠架，电机与折叠架连接，驱动折叠架伸缩，以带动集水袋展开或者收缩。监测装置21与控制装置22连接，实时获取天气信息并发送至控制装置22；控制装置22与电机连接，根据天气信息判断降雨量或者降雨时长达到预设值时，向电机发送控制指令，以使电机控制折叠架伸长，带动集水袋展开；控制装置22还与第二连接部件连接，在控制集水袋展开后，控制第二连接部件带动接水雨棚从集水袋侧壁上端向外展开。

具体的，监测装置21用于实时获取集水装置所在地的天气状况信息，监测装置21可以类似于获取天气预报的模块或者单元，会将实时获取的天气信息发送到控制装置22，控制装置22根据天气信息进行判断，当判断降雨量或者降雨时长达到预设值时，向电机发送控制指令，电机根据控制指令带动折叠架伸长，从而使集水袋展开，完成自动收集雨水的过程。在控制装置22中，预先存储有降雨量阈值以及降雨时间段阈值，用于跟实时获取的天气信息中降雨量以及降雨时段进行比对，当实际的降雨量或者降雨时段大于预设降雨阈值或者降雨时间段阈值时，控制装置22才会控制电机使集水袋展开。这样，集水装置就可以在短时暴雨的情况下，或者降雨时长达到一定的预设值时，进行雨水收集及处理。当雨水被利用完后，控制装置22还会向电机发送另一控制指令，使电机带动折叠架进行收缩，从而将集水袋回收，节省存储空间。

在另一种实施方式中，在连接构件表面设有太阳能收集装置，如太阳能电池板，可以为集水装置的控制装置22提供电能。

此外，监测装置21还用于实时采集空气质量信息并发送至控制装置22；控制装置22还与第一连接部件连接，根据空气质量信息，判断在降雨时段内，空气中颗粒物浓度大于预设浓度阈值时，控制第一连接部件带动过滤网平铺在集水袋顶部。

具体实现的时候，监测装置21还可以将实时获取的空气质量信息，包括空气质量级数、空气质量指数、首要污染物、颗粒物浓度等，控制装置22在接收到该空气质量信息后，将降雨时段内的空气颗粒物浓度与预设的浓度阈值进行比对，当超过阈值时，向与过滤网连接的第一连接部件发送控制指令，以使第一连接部件带动过滤网平铺在集水袋的顶部，这样一方面，可以大大增加雨水的清洁度，另一方面，不容易损坏集水装置。

当然，还可以在过滤网上方设置一个雨刷，当过滤网上颗粒物堆积较多时，对其进行清扫，避免对过滤网滤孔的堵塞，有利于进一步收集雨水。

作为一个优选实施例，集水装置中还包括：液面高度传感器24以及报警装置23。液面高度传感器24与控制装置22连接，采集集水袋中水面高度值，并发送至控制装置22；控制装置22与报警装置23连接，在判断水面高度值大于预设高度阈值时，控制报警装置23进行报警，以提醒工作人员进行处理。

集水装置在收集雨水的过程中，液面高度传感器24会实时地采集所收集的雨水在集水袋内的高度值，并发送给控制装置22，控制装置22会根据该雨水的水面高度值进行判断，当雨水的水面高度值大于预设高度阈值时，控制报警装置23进行报警。本发明实施例中，控制装置22可以为MCU微处理器，或者其它的装置；报警装置23可以是通过声音报警的蜂鸣器和蜂鸣器驱动器，也可以是灯光报警的发光二极管，或者语音报警的语音播报器等。通过报警装置23，可以使工作人员对收集好雨水的集水装置进行实时处理。

实施例三：

本发明实施例提供一种集水装置应用系统，如图5所示，该系统包括：雨水处理装置31、自来水管32以及如上述实施例所述的集水装置33。

其中，集水装置33中的集水袋的侧壁上设置有通孔；雨水处理装置31连接于通孔处，用于净化集水装置33收集的雨水；自来水管32与雨水处理装置31连接，用于输送净化后的水。

具体的，雨水处理装置31包括：雨水弃流装置311、雨水过滤器312以及紫外线消毒器313；雨水弃流装置311与雨水过滤器312连接；雨水过滤器312与紫外线消毒器313连接；紫外线消毒器313与自来水管32连接。

初期降雨时，前2-5mm的雨水一般污染严重，这部分雨水如进行过滤处理，不但工艺复杂，且过滤后的水质不能保证达到回用标准，所以对初期降雨进行弃流处理。初期雨水在流经雨水弃流装置311时，将首先通过低位敞口的排污管排放掉。雨量增大后，雨水将通过水平的过滤网进行过滤后流向出水口，从而达到收集后期较洁净雨水的作用。

从雨水弃流装置311流出的雨水进入雨水过滤器312，进行进一步的过滤。雨水过滤器312是利用滤网拦截雨水中固态杂志及颗粒物，从而降低水的浑浊度，提高水质。该滤网可以过滤比集水装置中滤网过滤的更小的固态杂质及颗粒物。当滤网上的积累污物到一定程度时，雨水过滤器312会自动开启排污阀对滤网上的杂质进行清洗并排出雨水过滤器312机体外。该雨水过滤器设备具有除污效果明显、自动排污、排污期间不断流等优点。

从雨水过滤器312流出的雨水进入紫外线消毒器313，紫外线消毒器313采用特殊设计的高效率、高强度和长寿命的紫外线C光发生装置产生的强紫外线照射流水。当水中的细菌、病毒受到一定计量的紫外C光照射后，其细胞的DNA结构被破坏，细胞再生无法进行，从而达到净化雨水的目的。

通过雨水弃流装置311、雨水过滤器312以及紫外线消毒器313对雨水的多层次处理，可以将集水装置33收集的雨水净化为可以供人们饮用的自来水，进一步通过连接在紫外线消毒器313上的自来水管32，将净化后的水输送到千家万户。

作为一种优选实施方式，自来水管32上设置有加压装置，以加快水流速度。这样，自来水管32可以应用比较细的水管，减少占地空间，而其上安装的加压装置，可以加快水流速度，提高输水效率。

在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种集水装置，其特征在于，所述装置包括：圆弧顶棚以及至少两个集水袋；

所述集水袋的顶部敞开；

所述集水袋的外部设置有伸缩组件，以带动所述集水袋展开或者收缩；

所述伸缩组件底部设置有滑动组件，以使所述集水装置移动；

多个所述集水袋的内侧通过所述圆弧顶棚连接；

所述圆弧顶棚底部设置有空气膜装置，所述空气膜装置内填充有轻质气体，以使所述圆弧顶棚撑起来。

2.根据权利要求1所述的集水装置，其特征在于，所述圆弧顶棚与所述集水袋可拆卸连接，且所述圆弧顶棚可折叠。

3.根据权利要求1所述的集水装置，其特征在于，所述集水袋顶部设置有过滤网；

所述过滤网通过第一连接部件可收缩至所述集水袋侧壁，或者平铺在所述集水袋顶部。

4.根据权利要求1所述的集水装置，其特征在于，还包括：接水雨棚；

所述接水雨棚与所述集水袋侧壁上端通过第二连接部件连接；

所述接水雨棚可收缩至所述集水袋侧壁内，或者从所述集水袋侧壁上端向外展开。

5.根据权利要求1所述的集水装置，其特征在于，所述伸缩组件包括：电机以及折叠架；

所述电机驱动所述折叠架伸缩，以带动集水袋展开或者收缩。

6.根据权利要求5所述的集水装置，其特征在于，还包括：监测装置以及控制装置；

所述监测装置，实时获取天气信息并发送至所述控制装置；

所述控制装置与所述电机连接，所述控制装置根据所述天气信息，判断降雨量或者降雨时长达到预设值时，向所述电机发送控制指令，以使所述电机控制折叠架伸长，带动所述集水袋展开；

所述控制装置还与所述第二连接部件连接，在控制所述集水袋展开后，控制所述第二连接部件带动所述接水雨棚从所述集水袋侧壁上端向外展开。

7.根据权利要求6所述的集水装置，其特征在于，所述监测装置还用于实时采集空气质量信息并发送至所述控制装置；

所述控制装置还与第一连接部件连接，所述控制装置根据所述空气质量信息，判断在降雨时段内，空气中颗粒物浓度大于预设浓度阈值时，控制所述第一连接部件带动所述过滤网平铺在所述集水袋顶部。

8.一种集水装置应用系统，其特征在于，所述系统包括：雨水处理装置、自来水管以及如权利要求1-7任一项所述的集水装置；

所述集水装置中的集水袋的侧壁上设置有通孔；

所述雨水处理装置连接于所述通孔处，用于净化所述集水装置收集的雨水；

所述自来水管与所述雨水处理装置连接，用于输送净化后的水。

9.根据权利要求8所述的集水装置应用系统，其特征在于，所述雨水处理装置包括：雨水弃流装置、雨水过滤器以及紫外线消毒器；

所述雨水弃流装置与所述雨水过滤器连接；

所述雨水过滤器与所述紫外线消毒器连接；

所述紫外线消毒器与所述自来水管连接。

10.根据权利要求9所述的集水装置应用系统，其特征在于，所述自来水管上设置有加压装置，以加快水流速度。