CN107338856A - 一种自动控制的雨水弃流收集装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于雨水处理设备技术领域，涉及一种自动控制的雨水弃流收集装置，上部设置有溢流管，所述装置本体内部设置有一支撑柱，所述支撑柱两侧分别设置有收集水箱和弃流水箱，所述支撑柱顶部设置一支点，所述支点上设置一杠杆，所述杠杆的两端分别连接有用于密封所述收集水箱和弃流水箱的盖板，所述杠杆上铰接一控制桶，所述控制桶的桶壁上下分别设置有溢流口，所述控制桶底部设置有弹簧，所述弹簧顶部连接有进水竖管，所述进水竖管顶部连接有进水横管。根据降雨强度和降雨量大小自动进行初期雨水弃流、中期雨水收集、后期雨水自动清洗，安装于地面以下雨水干管旁边，方便使用。
Description
技术领域
本发明属于雨水处理设备技术领域，具体涉及一种自动控制的雨水弃流收集装置。
背景技术
中国的淡水资源比较少，是世界上的缺水国家。因此，要对水资源进行收集和利用，目前实行比较多的是通过海绵城市达到对雨水的收集和利用。但是初期的雨水含有杂质灰尘等，污染比较严重，没有利用价值，需要弃流。中、后期的雨水污染程度低，较清洁，可以对其进行收集，这样可以收集到水质良好的雨水。但是现在对于同时实现雨水弃流收集并且后期能够自动冲洗的装置比较少，本发明可以实现自动控制初期雨水弃流、中期雨水收集、后期雨水自动冲洗的效果。
发明内容
为解决现有技术中存在的不足，本发明提供一种自动控制的雨水弃流收集装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种自动控制的雨水弃流收集装置，包括装置本体，所述装置本体的上部设置有溢流管，所述装置本体内部设置有一支撑柱，所述支撑柱两侧分别设置有收集水箱和弃流水箱，所述支撑柱顶部设置一支点，所述支点上设置一杠杆，所述杠杆的两端分别连接有用于密封所述收集水箱和弃流水箱的盖板，所述杠杆上铰接一控制桶，所述控制桶的桶壁上下分别设置有溢流口，所述控制桶底部设置有弹簧，所述弹簧顶部连接有进水竖管，所述进水竖管顶部连接有进水横管。
所述杠杆在所述支点处设置有固定套环。
所述溢流管管径比进水竖管管径大一级。
所述弃流水箱底部设置有坡度。
所述溢流口的孔径自下而上是增大的。
所述弹簧、杠杆和控制桶均由不锈钢材质构成。
所述收集水箱的盖板由钢材质构成，所述弃流水箱的盖板由橡胶材质构成。
所述弹簧顶部通过法兰接口连接所述进水竖管。
所述收集水箱的底部设置有收集管，所述弃流水箱的底部设置有弃流管。
本发明达到的有益效果：根据降雨强度和降雨量大小自动进行初期雨水弃流、中期雨水收集、后期雨水自动清洗，安装于地面以下雨水干管旁边，方便使用。
1、自动冲洗功能：初期雨水较脏，含有泥沙等颗粒物质，因此弃流水箱会残留一些污染物。此装置利用后期清洁雨水对其进行冲洗，可以保证弃流水箱的清洁。
2、安全可靠：该装置利用杠杆的作用来控制弃流水箱和收集水箱的开关，没有复杂的机械结构，也没有利用电能，安全可靠，环保节能且省电。
3、自动化程度高：能够自动实现初期雨水的快速有效排放，中期雨水快速收集，后期雨水冲洗弃流水箱，并且能够实现两种状态之间的相互转换。
4、安装维护便捷：该装置经整合后成为一体，检修方便。该系统可靠性和稳定性较高，运行过程全自动，所以只需要定期检查维修便可。
附图说明
图1为本发明的平面结构图。
图2为本发明I-I面剖视图：
(a)、第一种状态图；
(b)、第二种状态图。
图3为本发明支撑柱结构示意图:
(a)、主视图；
(b)、侧视图。
附图标记：
1—金属盖板 2—支撑柱 3—进水横管
4—进水竖管 5—控制桶 6—溢流口Ⅰ
7—溢流口Ⅱ 8—固定套环 9—弹簧
10—杠杆 11—收集水箱的盖板 12—弃流水箱的盖板
13—支点 14—收集水箱 15—弃流水箱
16—溢流水箱 17—溢流管 18—弃流管
19—收集管。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，本发明是一种安装在地面以下雨水干管旁边，用来根据降雨强度和降雨量大小自动进行初期雨水弃流、中期雨水收集、后期雨水清洗的装置。本发明可以实现一定区域的雨水收集。本发明顶部设有一个金属盖板1方便对此装置进行检修和更换部件。
一种自动控制的雨水弃流收集装置，包括装置本体，所述装置本体的内部设置有一支撑柱2，本实施例的支撑柱2为矩形，由钢筋混凝土结构构成，所述支撑柱2两侧分别设置有收集水箱14和弃流水箱15，所述收集水箱14的底部设置有收集管19，所述弃流水箱15的底部设置有弃流管18，为了便于实现后期雨水的自动冲洗，所述弃流水箱15底部设置有坡度，如图3所示，所述支撑柱2顶部设置一支点13，所述支点13由设置于所述支撑柱2顶部的支撑块构成，所述支点13上设置一杠杆10，为了控制杠杆10只做上下运动，防止其做圆周运动，本实施例所述杠杆10在所述支点13两侧焊接有固定套环8，所述杠杆10的两端分别连接有用于密封所述收集水箱14的盖板11和弃流水箱15的盖板12，本实施例盖板11、12为圆形，所述收集水箱14的盖板11由钢材质构成，所述弃流水箱15的盖板12由橡胶材质构成，两个盖板材质不同是为了初始杠杆处于图2(a)的不平衡状态，所述杠杆10上铰接一控制桶5，为实现雨水的分梯度溢流，能够实现对弃流水量的控制，保证后期进入收集水箱14的水是清洁的，所述控制桶5的桶壁上下设置有两排溢流口Ⅰ6和溢流口Ⅱ7，所述溢流口Ⅰ6的孔径小于所述溢流口Ⅱ7的孔径，所述控制桶5底部设置有弹簧9，本实施例弹簧9的底部钩挂于所述控制桶5底部，所述弹簧9顶部连接有进水竖管4，本实施例所述弹簧9顶部通过法兰接口连接所述进水竖管4，所述进水竖管4顶部连接有进水横管3。
(1)、如图2(a)所示，初始弃流，降雨初期暴雨强度较小，
收集水箱14的盖板11密封盖住收集水箱14，弃流水箱15的盖板12开启:
暴雨强度公式为：
式中:p为设计重现期，t为降雨历时，A1、c、b、n为地方性参数；溢流口孔径根据暴雨强度大小确定；
降雨初期、暴雨强度比较小，雨水在控制桶5内积累，当雨水量到达溢流口Ⅰ6时，雨水从溢流口Ⅰ6流出，随着降雨强度逐渐增大，控制桶5内的水位上升，当水位到达溢流口Ⅱ7时，雨水从溢流口Ⅰ6和溢流口Ⅱ7流出，此时进水量小于溢流口Ⅰ6和溢流口Ⅱ7的溢流量，装置处于图2(a)状态，雨水流入弃流水箱15；
此时，m1gl1＞m2gl2+(ρV1g+G0)l3
式中：m1为左侧盖板质量，m2为右侧盖板质量，l1为左侧盖板距杠杆支撑点距离，l2为右侧盖板距杠杆支撑点距离，l3为控制桶距杠杆支撑点距离，水的自重G＝ρV1g，ρ为水的密度，ρ＝1000kg/m3，g为重力加速度，g＝9.8m2/s，控制桶的重力为G0,V1为进入控制桶的水流体积，V2为控制体积,当雨水高度高于溢流口Ⅱ7低于控制桶5的高度，即使杠杆发生倾斜的雨水体积，降雨初期、暴雨强度比较小时，V1小于控制体积V2。
(2)、暴雨强度继续增大时，进水量大于从溢流口Ⅰ6和溢流口Ⅱ7流出的水量，控制桶内的水位高度继续上升，当控制桶内水的重力增大到杠杆右侧受力大于左侧受力时，杠杆发生倾斜，这时雨水也可以从控制桶上面的空隙流出，装置处于图2(b)状态,收集工作，弃流水箱15的盖板12密封盖住弃流水箱15，收集水箱14的盖板11开启，雨水流入收集水箱14:
此时有控制桶内水的体积V大于控制容积V2，其中D为控制桶直径，h为水的高度；
由于弹簧距离杠杆支撑点比较近，伸长量可忽略不计；
这时，m1gl1＜m2gl2+(ρVg+G0)l3。
(3)、降雨快要结束时，暴雨强度减小，控制桶内雨水溢流量大于进水量，控制桶内水量减少，水位下降，装置恢复图2(a)状态，进行弃流冲洗。
当降雨量很大时为了实现可靠弃流，所述装置本体的上部设置有溢流管17，所述溢流管17的管径比进水竖管4的管径大一级，所述弹簧9、杠杆10和控制桶5均由不锈钢材质构成，因取其良好的耐腐蚀性和耐磨损性，保证了本装置的使用寿命。
应当理解的是，这里所讨论的实施方案及实例只是为了说明，对本领域技术人员来说，可以加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种自动控制的雨水弃流收集装置，包括装置本体，其特征在于，所述装置本体的上部设置有溢流管，所述装置本体内部设置有一支撑柱，所述支撑柱两侧分别设置有收集水箱和弃流水箱，所述支撑柱顶部设置一支点，所述支点上设置一杠杆，所述杠杆的两端分别连接有用于密封所述收集水箱和弃流水箱的盖板，所述杠杆上铰接一控制桶，所述控制桶的桶壁上下分别设置有溢流口，所述控制桶底部设置有弹簧，所述弹簧顶部连接有进水竖管，所述进水竖管顶部连接有进水横管。
2.根据权利要求1所述的一种自动控制的雨水弃流收集装置，其特征在于，所述杠杆在所述支点处设置有固定套环。
3.根据权利要求1所述的一种自动控制的雨水弃流收集装置，其特征在于，所述溢流管管径比进水竖管管径大一级。
4.根据权利要求1所述的一种自动控制的雨水弃流收集装置，其特征在于，所述弃流水箱底部设置有坡度。
5.根据权利要求1所述的一种自动控制的雨水弃流收集装置，其特征在于，所述溢流口的孔径自下而上是增大的。
6.根据权利要求1所述的一种自动控制的雨水弃流收集装置，其特征在于，所述弹簧、杠杆和控制桶均由不锈钢材质构成。
7.根据权利要求1所述的一种自动控制的雨水弃流收集装置，其特征在于，所述收集水箱的盖板由钢材质构成，所述弃流水箱的盖板由橡胶材质构成。
8.根据权利要求1所述的一种自动控制的雨水弃流收集装置，其特征在于，所述弹簧顶部通过法兰接口连接所述进水竖管。
9.根据权利要求1所述的一种自动控制的雨水弃流收集装置，其特征在于，所述收集水箱的底部设置有收集管，所述弃流水箱的底部设置有弃流管。
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