CN107368110A - 一种雨水自动收集装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种雨水自动收集装置，包括机架，所述机架上设置有雨水承接箱，所述雨水承接箱上设置有可开合的上盖；所述雨水承接箱上设置有出水口；还包括若干水箱，每个所述水箱内均设置有液位检测器，所述出水口与若干所述水箱之间设置有水管和用于开闭所述水管的电磁阀；还包括雨滴感应器、上盖开合驱动机构和控制器，所述上盖开合驱动机构包括动力源，所述液位检测器、雨滴感应器、电磁阀以及动力源均与所述控制器连接。本发明通过降雨感应来实现降雨初期雨水的及时收集，同时利用智能控制来实现雨水的分阶段收集，并且能够调节各阶段间隔和收集雨量大小。

Description

一种雨水自动收集装置

技术领域

本发明属于大气环境质量分析装备领域，特别涉及一种雨水自动收集装置。

背景技术

对雨水的化学成分进行研究分析，是了解一个地区或国家的大气污染状况和酸化污染程度，以及大气中各种污染物是如何输送、转化以致危害环境的一种十分有效的手段。

在对雨水水质进行分析时一定要分清是混合水样、初期水样还是降雨后期的水样，这样能避免错误的分析决策，因为三种方式的取样会造成不同的效果，形成很大的差异。想要获得精准的雨水分析数据，不能仅凭中后期降雨的水样，及时获取降雨初期的水样非常重要。通常情况下每间隔一定的时间从取样点收集雨水，根据降雨的时期和大小，雨水取样的时间也是不同的。一般降雨初期和大强度降雨时，间隔时间要短，小雨和降雨后期取样的间隔时间可以适当延长，因此不但要及时收集降雨初期的水样，而且需要根据降雨情况来进行多次收集，并且收集间隔和收集雨水多少也要根据降雨情况进行调整。

但由于降雨的随机性和突发性，通过人工进行雨水收集常常错失收集降雨初期水样的机会，从而增加了及时获取降雨初期水样的难度。若由人工来调节雨水收集量和收集间隔，则难度较大，并且人工调节准确度较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种雨水自动收集装置，通过降雨感应来实现降雨初期雨水的及时收集，同时利用智能控制来实现雨水的分阶段收集，并且能够调节各阶段间隔和收集雨量大小。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种雨水自动收集装置，包括机架，所述机架上设置有雨水承接箱，所述雨水承接箱上设置有可开合的上盖；所述雨水承接箱设置有出水口，所述出水口连接有若干水箱，所述出水口与所述水箱之间设置有依次注水机构；还包括雨滴感应器、上盖开合驱动机构和控制器，所述上盖开合驱动机构在所述控制器的控制下开合所述上盖，所述依次注水机构在所述控制器的控制下依次向若干水箱注水。

在上述技术方案中，通过雨滴感应器可以感应降雨，从而在降雨发生时及时通过控制器控制上盖开合驱动机构打开上盖，由雨水承接箱承接雨水，从而能够及时收集到降雨初期的雨水。控制器控制依次注水机构进行各个水箱的依次注水，实现雨水的多次分阶段收集，并且通过注水时间来控制每个水箱收集雨量大小，从而能够准确控制各阶段雨水收集量和雨水收集总量，也就可以控制各阶段雨水收集时间，即可以控制各雨水收集阶段之间的间隔时间。

作为改进，所述依次注水机构包括所述出水口与所述水箱之间设置的水管和电磁阀，还包括设置于所述水箱内的液位检测器，所述电磁阀以及所述液位检测器均与所述控制器连接。在对水箱进行注水时，控制器通过液位检测器的检测记过来控制电磁阀的开闭，从而对各个水箱进行依次注水，提高了雨水收集的自动化和智能化。

作为改进，所述电磁阀为三位三通电磁阀，这样每个电磁阀可以控制两个水箱的注水，从而可以减少电磁阀的数量，使得该雨水自动收集装置结构更加简洁。

作为改进，所述雨水承接箱包括上下两部分，上部分为方形，下部分为漏斗形，所述出水口设置于漏斗形下部分的底端。方形上部便于安装上盖，漏斗形下部便于雨水承接箱内的雨水从下方的出水口流出。

作为改进，所述上盖边沿设置有一定高度的挡水板。由于在进行雨水收集时需要避免杂质进入雨水承接箱中，设置挡水板可以防止在进行雨水收集时雨水滴落在上盖上形成的砰溅水滴进入雨水承接箱从而将上盖上的杂质带入雨水承接箱内。

作为改进，所述雨滴感应器的感应面斜向上设置，便于在下雨时及时检测、雨停后及时风干。

作为改进，所述水箱设置于所述雨水承接箱下方，减少占地面积，便于雨水承接箱内收集的雨水注入水箱中。

作为改进，所述上盖开合驱动机构包括动力装置，所述动力装置连接有传动轴，所述传动轴连接有两个连杆，两个连杆还分别与所述上盖的两个相对侧面铰接。在降雨时通过动力装置驱动以及传动轴传动后由连杆带动上盖自动打开进行雨水收集，雨水收集完毕后再通过动力装置驱动以及传动轴传动后由连杆带动上盖自动关闭，从而实现雨水的自动及时收集。

作为改进，所述上盖两侧分别设置有两个平行连杆，同侧的两个连杆中的一个一端与所述上盖铰接，另一端与所述传动轴连接，另一个两端分别与所述上盖和所述机架铰接，通过平行四连杆结构共同带动上盖运行，有利于提高上盖运行的平稳性。

作为改进，所述控制器设置或连接有报警模块，所述控制器设置或连接有报警模块，当各个水箱均收集完毕时进行报警。

综上，本发明一种雨水自动收集装置能够实现雨水的自动及时以及分阶段收集，并且能够方便的调节雨水收集量以及收集间隔。

附图说明

图1是本发明具体实施方式的主体结构示意图。

图2是本发明具体实施方式的主视图。

图3是图1的俯视图。

图4是图1的左视图。

图5是图1的右视图。

图6是图1的后视图。

图中：1，上盖；2，雨水承接箱；3，机架；4，第一连杆；5，第二连杆；6，第三连杆；7，第四连杆；8/9/10/11，轴承；12，第一传动轴；13，第二传动轴；14，减速器；15，电机；16，三通接头；17，第一水管；18，第二水管；19，第一电磁阀；20，第二电磁阀；21，第三水管；22，第四水管；23，第五水管；24，第六水管；25/26，电磁阀连接线；27/28/29/30，液位检测器连接线；31，控制器；32，第一水箱；33，第二水箱；34，第三水箱；35，第四水箱；36，雨滴感应器。

具体实施方式

本发明的实施方式如图1至图6所示，该雨水自动收集装置包括机架3，机架3上设置有雨水承接箱2。雨水承接箱2分为相连接的上下两部分，上部分为上下开口的方形，下部分为漏斗形。雨水承接箱2上部分设置有可开合的矩形上盖1，上盖1的边沿设置有一定高度的挡水板。

上盖1具有一定厚度，其某两个相对侧面开设有开孔，每个侧面上开孔数量为两个，两侧面上的开孔位置对称，在上盖1水平状态下，两侧面上的两个开孔高度相同。

该雨水自动收集装置还包括上盖开合驱动机构，上盖开合驱动机构包括伺服电机15、传动轴以及连杆，伺服电机15作为动力源，其通过螺栓固接到机架3上且低于上盖1开孔，伺服电机15还配置有减速器14。传动轴的数量为两个且水平设置，分别记为第一传动轴12以及第二传动轴13。第一传动轴12以及第二传动轴13各有一端与伺服电机15连接，第一传动轴12以及第二传动轴13各自的另一端分别朝向设有开孔的两个上盖1侧面方向伸出，第一传动轴12以及第二传动轴13的高度相同且均低于上盖1开孔。第一传动轴12以及第二传动轴13分别套有轴承9和11，并通过相应的轴承座连接到机架3上，且第一传动轴12以及第二传动轴13的伸出端均伸出各自的轴承座外一定长度，第一传动轴12和第二传动轴13的伸出长度可以根据需要设置。

连杆的数量为四个，分别记为第一连杆4、第二连杆5、第三连杆6以及第四连杆7，第一至第四连杆4至7均有一端铰接到一个上盖1开孔上，从而第一至第四连杆4至7通过上盖1的四个开孔与上盖1铰接。在本实施方式中，第一连杆4以及第二连杆5位于上盖1同侧且平行，第三连杆6以及第四连杆7位于上盖1另一侧且平行。如前，第一传动轴12以及第二传动轴13各有一端分别朝向设有开孔的两个上盖1侧面水平伸出，例如第一传动轴12的伸出端是伸向第一连杆4这一侧，则第二传动轴13的伸出端伸向第三连杆6一侧。第一连杆4一端铰接到上盖1上后，另一端与第一传动轴12的伸出端固接，第三连杆6一端连接到上盖1上后，另一端与第二传动轴13的伸出端固接。第二连杆5和第四连杆7均有一端与上盖1铰接后，各自的另一端分别与轴承8和10连接，并通过相应的轴承座与机架3连接接。由于是轴承连接，因而第二连杆5和第四连杆7均能转动。第一连杆4和第二连杆5处于同一竖直平面内，第三连杆6和第四连杆7处于同一竖直平面内，两个竖直平面平行，并与开孔的上盖1侧面平行，第一至第四连杆4至7构成平行四连杆结构。

该雨水自动收集装置还包括设置于雨水承接箱2下方的四个水箱、三通接头16、水管以及三位三通电磁阀。雨水承接箱2漏斗形的下部分的底端设置有出水口，三通接头16具有一个进口两个出口，出水口与三通接头16的进口连接。三通接头16的两个出口分别连接有一个水管，将三通接头16的两个出口连接的两个水管分别记为第一水管17和第二水管18。

第一水管17和第二水管18还各自连接有一个三位三通电磁阀，第一水管17连接的三位三通电磁阀记为第一电磁阀19，第二水管18连接的三位三通电磁阀记为第二电磁阀20。第一电磁阀19和第二电磁阀20均在一面上具有一个进口，另一相对面上具有两个出口，第一水管17和第二水管18分别连接到第一电磁阀19和第二电磁阀20的两个进口上。第一电磁阀19和第二电磁阀20的出口各自连接一个水管，第一电磁阀19的出口所连接的两个水管分别记为第三水管21和第四水管22，第二电磁阀20的出口所连接的两个水管分别记为第五水管23和第六水管24。第一电磁阀19和第二电磁阀20的阀芯一开始均处于中位，第一电磁阀19和第二电磁阀20的各个出口均不与各自的进口导通。

第三至第六水管21至24各自连接一个水箱，第三水管21连接的水箱记为第一水箱32，第四水管22连接的水箱记为第二水箱33，第三水管21连接的水箱记为第三水箱34，第四水管22连接的水箱记为第四水箱35，第一至第四水箱32至35内各设置有一个液位检测器，液位检测器用于检测水箱内水位，可以提前设置各个水箱内的水位阈值。

该雨水自动收集装置还包括雨滴感应器36以及控制器31，雨滴感应器36设置于上盖1的边缘或者挡水板上，其感应面呈斜向上设置。控制器31可以设置于机架3的下部，伺服电机15和雨滴感应器36均与控制器31电连接，第一电磁阀19和第二电磁阀20分别通过电磁阀控制线25和26与控制器31连接，四个液位检测器分别通过液位检测器连接线27至30与控制器31连接。

当降雨发生时，雨滴滴落在雨滴感应器36上，雨滴感应器36向控制器31发出信号，控制器31控制伺服电机15主轴转动，经减速器14降速、增矩后将动力传送给第一传动轴12和第二传动轴13，第一传动轴12和第二传动轴13带动第一连杆4和第三连杆6做一定角度的定轴转动，由于第二连杆5和第四连杆7两端均可转动，从而使得上盖1向一侧移动。上盖1移动后，雨水就可以落入雨水承接箱2中，从而能够及时收集到降雨初期的雨水，上盖1上的挡水板防止雨水滴落在上盖1上时形成的砰溅水滴进入雨水承接箱2内。

同时，控制器31向第一电磁阀19和第二电磁阀20中的一个发出信号，例如先向第一电磁阀19发出信号，第二电磁阀20阀芯不动，第一电磁阀19阀芯向某一方向移动至极端位置，从而第一电磁阀19的两个出口中的一个导通，例如与第三水管21连接的出口先导通，则与第四水管22连接的出口仍不导通，雨水承接箱2中的雨水通过三通接头16、第一水管17、第一电磁阀19以及第三水管21流入第一水箱32中。当第一水箱32中的水位达到限定水位时，其内的液位检测器向控制器31发出信号，第一电磁阀19的阀芯向另一方向移动至极端位置，从而与第四水管22连接的第一电磁阀19出口导通，与第三水管21连接的第一电磁阀19出口关闭，雨水承接箱2中的雨水通过三通接头16、第一水管17、第一电磁阀19以及第四水管22流入第二水箱33中。当第二水箱33中的水位达到限定水位时，其内的液位检测器向控制器31发出信号，第一电磁阀19的阀芯返回中位，其上两个出口均关闭，而第二电磁阀20的阀芯开始移动，从而依次向第三水箱34和第四水箱35注水，其工作原理与上述第一电磁阀19的工作原理相同。在第三水箱34和第四水箱35注水过程中，第一电磁阀19的阀芯始终处于中位状态，当第三水箱34和第四水箱35中的水均达到限定水位后，第二电磁阀20的阀芯回到中位状态。

当雨滴感应器36检测到雨停(例如一定时间内没有检测到雨滴)或者第一至第四水箱32至35中的水均达到限定水位时，控制器31控制伺服电机15发转，使上盖1回到初始位置，雨水承接箱2被盖住。

在上述实施方式中，降雨发生后，通过控制器31控制第一电磁阀19和第二电磁阀20的开闭来进行第一至第四水箱32至35的依次注水，从而实现雨水的多次分阶段收集，并且通过第一至第四水箱32至35的容积以及其内液位检测器的设置来控制每个水箱收集雨量大小，从而能够准确控制各阶段雨水收集量和雨水收集总量，也就可以控制各阶段雨水收集时间，即可以控制各雨水收集阶段之间的间隔时间。

在本实施方式中，控制器31设置或连接有报警模块，当各个水箱均达到限定水位时进行报警，提示及时更换水箱，此时及时继续降雨上盖1仍保持闭合状态。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，例如除了使用液位检测器外还可以在水管上设置流量计，通过流量计来检测注入各水箱内的水量，并进而由控制器控制电磁阀的开闭。本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。

Claims (10)

1.一种雨水自动收集装置，其特征在于：包括机架(3)，所述机架(3)上设置有雨水承接箱(2)，所述雨水承接箱(2)上设置有可开合的上盖(1)；所述雨水承接箱(2)设置有出水口，所述出水口连接有若干水箱(32；33；34；35)，所述出水口与所述水箱(32；33；34；35)之间设置有依次注水机构；

还包括雨滴感应器(36)、上盖开合驱动机构和控制器(31)，所述上盖开合驱动机构在所述控制器(31)的控制下开合所述上盖(1)，所述依次注水机构在所述控制器(31)的控制下依次向若干水箱(32；33；34；35)注水。

2.根据权利要求1所述的一种雨水自动收集装置，其特征在于：所述依次注水机构包括所述出水口与所述水箱(32；33；34；35)之间设置的水管(17；18；21；22；23；24)和电磁阀(19；20)，还包括设置于所述水箱(32；33；34；35)内的液位检测器，所述电磁阀(19；20)以及所述液位检测器均与所述控制器(31)连接。

3.根据权利要求2所述的一种雨水自动收集装置，其特征在于：所述电磁阀(19；20)为三位三通电磁阀。

4.根据权利要求1所述的一种雨水自动收集装置，其特征在于：所述雨水承接箱(2)包括上下两部分，上部分为方形，下部分为漏斗形，所述出水口设置于漏斗形下部分的底端。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的一种雨水自动收集装置，其特征在于：所述上盖(1)边沿设置有一定高度的挡水板。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的一种雨水自动收集装置，其特征在于：所述雨滴感应器(36)的感应面斜向上设置。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的一种雨水自动收集装置，其特征在于：所述水箱(32；33；34；35)设置于所述雨水承接箱(1)下方。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的一种雨水自动收集装置，其特征在于：所述上盖开合驱动机构包括动力装置，所述动力装置连接有传动轴(12；13)，所述传动轴连接有两个连杆(4；6)，两个连杆(4；6)还分别与所述上盖(1)的两个相对侧面铰接。

9.根据权利要求8所述的一种雨水自动收集装置，其特征在于：所述上盖(1)两侧分别设置有两个平行连杆(4，5；6，7)，同侧的两个连杆(4，5；6，7)中的一个一端与所述上盖(1)铰接，另一端与所述传动轴(12；13)连接，另一个两端分别与所述上盖(1)和所述机架(3)铰接。

10.根据权利要求1至4中任一项所述的一种雨水自动收集装置，其特征在于：所述控制器(31)设置或连接有报警模块。