CN109440862A - 一种密度差原理的雨水收集装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种密度差原理的雨水收集装置，包括本体和过滤装置，所述的本体自上而下包括集水层和收集腔室，所述的集水层通过支撑结构与收集腔室连接，所述的收集腔室通过柔性结构分成第一腔室和第二腔室，所述过滤装置设置在所述的第二腔室内将收集的雨水与过滤的雨水分隔开，所述集水层的中心处设置有进水口，所述进水口通过进水管与所述第一腔室连接，所述进水管上设置有只允许水进入收集腔室的单向阀，所述的支撑结构在垂直水面方向上设置一圈围栏。本发明的雨水收集装置可以漂浮在浑水水面或大体积清洁上，防止了大量的浑水或海水进入收集腔室，防止收集腔室收集的雨水满后溢流出去与浑水或海水混合。

Description

一种密度差原理的雨水收集装置

技术领域

本发明属于雨水收集领域，具体涉及一种密度差原理的雨水收集装置。

背景技术

汛期在水库调度过程中发生全库或部分浑水水库，也或海岛或者海上工作平台由于远离大陆，淡水需求除了通过沉淀、海水淡化获取之外，通常需要借助外部补给车或船只异地或从大陆运输，不但成本昂贵，同时又受到恶劣气候条件的影响，补给时间不能保证，或者人们也可以在海洋上和海岛附近建立大型、复杂的淡水收集站，通过对海水进行处理来使其转变为淡水，但是这种淡水收集站的施工条件较为严格、施工过程也十分复杂，并且会对海洋和海岛附近的生态环境造成极为恶劣的影响，因此不能大规模的应用。同时，水库或海洋所覆盖的区域中空气湿度较高，上方降雨较为充沛，在短时间内是非常好的生活用水来源，如果能充分对降雨进行收集、储存，在一定条件下作为大体积清洁水资源的补充具有重要的意义。

现有的水面上的雨水收集装置虽然可以起到收集大体积清洁的雨水的作用，但是由于现有的雨水收集装置的进水口比较大，大风或波浪的原因，浑水或海水比较容易进入收集腔室内，造成收集的雨水与浑水或海水混合，这样收集的雨水就不能进行直接饮用等，从而影响收集的雨水的质量，此外，现有的海面或水库上的雨水收集装置的集水层会由于收集腔室内的雨水的增多，集水层收缩，减小了收集雨水的面积，从而影响雨水的收集效率。

鉴于以上原因，特提出本发明。

发明内容

为了解决现有技术存在的以上问题，本发明提供了一种密度差原理的雨水收集装置，本发明的雨水收集装置可以漂浮在水面上，对雨水进行收集，收集后收集腔室可上浮到水面，保证收集腔室的安全可控，且收集到的雨水通过一个小的进水口进入收集腔室，且进水管上设置有单向阀，收集腔室内的雨水收集满后也不能流出，在支撑结构的上方设置了一圈围栏，防止由于风、波浪等原因将海水溅入收集装置内，从而保证了收集到的雨水不易与海水混合的现象出现，提高了收集到的雨水的质量。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种密度差原理的雨水收集装置，所述的本体自上而下包括集水层和收集腔室，所述的集水层通过支撑结构与收集腔室连接，所述的收集腔室通过柔性结构分成第一腔室和第二腔室，所述过滤装置设置在所述的第二腔室内将收集的雨水与过滤的雨水分隔开，所述集水层的中心处设置有进水口，所述进水口通过进水管与所述第一腔室连接，所述进水管上设置有只允许水进入收集腔室的单向阀，所述的支撑结构在垂直水面方向上设置一圈围栏。

本发明的密度差原理的雨水收集装置不但可以回收雨水，而且还能将回收的雨水进行净化处理，最后的雨水可以达到人体可以直接饮用的标准，本发明的雨水收集装置将收集到的雨水最后汇集，通过进水口进入收集腔室，这样可以避免海水进入收集腔室，且在进水管上设置有单向阀，所述的单向阀只允许收集腔室外的雨水进入收集腔室，而收集腔室内是水不能流出收集腔室外，在支撑结构的上方设置了一圈围栏，防止由于风、波浪等原因将海水溅入收集装置内，从而避免了进入收集腔室的雨水与海水混合。

本发明的雨水收集装置的本体通过过滤装置将收集腔室分隔成两个互相独立的两个腔室，从而将收集的雨水和过滤的雨水分隔开来，上方的腔室内所盛放的为收集的雨水，下方的腔室为经过过滤装置进行过滤的雨水，用户可以根据需要将过滤的雨水取出，从而保证了在雨水收集装置里取出的雨水符合人体饮用的要求。

本发明的雨水收集装置能在水库或海岛附近的海域上或使用者从事国防、生活、工业活动等所在的水域上进行淡水收集，由于水库或海洋上降水的概率和规模都比较大，本发明的雨水收集装置主要是通过支撑结构漂浮在密度差原理的上进行雨水的收集，机构简单，不需要复杂的施工，可以有效方便的对雨水进行收集。

本发明中过滤装置设置在中下部的原因是由于过滤的速率比收集的速率慢，将雨水充分的过滤。

进一步的，所述的围栏为可折叠的结构，在收集雨水时，所述的围栏与水面垂直设置，在不收集雨水时，所述的围栏与水面平行设置。

优选的方案为，所述的围栏为重型材料制成，所述的围栏的重量使得所述的密度差原理的雨水收集装置在未收集雨水时沉入水面以下。

本发明的围栏采用重型材料的目的是为了在不收集雨水时，本发明的收集装置沉在水下，不占用水面的空间，当需要进行雨水收集的时候，人为的将收集装置移到水面以上，随着雨水的收集，收集装置逐渐漂浮在水面上，这是由于雨水的密度与水库的浑水或海水的密度均低，随时收集的雨水的增加，收集腔室的体积增大，浮力增加，慢慢的漂浮到水面上。

进一步的优选的方案为，所述的重型材料为铅。

进一步的，所述的集水层自外周向中心凹陷形成一个中心低外周高的结构，所述的进水口位于中心的最低点处。

本发明的集水层形成中间低外周高的形状是有利于将收集的雨水全部进入收集腔室内，同时集水层的表面也不会长时间存储雨水，进而防止了海水与雨水的混合。

进一步的，所述的集水层为沿周边向中心凹陷的形成的一漏斗形结构。

漏斗形状的集水层可以加快收集的雨水进入收集腔室内、防止雨水溅入海洋中，造成雨水的浪费，提高了收集效率。

进一步的，所述的支撑结构为首尾相接的环形或多边形结构，所述的集水层设置在支撑结构的上方。

集水层与支撑结构密封连接，防止海水通过集水层与支撑结构的连接处进入收集腔室内。

进一步的，所述的支撑结构为由轻质不易变形材料制成的中空的腔体，所述的本体由轻质易变形材料制成，优选的本体由乳胶材料制成。

支撑结构采用轻质材料制备目的是为了让收集装置漂浮在水中，从而保证了集水层处于水面以上可以更大范围的收集雨水。本发明中采用不易变形的材料制成支撑结构的目的是保证了在收集腔室收集大量水后，收集腔室向下变形，而集水层不会缩小，从而收集雨水的面积不会减小，不会因为随着收集的雨水增多，收集效率降低的现象出现。

进一步的，支撑结构漂浮在水面上，支撑结构的浮力可以保证收集腔室完全盛满水后不沉入水下，这是为了防止雨水收集装置沉入水面以下使得海水从集水层上的进水口进入到收集腔室。

进一步的，所述的第二腔室的底部设置有出水口，所述的出水口通过出水管连接有储水箱。

净化后的雨水经过出水管进入到储水箱中，可以根据需要随时从储水箱中取出符合生活用水标准的雨水，储水箱可以放入海中，也可以安排平台等。

进一步的，所述的支撑结构上设置有固定桩，所述的固定桩上连接有缆绳。

本发明设置固定桩的目的是通过缆绳固定本发明的雨水收集装置，防止水流波浪等将雨水收集装置冲走。

进一步的，所述的过滤装置自上而下包括PP棉过滤层、活性炭过滤层和杀菌层。

进一步的，所述的集水层为不透水材料制成。

本发明的集水层设置为不透水的材料是为了防止海水等从非进水口进入到收集腔室内，影响收集的雨水的质量。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明的雨水收集装置可以漂浮在水面上，对雨水进行收集，且收集到的雨水通过一个小的进水口进入收集腔室，防止了大量的海水进入收集腔室，且进水管上设置有单向阀，收集腔室内的雨水也不能流出，防止收集腔室收集的雨水满后溢流出去与海水混合，在支撑结构的上方设置了一圈围栏，防止由于风、波浪等原因将海水溅入收集装置内，从而保证了收集到的水不易与海水混合的现象出现，保证了收集到的雨水的质量；

(2)本发明中采用不易变形的材料制成支撑结构的目的是保证了在收集腔室收集大量水后，收集腔室向下变形，而集水层不会缩小，从而收集雨水的面积不会减小，不会因为随着收集的雨水增多，收集效率降低的现象出现；

(3)本发明的围栏采用重型材料的，使得在未收集雨水时本发明的收集装置沉在水下，不占用水面的空间，当需要进行雨水收集的时候，人为的将收集装置移到水面以上，随着雨水的收集，收集装置逐渐漂浮在水面上，这是由于雨水的密度与水库的浑水或海水的密度均低，随时收集的雨水的增加，收集腔室的体积增大，浮力增加，慢慢的漂浮到水面上；

(4)本发明的密度差原理的雨水收集装置不但可以回收雨水，而且还能将回收的雨水进行净化处理，最后的雨水可以达到人体可以直接饮用的标准。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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：本发明的密度差原理的雨水收集装置的结构示意图。

其中，1-第一腔室、2-第二腔室、3-过滤装置、4-集水层、41-进水口、5-进水管、6-单向阀、7-出水管、8-储水箱、9-支撑结构、91-固定桩、92-缆绳、10-围栏、11-柔性结构。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

如图1所示为本实施例的密度差原理的雨水收集装置的结构示意图。

本发明的密度差原理的雨水收集装置主要应用在海面或者水库的浑水的水面上。

本实施例的一种密度差原理的雨水收集装置，包括本体和过滤装置3，所述的本体自上而下包括集水层4和收集腔室，所述的集水层4通过支撑结构9与收集腔室连接，所述的收集腔室通过柔性结构11分成第一腔室1和第二腔室2，所述过滤装置3设置,在所述的第二腔室2内将收集的雨水与过滤的雨水分隔开，所述集水层4的中心处设置有进水口41，所述进水口41通过进水管5与所述第一腔室1连接，所述进水管5上设置有只允许水进入收集腔室的单向阀6，所述的支撑结构9在垂直水面方向上设置一圈围栏10。

本发明的收集腔室可以为圆柱形、正方体、长方体或者其他不规则的中空的腔体，本发明的收集装置不但可以收集雨水，还可以经过过滤装置的过滤将雨水过滤；本发明的雨水收集装置的本体通过过滤装置将手集腔室分隔成两个互相独立的腔室，上方的腔室内所盛放的为收集的雨水，下方的腔室为经过过滤装置进行过滤的雨水，用户可以根据需要将过滤的雨水取出，从而保证了在雨水收集装置里取出的雨水符合人体饮用的要求。

进一步的方案，所述的围栏10为可折叠的结构，在收集雨水时，所述的围栏10与水面垂直设置，在不收集雨水时，所述的围栏10与水面平行设置。

本发明的围栏10设置成可折叠的结构，目的是在不收集雨水时，便于收纳本发明的雨水收集装置，折叠存放可以减小空间。

进一步的方案，所述的围栏10为重型材料制成，所述的围栏10的重量使得所述的密度差原理的雨水收集装置在未收集雨水时沉入水面以下，优选的重型材料为铅。

本发明的围栏10采用重型材料的目的是为了在不收集雨水时，本发明的收集装置沉在水下，不占用水面的空间，当需要进行雨水收集的时候，人为的将收集装置移到水面以上，随着雨水的收集，收集装置逐渐漂浮在水面上，这是由于雨水的密度与水库的浑水或海水的密度均低，随时收集的雨水的增加，收集腔室的体积增大，浮力增加，慢慢的漂浮到水面上。

进一步的方案，本发明的集水层4自外周向中心凹陷形成一个中心低外周高的结构，所述的进水口41位于中心的最低点处。

更进一步的方案是，所述的集水层4为沿周边向中心凹陷的形成的一漏斗形结构。

本发明的集水层4采用上述设置的目的一是为了增大雨水与集水层的接触面积，提高收集雨水的效率，另一方面，通过在集水层4的中心设置进水口41，收集的雨水通过进水口41经过进水管5进入到第一腔室1内，同时在进水管5上设置只允许收集腔室外侧的水进入第一腔室1内的单向阀6，从而保证了收集腔室的水满后，没有及时取出收集的雨水也不会从收集腔室内溢出，提高了雨水的收集效率。

进一步的方案，集水层4由不透水的材料制成，保证了收集的雨水均从进水口41进入到收集腔室内。

进一步的方案，所述的支撑结构9为首尾相接的环形或多边形结构，所述的集水层4设置在支撑结构9的上方。

支撑结构9与集水层4之间密封连接，防止海水通过集水层4与支撑结构9的连接处进入到收集腔室内。

进一步的方案，所述的支撑结构9为由轻质不易变形材料制成的中空的腔体，所述的本体由轻质易变形材料制成，优选的本体由乳胶材料制成。

本实施例的支撑结构9采用轻质不易变形材料制成的目的是为了让支撑结构9漂浮在水中，从而保证了集水层4处于水面以上可以更大范围的收集雨水。本发明中采用不易变形的材料制成支撑结构9的目的是保证了在收集腔室收集大量雨水后，收集腔室向下变形，而集水层4不会缩小，从而收集雨水的面积不会减小，不会因为随着收集的雨水增多，收集效率降低的现象出现。

本发明的支撑结构9的浮力可以保证收集腔室完全盛满水后不沉入水面下，这是为了防止雨水收集装置沉入水面以下使得海水或浑水从集水层4上的进水口进入到收集腔室。

进一步的方案，支撑结构9由硬质发泡塑料制成，由于硬质发泡塑料的密度远低于海水或浑水的密度，从而使得支撑结构9能容易的漂浮在海上。

进一步的方案，所述的第二腔室2的底部设置有出水口，所述的出水口通过出水管7连接有储水箱8。

用户可以根据需要将收集装置内过滤后的水从储水箱8中取出，储水箱8可以放置在海中或水库中，也可以放置在船上或岛上等方便取水的地方。

进一步的方案，支撑结构9上设置有固定桩91，所述的固定桩91上连接有缆绳92，图1中只画出来一个固定桩91和缆绳92，但是本发明的固定桩91并不限于一个，也可以是多个，均是将本发明的雨水收集装置固定在固定的位置，不会随着波浪或者风将收集装置冲走。

进一步的方案，所述的围栏10为可折叠的结构，在收集雨水时，所述的围栏10与水面垂直设置，在不收集雨水时，所述的围栏10与水面平行设置。

本发明的围栏10设置成可折叠的结构，目的是在不收集雨水时，便于收纳本发明的雨水收集装置，折叠存放可以减小空间。

进一步的方案，所述的围栏10为重型材料制成，所述的围栏10的重量使得所述的密度差原理的雨水收集装置在未收集雨水时沉入水面以下，本实施例的重型材料选为铅。

本发明的围栏10采用重型材料的目的是为了在不收集雨水时，本发明的收集装置沉在水下，不占用水面的空间，当需要进行雨水收集的时候，人为的将收集装置移到水面以上，随着雨水的收集，收集装置逐渐漂浮在水面上，这是由于雨水的密度与水库的浑水或海水的密度均低，随时收集的雨水的增加，收集腔室的体积增大，浮力增加，慢慢的漂浮到水面上。

另外通过柔性结构11的设置，配合重型材料的围栏10结构，使得收集装置的未收集雨水时，第一腔室1朝下设置，从而进水口41朝向水底，进而水库或海水均不能进入到收集装置内部，当收集雨水时，认为将收集装置移到水面以上，第一腔室1朝上设置，从而进水口41朝上设置，从而利用收集的雨水进入收集腔室内部。

进一步的方案，所述的过滤装置3自上而下包括PP棉过滤层、活性炭过滤层和杀菌层。

其中，过滤装置通过固定结构与收集腔室密封连接，PP棉过滤层、活性炭过滤层和杀菌层依次设置在固定结构上。

进一步的方案，本发明的PP棉过滤层、活性炭过滤层和杀菌层为可更换的结构，使用一段时间，起不到过滤效果或者过滤效果降低后，都可以将原有的PP棉过滤层、活性炭过滤层和杀菌层取下，换上新的过滤结构。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，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，可轻易想到变化或替换，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所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种密度差原理的雨水收集装置，包括本体和过滤装置，其特征在于，所述的本体自上而下包括集水层和收集腔室，所述的集水层通过支撑结构与收集腔室连接，所述的收集腔室通过柔性结构分成第一腔室和第二腔室，所述过滤装置设置在所述的第二腔室内将收集的雨水与过滤的雨水分隔开，所述集水层的中心处设置有进水口，所述进水口通过进水管与所述第一腔室连接，所述进水管上设置有只允许水进入收集腔室的单向阀，所述的支撑结构在垂直水面方向上设置一圈围栏。

2.根据权利要求1所述的一种密度差原理的雨水收集装置，其特征在于，所述的围栏为可折叠的结构，在收集雨水时，所述的围栏与水面垂直设置，在不收集雨水时，所述的围栏与水面平行设置，优选的，所述的围栏为重型材料制成，所述的围栏的重量使得所述的密度差原理的雨水收集装置在未收集雨水时沉入水面以下，收集后在水浮力作用下浮上水面，更优选的，所述的重型材料为铅。

3.根据权利要求1或2所述的一种密度差原理的雨水收集装置，其特征在于，所述的集水层自外周向中心凹陷形成一个中心低外周高的结构，所述的进水口位于中心的最低点处。

4.根据权利要求3所述的一种密度差原理的雨水收集装置，其特征在于，所述的集水层为沿周边向中心凹陷的形成的一漏斗形结构。

5.根据权利要求1或2所述的一种密度差原理的雨水收集装置，其特征在于，所述的支撑结构为首尾相接的环形或多边形结构，所述的集水层设置在支撑结构的上方。

6.根据权利要求5所述的一种密度差原理的雨水收集装置，其特征在于，所述的支撑结构为由轻质不易变形材料制成的中空的腔体，所述的本体由轻质易变形材料制成，优选的本体由乳胶材料制成。

7.根据权利要求1所述的一种密度差原理的雨水收集装置，其特征在于，所述的第二腔室的底部设置有出水口，所述的出水口通过出水管连接有储水箱。

8.根据权利要求1所述的一种密度差原理的雨水收集装置，其特征在于，所述的支撑结构上设置有固定桩，所述的固定桩上连接有缆绳。

9.根据权利要求1所述的一种密度差原理的雨水收集装置，其特征在于，所述的过滤装置自上而下包括PP棉过滤层、活性炭过滤层和杀菌层。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种密度差原理的雨水收集装置，其特征在于，所述的集水层为不透水材料制成。