CN109837975B - 智能控制旋流式雨污分离器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了智能控制旋流式雨污分离器，包括上部罐体和下部罐体，上部罐体设有立管进水接口，下部罐体设有排雨水口和排污水口，下部罐体设有运动筒芯，运动筒芯与下部罐体转动连接，运动筒芯设有运动筒芯雨水孔和运动筒芯流污孔，运动筒芯连接有驱动机构。本发明通过驱动机构驱动运动筒芯转动实现运动筒芯与排雨水口、排污水口的连接切换，实现雨水与污水的分流，驱动机构可连接中控台，由中控台控制，也可接小区和片区设置的雨量传感器上，根据设定的雨量和冲洗时间，适时完成排雨水口和排污水口的切换。

Description

智能控制旋流式雨污分离器

技术领域

本发明属于雨污分流技术领域，尤其涉及智能控制旋流式雨污分离器。

背景技术

随着经济的发展和环境保护意识的增强，水资源逐渐越来越珍贵，我国为了能够更好的利用雨水资源，实施雨水和污水各用一条市政排水管道的排水方式，即雨污分流。但从源控方面考虑，一部分来自各居民小区的阳台、屋顶等从阳台立管和建筑外墙管道接入市政管网，这部分水在晴天时基本为生活污水如洗衣水等。然而，雨天时，通过该排水管的雨水后期往往是洁净雨水。现有此类分离装置很少，并且很难解决诸如以下问题：不容易区分和分离污水和雨水，雨污分离器中残留的污水会混入雨水管中，雨水没有二次净化不干净，无法在无人情况下实现雨污适时切换。

发明内容

本发明目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，提供智能控制旋流式雨污分离器，能够方便分离污水和雨水，雨污分离器中残留的污水不会混入雨水管中，雨水二次净化更干净，在无人情况下实现雨污切换。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

智能控制旋流式雨污分离器，其特征在于：包括上部罐体和下部罐体，上部罐体设有立管进水接口，下部罐体设有排雨水口和排污水口，下部罐体设有运动筒芯，运动筒芯与下部罐体转动连接，运动筒芯设有运动筒芯雨水孔和运动筒芯流污孔，运动筒芯连接有驱动机构，驱动机构驱动运动筒芯与排雨水口相连通的同时关闭运动筒芯与排污水口的连通，驱动机构驱动运动筒芯与排污水口相连通的同时关闭运动筒芯与排雨水口的连通。通过驱动机构驱动运动筒芯转动实现运动筒芯与排雨水口、排污水口的连接切换，实现雨水与污水的分流。智能控制旋流式雨污分离器的罐体设计上，与立管进水接口连接的部分为可旋转结构，该设计可使接口自由旋转，可实现与外部进水管的灵活连接。罐体上部设有可变尺寸套筒，可实现罐体埋深的自由设定。驱动机构可连接中控台，由中控台控制，也可接小区和片区设置的雨量传感器上，根据设定的雨量和冲洗时间，适时完成排雨水口和排污水口的切换。

进一步，驱动机构包括驱动支撑架、步进电机、驱动齿轮、从动齿轮和运动筒芯连接件，驱动齿轮与步进电机相连接，驱动齿轮与从动齿轮相啮合，从动齿轮与运动筒芯连接件相连接。通过步进电机驱动驱动齿轮转动，驱动齿轮再带动从动齿轮转动从而再带动运动筒芯连接件转动，最后带动运动筒芯转动，实现排雨水口和排污水口的切换，驱动支撑架上可设有滚动轴承和推力轴承，减小连接齿轮产生的摩擦。步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制电机，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即使在运动筒芯能装满水也能精准的带动运动筒芯转动，使运动筒芯雨水孔能够精准的对准固定套筒雨水孔、且运动筒芯雨水孔的过水断面可设置为大于立管进水接口的过水断面两倍，确保流体在分离器内畅通。运动筒芯流污孔能够精准的对准下部罐体排污孔，提高排水效率。步进电机采用防水型，可增强可靠性。其中，驱动机构采用步进电机作为动力单元的模式，可采用减速电机和位置开关组合的模式，作为简易替代方案。

进一步，下部罐体设有固定套筒和下部罐体伸出端，固定套筒与下部罐体伸出端相卡合，运动筒芯设于固定套筒与下部罐体伸出端中，固定套筒设有固定套筒雨水孔，下部罐体伸出端设有下部罐体排污孔，下部罐体排污孔与排污水口相连通，固定套筒、下部罐体伸出端与下部罐体形成雨水腔，固定套筒雨水孔、排雨水口均与雨水腔相连通。固定套筒和下部罐体伸出端对运动筒芯起到支撑作用，同时固定套筒与下部罐体伸出端相卡合，完全将雨水腔隔离出来。下部罐体伸出端底部与运动筒芯为非支撑结构，且下部罐体伸出端底面沿污水排出口存在坡度设计，这样下部罐体伸出端底面与运动筒芯底面在切面上形成类似喇叭口样式，在雨水流出时，雨水二次沉淀的小颗粒物可在水力作用下，沿该间隙完成自动清污，同时排入污水管。

进一步，固定套筒设有固定套筒连接环，固定套筒连接环既起到了固定固定套筒的作用又将固定套筒与下部罐体的连接处封闭，从而将上部罐体旋流进水的微小颗粒完全导流至运动筒芯内，不会污染雨水腔，且不会进入转动间隙中影响转动效果。

进一步，上部罐体设有罐体端盖。步进电机、驱动齿轮和从动齿轮设于上部罐体的顶部，通过在上部罐体设置罐体端盖方便拆开维修步进电机。

进一步，下部罐体设有罐体底座。能够使得分离器更加稳定，不容易倾倒侧翻。

进一步，固定套筒设有支撑部，支撑部为水平环面设置，支撑部支撑运动筒芯。水平环面上形成支撑结构，有效降低了运动筒芯在转动时的摩擦力。且可以在固定套筒与运动筒芯的接触壁上嵌入光面不锈钢等光滑耐磨材料或配件以优化转动接触面的摩擦力。

进一步，运动筒芯雨水孔和运动筒芯流污孔为非对称设置，运动筒芯流污孔设于运动筒芯的下部，运动筒芯雨水孔设于运动筒芯的上部，利于排雨水时的雨水二次沉淀。在运动筒芯上设有俯视成180度、水平非对称运动筒芯雨水孔和运动筒芯流污孔，该设计特性为：默认设置为运动筒芯污水孔与下部罐体排污孔对齐，即为流污水状态。该状态下内部固定套筒流雨孔处于被内部运动筒芯封闭状态，因此，不会有污水流入雨水腔。

进一步，罐体的立管进水接口为下倾式进水结构，利于水流在重力作用下流入后，利于进水在罐体内形成旋流。通过设计的立管进水接口利于产生旋流，结合重力作用，流体旋流产生的离心特性，提过雨污分离的效果和效率，实现排污时雨水管零直排，排雨水时完成二次沉淀和自动清污。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

本发明在晴天时，进水管经智能雨污分离器后只流入污水管，在雨天时，进水管经智能雨污分离器后只将洁净雨水流入雨水管。智能雨污分离器是通过智能控制的步进电机驱动，带动分离器内运动筒芯转动，与固定套筒配合，根据雨量传感或中控台信号完成分离器内部雨污分流的智能切换。通过驱动机构驱动运动筒芯转动实现运动筒芯与排雨水口、排污水口的连接切换，实现雨水与污水的分流，流雨水时，雨水的二次沉淀净化，内部控件只在雨污切换时以24V低电压动作，具有安全和节能特点。

本发明下部罐体设有固定套筒和下部罐体伸出端，固定套筒与下部罐体伸出端相卡合，运动筒芯设于固定套筒与下部罐体伸出端中，固定套筒设有固定套筒雨水孔，下部罐体伸出端设有下部罐体排污孔，下部罐体排污孔与排污水口相连通，固定套筒、下部罐体伸出端与下部罐体形成雨水腔，固定套筒雨水孔和排雨水口均与雨水腔相连通。本发明固定套筒和下部罐体伸出端对运动筒芯起到支撑作用，同时固定套筒与下部罐体伸出端相卡合，完全将雨水腔隔离出来。下部罐体伸出端底部与运动筒芯为非支撑结构，且下部罐体伸出端底面沿污水排出口存在坡度设计，这样下部罐体伸出端底面与运动筒芯底面在切面上形成类似喇叭口样式，在雨水流出时，雨水二次沉淀的小颗粒物可在水力作用下，沿该间隙完成自动清污，同时排入污水管。

本发明可连接智能控制系统，实现与物联网和智慧城市的连接。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明智能控制旋流式雨污分离器的结构示意图；

图2为本发明中排雨水时的结构示意图；

图3为图2中A处的结构放大图。

图中，1-上部罐体；2-下部罐体；3-立管进水接口；4-排雨水口；5-排污水口；6-运动筒芯；7-运动筒芯雨水孔；8-运动筒芯流污孔；9-驱动机构；10-步进电机；11-驱动齿轮；12-从动齿轮；13-运动筒芯连接件；14-固定套筒；15-下部罐体伸出端；16-固定套筒雨水孔；17-下部罐体排污孔；18-雨水腔；19-固定套筒连接环；20-罐体端盖；21-罐体底座；22-支撑部；23-驱动支撑架。

具体实施方式

如图1至图3所示，为本发明智能控制旋流式雨污分离器，包括上部罐体1和下部罐体2，上部罐体1设有立管进水接口3，下部罐体2设有排雨水口4和排污水口5，下部罐体2设有运动筒芯6，运动筒芯6与下部罐体2转动连接，运动筒芯6设有运动筒芯雨水孔7和运动筒芯流污孔8，运动筒芯6连接有驱动机构9，驱动机构9驱动运动筒芯6与排雨水口4相连通的同时关闭运动筒芯6与排污水口5的连通，驱动机构9驱动运动筒芯6与排污水口5相连通的同时关闭运动筒芯6与排雨水口4的连通。通过驱动机构9驱动运动筒芯6转动实现运动筒芯6与排雨水口4、排污水口5的连接切换，实现雨水与污水的分流。智能控制旋流式雨污分离器的罐体设计上，与立管进水接口3连接的部分为可旋转结构，该设计可使接口自由旋转，可实现与外部进水管的灵活连接。罐体上部设有可变尺寸套筒，可实现罐体埋深的自由设定。驱动机构9可连接中控台，由中控台控制，也可接小区和片区设置的雨量传感器上，根据设定的雨量和冲洗时间，适时完成排雨水口4和排污水口5的切换。

驱动机构9包括驱动支撑架23、步进电机10、驱动齿轮11、从动齿轮12和运动筒芯连接件13，驱动齿轮11与步进电机10相连接，驱动齿轮11与从动齿轮12相啮合，从动齿轮12与运动筒芯连接件13相连接。通过步进电机10驱动驱动齿轮11转动，驱动齿轮11再带动从动齿轮12转动从而再带动运动筒芯连接件13转动，最后带动运动筒芯6转动，实现排雨水口4和排污水口5的切换，驱动支撑架23上可设有滚动轴承和推力轴承，减小连接齿轮产生的摩擦。步进电机10是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制电机，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即使在运动筒芯6能装满水也能精准的带动运动筒芯6转动，使运动筒芯雨水孔7能够精准的对准固定套筒雨水孔16、且运动筒芯雨水孔7的过水断面可设置为大于立管进水接口3的过水断面两倍，确保流体在分离器内畅通。运动筒芯流污孔8能够精准的对准下部罐体排污孔17，提高排水效率。步进电机10采用防水型，可增强可靠性。

下部罐体2设有固定套筒14和下部罐体伸出端15，固定套筒14与下部罐体伸出端15相卡合，运动筒芯6设于固定套筒14与下部罐体伸出端15中，固定套筒14设有固定套筒雨水孔16，下部罐体伸出端15设有下部罐体排污孔17，下部罐体排污孔17与排污水口5相连通，固定套筒14、下部罐体伸出端15与下部罐体2形成雨水腔18，固定套筒雨水孔16、排雨水口4均与雨水腔18相连通。固定套筒14和下部罐体伸出端15对运动筒芯6起到支撑作用，同时固定套筒14与下部罐体伸出端15相卡合，完全将雨水腔18隔离出来。下部罐体伸出端15底部与运动筒芯6为非支撑结构，且下部罐体伸出端15底面沿污水排出口存在坡度设计，这样下部罐体伸出端15底面与运动筒芯6底面在切面上形成类似喇叭口样式，在雨水流出时，雨水二次沉淀的小颗粒物可在水力作用下，沿该间隙完成自动清污，同时排入污水管。

固定套筒14设有固定套筒连接环19，固定套筒连接环19既起到了固定固定套筒14的作用又将固定套筒14与下部罐体2的连接处封闭，从而将上部罐体1旋流进水的微小颗粒完全导流至运动筒芯6内，不会污染雨水腔18。

上部罐体1设有罐体端盖20。步进电机10、驱动齿轮11和从动齿轮12设于上部罐体1的顶部，通过在上部罐体1设置罐体端盖20方便拆开维修步进电机10。

下部罐体2设有罐体底座21。能够使得分离器更加稳定，不容易倾倒侧翻。

固定套筒14设有支撑部22，支撑部22为水平环面设置，支撑部22支撑运动筒芯6。水平环面上形成支撑结构，有效降低了运动筒芯6在转动时的摩擦力。且可以在固定套筒14与运动筒芯6的接触壁上嵌入光面不锈钢等光滑耐磨材料或配件以优化转动接触面的摩擦力。

运动筒芯雨水孔7和运动筒芯流污孔8为非对称设置，运动筒芯流污孔8设于运动筒芯6的下部，运动筒芯雨水孔7设于运动筒芯6的上部。在运动筒芯6上设有俯视成180度、水平非对称运动筒芯雨水孔7和运动筒芯流污孔8。该设计特性为：默认设置为运动筒芯流污孔8与下部罐体排污孔17对齐，即为流污水状态。该状态下内部固定套筒14流雨孔处于被内部运动筒芯6封闭状态，因此，不会有污水流入雨水腔18，且不会进入转动间隙中影响转动效果。

罐体的立管进水接口3为下倾式进水结构，利于水流在重力作用下流入后，利于进水在罐体内形成旋流。通过设计的立管进水接口3利于产生旋流，结合重力作用，流体旋流产生的离心特性，提过雨污分离的效果和效率，实现排污时雨水管零直排，排雨水时完成二次沉淀和自动清污。

本发明在晴天时，进水管经智能雨污分离器后只流入污水管，在雨天时，进水管经智能雨污分离器后只将洁净雨水流入雨水管。智能雨污分离器是通过智能控制的步进电机10驱动，带动分离器内运动筒芯6转动，与固定套筒14配合，根据雨量传感或中控台信号完成分离器内部雨污分流的智能切换。通过驱动机构9驱动运动筒芯6转动实现运动筒芯6与排雨水口4、排污水口5的连接切换，实现雨水与污水的分流，流雨水时，雨水的二次沉淀净化，内部控件只在雨污切换时以24V低电压动作，具有安全和节能特点。

本发明下部罐体2设有固定套筒14和下部罐体伸出端15，固定套筒14与下部罐体伸出端15相卡合，运动筒芯6设于固定套筒14与下部罐体伸出端15中，固定套筒14设有固定套筒雨水孔16，下部罐体伸出端15设有下部罐体排污孔17，下部罐体排污孔17与排污水口5相连通，固定套筒14、下部罐体伸出端15与下部罐体2形成雨水腔18，固定套筒雨水孔16和排雨水口4均与雨水腔18相连通。本发明固定套筒14和下部罐体伸出端15对运动筒芯6起到支撑作用，同时固定套筒14与下部罐体伸出端15相卡合，完全将雨水腔18隔离出来。下部罐体伸出端15底部与运动筒芯6为非支撑结构，且下部罐体伸出端15底面沿污水排出口存在坡度设计，这样下部罐体伸出端15底面与运动筒芯6底面在切面上形成类似喇叭口样式，在雨水流出时，雨水二次沉淀的小颗粒物可在水力作用下，沿该间隙完成自动清污，同时排入污水管。

本发明可连接智能控制系统，实现与物联网和智慧城市的连接。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、所用材质变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (7)

1.智能控制旋流式雨污分离器，其特征在于：包括上部罐体和下部罐体，所述上部罐体设有立管进水接口，所述下部罐体设有排雨水口和排污水口，所述下部罐体设有运动筒芯，所述运动筒芯与所述下部罐体转动连接，所述运动筒芯设有运动筒芯雨水孔和运动筒芯流污孔，所述运动筒芯连接有驱动机构，所述驱动机构驱动所述运动筒芯与所述排雨水口相连通的同时关闭所述运动筒芯与所述排污水口的连通，所述驱动机构驱动所述运动筒芯与所述排污水口相连通的同时关闭所述运动筒芯与所述排雨水口的连通，所述下部罐体设有固定套筒和下部罐体伸出端，所述固定套筒与所述下部罐体伸出端相卡合，所述运动筒芯设于所述固定套筒与所述下部罐体伸出端中，所述固定套筒设有固定套筒雨水孔，所述下部罐体伸出端设有下部罐体排污孔，所述下部罐体排污孔与所述排污水口相连通，所述固定套筒、所述下部罐体伸出端与所述下部罐体形成雨水腔，所述固定套筒雨水孔、排雨水口均与所述雨水腔相连通，所述下部罐体伸出端底部与所述运动筒芯为非支撑结构，且所述下部罐体伸出端底面沿污水排出口存在坡度设计，所述运动筒芯雨水孔和所述运动筒芯流污孔为非对称设置，所述运动筒芯流污孔设于所述运动筒芯的下部，所述运动筒芯雨水孔设于所述运动筒芯的上部，所述运动筒芯流污孔与所述下部罐体排污孔对齐。

2.根据权利要求1所述的智能控制旋流式雨污分离器，其特征在于：所述驱动机构包括驱动支撑架、步进电机、驱动齿轮、从动齿轮和运动筒芯连接件，所述驱动齿轮与所述步进电机相连接，所述驱动齿轮与所述从动齿轮相啮合，所述从动齿轮与所述运动筒芯连接件相连接。

3.根据权利要求1所述的智能控制旋流式雨污分离器，其特征在于：所述固定套筒设有固定套筒连接环。

4.根据权利要求1所述的智能控制旋流式雨污分离器，其特征在于：所述上部罐体设有罐体端盖。

5.根据权利要求1所述的智能控制旋流式雨污分离器，其特征在于：所述下部罐体设有罐体底座。

6.根据权利要求1所述的智能控制旋流式雨污分离器，其特征在于：所述固定套筒设有支撑部，所述支撑部为水平环面设置，所述支撑部支撑所述运动筒芯。

7.根据权利要求1所述的智能控制旋流式雨污分离器，其特征在于：所述立管进水接口为下倾式进水结构。