CN110056040B - 雨水收集净化装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种雨水收集净化装置及方法，包括蓄水池，设于蓄水池上的转盘，设于转盘上的竖筒，设于竖筒上端的开口上的过滤网，设于竖筒上端的集水罩，伸出开口之上的上端和下端封闭的竖管，设于竖管上的若干个喷嘴，设于竖筒上的太阳能电池板；蓄水池上还设有箱体，箱体下部内设有上端开口的水箱，箱体上部内设有冷凝壳体，冷凝壳体下方设有蒸馏水收集箱，蒸馏水收集箱与出水管连接，出水管上设有电磁阀；本发明具有集水面积大，雨水收集效率高的特点。

Description

雨水收集净化装置及方法

技术领域

本发明涉及雨水收集技术领域，尤其是涉及一种雨水收集效率高的雨水收集净化装置及方法。

背景技术

有些地区降雨量偏少，人们的生产生活用水需要依靠雨水收集来补充，另外，降雨的时候由于单位时间降雨量较大，降雨比较急，土壤表层的蓄水能力饱和之后，雨水会顺着地表流入沟渠河沟，大量的雨水被浪费了，因此需要积极推行集雨工程，有效改善地表径流。

雨水通常不是直上直下的下落，在风的带动下，雨水倾斜的落入地面上，影响了雨水的收集效率。现有技术的雨水收集净化装置存在雨水收集效率低的问题。

发明内容

本发明的发明目的是为了克服现有技术中雨水收集净化装置雨水收集效率低的不足，提供了一种雨水收集效率高的雨水收集净化装置及方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种雨水收集净化装置，包括蓄水池，设于蓄水池上的转盘，设于转盘上的竖筒，设于竖筒上端的开口上的过滤网，设于竖筒上端的集水罩，伸出开口之上的上端和下端封闭的竖管，设于竖管上的若干个喷嘴，设于竖筒上的太阳能电池板；还包括蓄电池，控制器，转盘与设于蓄水池上的导轨滑动连接，竖筒的横截面呈矩形，集水罩包括呈四棱锥形的防水布，设于防水布内侧及上边缘上的若干条矩形环状的支撑框，设于竖筒相对的两个侧面上的2个气缸分别通过连接杆与集水罩上边缘上的支撑框连接；竖筒下端与蓄水池联通，竖筒上设有雨滴传感器，竖筒中设有第一电机，第一电机与竖管下端连接，竖管与气泵连接，蓄电池与太阳能电池板电连接，蓄电池用于供电；蓄水池上还设有箱体，箱体下部内设有上端开口的水箱，箱体上部内设有冷凝壳体，冷凝壳体下方设有蒸馏水收集箱，蒸馏水收集箱与出水管连接，出水管上设有电磁阀，水箱下部内设有电加热器，蓄水池通过进水管与水箱连接，进水管上设有水泵，控制器分别与水泵、电加热器、电磁阀、气泵、雨滴传感器、第一电机和2个气缸电连接。

本发明的雨滴传感器用于检测是否下雨，集水罩只有在下雨的时候才会被撑起，节省了占用的空间，气泵、竖管和喷嘴用于对过滤网及集水罩上的垃圾和灰尘进行清理，降低进入蓄水池中的垃圾和灰尘的数量，保证蓄水池中的水质不容易变坏，保证了用水安全；太阳能电池板利用光照发电，满足本发明的用电要求。集水罩向上撑开时，张口较大，便于被风吹倾斜的雨水也会进入集水罩中，提高了雨水收集效率。

本发明还可以对雨水进行蒸馏处理，获得洁净的可以饮用的蒸馏水，从而实现雨水的净化过程。

因此，本发明具有雨水收集效率高，可以对雨水进行净化，节省能源，自动化效率高的特点。

作为优选，竖筒外侧的转盘上设有立柱，立柱上设有迎风板，迎风板上端设有喇叭形的进风罩，进风罩后部设有采用柔性材料制成的弧形筒，弧形筒后端开口，进风罩的进风口的尺寸大于进风罩出风口的尺寸。

作为优选，迎风板的横截面呈圆弧形，迎风板呈下端尺寸小的圆锥面形，进风罩的进风口靠近迎风板的内表面，迎风板下端位于集水罩上边缘的内侧，迎风板上设有若干个凸起 。

各个凸起的设置，可以扰乱雨水的反弹方向，使雨水可以顺着迎风板落入集水罩中。

迎风板的设置，使随风一起移动的雨水，可以在空中被拦截下来，进一步增大了集水面积，提高了收集雨水的效率。

作为优选，过滤网下部的竖管上的各个喷嘴的出风口朝向斜上方，过滤网上部的竖管上的各个喷嘴的出风口朝向斜下方；冷凝壳体呈向下拱起的半球状，冷凝壳体至箱体上端之间所围成的空间中盛有水，蒸馏水收集箱呈上端开口的圆形，蒸馏水收集箱中部通过连接柱与冷凝壳体底部连接，蒸馏水收集箱的上边缘与冷凝壳体之间设有间隙；箱体上部设有竖轴，竖轴上设有若干个叶片，箱体的上端板采用导热材料制成。

出风口朝向上方及斜上方的各个喷嘴用于将过滤网上的垃圾、灰尘吹落，出风口朝向斜下方的各个喷嘴用于将集水罩上的垃圾、灰尘吹落。

当风吹来时，各个叶片会围绕竖轴旋转，从而对上端板进行降温，保证冷凝壳体至箱体上端之间所围成的空间中的水保持较低的温度，保证冷凝壳体对水蒸气有良好的冷凝效果。

作为优选，转盘中设有气囊，转盘上设有竖杆连接，竖杆中设有空腔，空腔中设有导向杆和活塞板，空腔上端设有报警器的按键，气囊与空腔下部联通；竖筒下部设有翻转盖板，翻转盖板通过转轴与竖筒连接，竖筒上设有第二电机，第二电机与转轴连接，竖筒一侧设有排水口，按键、报警器和第二电机均与控制器电连接。

本发明采用的按键为复位按键，按键被挤压的时候向控制器输出高电平，按键不被挤压的时候自动复位，向控制器输出0电平，控制器根据按键输出的电平值，控制报警器工作；水源是生命之源，为了确保收集到的雨水不会人为的投入有毒物品或有污染的物品，因此本发明设置了翻转盖板。

当雨滴传感器检测到下雨的时候，控制器控制下雨5分钟之后，翻转盖板打开，从而使翻转盖板上表面积累的灰尘、落叶和其它物品能够被雨水冲刷掉，并从排水口流出，确保收集到的雨水不会被污染。

一种雨水收集净化装置的方法，包括雨水收集过程和水蒸馏过程；

（6-1）雨水收集过程包括如下步骤：

初始状态集水罩落在竖筒外侧上部；

（6-1-1）当下雨的时候，雨滴传感器检测到正在下雨，控制器控制2个气缸带动集水罩向上移动，使集水罩向上张开；

（6-1-2）雨水进入竖筒中，过滤网将随雨水下落的垃圾拦住，雨水进入蓄水池中；

（6-1-3）每隔时间T1，控制器控制第一电机带动竖管旋转，气泵给竖管充气T2时长，使气体从各个喷嘴中喷出，清除过滤网及集水罩上的垃圾、灰尘；

（6-1-4）当雨滴传感器检测到停止下雨时，控制器控制2个气缸带动集水罩向下移动，使集水罩复位；控制器控制气泵、雨滴传感器、第一电机和2个气缸停止工作；

（6-2）水蒸馏过程包括如下步骤：

（6-2-1）控制器控制水泵将蓄水池中经过沉淀的水吸入水箱中，控制电加热器给水箱中的水加热，水箱中的水沸腾后，水蒸气在冷凝壳体上凝结成水滴，水滴落入蒸馏水收集箱中，控制器控制电磁阀打开，蒸馏水从排水管中流出，用容器将蒸馏水收集起来。

作为优选，竖筒外侧的转盘上设有立柱，立柱上设有迎风板，迎风板上端设有喇叭形的进风罩，进风罩后部设有采用柔性材料制成的弧形筒，弧形筒后端开口，进风罩的进风口的尺寸大于进风罩出风口的尺寸；还包括如下步骤：

当下雨也刮风的时候，雨水倾斜落下，风从进风罩的进风口进入，从弧形筒流出，在风力的作用下，进风罩的进风口的朝向逐渐与风向一致，转盘自动旋转，使迎风板始终迎向风雨，雨水随风落在迎风板内侧，然后雨水落入集水罩中，增加了进入竖筒的水量。

作为优选，转盘中设有气囊，转盘上设有竖杆连接，竖杆中设有空腔，空腔中设有导向杆和活塞板，空腔上端设有报警器的按键，气囊与空腔下部联通；竖筒下部设有翻转盖板，翻转盖板通过转轴与竖筒连接，竖筒上设有第二电机，第二电机与转轴连接，竖筒一侧设有排水口；按键、报警器和第二电机均与控制器电连接；还包括如下步骤：

当有人或动物踏上转盘时，气囊中的气体受到挤压，气体进入空腔下部，活塞板向上移动，活塞板挤压按键；

控制器检测到按键被压下之后，控制报警器报警，提醒工作人员，有人或动物靠近竖筒；

控制器控制第二电机带动翻转盖板翻转，使翻转盖板呈水平状态，若人或动物将物品从过滤网处向下抛洒，物品被过滤网及翻转盖板拦截，蓄水池中的水不会被污染。

因此，本发明具有如下有益效果：节省能源，集水面积大，雨水收集效率高，可以对雨水进行净化，自动化效率高。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图；

图2是本发明的竖筒的一种剖示图；

图3是本发明的转盘、气囊和竖杆的一种剖视图；

图4是本发明的迎风板的一种俯视图；

图5是本发明的进风罩、立柱和迎风板的一种侧视图；

图6是本发明的一种原理框图；

图7是本发明的箱体的一种局部剖视图。

图中：蓄水池1、转盘2、竖筒3、太阳能电池板4、控制器6、气缸7、雨滴传感器8、第一电机9、气泵10、过滤网31、集水罩32、竖管33、喷嘴34、连接杆71、立柱101、迎风板102、进风罩103、弧形筒104、气囊105、竖杆106、报警器107、翻转盖板108、排水口110、箱体201、水箱202、冷凝壳体203、蒸馏水收集箱204、出水管205、电磁阀206、电加热器207、水泵208、竖轴209、叶片210、进水管211、防水布321、支撑框322、凸起1021、空腔1061、导向杆1062、活塞板1063、按键1071。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。

实施例1

如图1、图2所示的实施例是一种雨水收集净化装置，包括蓄水池1，设于蓄水池上的转盘2，设于转盘上的竖筒3，设于竖筒上端的开口上的过滤网31，设于竖筒上端的集水罩32，伸出开口之上的上端和下端封闭的竖管33，设于竖管上的6个喷嘴34，设于竖筒上的太阳能电池板4；还包括蓄电池，控制器6，转盘与设于蓄水池上的导轨滑动连接，竖筒的横截面呈矩形，集水罩包括呈四棱锥形的防水布321，设于防水布内侧及上边缘上的3条矩形环状的支撑框322，设于竖筒相对的两个侧面上的2个气缸7分别通过连接杆71与集水罩上边缘上的支撑框连接；竖筒下端与蓄水池联通，竖筒上设有雨滴传感器8，竖筒中设有第一电机9，第一电机与竖管下端连接，竖管与气泵10连接，蓄电池与太阳能电池板电连接，蓄电池用于供电；如图7所示，蓄水池上还设有箱体201，箱体下部内设有上端开口的水箱202，箱体上部内设有冷凝壳体203，冷凝壳体下方设有蒸馏水收集箱204，蒸馏水收集箱与出水管205连接，出水管上设有电磁阀206，水箱下部内设有电加热器207，蓄水池通过进水管211与水箱连接，进水管上设有水泵208，如图6所示，控制器分别与水泵、电加热器、电磁阀、气泵、雨滴传感器、第一电机和2个气缸电连接。

过滤网下部的竖管上的各个喷嘴的出风口朝向斜上方，过滤网上部的竖管上的各个喷嘴的出风口朝向斜下方。

一种雨水收集净化装置的方法，包括雨水收集过程和水蒸馏过程；

（6-1）雨水收集过程包括如下步骤：

初始状态集水罩落在竖筒外侧上部；

（6-1-1）当下雨的时候，雨滴传感器检测到正在下雨，控制器控制2个气缸带动集水罩向上移动，使集水罩向上张开；

（6-1-2）雨水进入竖筒中，过滤网将随雨水下落的垃圾拦住，雨水进入蓄水池中；

（6-1-3）每隔10分钟，控制器控制第一电机带动竖管旋转，气泵给竖管充气30秒，使气体从各个喷嘴中喷出，清除过滤网及集水罩上的垃圾、灰尘；

（6-1-4）当雨滴传感器检测到停止下雨时，控制器控制2个气缸带动集水罩向下移动，使集水罩复位；控制器控制气泵、雨滴传感器、第一电机和2个气缸停止工作；

（6-2）水蒸馏过程包括如下步骤：

（6-2-1）控制器控制水泵将蓄水池中经过沉淀的水吸入水箱中，控制电加热器给水箱中的水加热，水箱中的水沸腾后，水蒸气在冷凝壳体上凝结成水滴，水滴落入蒸馏水收集箱中，控制器控制电磁阀打开，蒸馏水从排水管中流出，用容器将蒸馏水收集起来。

实施例2

实施例2包括实施例1的所有结构和方法部分，如图4、图5所示，实施例2的竖筒外侧的转盘上设有立柱101，立柱上设有迎风板102，迎风板上端设有喇叭形的进风罩103，进风罩后部设有采用柔性材料制成的弧形筒104，弧形筒后端开口，进风罩的进风口的尺寸大于进风罩出风口的尺寸。

如图7所示，冷凝壳体呈向下拱起的半球状，冷凝壳体至箱体上端之间所围成的空间中盛有水，蒸馏水收集箱呈上端开口的圆形，蒸馏水收集箱中部通过连接柱与冷凝壳体底部连接，蒸馏水收集箱的上边缘与冷凝壳体之间设有间隙；箱体上部设有竖轴209，竖轴上设有3个叶片210，箱体的上端板采用导热材料制成。

迎风板的横截面呈圆弧形，迎风板呈下端尺寸小的圆锥面形，进风罩的进风口靠近迎风板的内表面，迎风板下端位于集水罩上边缘的内侧，迎风板上设有多个凸起1021。

实施例2还包括如下步骤：

当下雨也刮风的时候，雨水倾斜落下，风从进风罩的进风口进入，从弧形筒流出，在风力的作用下，进风罩的进风口的朝向逐渐与风向一致，转盘自动旋转，使迎风板始终迎向风雨，雨水随风落在迎风板内侧，然后雨水落入集水罩中，增加了进入竖筒的水量。

实施例3

实施例3包括实施例1的所有结构和方法部分，如图2、图3所示实施例3的转盘中设有气囊105，转盘上设有竖杆106，竖杆中设有空腔1061，空腔中设有导向杆1062和活塞板1063，空腔上端设有报警器107的按键1071，气囊与空腔下部联通；竖筒下部设有翻转盖板108，翻转盖板通过转轴与竖筒连接，竖筒上设有第二电机，第二电机与转轴连接，竖筒一侧设有排水口110，按键、报警器和第二电机均与控制器电连接。第二电机通过多个连接杆与竖筒内壁连接。

还包括如下步骤：

当有人踏上转盘时，气囊中的气体受到挤压，气体进入空腔下部，活塞板向上移动，活塞板挤压按键；

控制器检测到按键被压下之后，控制报警器报警，提醒工作人员，有人或动物靠近竖筒；

控制器控制第二电机带动翻转盖板翻转，使翻转盖板呈水平状态，若人或动物将物品从过滤网处向下抛洒，物品被过滤网及翻转盖板拦截，蓄水池中的水不会被污染。

对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种雨水收集净化装置，其特征是，包括蓄水池（1），设于蓄水池上的转盘（2），设于转盘上的竖筒（3），设于竖筒上端的开口上的过滤网（31），设于竖筒上端的集水罩（32），伸出开口之上的上端和下端封闭的竖管（33），设于竖管上的若干个喷嘴（34），设于竖筒上的太阳能电池板（4）；还包括蓄电池，控制器（6），转盘与设于蓄水池上的导轨滑动连接，竖筒的横截面呈矩形，集水罩包括呈四棱锥形的防水布（321），设于防水布内侧及上边缘上的若干条矩形环状的支撑框（322），设于竖筒相对的两个侧面上的2个气缸（7）分别通过连接杆（71）与集水罩上边缘上的支撑框连接；竖筒下端与蓄水池联通，竖筒上设有雨滴传感器（8），竖筒中设有第一电机（9），第一电机与竖管下端连接，竖管与气泵（10）连接，蓄电池与太阳能电池板电连接，蓄电池用于供电；蓄水池上还设有箱体（201），箱体下部内设有上端开口的水箱（202），箱体上部内设有冷凝壳体（203），冷凝壳体下方设有蒸馏水收集箱（204），蒸馏水收集箱与出水管（205）连接，出水管上设有电磁阀（206），水箱下部内设有电加热器（207），蓄水池通过进水管（211）与水箱连接，进水管上设有水泵（208），控制器分别与水泵、电加热器、电磁阀、气泵、雨滴传感器、第一电机和2个气缸电连接。

2.根据权利要求1所述的雨水收集净化装置，其特征是，竖筒外侧的转盘上设有立柱（101），立柱上设有迎风板（102），迎风板上端设有喇叭形的进风罩（103），进风罩后部设有采用柔性材料制成的弧形筒（104），弧形筒后端开口，进风罩的进风口的尺寸大于进风罩出风口的尺寸。

3.根据权利要求2所述的雨水收集净化装置，其特征是，迎风板的横截面呈圆弧形，迎风板呈下端尺寸小的圆锥面形，进风罩的进风口靠近迎风板的内表面，迎风板下端位于集水罩上边缘的内侧，迎风板上设有若干个凸起（1021）。

4.根据权利要求1所述的雨水收集净化装置，其特征是，过滤网下部的竖管上的各个喷嘴的出风口朝向斜上方，过滤网上部的竖管上的各个喷嘴的出风口朝向斜下方；

冷凝壳体呈向下拱起的半球状，冷凝壳体至箱体上端之间所围成的空间中盛有水，蒸馏水收集箱呈上端开口的圆形，蒸馏水收集箱中部通过连接柱与冷凝壳体底部连接，蒸馏水收集箱的上边缘与冷凝壳体之间设有间隙；箱体上部设有竖轴（209），竖轴上设有若干个叶片（210），箱体的上端板采用导热材料制成。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的雨水收集净化装置，其特征是，转盘中设有气囊（105），转盘上设有竖杆（106），竖杆中设有空腔（1061），空腔中设有导向杆（1062）和活塞板（1063），空腔上端设有报警器（107）的按键（1071），气囊与空腔下部联通；竖筒下部设有翻转盖板（108），翻转盖板通过转轴与竖筒连接，竖筒上设有第二电机，第二电机与转轴连接，竖筒一侧设有排水口（110），按键、报警器和第二电机均与控制器电连接。

6.一种基于权利要求1所述的雨水收集净化装置的方法，其特征是，包括雨水收集过程和水蒸馏过程；

（6-1）雨水收集过程包括如下步骤：

初始状态集水罩落在竖筒外侧上部；

（6-1-1）当下雨的时候，雨滴传感器检测到正在下雨，控制器控制2个气缸带动集水罩向上移动，使集水罩向上张开；

（6-1-2）雨水进入竖筒中，过滤网将随雨水下落的垃圾拦住，雨水进入蓄水池中；

（6-1-3）每隔时间T1，控制器控制第一电机带动竖管旋转，气泵给竖管充气T2时长，使气体从各个喷嘴中喷出，清除过滤网及集水罩上的垃圾、灰尘；

（6-1-4）当雨滴传感器检测到停止下雨时，控制器控制2个气缸带动集水罩向下移动，使集水罩复位；控制器控制气泵、雨滴传感器、第一电机和2个气缸停止工作；

（6-2）水蒸馏过程包括如下步骤：

（6-2-1）控制器控制水泵将蓄水池中经过沉淀的水吸入水箱中，控制电加热器给水箱中的水加热，水箱中的水沸腾后，水蒸气在冷凝壳体上凝结成水滴，水滴落入蒸馏水收集箱中，控制器控制电磁阀打开，蒸馏水从排水管中流出，用容器将蒸馏水收集起来。

7.根据权利要求6所述的雨水收集净化装置的方法，竖筒外侧的转盘上设有立柱，立柱上设有迎风板，迎风板上端设有喇叭形的进风罩，进风罩后部设有采用柔性材料制成的弧形筒，弧形筒后端开口，进风罩的进风口的尺寸大于进风罩出风口的尺寸；其特征是，还包括如下步骤：

当下雨也刮风的时候，雨水倾斜落下，风从进风罩的进风口进入，从弧形筒流出，在风力的作用下，进风罩的进风口的朝向逐渐与风向一致，转盘自动旋转，使迎风板始终迎向风雨，雨水随风落在迎风板内侧，然后雨水落入集水罩中，增加了进入竖筒的水量。

8.根据权利要求6或7所述的雨水收集净化装置的方法，转盘中设有气囊，转盘上设有竖杆，竖杆中设有空腔，空腔中设有导向杆和活塞板，空腔上端设有报警器的按键，气囊与空腔下部联通；竖筒下部设有翻转盖板，翻转盖板通过转轴与竖筒连接，竖筒上设有第二电机，第二电机与转轴连接，竖筒一侧设有排水口；按键、报警器和第二电机均与控制器电连接；其特征是，还包括如下步骤：

当有人或动物踏上转盘时，气囊中的气体受到挤压，气体进入空腔下部，活塞板向上移动，活塞板挤压按键；

控制器检测到按键被压下之后，控制报警器报警，提醒工作人员，有人或动物靠近竖筒；

控制器控制第二电机带动翻转盖板翻转，使翻转盖板呈水平状态，若人或动物将物品从过滤网处向下抛洒，物品被过滤网及翻转盖板拦截，蓄水池中的水不会被污染。

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