CN111021516A - 气封式排水管道流量调节装置及管道防沉积、防倒灌设施 - Google Patents
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Abstract
气封式排水管道流量调节装置，包括箱体和太阳能风机；箱体的前侧板上沿设有挡板，前侧板和后侧板的下沿上分别设有进水口和出水口，箱体的内部沿前后方向均布有三块隔板，三块隔板上下交替设置，前侧和后侧的隔板与箱体的底板连接，中间隔板与箱体的顶板连接，箱体的顶板上设有带盖板的检查孔，顶板的前部还设有自动启闭的进气管和排气管，太阳能风机通过管路与进气管连接。本发明采用在箱体内正压气封来断开前后管道的水力联系，释放箱体内的气体来重新联通前后管道，实现管道流量调节控制。既能用于排水管道实现管道防沉积，又能用于淹没式出流自排雨水系统末端实现管道防倒灌，并且运行费用低、操作管理方便、便于推广应用。
Description
技术领域
本发明属于市政排水管道领域，涉及一种气封式排水管道流量调节装置及管道防沉积、防倒灌设施。
背景技术
城市降雨径流污染已成为城市水体水质恶化的主要原因之一，其中的合流制管道溢流污染、混接污水和初期雨水已成为城市水环境恶化的主要因素。排水系统出流中的耗氧物质及营养盐类，主要来自地表径流、旱流污水以及管道沉积物，其中的管道沉积物对出流污染负荷的贡献比例相对较高。在合流制排水管道和分流制雨水管道中，沉积物主要产生于旱季流和暴雨减速流阶段，这些沉积物会在暴雨时随着管道内流速增大而重新悬浮，从而增大雨天的出流污染负荷，进而污染水环境。另外，管道中沉积物的累积会减小排水管道的输送空间，增大水流阻力，从而影响管道的过流能力，当沉积物累积达到一定程度时甚至会造成堵塞引起水安全问题。
此外，在河网密布的南方城市，多采用淹没式自排雨水排水系统，系统排出口位于河道水位以下。由于拍门等设备易损坏且缺乏维护，河水倒灌进入排水系统，晴天时管道充满水且污染物易沉积，严重影响管道调蓄体积，降低排水能力，增大污染负荷。因此，研发适用于排水管道防沉积及防河水倒灌的管道流量调节装置及方法，对控制城市水体污染、保障排水系统的正常运行具有重要意义。
常规的排水管道防沉积方法主要有水力清洗、管道清淤等，其方法多为离线式，虽然简单，但需要大量的人力物力，且实施周期较长，不能有效防止管道沉积。常规的河水防倒灌多采用在管道末端安装拍门的方式，拍门设备多，重量大，水头损失大，长时间后密封性变差，在河网地区由于排水压差原因较难适用，排水管道河水倒灌现象严重。
发明内容
本发明针对上述问题，提供一种气封式排水管道流量调节装置及管道防沉积、防倒灌设施。
本发明的目的可以通过下述技术方案来实现：气封式排水管道流量调节装置，包括箱体和太阳能风机；所述箱体呈长方体状，箱体的前侧板的上沿设有高出顶板的挡板，所述挡板的宽度与箱体的前侧板一致，并且挡板和前侧板的两侧边上均设有侧翼；箱体的前侧板和后侧板的下沿上分别开设有矩形的进水口和出水口；箱体的内部设有三块隔板，所述隔板与箱体的前侧板平行且等宽，并且隔板的高度小于前侧板、大于进水口，三块隔板在箱体内沿前后方向均匀分布，前侧隔板和后侧隔板的下沿与箱体的底板固定连接，中间隔板的上沿与箱体的顶板固定连接；箱体的顶板上设有带盖板的检查孔，箱体顶板的前部设有自动启闭的进气管和排气管；所述太阳能风机通过管路与箱体上的进气管连接。
进一步地，所述隔板的高度为上游管道管径的1.5～2倍。
进一步地，前侧隔板和后侧隔板到箱体顶板的距离与进水口的高度相同，中间隔板到箱体底板的距离比进水口的高度高5～10cm。
进一步地，相邻两块隔板间的间距与箱体上的进水口的高度相同。
进一步地，所述检查孔的数量为两个，两个检测孔在箱体的顶板上沿前后方向均匀分布。
进一步地，所述进气管和排气管设置于箱体顶板的前部边沿处。
进一步地，所述排气管的管径为进气管的2倍以上。
一种管道防沉积设施，包括上述气封式排水管道流量调节装置、池体、进水管道、出水管道；所述池体的两侧侧壁的下部分别外接有进水管道和出水管道；所述气封式排水管道流量调节装置的箱体安装于池体内，箱体的前侧板与进水管道所在侧对应，箱体的后侧板与出水管道所在侧对应，箱体的底板与池体的底面连接，箱体的前侧板和挡板两侧的侧翼与池体的内壁密封连接；所述气封式排水管道流量调节装置的太阳能风机安装于池体外。
一种管道防倒灌设施，包括上述气封式排水管道流量调节装置、池体、进水管道、出水管道；所述池体的两侧侧壁的下部分别外接有进水管道和出水管道，，所述出水管道通至河道；所述气封式排水管道流量调节装置的箱体安装于池体内，箱体的前侧板与出水管道所在侧对应，箱体的后侧板与进水管道所在侧对应，箱体的底板与池体的底面连接，箱体的前侧板和挡板两侧的侧翼与池体的内壁密封连接；所述气封式排水管道流量调节装置的太阳能风机安装于池体外。
本发明采用太阳能风机往箱体上的进气管充气，在经水封的箱体内形成正压气封来断开前后管道的水力联系，并根据需要选择适当的操作模式，释放箱体内的气体来重新联通前后管道，从而实现管道流量调节控制。本发明既能用于排水管道实现管道防沉积，又能用于淹没式出流自排雨水系统末端实现管道防倒灌，并且运行费用低、操作管理方便、便于推广应用。本发明与常规管道流量调节技术方案相比有如下优点：（1）正压气封设计；（2）用于管道防沉积可增强冲洗效果，用于末端防倒灌可灵活调节水位；（3）结构简单，易维护；（4）太阳能供电，自动控制。
附图说明
图1为本发明气封式排水管道流量调节装置中的箱体的结构示意图。
图2为本发明气封式排水管道流量调节装置中的箱体的俯视图。
图3为本发明气封式排水管道流量调节装置中的箱体的侧视图。
图4为本发明气封式排水管道流量调节装置中的箱体的剖面图。
图5为管道防沉积设施的结构示意图。
图6为管道防倒灌设施的结构示意图。
图中部件标号如下：
1箱体
101前侧板
102挡板
103侧翼
104进水口
105出水口
106隔板
107检查孔
108进气管
109排气管
2太阳能风机
3池体
4进水管道
5出水管道。
具体实施方式
以下结合附图详细说明本发明的具体实施方式，使本领域的技术人员更清楚地理解如何实践本发明。尽管结合其优选的具体实施方案描述了本发明，但这些实施方案只是阐述，而不是限制本发明的范围。
参见图1至图4，气封式排水管道流量调节装置，包括箱体1和太阳能风机，太阳能风机未在图中示出。
所述箱体1呈长方体状，箱体1的前侧板101的上沿设有高出顶板的挡板102，所述挡板102与前侧板101齐平，并且宽度与前侧板101一致，挡板102和前侧板101的两侧边上均设有侧翼103，侧翼103用于与安装箱体1的池体3膨胀固定。
所述箱体1的前侧板101和后侧板的下沿上分别开设有矩形的进水口104和出水口105，进水口104和出水口105的尺寸根据上游管道过水断面确定，进水口104和出水口105的过水断面应与上游管道过水断面的面积相同。
所述箱体1的内部设有三块隔板106，所述隔板105与箱体1的前侧板101平行且等宽，并且隔板105的高度小于前侧板101、大于进水口104，三块隔板106在箱体1内沿前后方向均匀分布，其中，前侧隔板106和后侧隔板106的下沿与箱体1的底板固定连接，中间隔板106的上沿与箱体1的顶板固定连接。通过上下交替的三块隔板106将箱体1的内部在前后方向上分隔成四段过水空间，水流由三块隔板106引导上下折流流动。设计三块隔板106的具体尺寸时，假设上游管道管径为D，每块隔板106的高度为1.5D～2D，隔板106间的间距与进水口104的高度相同，前侧隔板106和后侧隔板106到箱体1顶板的距离与进水口104的高度相同，中间隔板106到箱体1底板的距离比进水口104的高度高5～10cm以保证气封。
所述箱体1的顶板上沿前后方向均布有两个带盖板的检查孔107，箱体1的顶板的前部边沿处设有自动启闭的进气管108和排气管109，其中，所述排气管109的管径为进气管108的2倍以上，便于气体的快速排出。
所述太阳能风机通过管路与箱体1上的进气管108连接。
当本装置用于管道防沉积时，参见图5，一种管道防沉积设施，包括本装置、池体3、进水管道4、出水管道5。所述池体3的两侧侧壁的下部分别外接有进水管道4和出水管道5；本装置的箱体1安装于池体3内，箱体1的前侧板101与进水管道4所在侧对应，箱体1的后侧板与出水管道5所在侧对应，箱体1的底板与池体3的底面连接，箱体1的前侧板101和挡板102两侧的侧翼103与池体3的内壁密封连接，密封通过设置止水橡胶实现；本装置的太阳能风机安装于池体3外。
在非降雨期间工作时，箱体1上的进气管108会开启，太阳能风机2开始工作，向箱体1内充气加压，主要是图4中的箱体1内A室。根据箱体1的大小选择太阳能风机2的功率，充气加压时间以20～30min或气泡刚溢出箱体1的进水口104为宜。加压结束后，由于箱体1内A室的正压及上游进水管道4的来水，箱体1前的水位逐渐升高；由于箱体1内A室和B室中间的隔板106的存在，下游出水管道5可正常排水，箱体1后的水位逐渐降低。当箱体1前后的水位差达到设定的限值0.8～1.2m时，箱体1内A室上方的排气管109开启， A室气体的释放将使箱体1前的管道存水以较快流速通过箱体1进入出水管道5，实现对上游管道沉积物的冲洗。当箱体1前后的水位相同时，箱体1上的排气管109关闭，进气管108开启，太阳能风机2开始工作，装置进入新一轮工作循环。降雨期间，箱体1上的进气管108和排气管109及太阳能风机2同时关闭，上游进水管道4的来水及时经过箱体1的进水口104和出水口105排向下游出水管道5，确保城市排水防汛安全。
当本装置用于管道防倒灌时，参见图6，一种管道防倒灌设施，包括本装置、池体3、进水管道4、出水管道5。所述池体3的两侧侧壁的下部分别外接有进水管道4和出水管道5，所述出水管道通至河道；本装置的箱体1安装于池体3内，箱体1的前侧板101与出水管道5所在侧对应，箱体1的后侧板与进水管道4所在侧对应，箱体1的底板与池体3的底面连接，箱体1的前侧板101和挡板102两侧的侧翼103与池体3的内壁密封连接，密封通过设置止水橡胶实现；本装置的太阳能风机安装于池体3外。
在非降雨期间工作时，箱体1上的进气管108会开启，太阳能风机2开始工作，向箱体1内充气加压，主要是箱体1内的A室处于加压状态。河道中，高于管道水位的河水由于本装置的气封作用而无法倒灌至管网内，发挥管道防倒灌作用。降雨期间，箱体1上的排气管109开启，箱体1上的进气管108和太阳能风机2同时关闭，上游进水管道4的来水及时排向河道，确保城市排水防汛安全。
应当指出，对于经充分说明的本发明来说，还可具有多种变换及改型的实施方案，并不局限于上述实施方式的具体实施例。上述实施例仅仅作为本发明的说明，而不是对本发明的限制。总之，本发明的保护范围应包括那些对于本领域普通技术人员来说显而易见的变换或替代以及改型。
Claims (9)
1.一种气封式排水管道流量调节装置，其特征在于，包括箱体和太阳能风机；所述箱体呈长方体状，箱体的前侧板的上沿设有高出顶板的挡板，所述挡板的宽度与箱体的前侧板一致，并且挡板和前侧板的两侧边上均设有侧翼；箱体的前侧板和后侧板的下沿上分别开设有矩形的进水口和出水口；箱体的内部设有三块隔板，所述隔板与箱体的前侧板平行且等宽，并且隔板的高度小于前侧板、大于进水口，三块隔板在箱体内沿前后方向均匀分布，前侧隔板和后侧隔板的下沿与箱体的底板固定连接，中间隔板的上沿与箱体的顶板固定连接；箱体的顶板上设有带盖板的检查孔，箱体顶板的前部设有自动启闭的进气管和排气管；所述太阳能风机通过管路与箱体上的进气管连接。
2.根据权利要求1所述的气封式排水管道流量调节装置，其特征在于，所述隔板的高度为上游管道管径的1.5～2倍。
3.根据权利要求1所述的气封式排水管道流量调节装置，其特征在于，前侧隔板和后侧隔板到箱体顶板的距离与进水口的高度相同，中间隔板到箱体底板的距离比进水口的高度高5～10cm。
4.根据权利要求1所述的气封式排水管道流量调节装置，其特征在于，相邻两块隔板间的间距与箱体上的进水口的高度相同。
5.根据权利要求1所述的气封式排水管道流量调节装置，其特征在于，所述检查孔的数量为两个，两个检测孔在箱体的顶板上沿前后方向均匀分布。
6.根据权利要求1所述的气封式排水管道流量调节装置，其特征在于，所述进气管和排气管设置于箱体顶板的前部边沿处。
7.根据权利要求1所述的气封式排水管道流量调节装置，其特征在于，所述排气管的管径为进气管的2倍以上。
8.一种管道防沉积设施，其特征在于，包括权利要求1～7任一项所述气封式排水管道流量调节装置、池体、进水管道、出水管道；所述池体的两侧侧壁的下部分别外接有进水管道和出水管道；所述气封式排水管道流量调节装置的箱体安装于池体内，箱体的前侧板与进水管道所在侧对应，箱体的后侧板与出水管道所在侧对应，箱体的底板与池体的底面连接，箱体的前侧板和挡板两侧的侧翼与池体的内壁密封连接；所述气封式排水管道流量调节装置的太阳能风机安装于池体外。
9.一种管道防倒灌设施，其特征在于，包括权利要求1～7任一项所述气封式排水管道流量调节装置、池体、进水管道、出水管道；所述池体的两侧侧壁的下部分别外接有进水管道和出水管道，所述出水管道通至河道；所述气封式排水管道流量调节装置的箱体安装于池体内，箱体的前侧板与出水管道所在侧对应，箱体的后侧板与进水管道所在侧对应，箱体的底板与池体的底面连接，箱体的前侧板和挡板两侧的侧翼与池体的内壁密封连接；所述气封式排水管道流量调节装置的太阳能风机安装于池体外。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200417 |