CN111536277B - 一种排水止回系统及排水止回方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种排水止回系统及排水止回方法，属于建筑给水排水技术领域，解决了现有重力排水系统应用在地下室排水，无法防止发生倒灌的问题。排水止回系统包括止回阀和止回阀外管；止回阀设于止回阀外管内，将止回阀外管分隔成上游空腔和下游空腔，止回阀能够在上游水流的冲击或外力控制下打开，使上游空腔与下游空腔连通，且止回阀能够在自身重力或外力控制下闭合，使上游空腔与下游空腔密闭分隔开。本发明能够应用于地下室排水，能够有效防止发生排水倒灌。

Description

一种排水止回系统及排水止回方法

技术领域

本发明涉及建筑给水排水技术领域，尤其涉及一种排水止回系统及排水止回方法。

背景技术

在《建筑给水排水设计标准》GB50015-2019中规定，建筑物室内地面低于室外地面时，应设置污水集水池、污水泵或成品污水提升装置。

对于设置污水集水池、污水泵的排水系统，集水池应具有一定体积，满足排水泵至少5min的出水量，还应满足水泵设置、水位控制器、格栅等安装、检查要求，并需在池底设置冲洗管以及配置超警戒水位报警装置。从以上设计要求中可以知道，采用集水池、污水泵的方式作为地下室排水必然占用巨大的空间，污水在池内处于静止状态，且停留时间较长，容易造成污物沉积，堵塞管路。在排水可靠性方面，现有重力排水系统如应用在地下室排水，其可靠性差，原因是即使地下室与室外检查井井底的高差可以满足排水重力自流至室外检查井，但如遇暴雨、室外管网下游堵塞等情况，室外检查井内雨污水的水位较高，存在顺地下室排水管线倒灌至室内的风险。因此，在现行的技术体系中，直接采用重力排水系统排除地下室污废水的方法并不被使用。

因此，急需提供一种能够应用于地下室的排水止回系统及排水止回方法。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种排水止回系统及排水止回方法，用以解决现有重力排水系统应用在地下室排水，无法防止发生倒灌的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一方面，提供一种排水止回系统，包括止回阀和止回阀外管；止回阀设于止回阀外管内，将止回阀外管分隔成上游空腔和下游空腔，止回阀能够在上游水流的冲击或外力控制下打开，使上游空腔与下游空腔连通，且止回阀能够在自身重力或外力控制下闭合，使上游空腔与下游空腔密闭分隔开。

进一步地，止回阀外管上安装有可拆卸外管盖。

进一步地，止回阀包括阀体和阀片，阀片与阀体转动连接。

进一步地，阀体与阀片通过转轴连接，或者，阀体与阀片通过圆环锁扣连接件连接。

进一步地，外管盖上设置有阀体安装口，阀体通过转动组件安装于阀体安装口，阀片与阀体组装后设置在止回阀外管内。

进一步地，阀片的重心位于阀片的中下部。

进一步地，阀片的迎水面和/或背水面设有三角形配重凸起。

进一步地，三角形配重凸起的纵向截面具有第一侧边和第二侧边，第一侧边和第二侧边的所成的角度为钝角，且第一侧边的长度大于第二侧边的长度。

进一步地，自然状态下，阀片在重力下下垂为关闭状态，阀片的对称中心线与竖直方向为10°-25°的倾角。

进一步地，自然状态下，第一侧边与竖直平面的夹角为0°-2°，第二侧边与水平面夹角为30°-45°。

进一步地，阀片设置为上轻下重的水滴形结构。

进一步地，阀片的迎水面和/或背水面为凹形曲面。

进一步地，阀片由多个阀片分段转动连接而成。

进一步地，相邻两个阀片通过转轴连接，两个阀片分段的接口面与阀片的中心线的夹角为45°。

进一步地，阀片为纵向对开型阀片，阀片包括左阀片、右阀片和中间转轴，左阀片、右阀片能够绕中间转轴转动，实现止回阀的打开和闭合。

进一步地，左阀片、右阀片下部周边的曲面弧度大于上部周边的曲面弧度。

进一步地，止回阀为电动止回阀，止回阀还设有电机，阀片的开启和闭合通过电机控制。

进一步地，阀片的上端固设有手动连杆，手动连杆用于带动阀片转动。

进一步地，上游空腔的腔体管壁包括前段和后段，前段与后段变径连接，后段的管径大于前段的管径且后段的管径等于下游空腔管径。

进一步地，还包括潜污泵，潜污泵及配套电机设于止回阀外管上方的阀井内，吸水口置于阀体内。

进一步地，阀体与阀片之间通过密封垫片密封。

另一方面，还提供一种排水止回方法，基于上述的排水止回系统，包括如下步骤：

步骤一：将止回阀外管接入上游管道，将止回阀安装在止回阀外管中；

步骤二：安装监测组件，将监测组件与控制系统连接；

步骤三：启动监测组件、控制系统，排水止回系统进行排水和排水监控。

与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果之一：

a)本发明提供的排水止回系统，通过在地下室排水管上设置止回阀使地下室能设置重力排水系统，能够有效防止倒灌。

b)本发明提供的排水止回系统，通过设置小型排水泵，以保证下游发生雍水时，户内可以继续排水，使部分住宅、别墅等地下室非消防排水需求的情况下，不需设置土建的集水坑及配套潜污泵，有效降低地下室排水的土建要求和日常运行维护的专业性需求。

c)本发明提供的排水止回系统，通过单止回阀上游设置排水泵的系统，在排水泵出口单独接驳压力排水管接至室外检查井；或者，不单独设置压力排水管，压力排水泵出水口超越止回阀，在同一排水管的下游直接排出系统前的器具排水，系统的工作稳定性好。

d)本发明提供的排水止回方法，相比传统的土建集水坑，不需要进行局部加筋、泵坑避让房屋结构基础等设计、施工上的处理，土建成本可降低80％；机电设备初投资可降低60％以上，且施工期安装便捷，可有效缩短50％以上的工期；在日常运行维护中，本发明止回系统不需要专业的物业持证人员定期打开泵坑上的检修盖进行检修，因此，可随项目使用的周期增长，大幅度降低长期的运行维护人员、设备费用支出。且一旦故障时，相比传统集水坑方式，该方法的设备检修代价较小，不需要长时间停止系统的上游排水。较传统土建泵坑内通过贴墙轨道拉起潜污泵，维修更换的操作，可缩短50％以上的时间。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明实施例1的止回阀阀体的结构示意图；

图2为本发明实施例1的具有三角形配重凸起的止回阀阀片的结构示意图；

图3为本发明实施例1的止回阀阀片与阀体之间的密封垫片的结构示意图；

图4为本发明实施例1的具有三角形配重凸起的止回阀的主视图；

图5为本发明实施例1的具有三角形配重凸起的止回阀的侧视图；

图6为本发明实施例1的具有三角形配重凸起的止回阀闭合和开启状态示意图；

图7为本发明实施例1的具有水滴形阀片的止回阀的侧视图；

图8为本发明实施例1的具有水滴形阀片的止回阀闭合和开启状态示意图；

图9为本发明实施例1的具有凹形阀片的止回阀的侧视图；

图10为本发明实施例1的具有凹形阀片的止回阀闭合和开启状态示意图；

图11为本发明实施例1的两级分段式止回阀的侧视图；

图12为本发明实施例1的两级分段式止回阀闭合和开启状态示意图；

图13为本发明实施例1的两级分段式止回阀在电机控制下的开启状态示意图；

图14为本发明实施例1的四级分段式止回阀的侧视图；

图15为本发明实施例1的四级分段式止回阀闭合和开启状态示意图；

图16为本发明实施例1的四级分段式止回阀在电机控制下的开启状态示意图；

图17为本发明实施例1的纵向对开型排水止回阀的主视图；

图18为本发明实施例1的纵向对开型排水止回阀的侧视图；

图19为本发明实施例1的纵向对开型排水止回阀闭合和开启状态示意图；

图20为本发明实施例1的纵向对开型排水止回阀在电机控制下的开启状态图；

图21为本发明实施例1的止回阀外管的结构示意图；

图22为本发明实施例1的止回阀外管盖的俯视图；

图23为本发明实施例1的止回阀外管盖以及配套密封件的结构示意图；

图24为本发明实施例1的止回阀井与止回阀外管的位置关系图；

图25为本发明实施例1的排水止回系统的结构示意图一；

图26为本发明实施例1的排水止回系统的结构示意图二；

图27为本发明实施例1的排水止回系统的结构示意图三；

图28为本发明实施例1的排水止回系统的结构示意图四；

图29为本发明实施例2的双止回排水系统的结构示意图；

图30为本发明实施例3的下游管道雍水报警双止回排水系统的结构示意图；

图31为本发明实施例3的下游管道雍水报警单止回排水系统的结构示意图；

图32为本发明实施例4的故障报警止回排水系统的结构示意图一；

图33为本发明实施例4的故障报警止回排水系统的结构示意图二。

附图标记：

101、止回阀；101a、第一止回阀；101b、第二止回阀；1、阀体；2、阀片；2-1、第一侧边；2-2、第二侧边；2-3、中间转轴；2-4、主驱动阀片；3、密封垫片；4、手动连杆；5、止回阀外管；6、外管盖；6-1、潜污泵安装口；6-2、压力排水口；6-3、观察窗；6-4、第一传感器安装口；6-5、第二传感器安装口；6-6、阀体安装口；7、井壁；8、盖板；9、潜污泵；10、控制系统；11、排污管；12、第一传感器；13、第二传感器；14、第一接触式传感器；15、第二接触式传感器；16、第一信号发射器；17、第一信号接收器；18、第二信号发射器；19、第二信号接收器。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

本发明的一个具体实施例，公开了一种排水止回系统，如图24至图28所示，包括止回阀101、止回阀外管5和外管盖6；其中，止回阀101设于止回阀外管5内，将止回阀外管5分隔成上游空腔和下游空腔，止回阀101能够在上游水流的冲击或外力控制下打开，使上游空腔与下游空腔连通，且止回阀101能够在自身重力或外力控制下闭合，使上游空腔与下游空腔密闭分隔开；外管盖6可拆卸的设置于止回阀外管5上，打开外管盖6进行检修或更换止回阀101。

本实施例中，如图1至图3所示，止回阀101包括阀体1和阀片2，阀片2与阀体1转动连接。如图21至23所示，外管盖6上设置有阀体安装口6-6，阀体1通过转动组件安装于阀体安装口6-6，止回阀101的阀片2与阀体1组装后设置在止回阀外管5内；下游壅水倒流时，阀体1的外圈顶住阀片保证密封性。

进一步地，阀体1与阀片2通过转轴连接，或者，阀体1与阀片2通过圆环锁扣连接件连接。

本实施例中，阀片2为一体结构或分段结构。若阀片为整体结构，将其重心设置在阀片2整体的1/2-整体的下部2/3处；若阀片为分段结构，阀片的1/2、下部1/4处设置转轴，使阀片2能够在不同工况下打开。当上游有卫生器具排水时，不同流量下，汇集的水流冲量将可直接作用于阀片重心或分段式阀片的部分阀片整体，这样有利于水流的冲量集中作用于形成势能，减少能量损失，开启或抬起阀片。

本实施例的一种止回阀，如图4至图6所示，阀片2的迎水面和/或背水面设置三角形配重凸起，形成同材质的配重，保证阀片2的重心位于阀片2中下部，三角形配重凸起对称设置于阀片2的两侧，止回阀101依靠自身重力作用自然下垂为常闭状态，阀片2平时常闭，贴合于止回阀101阀体1。

进一步地，三角形配重凸起的纵向截面具有第一侧边2-1和第二侧边2-2，第一侧边2-1和第二侧边2-2所成的角度为钝角，且第一侧边2-1的长度大于第二侧边2-2的长度，优选地，第一侧边2-1的长度等于第二长边2-2长度的1.3-1.6倍。

由于重力排水的排水管一般具有一定坡度，为保证在一定坡度的管段内使用该系统时的密闭效果，保证阀片2因重力自然下垂时密闭，阀片2的对称中心线与竖直方向为10°-25°倾角，优选15°倾角。进一步的，自然状态下，阀片2截面的第一侧边2-1与竖直平面的夹角为0°-2°，第二侧边2-2与水平面夹角为30°-45°。当有上游排水时，止回阀101受水流推动开启，水流重力自流至下游排出。当水流不足或终止时，阀片2利用自身重力复位关闭。

本实施例的一种止回阀，如图7至图8所示，阀片2设置为上轻下重的水滴形结构，此结构的阀片可较大配重，阀片与止回阀外管内壁紧密接触，流量较小时不开启，仅当流量较大时可冲开，由于阀片的下部重量大，密封性能好，防止污水回流的效果更好，还能够防止浊气、虫害通过阀片与止回阀外管内壁之间的空隙进入室内，大大提高了止回阀的密闭性。

本实施例的一种止回阀，如图9至图10所示，阀片2的迎水面和/或背水面为凹形曲面，能够降低冲击阀片时水流的无效损失，内凹曲面能够增大阀片2的受力面积。当水流冲击阀片2的迎水面时，凹形曲面能够增强冲开阀片的效果，便于开启；当发生污水倒流时，倒流水冲击阀片2的背水面，凹形曲面能够增强关闭阀片的效果，便于关闭。凹形曲面的结构设置能够显著提高止回阀的止回工作稳定性。

本实施例的一种止回阀，为横向多折型结构，止回阀的阀片2由多个阀片分段转动连接而成，至少包括两段阀片分段。

进一步地，阀片2为横向半开型阀片。如图11至图13所示，阀片2包括两个阀片分段，两个阀片分段通过转轴连接，阀片分段斜向上游一侧下切接缝，两阀片分段的接口面与阀片2的中心线的夹角为45°，其中，阀片的中心线位于阀片体内，且与自然闭合状态下阀片的表面平行。进一步地，两段阀片面积相等，或者，下部的阀片面积小于上部的阀片面积，且下部的阀片面积等于上部的阀片面积的1/2～4/5。

进一步地，阀片2为横向多折型阀片，如图14至图16所示，阀片2包括4个阀片分段，阀片分段斜向上游一侧下切接缝，相邻两阀片分段的接口面与阀片2的中心线的夹角为45°，相邻两阀片分段通过转轴连接，转轴的中心线与水流方向垂直，阀片分段连接转轴的端面为倾斜面，转轴设于阀片背水面一侧，阀片分段能够在水流冲击作用下绕其上端转轴向下游方向转动打开，并能够在阀片分段自身重力作用下复位。随着水流逐渐增大，止回阀阀片分段从最下逐段开启。当水流变小水位降低时，各阀片分段由下向上依次复位，由上向下相邻两阀片分段的接口面依次贴合，直至最下方相邻两阀片分段的接口面贴合，所有阀片分段全部复位，复位呈关闭状态。图15中的三幅图，从左至右分别为止回阀关闭状态示意图、流量较小时最下端阀片分段开启状态图、流量较大时多个阀片分段开启状态图。

考虑到当污水流量较大时，横向多折型结构的止回阀依次打开阀片分段无法满足快速排污，因此，为了更好地控制止回阀的打开和闭合状态，此结构的止回阀还设有电机，电机的输出轴通过连接件与阀片2的最上端的阀片分段连接，最上端的阀片分段为主驱动阀片2-4，通过电机驱动主驱动阀片2-4沿排污水流向摆动，通过主驱动阀片2-4带动下侧的阀片分段开启。当达到最高摆动位置时，阀片2的中心线与竖直方向的夹角为60°。当排水量小时，阀片分段在水流自然冲击下就能实现依次打开状态，就能满足排水需求；当排水量增大，多个阀片分段依次打开程度无法满足快速排污，启动电机，电机驱动主驱动阀片2-4沿排污水流方向摆动，从而带动下方的阀片分段向流水方向打开，图16示出了电机驱动主驱动阀片2-4沿排污水流向摆动完全开启状态示意图；当水流变小时，电机驱动阀片回摆，使阀片2打开角度变小，满足排水即可；或者，当水流变小时，直接将电机关闭，各阀片分段在自身重力下回摆复位，靠自身重力进行机械排水止回。

进一步地，为了提高密封性，相邻两阀片分段的接口面设置密封垫，当相邻两阀片分段的接口面依次贴合时，密封垫将接口面密封。

本实施例的一种止回阀，如图17至图20所示，阀片2为纵向对开型阀片，与水蝶阀构造类似，具体的，阀片包括左阀片、右阀片和中间转轴2-3，阀片2的中部设置中间转轴2-3，左阀片、右阀片能够绕中间转轴2-3转动，实现止回阀的打开和闭合。自然状态下，中间转轴2-3下垂，中间转轴2-3的轴线与竖直方向呈10°-25°夹角，优选15°夹角，左阀片和右阀片能够在污水冲击的作用下向顺水方向开启，当污水冲击作用力小于左阀片和右阀片复位的动力时，左阀片、右阀片复位，止回阀关闭，图19示出了止回阀关闭状态示意图和左阀片和右阀片开启状态图。其中，阀片中部设置的中间转轴2-3上设置限位部，用于限制左阀片、右阀片转动的角度，使左阀片、右阀片在自然状态下，与中间转轴2-3在同一平面，仅能够使左阀片、右阀片在污水冲击的作用下在原始位置向顺水方向开启，当左阀片、右阀片复位时，转动终止于限位部。

进一步地，阀片2的周边处设有配重结构，配重结构为凹形结构，阀片2的迎水面和/或背水面周边具有凹形曲面，且左阀片、右阀片下部周边的曲面弧度大于上部周边的曲面弧度，此结构设置有利于止回阀的开启或关闭。

考虑到当污水流量较大时，纵向对开型止回阀仅靠左、右阀片打开程度，无法满足快速排污，因此，为了更好地控制止回阀的打开和闭合状态，止回阀还设有电机，电机的输出轴通过连接件与阀片2的中间转轴2-3连接，通过电机驱动中间转轴2-3沿排污水流向摆动，当达到最高摆动位置时，中间转轴2-3与竖直方向的夹角为60°。当排水量小时，左、右阀片在水流自然冲击下的打开状态，就能满足排水需求；当排水量增大，仅靠左、右阀片打开程度无法满足快速排污，启动电机，电机驱动阀片中间转轴2-3沿排污水流方向摆动，从而带动左、右阀片向流水方向打开，图20示出了电机控制阀片中间转轴摆动角度60°的止回阀完全开启状态图；当水流变小时，电机关闭，阀片在自身重力下回摆复位。

本实施例中，阀片2的上端固设有手动连杆4，用于手动旋启时使用，转动手动连杆4，手动连杆4能够带动阀片2转动。

为了防止气体、虫害等通过阀外管体进入上游排水管，阀体1与阀片2之间通过密封垫片3密封，阀体1设有用于安装密封垫片3的凹槽，密封垫片3设置于阀体1的凹槽内。优选地，密封垫片3为橡胶密封圈。

本实施例中，止回阀外管5作为止回阀101及相关构件的承载体，止回阀101将止回阀外管5内的空间分隔为两个腔体，即止回阀101前的上游空腔和止回阀101后的下游空腔。止回阀外管5上安装有可拆卸外管盖6，检修更换止回阀101时打开。外管盖6靠近止回阀101转轴位置设置观察窗6-3，观察窗6-3位于下游空腔的上方，进一步地，观察窗6-3由透明材质制成，如塑料，观察窗6-3为圆形观察孔，直径为50mm，设置透明塑料的观察孔，便于观察止回阀101下游是否为有水状态。

为提高进入止回阀101前、后部分的流速，止回阀101上游空腔的腔体管壁变径设置，上游空腔的腔体管壁包括前段和后段，前段与后段变径连接，后段的管径大于前段的管径且后段的管径等于下游空腔管径。止回阀外管5的前段与排水管的流出口连接，也即止回阀外管5的前段接入排水干管，止回阀外管5的前段管径与接入的排水管的管径相同，前段管径尺寸计为D，后段管径等于止回阀外管5下游空腔管径，且不小于1.2D。为保障接入干管，变径位置在该外管上游接口纵向D尺寸后设置。

本实施例中，止回阀外管5的上方设置阀井井壁7及井盖，便于后期运维检修时打开。

本实施例中，在止回阀外管5上方的阀井内，设置潜污泵9及电机，外部连接水泵控制装置。潜污泵9设置于止回阀101上游位置，潜污泵9的吸水口置于止回阀外管5的上游空腔内，外设拦污口。潜污泵9的泵身及电机置于止回阀井的井室内。外管盖6上设置有潜污泵安装口6-1，潜污泵安装口6-1位于止回阀外管5的上游空腔上方，潜污泵9安装于潜污泵安装口6-1；当室外降雨可能雍水时，为保证排水安全，上游使用器具后排水至此系统时，通过观察止回阀101状态及观察窗6-3，判断系统下游是否为雍水状态，如确实已有雍水，由用户开启水泵控制装置，启动潜污泵9通过排污管11将污水排至系统下游的压力排水口6-2处，或通过单独敷设的管线直接排至下游。

本实施例的一个优选实施方式，阀片2及阀体1均采用金属材质制成，为了提高阀体1的密封性，阀体1上设置电磁线圈，阀体1内芯材质为软铁，线圈外部通电后对阀片2产生磁吸力。当第二传感器13的信号检测到下游雍水且水体有较大波动时，为避免止回阀101阀体1因波动和上游排水导致密封不严开启，将此时信号传输至控制器，控制器控制阀体1通电，阀体1吸住阀片2，从而保证密封性能。

本实施例的一个优选实施方式，阀体1及阀片2的相贴位置设置多个点状永磁吸铁石，提高密闭效果。需要注意的是，永磁吸铁石的数量及布置位置要保证吸力小于上游排水瞬时半管流对阀片2的冲力，否则难以保证平时水流顺利排出。

本实施例的一个优选实施方式，止回阀101为电动止回阀，阀片2的开启和闭合通过电机控制，具体的，通过在阀外管盖6上设置电机，电机的输出轴通过连接件与阀片2连接，通过电机驱动阀片2开启或关闭，控制器根据监测组件传输的液位信号，保持阀体1的常闭或常开状态。

本实施例中，排水止回系统还设有监测组件、控制系统10，监测组件与控制系统10通过导线或无线连接，监测组件用于监测止回阀外管5空腔内是否有水以及水位信息，并能够将止回阀外管5空腔内是否有水以及水位信息传送至控制系统10，控制系统10包括控制器和报警装置，控制器能够根据检测组件传送的信息控制污水泵启动或关闭，并控制报警装置进行报警。止回阀101的上游、潜污泵9的下游均设置监测组件，两个监测组件分别用于监测止回阀外管5上游空腔和下游空腔内是否有水以及水位信息。进一步地，监测组件为传感器，外管盖6上设置有监测组件安装口，监测组件安装口包括位于上游的第一传感器安装口6-4和位于下游的第二传感器安装口6-5。上游监测组件为第一传感器12，下游监测组件为第二传感器13，第一传感器12和第二传感器13均为光感传感器或压感传感器。

为了提高止回系统的使用寿命，阀体1、阀片2、手动连杆4采用经过防腐处理的铜、铸铁等金属，止回阀外管5、井壁盖板8、排水管等管道由PVC、HDPE等各类塑料等材质加工制作。

为保证阀片2上方手动连杆4自由活动时止回阀外管5盖位置不因满水外溢，外管盖6下设置密封垫圈。潜污泵9同理，拦污口和外管盖6之间安装密封垫圈后，将潜污泵9主体与拦污口连接。监测组件通过密封垫圈与监测组件安装口密封连接。

采用本实施例的排水止回系统的排水止回方法，包括如下步骤：

步骤一：将止回阀外管5接入上游管道，将止回阀101安装在止回阀外管5中；

步骤二：安装监测组件，将监测组件与控制系统10连接。在止回阀101的上游、潜污泵9的下游分别安装第一传感器12和第二传感器13，将第一传感器12和第二传感器13通过导线与控制器、报警装置连接。

步骤三：启动监测组件、控制系统10，排水止回系统进行排水和排水监控。排水过程中，第一传感器12、第二传感器13、控制器和报警装置的工作逻辑关系为：

(1)当第二传感器13监测下游有水时，报信号提示下游雍水，控制器仅做显示，不报警，不启动潜污泵9。

(2)当第一传感器12监测上游有水时，报信号提示上游排水，控制器仅做显示，不报警，不启动潜污泵9。

(3)当第二传感器13持续长时间报信号下游有水，且第一传感器12无信号，则表示下游雍水，上游无排水。此情况下，如第一传感器12监测到有信号变化，证明上游排水，启动潜污泵9排水。潜污泵9将器具排水通过排污管11加压排至系统下游的压力排水口6-2处，或通过单独敷设的管线直接排至下游排水管道。

(4)若第一传感器12持续长时间报信号上游有水排出，不需判断第二传感器13，直接报警提示可能有上游器具损坏等问题故障，不启动潜污泵9。

与现有技术相比，本实施例提供的排水止回系统，通过设置止回阀及相关构件将可能产生倒灌的地下室排水管内的下游雍水挡住，并通过增设小型潜污泵9，但不需设置土建集水坑的方式将地下室的器具排水等顺利排出。在此原理基础上，通过设置传感器、控制器及报警装置，实现下游雍水的报警和自动启泵，以及事故工况的报警。当仅设置止回阀等纯机械构件时，止回阀可用于洗手盆等器具排水防虫、防味、保证水封不被破坏等效果。当设置小型潜污泵9时，该排水止回系统可在地下室排水干管24上，最后一个排水器具的支管接入后，到出室内前的位置上设置，并通过人为控制水泵保证在器具排水后启泵。当增设传感器、控制器及报警装置时，可实现装置的自动控制和报警提示。采用本实施例的排水止回系统的排水止回方法，解决了因建筑基础条件限制而无法在地下室设置压力排水系统的问题；提供平时重力排水、雨洪条件下又需防倒灌时的地下室排水解决方案；提高排水系统在卫生器具后防鼠、防虫及减轻水气波动导致气体涌出水封破坏的问题。

实施例2

考虑到排水止回系统只设置一个止回阀101，一旦止回阀101出现故障，如止回阀101后端被异物堵塞，排水止回系统不能正常工作，且排水量大时进行维修困难大，排水止回系统的工作稳定性差。

基于上述问题，本发明的又一具体实施例，在实施例1公开的排水止回系统的基础上，公开了一种双止回排水系统，如图29所示，包括止回阀外管5和外管盖6，止回阀外管5内至少设置两个实施例1的止回阀101，止回阀101能够在上游水流的冲击或外力控制下打开，且止回阀101能够在自身重力或外力控制下闭合。其中，止回阀101为纯机械止回阀或电动止回阀，纯机械止回阀依靠排水冲击力、止回阀101自身重力作用实现开启和闭合；电动止回阀依靠控制电机实现开启和闭合。

进一步地，双止回排水系统设置两个纯机械止回阀101，两个止回阀101完全依靠排水冲击力、止回阀101自身重力作用实现开启和闭合。具体的，在止回阀外管5的单止回阀后增加一个止回阀，即在第一止回阀101a的下游设置第二止回阀101b。当操作人员从观察孔观测到第二止回阀101b发生拥堵不能正常开启后，手动控制第二止回阀101b开启，如拥堵持续，则手动开启上游的第一止回阀101a，设置双止回阀101能够保障排水管道的安全性，便于维修。

进一步地，双止回排水系统包括两个止回阀101，第一止回阀101a为电动止回阀，第二止回阀101b为纯机械止回阀；还包括潜污泵9、控制系统10和监测组件。其中，潜污泵9及配套电机设于止回阀外管5上方的阀井内，吸水口置于阀体1内。潜污泵9设于两止回阀101之间，监测组件采用液位传感器，液位传感器设置在止回阀101的下游，用于监测止回阀101下游水位；控制系统10用于接收监测组件传送的液位信息，并根据液位信息判断是否发生拥堵，进而控制潜污泵9的启动关闭、电动止回阀101的开启和闭合。

进一步地，液位传感器包括第一传感器12和第二传感器13，由上游至下游依次设置第一止回阀101a、第一传感器12、第二止回阀101b和第二传感器13。当第二传感器13检测到液位到达预设水平高度，而第一传感器12未达到预设液位信号，说明第二止回阀101b下游壅水，而上游暂无排水。此时若上游产生排水，应采用潜污泵排出。当第一传感器12检测到液位到达预设水平高度时，由第一传感器12发送信号给控制系统10，由控制系统10控制潜污泵9工作，将第二止回阀101b上游的污水排至第二止回阀101b下游，达到排水通畅的目的。若第一传感器12、第二传感器13均持续(5～10min)监测到信号，说明第二止回阀101b不能正常工作，也即纯机械止回阀101不能随排水回流而关闭、随排水正常流向而开启，此时控制系统10发出报警蜂鸣，并强制关闭第一止回阀101a。若有排水需求需值班工作人员手动关闭止回阀101b后手动控制控制系统10启动潜污泵9工作，并在用电安全时(停泵后)检修。

进一步地，双止回排水系统设置的两个止回阀101均为电动止回阀，第一止回阀101a和第二止回阀101b由控制系统10控制其开启和闭合，第一止回阀101a、第一传感器12、第二止回阀101b和第二传感器13由上游至下游依次设置。设置双电动止回阀101的排水系统的工作过程如下：

当下游雍水水位上升时，第二止回阀101b在控制系统10的作用下自动关闭，防止下游水倒灌。若第二止回阀101b因故障或异物卡住不能正常关闭时，第一止回阀101a受管内倒灌水冲击力影响自动关闭，控制系统10感应到第一止回阀101a关闭且第二止回阀101b开启时及时发出报警给值班室，等待维修人员前来维修。

当维修后第二止回阀101b能够正常启闭时，第二止回阀101b之前的管段受上游排水影响水位增高。当第一传感器12检测到水位达到起泵液位时限值后，将起泵信号传输给控制系统10，控制系统10控开启潜污泵9，排出两止回阀101之间腔内及止回阀101之前污水至第二止回阀101b的下游。

当腔内污水水位下降至正常水位(停泵水位)时，提升泵组受控制系统10控制关闭。

当下游雍水消失，第二传感器13检测不到水位时，第二止回阀101b自动开启，排水系统正常工作。

与现有技术相比，本实施例提供的双止回排水系统，通过设置控制系统10、双止回阀、双传感器，有利于防止排水系统中的倒流壅水现象，当管道中有堵塞时，可以利用提升潜污泵9的压力疏通排水管道，双止回阀的设计有利于阻止下游水流的倒流，提高系统的可靠性，防止水流出现向相反方向排水的现象。而控制系统10包括报警装置，可以有效起到报警作用，提醒工作人员检查是否有管路损坏及难疏通的拥堵发生，保证了系统的稳定性和安全性。

实施例3

由于现有排水止回阀产品功能较为单一，仅起到在管道内防止倒流作用，不具备下游壅水强排能力。本发明的又一具体实施例，公开了一种下游管道壅水报警止回排水系统，如图30至图31所示，该系统包括实施例1的止回阀101、止回阀外管5和外管盖6，止回阀101为纯机械止回阀或电动止回阀。其中，纯机械止回阀依靠排水冲击力、止回阀的自身重力作用实现开启和闭合；电动止回阀依靠控制电机实现开启和闭合。

本实施例中，止回阀外管5用于安装止回阀101、潜污泵9、传感器(液位计)等组件。止回阀外管5由防腐材质制成，如塑料、不锈钢等。止回阀外管5与上游排水管道连接处采用变径处理，并增大坡度，使水流速度增加，对止回阀外管5管底进行冲刷，防止污物沉积，并有助于推开第一止回阀101a，方便排水顺畅。

本实施例中，外管盖6与止回阀外管5共同组成排水止回系统的整体外壳。外管盖6位于止回阀外管5上方，安装时盖板8位置与周围地面齐平。

本实施例中，下游管道壅水报警止回排水系统还包括监测组件、控制系统10、潜污泵9。其中，监测组件用于监测止回阀的上下游水位，如液位传感器；控制系统10包括控制器、警报装置和电源控制器，警报装置和电源控制器集成设置于控制器内。控制器与传感器连接，能够接收传感器监测的上下游水位信号，分析上下游水位状态，根据上下游水位状态对潜污泵9、止回阀101、警报装置发出动作指令。电源控制器用于控制电源放电。

本实施例中，潜污泵9设置于止回阀101的上游，若设置两个止回阀101，则潜污泵9设置于两止回阀101之间，或者，每个止回阀101的上游均设置一个潜污泵9。在下游管道壅水时启动，将上游产生的排水强排入下游管道，或者直接排入后续检查井。

本实施例中，下游管道壅水报警止回排水系统设置两个传感器，包括第一传感器12和第二传感器13。其中，第一传感器12为压力或光电传感器，用于检测上游排水水位，能够将上游水位信号传输至控制器；第二传感器13，为压力或光电传感器，用于检测下游水位，能够将下游水位信号传输至控制器。

本实施例中，止回阀101的数量为一或多个，优选设置两个止回阀101。

本实施例的一个具体实施方式，下游管道壅水报警止回排水系统设置两个止回阀101和两个传感器。

两个止回阀101中，第一止回阀101a，无外接动力，依靠自身重力或弹簧、液压、气压等自动复位阻力装置控制止回阀的开启或闭合，或者，由外接动力装置，采用电动机、气压泵控制止回阀的开启或闭合，电动机、气压泵的启停受控制器控制；第二止回阀101b为手动控制，正常运行中始终处于开启状态，在系统发出下游壅水警报时可手动关闭，一方面可增强止回阀101系统防止倒流的能力，另一方面方便对检修。在其他系统组件，如第一止回阀101a、潜污泵9、压力传感器等组件需要检修时，可手动关闭第二止回阀101b，不需将整个排水系统停用，降低检修难度及对建筑排水系统的影响。

双传感器中，第一传感器12用于检测上游排水水位情况，第二传感器13用于检测下游排水水位情况，第一传感器12和第二传感器13能够将监测到的水位信息传输至控制器，控制器将两传感器水位数据汇总分析，判断是否发生下游壅水，进而对警报装置、潜污泵9、止回阀101动作控制。

本实施例中，采用双传感器对止回阀101系统上、下游水位进行监测，由控制器判断水位情况，并指导控制电动止回阀101、潜污泵9运行。按照第一止回阀101a的动力配置方式，本实施例的止回排水系统分为以下两种：

A)排水系统采用由自动复位装置控制的第一止回阀101a，第一止回阀无外接动力装置。自动复位装置采用弹簧、液压、气压等方式进行复位，由于弹簧、液压、气压等自动复位装置阻力固定，当上游压力大于下游压力时，止回阀101受力与管道设计水流方向一致，自动打开，可实现重力排水。其中，上游压力指止回阀101上游排水系统的水位压力，下游压力是指自动复位阻力装置压力与下游管道水位压力之和。当上游压力小于下游压力时，止回阀101受力与管道设计水流方向相反，自动关闭，水流停止，同时阻止下游排水回灌。控制器通过识别分析上下游水位情况，发现下游发生壅水情况时，启动潜污泵9，将止回阀101所截留的上游污水，通过潜污泵9管线超越第一止回阀101a，强排至下游排水管道或检查井。

B)排水系统采用外接动力控制的第一止回阀101a。控制器对止回阀101系统上下游水位识别、分析，进而控制第一止回阀101a、潜污泵9的开闭状态。在下游未发生壅水时，控制器发出指令，第一止回阀101a完全开启，上游排水以较小阻力排出。当下游发生壅水时，控制器指令第一止回阀101a完全关闭，防止管道倒流回灌，并启动潜污泵9将上游管道排水超越第一止回阀101a，强排至下游排水管道或检查井。

本实施例中，具有双止回阀101的下游管道壅水报警止回排水系统包括但不限定于以下三种结构：

第一种结构的止回排水系统包括固定阻力止回阀、手动止回阀、双传感器、潜污泵9、控制器以及止回阀外管5。此结构止回排水系统的结构简单，可靠性高，造价相对较低。但由于上游排水需克服止回阀101阻力装置，造成排水阻力相对较高，且由于需考虑排水阻力控制，固定阻力装置对止回阀101闭合力度较小，有被污水中固体物质卡住的可能。当下游壅水时，报警装置提示回灌风险，需人工关闭手动止回阀。

第二种结构的止回排水系统包括电动止回阀、手动止回阀、双传感器、潜污泵9、控制器以及止回阀外管5。此结构止回排水系统采用电动止回阀，由单独电机控制第一止回阀101a的开闭，电机驱动止回阀101的闭合力度大，不易被卡住，可靠性高。由于不单独设置固定阻力装置，上游排水可在无额外阻力的情况下通过止回阀101，排水更为顺畅，不易造成污物沉积。

第三种结构的止回排水系统包括固定阻力止回阀、手动止回阀、双传感器、报警装置以及止回阀外管5。此结构的排水止回系统为第一种结构的简化结构，不设置潜污泵9及控制器，结构更加简单，造价更低，能够在下游壅水风险时发出警报，提示需人工关闭手动止回阀。

第一种结构止回排水系统的排水止回方法为：

用户使用排水器具，产生污水、废水排放至排水系统管道支管。通过排水系统支管收集器具排水，并汇集至此支管最后一个排水器具与双止回阀101设备之间的管段。排水到达设备进水变径管位置，通过管道坡度作用增加水流速。同时水位上升触发第一止回阀101a前第一压力传感器，第一压力传感器产生信号并传送给控制系统10的控制器。若下游管道未发生壅水，则本设备内排水依靠重力流推开第一止回阀101a，经第二止回阀101b排入后续管段、检查井。若下游管道发生壅水，为避免第一止回阀101a上下游压力差过小，造成排水流速降低、污物沉积进而堵塞管道，控制器启动潜污泵9，对上游污水进行强排，强排过程中上游压力降低，有助于第一止回阀101a闭合，防止回灌。上游排水过后第一止回阀101a依靠重力、弹簧、液压、气压装置自动闭合。

第二种结构止回排水系统的排水止回方法为：

用户使用排水器具，产生污水、废水排放至排水系统管道支管。通过排水系统支管收集器具排水，并汇集至此支管最后一个排水器具与双止回阀101设备之间的管段。排水到达设备进水变径管位置，通过管道坡度作用增加水流速。同时水位上升触发第一止回阀101a前压力传感器，传感器产生信号并传送给控制盒内控制器。控制器收到第一传感器12水位/压力信号后，检测第二传感器13水位/压力状态，判断下游排水系统是否发生壅水。若下游无壅水，则保持第一止回阀101a开启状态，不启动潜污泵9，管道内排水依靠重力依次经过第一止回阀101a、第二止回阀101b，进入后续下游排水管道或室外排水系统检查井。若设备下游壅水，则第二传感器13所收集的水位/压力值大于第一传感器12，控制器发出信号启动电动机，关闭第一止回阀101a。并持续收集第一传感器12信号，当大于系统设定值时，启动潜污泵9将上游污水强排至下游管道或检查井，对于启动潜污泵9的第一传感器12压力值需根据设备所安装的排水系统单独设定，一方面保证上游排水器具排水顺畅，同时尽量减少潜污泵9启动次数。当控制器检测下游壅水情况缓解时，控制电机工作开启第一止回阀101a，上游排水继续依靠重力排出。若控制器检测第一止回阀101a电机故障，或做出闭合指令后止回阀101闭合不严，将发出管道回灌警报，提示需人工关闭手动止回阀101。

第三种结构止回排水系统的排水止回方法与第一种排水止回方法过程类似，在此不再赘述其工作过程。

与现有技术相比，本实施例提供的下游管道壅水报警止回排水系统，采用集成式一体化结构设置，具有以下优点：

(1)利用部分排水管道作为污水泵的集水槽，节省了传统方法所需建造集水池的空间及土建成本。

(2)产品采用工程塑料组装安装，外壳整体成型，不会因涂刷防水涂料等产生可能存在渗漏的点，无污水渗透污染风险。

(3)污水即冲即排，配合泵前管道变径及坡度，水流速度有保证，避免污物沉积堵塞，无需设置冲洗管线，降低使用安装成本。

(4)在两个止回阀处设置压力传感器，能够实现水泵自动化控制，下游无壅水情况时不启动水泵靠重力排出，下游壅水发生时排水启动水泵，保证用户正常排水。

实施例4

针对排水止回系统排出污水，止回阀101容易被杂质卡住，止回阀101不能够及时复位，并误报雍水，从而导致系统失效的情况。因此，本发明的又一具体实施例，公开了一种故障报警止回排水系统，在实施例1至3的止回排水系统基础上增设有用于监测止回阀101是否发生故障的故障监测器。如图32至图33所示，该故障报警止回排水系统包括止回阀101、止回阀外管5、外管盖6和故障监测器，止回阀101为纯机械止回阀或电动止回阀。故障报警止回排水系统还包括监测组件、控制系统10、潜污泵9，其中，监测组件用于监测止回阀外管5内的水位状态；控制系统10包括控制器、警报装置和电源控制器，警报装置和电源控制器集成设置于控制器内。控制器与监测组件和故障监测器连接，控制器能够接收监测组件监测到的水位信号以及故障监测器监测到的止回阀是否发生故障的信息，并能够判断出止回阀是否发生故障，根据止回阀是否发生故障信息对潜污泵9、止回阀101、警报装置发出动作指令。

本实施例中，潜污泵9设置于止回阀101的上游，若设置两个止回阀101，则潜污泵9设置于两止回阀101之间，或者，每个止回阀101的上游均设置一个潜污泵9。在下游管道壅水时启动，将上游产生的排水强排入下游管道，或者直接排入后续检查井。

本实施例中，监测组件包括两个传感器，第一传感器12和第二传感器13，第一传感器12设于第二传感器13的上游。其中，第一传感器12为压力或光电传感器，用于检测第一止回阀101a的上游排水水位，能够将上游水位信号传输至控制器；第二传感器13，为压力或光电传感器，用于检测第二止回阀101b的下游水位，能够将下游水位信号传输至控制器。

本实施例中，故障检测器包括但不限定于接触式传感器方式和信号传感方式，两种止回阀101故障监测方式具体为：

第一种故障监测器为接触式传感器，接触式传感器设于止回阀101阀片2上方的手动连杆4及手动连杆4所接触的阀体1构件上，也就是说，接触式传感器的第一部分安装于手动连杆4上，接触式传感器的第二安装部分安装在手动连杆4所接触的阀体1构件处，当止回阀101在关闭状态下，第一部分与第二部分接触贴合。当止回阀101在开启状态下，第一部分与第二部分分离。采用接触式传感器方式能够排除在止回阀片2上安装的传感器因污水中其他物质干扰导致误报的情况。

采用第一种故障监测器的排水系统的工作过程为：

当第一传感器12和第二传感器13监测无水，且接触式传感器显示有接触，接触式传感器向控制器发出有接触信号，止回阀101正常，控制器及报警装置不动作。

当第一传感器12和第二传感器13监测无水，且接触式传感器显示无接触，则止回阀101可能被污物卡住，接触式传感器向控制器发出无接触信号，控制器控制报警装置报警，工作人员手动打开止回阀101上方的盖板8手动清除污物。

第二种故障监测器为信号传感组件，信号传感组件包括信号发射器和信号接收器。信号发射器设置在止回阀101阀片2上方的手动连杆4上，信号接收器设置于止回阀外管5上方的阀井井壁7的对应位置上。当止回阀101为关闭状态时，信号发射器发出的信号，能够被信号接收器接收；当止回阀101开启一定角度(5°以上)，则发射器发出的信号产生偏移，则信号接收器无信号接入。

采用第二种故障监测器的排水系统的工作过程为：

当第一传感器12和第二传感器13监测无水，且信号接收器显示有信号接入，则止回阀101正常。

当第一传感器12和第二传感器13监测无水，且信号接收器显示无信号接入，则止回阀101可能被污物卡住发生故障。接收器将无信号接入的信号发送至控制器，控制器判断止回阀101发生故障，控制器控制警报装置报警，手动打开止回阀101上方的盖板8手动清除污物，使止回阀101恢复正常。

本实施例中，若系统设置一个止回阀101，则设置一个接触式传感器或一个信号传感器组件。若系统设置两个止回阀101，则相应的设置两个接触式传感器，第一止回阀101a设置第一接触式传感器14，第二止回阀101b设置第二接触式传感器15；或者，相应设置两组信号传感组件，第一止回阀101a设置第一信号发射器16和第一信号接收器17，第二止回阀101b设置第二信号发射器18和第二信号接收器19。

与现有技术相比，本实施例提供的故障报警止回排水系统，采用集成式一体化结构设置，通过在地下室排出管设置排水止回阀使污水能够重力自流至室外检查井并防止倒灌，以及设置小型排水泵，保证下游发生雍水时可以持续排水；通过设置止回阀故障监测器，解决了止回阀因容易被杂质卡住不能够及时复位，并误报雍水，从而导致系统失效的难题，提高了系统的可靠性，保证该系统不因污物卡住止回阀导致系统失效，大大提高了系统的工作安全可靠性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种排水止回系统，其特征在于，包括止回阀(101)、潜污泵(9)、故障监测器、监测组件、控制系统(10)和止回阀外管(5)；

止回阀(101)设于止回阀外管(5)内，将止回阀外管(5)分隔成上游空腔和下游空腔，止回阀(101)能够在上游水流的冲击或外力控制下打开，使上游空腔与下游空腔连通，且止回阀(101)能够在自身重力或外力控制下闭合，使上游空腔与下游空腔密闭分隔开；

监测组件包括第一传感器(12)和第二传感器(13)；第一传感器(12)设置在潜污泵(9)的上游，第二传感器(13)设置在止回阀(101)的下游；

控制系统(10)包括控制器和警报装置，控制器与监测组件和故障监测器连接，控制器用于接收监测组件监测到的上下游水位信号以及故障监测器监测到的止回阀(101)是否发生故障的信息，并能够判断出止回阀(101)是否发生故障，并根据止回阀(101)是否发生故障信息对止回阀(101)和警报装置发出动作指令；

排水止回系统在排水过程中，第一传感器(12)、第二传感器(13)、控制器和报警装置的工作逻辑关系为：

(1)当第二传感器(13)监测下游有水时，报信号提示下游壅水，控制器仅做显示，不报警，不启动潜污泵(9)；

(2)当第一传感器(12)监测上游有水时，报信号提示上游排水，控制器仅做显示，不报警，不启动潜污泵(9)；

(3)当第二传感器(13)持续长时间报信号下游有水，且第一传感器(12)无信号，则表示下游壅水，上游无排水；此情况下，如第一传感器(12)监测到有信号变化，证明上游排水，启动潜污泵(9)排水；

(4)若第一传感器(12)持续长时间报信号上游有水排出，不需判断第二传感器(13)，直接报警提示有上游器具损坏的问题故障，不启动潜污泵(9)。

2.根据权利要求1所述的排水止回系统，其特征在于，止回阀外管(5)上安装有可拆卸外管盖(6)。

3.根据权利要求1所述的排水止回系统，其特征在于，止回阀(101)包括阀体(1)和阀片(2)，阀片(2)与阀体(1)转动连接。

4.根据权利要求3所述的排水止回系统，其特征在于，阀体(1)与阀片(2)通过转轴连接，或者，阀体(1)与阀片(2)通过圆环锁扣连接件连接。

5.根据权利要求2所述的排水止回系统，其特征在于，外管盖(6)上设置有阀体安装口(6-6)，阀体(1)通过转动组件安装于阀体安装口(6-6)，阀片(2)与阀体(1)组装后设置在止回阀外管(5)内。

6.根据权利要求1所述的排水止回系统，其特征在于，阀片(2)的重心位于阀片(2)的中下部。

7.根据权利要求1至6任一项所述的排水止回系统，其特征在于，止回阀(101)为电动止回阀，止回阀(101)还设有电机，阀片(2)的开启和闭合通过电机控制。

8.根据权利要求1至6任一项所述的排水止回系统，其特征在于，阀片(2)的上端固设有手动连杆(4)，手动连杆(4)用于带动阀片(2)转动。

9.根据权利要求1至6任一项所述的排水止回系统，其特征在于，阀体(1)与阀片(2)之间通过密封垫片(3)密封。

10.一种排水止回方法，其特征在于，基于权利要求1至9任一项所述的排水止回系统，包括如下步骤：

步骤一：将止回阀外管(5)接入上游管道，将止回阀(101)安装在止回阀外管(5)中；

步骤二：安装监测组件，将监测组件与控制系统(10)连接；

步骤三：启动监测组件、控制系统(10)，排水止回系统进行排水和排水监控。

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