CN112921744B - 市政排水系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种市政排水系统，其包括排水管道和清淤机构，所述清淤机构包括固定于排水管道内腔顶部的收卷组件、受收卷组件收放的拉索、连于拉索的漂浮组件和连于漂浮组件的刮擦组件，所述刮擦组件可触达至排水管道的内腔底部。本申请具有有效缓解排水管道的淤堵情况，提高排水管道排水性能的效果。
Description
技术领域
本申请涉及市政建设的领域，尤其是涉及一种市政排水系统。
背景技术
城市排水主要通过市政排水管道完成，主要包括道路下的雨水、污水管道。雨水一般就近排入河流，污水排入污水处理厂。
雨水管道主要来源于地面排水、植被土层渗水等，水中包含了大量的漂浮物和颗粒物。污水管道的来源主要是生活污水和工业污水，工业污水一般出厂前会做污水处理，有些地区也会将生活污水归入雨水管道。该类类水中也将包含漂浮物和絮凝颗粒。而无论是雨水管道中颗粒物还是污水管道中的絮凝颗粒，都属于可沉淀物质。
针对上述中的相关技术，发明人认为无论是市政排水管道中包含了较多的可沉淀物质，而该类物质中的部分将会在排水过程中逐渐沉积于市政排水管道的内腔底部，形成淤泥，导致市政排水管道的排水能力下降。
发明内容
为了提高市政排水管道的抗淤堵能力，本申请提供一种市政排水系统。
本申请提供的一种市政排水系统采用如下的技术方案：
一种市政排水系统，包括排水管道和清淤机构，所述清淤机构包括固定于排水管道内腔顶部的收卷组件、受收卷组件收放的拉索、连于拉索的漂浮组件和连于漂浮组件的刮擦组件，所述刮擦组件可触达至排水管道的内腔底部。
通过采用上述技术方案，常态下，市政的排水管道一般保持一定的水位，可定期的通过收卷组件将刮擦组件放下并逐渐放松拉索，漂浮组件漂浮于水面并随水流方向漂流，带动刮擦组件沿水流方向进行刮擦，拉索到达最大距离之后可通过收卷组件收卷拉索将其回拉，从而使淤积在排水管道底部的淤泥被打散，重新混于水中随水流排出；从而可以定期或不定期的对管道内的淤泥进行清理，降低排水管道的淤堵情况，保持排水管道的排水通畅。
此外，在上述过程中，由于漂浮组件浮于水面或水中，具有不断上下浮动的特点，可以形成摇摆或震动的效果，强化对淤泥的打散效果。并且在遇到与排水管道的管壁黏连比较牢固的障碍物或刮擦至排水管道的管壁时，也可以通过浮动脱离障碍物和管壁表面，大幅减低对排水管道表面的损伤。
可选的，所述漂浮组件包括浮板和固定于浮板顶部的拉杆，所述拉索与拉杆连接，所述浮板的底部固定有挡流板。
通过采用上述技术方案，拉索的拉力直接作用于拉杆，使漂浮组件的上下位置始终保持一致，这样拉索无论是收卷还是保持自然放松，刮擦组件都可以处于下方保持刮擦位置，而挡流板则是强化漂浮组件的牵引作用力，可提高刮擦组件的刮擦效果和刮擦效率。
可选的，所述挡流板以两片为一组，且至少设有一组，同一组挡流板对称分布于浮板的中线的两侧且相对中线倾斜设置。
通过采用上述技术方案，同一组挡流板形成八字形结构，该结构一方面可以加强漂浮组件受水流推动的作用力，另一方面也可以对浮板起到纠偏作用，使浮板在漂浮过程中的朝向基本保持一致。
可选的，所述排水管道的内侧壁连接有多根阻挡于拉杆沿水流的漂移路径的挡杆，所述挡杆包括固定于排水管道内壁的杆座和铰接于杆座的杆部；所述杆座与杆部之间设有迫使杆部复位至阻挡拉杆的位置的扭簧，所述杆座设有阻止杆部由下游向上游翻转的第一阻挡部。
通过采用上述技术方案，在收卷组件对漂浮组件和刮擦组件的进行回拉的过程中，受挡杆的阻挡，漂浮组件和刮擦组件将被拉至挡杆上方，并直接在挡杆上方移动或上拉下落往复动作，直至收卷成初始状态。该初始状态为悬置于排水管道顶部的位置。这种过程可以有效避免或降低因刮擦组件回推而导致淤泥被回推，也减少了回推过程中因阻挡而加快了水中颗粒物沉降的问题；而当漂浮组件随水漂流的过程中，挡杆也可产生翻转避让。
可选的，所述排水管道两侧内壁上的挡杆交错分布。
通过采用上述技术方案，挡杆在阻挡杆部时，一方面挡杆将产生偏转，另一方面受挡杆的反作用力，杆部也将偏转并带动漂浮组件和刮擦组件偏转，在多根交错的挡杆作用下，刮擦组件将产生摇摆，以在沿排水管道的周向方向上产生刮擦，从而加强清淤效果。
可选的，所述浮板包括的基板和翻板，所述基板设有阻止翻板上翻的第二阻挡部，拉杆固定于基板靠近翻板边缘的板面，拉杆的底端凸出并以凸出部分的侧面与基板的端面贴合，翻板靠近基板的一端设有供拉杆的凸出部分嵌接的避让槽，拉杆远离基板的侧壁为平面，翻板可翻折至板面与拉杆的平面侧壁平齐。
通过采用上述技术方案，翻板可翻折，也可受浮力展开与基板形成漂浮状态，在需要拉回漂浮组件而对拉索进行收卷时，可通过自然翻转翻板来降低拉动过程中与挡杆产生的干涉，使回拉更加顺畅。
可选的，所述刮擦组件包括铰接座、悬臂和刮板，铰接座固定于基板的底部，悬臂铰接于铰接座，刮板固定于悬臂远离基板的一端，所述刮板包括边框和嵌于边框内的网板，悬臂固定于边框，翻板可翻折至板面与拉杆的平面侧壁平齐时，翻板的板面抵接于铰接座。
通过采用上述技术方案，悬臂可根据水位的高低自然形成合适的倾斜角度，从而使刮板在不超过悬臂最大长度的任意水位范围内都可以触达至排水管道的内腔底部，并且因悬臂的可翻转特性，在刮擦的过程中若遇到顽固障碍或刮擦至排水管道表面时，可形成轻柔的翻转避让的效果；在此基础上，铰接座也可以作为翻板的阻挡结构，使翻板的最大翻折位置刚好与拉杆的平面平齐，使回拉更加顺畅。
可选的，所述排水管道于刮擦组件的刮擦路径范围内或刮擦组件刮擦路径的末端设有排泥管，排泥管连通于排水管道的底部，排泥管内设有截止阀，所述排泥管的末端连接有储泥箱，储泥箱的上方设有淤泥处理站，淤泥处理站与储泥箱之间设有用于将储泥箱的淤泥提升至淤泥处理站的提升机。
通过采用上述技术方案，刮擦组件在刮擦的过程中，部分淤泥被打散重新混于水中，部分受刮擦组件推送聚集，后进入排泥管，当淤泥积蓄到一定量后，可打开截止阀使淤泥进入储泥箱，淤泥将经由提升机将淤泥提升至淤泥处理站进行集中处理，以此可以有效的缓解排水管道的淤堵情况。
可选的，所述排水管道具有始端和末端存在高度落差的势能区段，所述排水管道于势能区段的始端的侧壁设有分流支管，所述分流支管的末端连接有涡流渠，涡流渠的出口连通有回流管，所述回流管与排水管道于势能区段的末端连通，所述涡流渠内设有涡轮发电机。
通过采用上述技术方案，支流在侧面分流，对整体流体的影响较小，且管道侧壁淤积物、悬浊物相对底部较少，可保证涡轮发电机顺畅发电，涡轮发电机发的电可供收卷组件、截止阀、提升机等的供电所需，甚至有必要的情况下还可以供给外接用电所需，降低城市用电压力。
可选的，所述涡流渠内设有上腔、下腔和通口，通口将上腔和下腔连通，所述涡轮发电机的涡轮嵌设于通口内，所述上腔的内壁绕通口的中心呈连续弧面，所述分流支管的出口朝向上腔的内壁，所述分流支管的其中一侧内壁与上腔的内壁相切。
通过采用上述技术方案，在水由分流支管进入上腔之后，将受上腔环形内壁的引导和水本身的惯性环绕通口中心产生旋涡并进入通口，从而可以加强水流对涡轮的带动效果，加强发电效果。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.可定期的通过收卷组件将刮擦组件放下并逐渐放松拉索，漂浮组件漂浮于水面并随水流方向漂流，带动刮擦组件沿水流方向进行刮擦，从而使淤积在排水管道底部的淤泥被打散，重新混于水中随水流排出，有效缓解排水管道的淤堵情况，提高排水管道的排水性能。
2.通过浮动和悬臂翻转的特性，降低对管壁的损伤；
3.设储泥和排泥结构，使淤泥可集中处理并排出，充分缓解排水管道的排泥压力。
附图说明
图1是本实施例的市政排水系统的整体结构图。
图2是本实施例的图1在A处的放大图。
图3是本实施例的漂浮组件和刮擦组件的结构图。
图4是本实施例的漂浮组件翻折后的结构图。
图5是本实施例的排泥管及相应的淤泥处理结构的结构示意图。
图6是本实施例的分流支管及相应的发电结构的结构示意图。
附图标记说明：1、排水管道；11、平流区段；12、势能区段；13、挡杆；131、杆座；132、杆部；133、扭簧；134、第一阻挡部；
2、收卷组件；21、初始板；
3、拉索；
41、浮板；411、基板；412、翻板；413、第二阻挡部；414、避让槽；42、拉杆；43、挡流板；
51、铰接座；52、悬臂；53、刮板；531、边框；532、网板；54、第三阻挡部；
6、排泥管；61、截止阀；
7、储泥箱；71、第一隔板；72、储泥腔；73、分离腔；74、第一滤网；75、淤泥处理站；76、提升机；77、弯管；
8、分流支管；81、第二滤网；82、涡流渠；821、上腔；822、下腔；823、通口；83、回流管；
9、涡轮发电机；91、涡轮；
10、清淤机构。
具体实施方式
以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种市政排水系统，参照图1，市政排水系统包括包括排水管道1和清淤机构，排水管道1包括平流区段11和势能区段12，其中势能区段12的始端和末端存在高度落差。清淤机构位于排水管道1的平流区段11并对平流区段11的淤泥进行清扫。
参照图1和图2，清淤机构包括固定于排水管道1内腔顶部的收卷组件2、受收卷组件2收放的拉索3、连于拉索3的漂浮组件和连于漂浮组件的刮擦组件，刮擦组件可触达至排水管道1的内腔底部。其中收卷组件2为带有防水外壳的卷扬机，拉索3连于卷扬机的收卷部位，拉索3的材质为高强轻质纤维，密度在0.9g/cm³- 1.1g/cm³之间，本实施例以水面漂浮救生绳为例。收卷组件2的下侧设有固定于排水管道1管壁的初始板21，漂浮组件初始状态时被拉索3悬吊并抵靠于初始板21。
参照图2和图3，漂浮组件包括浮板41和拉杆42，拉索3固定于拉杆42顶部，拉杆42固定于浮板41顶部。
参照图3和图4，浮板41包括的基板411和翻板412，基板411与翻板412通过合页连接，合页位于基板411和翻板412的底部，因此，基板411的端面形成阻止翻板412在翻至与基板411平齐时继续上翻的第二阻挡部413。翻板412靠近基板411的一端设有贯穿翻板412板面的避让槽414,拉杆42固定于基板411靠近翻板412边缘的板面，拉杆42的底端凸出并以凸出部分的侧面与基板411的端面贴合，当翻板412的板面与基板411的板面平齐时，拉杆42的凸出部分嵌入避让槽414。拉杆42远离基板411的侧壁为平面，当翻板412翻折至与基板411成垂直状态时，翻板412的板面与拉杆42的平面侧壁平齐。
基板411的底部固定有多片挡流板43，挡流板43以两片为一组，且至少设有一组，本实施例为两组且沿浮板41的长度方向排布，同一组挡流板43对称分布于浮板41的中线的两侧且相对中线倾斜设置。挡流板43可加强浮板41受水流的冲击的作用力。
刮擦组件包括铰接座51、悬臂52和刮板53，铰接座51固定于基板411的底部,铰接座51可作为翻板412的阻挡结构，当翻板412从与基板411共面翻折至与基板411成垂直状态时，翻板412的板面抵触于铰接座51，并无法再继续翻转。悬臂52铰接于铰接座51，铰接座51远离翻板412的一侧固定有第三阻挡部54，当悬臂52垂直于基板411时，悬臂52与第三阻挡部54抵触，第三阻挡部54阻止悬臂52的自由端继续向远离翻板412的方向翻转。刮板53固定于悬臂52远离基板411的一端，本实施例中刮板53与悬臂52的夹角为90°且刮板53偏向于悬臂52远离翻板412的一侧为例，刮板53包括边框531和嵌于边框531内的网板532，悬臂52固定于边框531。
参照图1和图2，排水管道1于平流区段11的内侧壁有多根沿管道长度方向排布的挡杆13，排水管道1两侧内壁上的挡杆13交错分布，沿排水管道1长度方向相邻的两根挡杆13之间的间距小于拉杆42的最大长度与翻板412的最大长度之和，翻板412的最大长度以靠近和远离基板411的两端的最短距离计算。如此使漂浮组件在挡杆13上方拖动的时候不会掉落至相邻挡杆13之间的间隙。
挡杆13包括固定于排水管道1内壁的杆座131和铰接于杆座131的杆部132，杆部132的端部越过排水管道1的竖直中心面，且杆部132的长度和相邻杆部132的间距需按合适的比例调整，该比例需保证在杆部132翻转过程中不会碰到相邻杆部132和对侧交错的杆部132。杆座131与杆部132之间连接有扭簧133，杆座131于杆部132的上游一侧设有第一阻挡部134。拉杆42随浮板41漂流的过程中，将接触挡杆13，并受挡杆13阻挡产生偏移和偏转，使刮板53产生摇摆；相应的挡杆13也将受压翻转，并在拉杆42越过之后复位至垂直于排水管道1中轴线的状态，该状态下，挡杆13抵触于第一阻挡部134，第一阻挡部134阻止挡杆13继续向上游翻转。
参照图5，排水管道1于平流区段11的底部连接有排泥管6，排泥管6内设有截止阀61，截止阀61与排泥管6于排水管道1的开口之间形成暂存空间，清淤机构对排水管道1的淤泥进行清扫并使淤泥落入排泥管6的暂存空间或重新混入水流。排泥管6于排水管道1内的开口可位于清淤机构的清扫范围内，并在该范围内设置多根排泥管6，也可位于清扫范围的末端，本实施例中以一根位于清扫范围的末端排泥管6为例。
排泥管6的末端连接有储泥箱7，储泥箱7内设有将储泥箱7的内腔分隔为储泥腔72和分离腔73的第一隔板71，第一隔板71的顶部固定有连通储泥腔72和分离腔73的第一滤网74，含水的淤泥进入储泥腔72后，淤泥将在储泥腔72沉淀，过多的水将从第一滤网74进入分离腔73。
对于淤泥部分，储泥箱7的上方设有淤泥处理站75，淤泥处理站75一般安置于地面，淤泥处理站75与储泥箱7之间设有用于将储泥箱7的淤泥提升至淤泥处理站75的提升机76。本实施例中的提升机76为垂直提升机76。淤泥处理站75可对淤泥做集中处理。对于水的部分，分离腔73的侧壁的上部连通有开口向下的弯管77，一方面阻止外界的土层进入储泥箱7，另一方面可以把过多的水排到外界的土层。
参照图1和图6，排水管道1于势能区段12的始端的侧壁设有分流支管8，分流支管8于排水管道1的开口位于排水管道1的侧壁中部且开口处设有第二滤网81，以降低进入分流支管8的颗粒物含量。若在排水管道1设计时为考虑爆发性洪涝而将管径设计比较大且水位常年较低时，可将分流支管8的入口设在排水管道1侧壁的中部以下位置。分流支管8的末端连接有涡流渠82，涡流渠82的出口连通有回流管83，回流管83与排水管道1于势能区段12的末端连通。涡流渠82内设有涡轮发电机9。
参照图6，涡流渠82内设有上腔821、下腔822和通口823，通口823将上腔821和下腔822连通，其中下腔822未在图中示出，以下腔822所在的位置做标记示意。上腔821的内壁绕通口823的中心呈连续弧面，分流支管8的出口朝向上腔821的内壁，分流支管8的其中一侧内壁与上腔821的内壁相切，如此使水由分流支管8进入上腔821之后，将受上腔821环形内壁引导和水本身的惯性环绕通口823中心产生旋涡并进入通口823。通孔823内设有涡轮91，通口823的下方或上方设有与涡轮91相连的涡轮发电机9，本实施例以涡轮91位于涡流渠82下方为例。涡轮发电机9电连接有蓄电池，以储存电量，蓄电池埋于地下时，也设防水外壳并做防水处理。蓄电池可为卷扬机和截止阀61供电。
本申请实施例一种市政排水系统的实施原理为：
市政的排水管道1在排水水位达到分流支管8的入口及以上时，部分水将进入分流支管8并持续带动涡轮发电机9发电，蓄电池持续储存电量。
收卷组件2、截止阀61可采用定时控制器或远程控制，本实施例以定时控制器为例。将收卷组件2设为每个月执行一组动作，每组动作执行三次放卷和收卷，放卷时，刮板53随悬臂52自然下垂并最先触达排水管道1的内腔底部。之后浮板41下放至水面，悬臂52因受第三阻挡部54阻挡，只能向上游翻转，之后浮板41受水流带动漂移，并带动刮板53刮擦排水管道1底部的淤泥，使淤泥重新混入水中或被清扫至排泥管6。
拉索2放至最大长度后，收卷组件2收卷拉索3，由于受挡杆13阻挡，翻板412翻转至垂直于基板411，拉杆42和翻板412被拖动至阻挡杆13顶部，并沿阻挡杆13铺陈的上方区域被拉至初始位置，此时翻板412板面与初始板21抵接，以保证浮板41的头尾方向始终不变，之后再下放。
收卷组件2重复三次清扫后，截止阀61开放30秒，使排泥管6中的淤泥进入储泥箱7，之后由提升机76将储泥箱7中的淤泥提升至淤泥处理站75进行集中处理。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种市政排水系统，其特征在于：包括排水管道(1)和清淤机构，所述清淤机构包括固定于排水管道(1)内腔顶部的收卷组件(2)、受收卷组件(2)收放的拉索(3)、连于拉索(3)的漂浮组件和连于漂浮组件的刮擦组件，所述刮擦组件可触达至排水管道(1)的内腔底部；所述排水管道(1)具有始端和末端存在高度落差的势能区段(12)，所述排水管道(1)于势能区段(12)的始端的侧壁设有分流支管(8)，所述分流支管(8)的末端连接有涡流渠(82)，涡流渠(82)的出口连通有回流管(83)，所述回流管(83)与排水管道(1)于势能区段(12)的末端连通，所述涡流渠(82)设有涡轮发电机(9)。
2.根据权利要求1所述的市政排水系统，其特征在于：所述漂浮组件包括浮板(41)和固定于浮板(41)顶部的拉杆(42)，所述拉索(3)与拉杆(42)连接，所述浮板(41)的底部固定有挡流板(43)。
3.根据权利要求2所述的市政排水系统，其特征在于：所述挡流板(43)以两片为一组，且至少设有一组，同一组挡流板(43)对称分布于浮板(41)的中线的两侧且相对中线倾斜设置。
4.根据权利要求2所述的市政排水系统，其特征在于：所述排水管道(1)的内侧壁连接有多根阻挡于拉杆(42)沿水流的漂移路径的挡杆(13)，所述挡杆(13)包括固定于排水管道(1)内壁的杆座(131)和铰接于杆座(131)的杆部(132)；所述杆座(131)与杆部(132)之间设有迫使杆部(132)复位至阻挡拉杆(42)的位置的扭簧（133），所述杆座(131)设有阻止杆部(132)由下游向上游翻转的第一阻挡部（134）。
5.根据权利要求4所述的市政排水系统，其特征在于：所述排水管道(1)两侧内壁上的挡杆(13)交错分布。
6.根据权利要求4所述的市政排水系统，其特征在于：所述浮板(41)包括的基板(411)和翻板(412)，所述基板(411)设有阻止翻板(412)上翻的第二阻挡部(413)，拉杆(42)固定于基板(411)靠近翻板(412)边缘的板面，拉杆(42)的底端凸出并以凸出部分的侧面与基板(411)的端面贴合，翻板(412)靠近基板(411)的一端设有供拉杆(42)的凸出部分嵌接的避让槽(414)，拉杆(42)远离基板(411)的侧壁为平面，翻板(412)可翻折至板面与拉杆(42)的平面侧壁平齐。
7.根据权利要求6所述的市政排水系统，其特征在于：所述刮擦组件包括铰接座(51)、悬臂(52)和刮板(53)，铰接座(51)固定于基板(411)的底部，悬臂(52)铰接于铰接座(51)，刮板(53)固定于悬臂(52)远离基板(411)的一端，所述刮板(53)包括边框(531)和嵌于边框(531)内的网板(532)，悬臂(52)固定于边框(531)，翻板(412)可翻折至板面与拉杆(42)的平面侧壁平齐时，翻板(412)的板面抵接于铰接座(51)。
8.根据权利要求1所述的市政排水系统，其特征在于：所述排水管道(1)于刮擦组件的刮擦路径范围内或刮擦组件刮擦路径的末端设有排泥管(6)，排泥管(6)连通于排水管道(1)的底部，排泥管(6)内设有截止阀(61)，所述排泥管(6)的末端连接有储泥箱(7)，储泥箱(7)的上方设有淤泥处理站（75），淤泥处理站（75）与储泥箱(7)之间设有用于将储泥箱(7)的淤泥提升至淤泥处理站（75）的提升机(76)。
9.根据权利要求1所述的市政排水系统，其特征在于：所述涡流渠(82)内设有上腔(821)、下腔(822)和通口(823)，通口(823)将上腔(821)和下腔(822)连通，所述涡轮发电机(9)的涡轮(91)嵌设于通口(823)内，所述上腔(821)的内壁绕通口(823)的中心呈连续弧面，所述分流支管(8)的出口朝向上腔(821)的内壁，所述分流支管(8)的其中一侧内壁与上腔(821)的内壁相切。
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