发明内容
鉴于上述的分析,本发明旨在提供一种智能雨水监控收集弃流装置及方法,用以解决现有雨水窖收集雨水前缺少过滤环节,导致收集的雨水水质差,并且雨水收集口完全敞开,卫生条件差,不利用雨水长期储存的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一方面,提供一种智能雨水监控收集弃流装置,包括:
箱体,箱体内具有第一空间和第二空间,第一空间的箱体侧壁上设有收集口和弃流口,收集口与雨水窖的进水口连接;
杂质沉积箱,设于第二空间内,杂质沉积箱具有进水口和出水口,进水口与地面的雨水收集口连接,出水口与第一空间连通;
电动开关,设置在收集口上,以控制收集口的打开和闭合状态;
检测仪,设于第一空间内,以备检测第一空间内的雨水浊度和液位高度;
控制器,与电动开关、检测仪电性连接;
供电组件,为电动开关、检测仪及控制器提供电能。
进一步地,第一空间和第二空间并排设置。
进一步地,供电组件包括太阳能板以及与太阳能板连接的储能件。
进一步地,第一空间的上方设有盖板,盖板上设有电器仓,控制器和储能件设于电器仓内,太阳能板通过支杆设于电器仓的上方。
进一步地,杂质沉积箱内可拆的设有过滤组件。
进一步地,过滤组件包括由上向下布置的第一过滤板、第二过滤板和第三过滤板;第一过滤板上均布有多个第一过滤孔,第二过滤板上均布有多个第二过滤孔和第三过滤板上均布有多个第三过滤孔。
进一步地,第一过滤孔、第二过滤孔、第三过滤孔的孔径依次减小。
进一步地,第一过滤板与第二过滤板之间具有第一纵向距离,第二过滤板与第三过滤板之间具有第二纵向距离,且第一纵向距离大于第二纵向距离。
进一步地,过滤组件包括框架以及设置在框架上的第一过滤板、第二过滤板和第三过滤板;其中,第一过滤板设置中心缺口,第二过滤板位于第一过滤板的一侧,第二过滤板在水平面的投影覆盖第一过滤板的中心缺口在水平面的投影;第三过滤板位于第一过滤板、第二过滤板任一者的下方。
进一步地,第一过滤板的中心缺口的面积等于第一过滤板面积的1/4-1/2;第二过滤板的面积大于第一过滤板的中心缺口的面积且小于第一过滤板的面积。
进一步地,第一过滤板、第二过滤板的数量均为多个,且在纵向上交替布置。
进一步地,电动开关包括电机、与电机输出轴连接的推杆以及与推杆连接的闸阀板,闸阀板与收集口插接,电机通过推杆驱动闸阀板实现收集口的打开与关闭。
进一步地,杂质沉积箱的顶壁设有箱盖,进水口设于箱盖上,出水口设于杂质沉积箱的侧壁;箱盖为筛板,进水口为均匀在箱盖上的多个筛孔。
进一步地,第一空间内设有挡水板,挡水板与箱体的箱体侧壁接触且将第一空间分隔为两个子空间,挡水板的高度低于第一空间的高度,第一子空间通过出水口与杂质沉积箱的内部连通,收集口和弃流口设置在第二子空间的箱体侧壁上。
进一步地,杂质沉积箱的出水口低于挡水板的顶端。
进一步地,挡水板朝向第一空间的第二子空间方向倾斜,挡水板与杂质沉积箱的外壁成V形结构,且挡水板的顶端低于第三过滤板。
进一步地,箱体的下方铺设有渗透层,渗透层的顶面与第一空间内的雨水接触。
另一方面,还提供一种雨水收集方法,利用上述的智能雨水监控收集弃流装置。
与现有技术相比,本发明至少可实现如下有益效果之一:
1、通过设置检测仪监测雨水浊度以及水位信息,能够自动、准确监测雨水参数,不仅能够减少人工监测,而且根据检测仪的检测参数确定弃流量以及收集符合要求水质的时机,科学有效,能够保证收集雨水的水质,全程实现自动化控制。
2、通过设置杂质沉积箱使雨水在进入雨水窖前通过一个缓冲空间,比重较大的杂质能够沉积在杂质沉积箱中,从而能够避免比重较大的杂质进入雨水窖,提升雨水收集质量。
3、杂质沉积箱采用可分离结构,能够便于定期取出清理。
4、在杂质沉积箱内拆卸设置过滤组件,且过滤组件采用多级过滤结构,确保雨水过滤效果,提升水质。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本说明书实施例中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的智能雨水监控收集弃流装置的箱体的结构示意图;
图2为图3中杂质沉积箱内设置过滤组件的箱体结构示意图;
图3为本发明的智能雨水监控收集弃流装置的结构示意图一;
图4为本发明的智能雨水监控收集弃流装置的结构示意图二;
图5为本发明的智能雨水监控收集弃流装置的杂质沉积箱的结构示意图;
图6为本发明的智能雨水监控收集弃流装置的过滤组件的结构示意图一;
图7为本发明的智能雨水监控收集弃流装置的过滤组件的结构示意图二;
图8为本发明设置过滤组件的杂质沉积箱的结构示意图;
图9为本发明的倾斜挡水板与杂质沉积箱的位置关系图。
附图标记:
1、箱体;2、收集口;3、弃流口;4、挡水板;5、杂质沉积箱;6、箱盖;7、过滤组件;7-1、第一过滤板;7-2第二过滤板;7-3、第三过滤板;7-4连接部;8、盖板;9、电器仓;10、支杆;11、雨量计;12、太阳能板;13、第一隔板;14、第二隔板;15、储能件;16、控制器;17、连接杆;18、推杆;19、闸阀板;20、检测仪;21、渗透层;22、横杆;23、避雷针;24、安装杆;25、出水口。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
为便于对本申请实施例的理解,下面将结合附图以具体实施例做进一步的解释说明,实施例并不构成对本申请实施例的限定。
本发明的一个具体实施例,公开了一种智能雨水监控收集弃流装置,如图1至图4所示,包括:
箱体1,箱体1内具有第一空间和第二空间,第一空间的箱体侧壁上设有收集口2和弃流口3,收集口2与雨水窖的进水口连接;
杂质沉积箱5,设于第二空间内,杂质沉积箱5具有进水口和出水口25,进水口与地面的雨水收集口连接,出水口25与第一空间连通,弃流口3用于排出降雨初期以及暴雨时多余的雨水;
电动开关,设置在收集口2上,以控制收集口2的打开和闭合状态,实现控制收集口2与雨水窖进水口的连通状态;
检测仪20,设于第一空间内,以备检测第一空间内的雨水浊度和液位高度,检测仪20包括浊度计和液位计;
控制器,与电动开关、检测仪20电性连接;
供电组件,为电动开关、检测仪20及控制器提供电能。
实施时,雨水进入雨水窖前先进入杂质沉积箱5,杂质沉积箱5作为雨水缓冲空间,比重较大的杂质能够沉积在杂质沉积箱中;浊度计监测第一空间内雨水中悬浮物含量值,液位计监测第一空间内雨水的水位信息,检测仪20将水中悬浮物含量值是否达标、雨水水位信息反馈给控制器16,控制器16根据设定参数判断启动电动开关打开收集雨水,收集端雨水浊度值不达标,雨水经弃流口3排出。当降雨停止后或雨窖收集满后,控制器16控制电动开关关闭,防止蚊虫及其他杂志进入水窖,有效防止非降雨时段蚊虫及杂物进入雨水窖污染水质。
与现有技术相比,本实施例的智能雨水监控收集弃流装置,结构简单,使用方便,可规范现有雨水窖雨水收集,具体通过设置杂质沉积箱5使雨水在进入雨水窖前通过一个缓冲空间,能够避免比重较大的杂质进入雨水窖,提升雨水收集质量;通过设置检测仪20监测雨水浊度以及水位信息,能够自动、准确监测雨水参数,不仅能够减少人工监测,而且根据检测仪的检测参数确定弃流量以及收集符合要求水质的时机,科学有效,能够保证收集雨水的水质,全程实现自动化控制。
本实施例的智能雨水监控收集弃流装置安装在地表以下,在地表开挖坑槽,将智能雨水监控收集弃流装置置于坑槽内,在其中一个可选实施方式中,第一空间和第二空间并排设置,此结构设置能够减少纵向上的体积,减少深挖施工,且更利于安装及维修。
本实施例中,如图5所示,杂质沉积箱5的顶壁设有箱盖6,杂质沉积箱5上部设有横杆22,箱盖6拆卸设于横杆22上,进水口设于箱盖6上,出水口25设于杂质沉积箱5的侧壁;箱盖6为筛板,进水口为均匀在箱盖6上的多个筛孔。通过将箱盖6设置为过滤筛板,汇流的雨水流入箱体1时,经过箱盖6上的筛孔过滤,能够拦截漂浮物、石块、大颗粒杂质,然后雨水进入杂质沉积箱5,比重较大的杂质会在其中沉积,使得收集装置兼具过滤杂物、沉淀泥沙、拦截漂浮物功能,有效提高收集雨水水质,并且将箱盖6设置为可拆卸结构,便于拆卸,可及时更换,避免因筛孔堵住后降低雨水收集效率。;
进一步地,杂质沉积箱5采用可分离结构,能够定期取出清理,使用方便,对保证水质具有积极效果。
本实施例中,箱盖6上的多个筛孔3的孔径较大,箱盖6主要用于过滤比较大的杂质,如漂浮的树叶、固体垃圾以及石头块等,细小的杂质颗粒仍会流入杂质沉积箱5,长时间自然沉淀会影响杂质沉积箱5的容积,甚至将杂质沉积箱5的出水口堵塞。基于此,本实施例的一个可选实施方式,杂质沉积箱5内可拆的设有过滤组件7,以备过滤掉雨水中的大粒径杂质,通过在杂质沉积箱5内拆卸设置过滤组件7,可以方便快捷的更换过滤组件7,保证收集的雨水水质。
过滤组件的一种结构,如图6所示,过滤组件7包括由上向下布置的第一过滤板7-1、第二过滤板7-2和第三过滤板7-3;第一过滤板7-1上均布有多个第一过滤孔,第二过滤板7-2上均布有多个第二过滤孔和第三过滤板7-3上均布有多个第三过滤孔;第一过滤孔、第二过滤孔、第三过滤孔的孔径依次减小。通过设置三级过滤,能够提升雨水过滤效果,提升水质,并且由上向下过滤板的过滤性能依次减弱,可以按照粒径大小有序过滤杂质,避免因只设置一层过滤板导致过滤孔容易堵塞、过滤效率低的问题。
第一过滤板7-1、第二过滤板7-2和第三过滤板7-3可以直接拆卸安装在杂质沉积箱5内,也可以安装在框架上,框架能够拆卸安装在杂质沉积箱5内,以实现过滤组件的快速更换安装。
考虑到大颗粒杂质堆积后体积较大,长时间工作需要为上层大颗粒杂质提供更大的堆积空间。可选的,第一过滤板7-1与第二过滤板7-2之间具有第一纵向距离,第二过滤板7-2与第三过滤板7-3之间具有第二纵向距离,且第一纵向距离大于第二纵向距离。
过滤组件的又一种结构,如图7至图8所示,过滤组件7包括框架以及设置在框架上的第一过滤板7-1、第二过滤板7-2和第三过滤板7-3;框架可以为长方体或圆柱体结构的金属框,也可以由硬质过滤板围成的空心柱体结构。示例性的,框架由四块过滤板围成的长方体结构,具有前板、后板、左板、右板(图7至图8中未示出前板和后板);
其中,第一过滤板7-1设置中心缺口,第二过滤板7-2位于第一过滤板7-1的一侧,第二过滤板7-2在水平面的投影覆盖第一过滤板7-1的中心缺口在水平面的投影;第三过滤板7-3的数量为一个,位于第一过滤板7-1、第二过滤板7-2任一者的下方。可选的,第一过滤板7-1的中心缺口的面积等于第一过滤板7-1面积的1/4-1/2;第二过滤板7-2的面积大于第一过滤板7-1的中心缺口的面积且小于第一过滤板7-1的面积,第二过滤板7-2连接在前板和后板上,第二过滤板7-2与左板和右板的内壁之间具有间隙,不接触;第一过滤板7-1由于设置了中心缺口,整体上呈环状结构,可以与前板、后板、左板、右板均接触连接。当雨水流入后,直接落在顶层第一过滤板7-1以及通过第一过滤板7-1的中心缺口落到第二过滤板7-2上,若雨量较小时,雨水可以正常从第一过滤板7-1和第二过滤板7-2下渗,当雨水中杂质颗粒较多且雨量大时,短时间大量杂质可能会将在上层的过滤板堆积,此时由于存在中心缺口,且第一过滤板和第二过滤板之间存在空间,雨水不仅通过过滤板下渗,而且可以通过第一过滤板和第二过滤板之间的空间直接流入下层过滤板,因此能够避免因雨水中杂质过多,短时间内大量杂质堆积在过滤板上,造成过滤板堵塞,保证收集装置的工作稳定性。
进一步地,如图8所示,第一过滤板7-1、第二过滤板7-2的数量均为多个,且在纵向上交替布置,最底层的第三过滤板7-3为整块过滤板,第三过滤板7-3的尺寸与杂质沉积箱5的尺寸相适配。采用多组交替设置的第一过滤板7-1、第二过滤板7-2的过滤组件能够提升过滤效果。
考虑到雨水初期,雨水中夹带大量杂质以及冲刷地表带来的有害物质,初期雨水的水质较差,本实施例的智能雨水监控收集弃流装置能够将初期雨水排出。具体而言,第一空间的箱体侧壁上还设有弃流口3,弃流口3用于排出降雨初期以及暴雨时多余的雨水,可选的,弃流口3高于收集口2设置,遇暴雨时多余雨量由弃流口3排出,避免雨水排放不到位造成内涝。收集雨水时,可以控制开关打开的时机,如在降雨初期,雨水中杂质多,雨水浊度值不达标时,控制开关为关闭状态,初期雨水直接从弃流口3排出,当雨水浊度值达标后,打开开关,收集口2与雨水窖的进水口连通,雨水通过收集口2进入雨水窖储存起来。当遇暴雨时,多余雨量由弃流口3排出,避免雨水排放不到位造成内涝。
本实施例中,电动开关能够根据设定程序自动打开或关闭,设定程序根据监测到的浊度、水位以及降雨量有关。
在其中一个可选实施方式中,电动开关包括电机、与电机输出轴连接的推杆18以及与推杆18连接的闸阀板19,闸阀板19与收集口2插接,电机通过推杆18驱动闸阀板19实现收集口2的打开与关闭。
需要说明的是,本实施例的电动开关可以采用电机控制、液压控制、气动控制、电磁铁控制、电磁阀等多种开关形式,利用现有电动形式开关就能够收集口2的打开与关闭。
为了提升雨水在杂质沉积箱5的沉积效率,在第一空间内设置有挡水板4,挡水板4与箱体1的箱体侧壁接触且将第一空间分隔为两个子空间,挡水板4的高度低于第一空间的高度,杂质沉积箱5的出水口25低于挡水板4的顶端,第一子空间通过出水口25与杂质沉积箱5的内部连通,收集口2和弃流口3设置在第二子空间的箱体侧壁上。从杂质沉积箱5中流出的雨水先进入第一子空间,在挡水板的作用下,第一子空间和杂质沉积箱5中的水位会逐渐升高,雨水中的漂浮物会在挡水板4的作用下拦截在杂质沉积箱5内,随着水位的不断升高,当拦截沉淀后的水位超过挡水板4的顶端,雨水会翻过挡水板4进入挡水板4另一侧的第二子空间,此过程中挡水板4减缓了雨水从杂质沉积箱5中流入第二子空间,从而提升沉积效果,保证雨水收集效果。
进一步地,如图9所示,挡水板4朝向第一空间的第二子空间方向倾斜,挡水板4与杂质沉积箱5的外壁成V形结构,且挡水板4的顶端低于第三过滤板7-3,此结构设置能够使挡水板4与杂质沉积箱5构成的容纳空间呈下小上大,可以减缓雨水升高速度,也即雨水升高速度越来越慢,通过减少上升漫过挡水板4进入第二子空间的时间,不仅提升沉积效果,而且通过将挡水板4的顶端低于过滤组件,保障雨水的顺利过滤,顺畅的流入第一空间。
本实施例中,智能雨水监控收集弃流装置采用太阳能供电,供电组件包括太阳能板12以及与太阳能板12连接的储能件15,通过太阳能板将太阳能转换为电能,并储存在储能件15中,储能件15为蓄电池。
进一步地,第一空间的上方设有盖板8,盖板8上设有电器仓9,控制器和储能件15设于电器仓9内,电器仓9的上方设有支杆10,支杆10上设有太阳能板12,太阳能板12通过安装杆24与支杆10连接,安装杆24一端与支杆10焊接。
为了使装置的结构更加紧凑,对电器仓9的内部结构进行了改进。具体而言,电器仓9内部上侧连接有第一隔板13,第一隔板13下方连接有第二隔板14,第二隔板14上端连接有储能件15,第一隔板13上方相对于电器仓9内壁连接有控制器16,第二隔板14下方连接有连接杆17,连接杆17下端连接有电机座,电机安装在电机座上,电机的输出轴连接推杆18的上端,推杆18下端延伸至箱体1内部,闸阀板19固定连接在推杆18的下端。
本实施例中,支杆10上还设有雨量计11,用于监测降雨量。检测仪20、雨量计11和电动开关均与控制器16电性连接,检测仪20、雨量计11、电动开关、控制器16和太阳能板12均与储能件15电性连接。
在一个可选实施方式中,箱体1的下方铺设有渗透层21,渗透层21的顶面与第一空间内的雨水接触,完成雨水收集后,第一空间内会残存有一部分雨水,通过在箱体1的下方铺设渗透层21,能够将滞留在第一空间内的雨水经过渗透层21渗入地下,避免在第一空间长时间储存,雨水变质,影响下次雨水储集。
进一步地,渗透层21为透水混泥土、透水砖、粗砂、级配骨料中的一种或多种组合。将上述材料堆积成层,材料来源广,成本低,便于施工。
进一步地,支杆10上还设有避雷针23,有效的避免雷击现象,起到避雷效果。
本实施例还挺供一种雨水收集方法,利用上述的智能雨水监控收集弃流装置。整个雨水收集过程可实现自动化运行,无需人为操作,智能雨水监控收集弃流装置可连接控制平台,进行远程监控与操作。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
以上所述的具体实施方式,对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本申请的具体实施方式而已,并不用于限定本申请的保护范围,凡在本申请的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。