CN114232760A - 一种无动力自动上水装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无动力自动上水装置,该无动力自动上水装置用于将低位储水海绵体的水分汲取到高位储水海绵体,包括外置管体、多个毛细汲水段以及储水囊,连接低位储水海绵体的毛细汲水段将汲取的水分引流至高位储水海绵体,毛细汲水段将低位储水海绵体的水分输送至高位储水海绵体的过程中,水分在储水囊中暂存。本发明公开的无动力自动上水装置通过设置的毛细汲水段不断的从低位汲取水分并输送至高位,通过毛细管的原理,水自动从垂直水平面向上爬升,受重力影响微小,将低位储水海绵体的水分快速地汲取到高位储水海绵体中,解决了丰水季节储存到城市海绵体中的水无动力输送到需要浇灌的植被和灌木中的问题,充分利用了水资源。
Description
技术领域
本发明涉及市政建设技术领域,尤其涉及一种无动力自动上水装置。
背景技术
为了缓解水资源危机,只有采用各种有效方法节约用水和大力促进水资源的二次利用,而开发利用雨水资源已成为许多国家和地区解决水危机的又一途径,受到普遍关注。我国雨水资源丰富,全国平均年降水量650mm左右,但是随着城市化建设的不断发展,不透水面积日益增多,大量的雨水径流未加以利用就直接排放,不仅造成了水量的巨大浪费,同时也加大了城市排水设施的负担。
海绵城市建设,强调优先利用绿色、生态化的“弹性”或“柔性”设施,并注重与传统的“刚性”设施进行有效衔接。通过“刚柔并济”,建立和完善城市“海绵体”,强化对城市径流雨水的排放控制与管理,从而实现缓解城市内涝、削减径流污染、提高雨水资源化水平、降低暴雨内涝控制成本、改善城市景观等多重目标,最终为城市构建起一个可持续、健康的水循环体系。
在海绵城市建设进程中大量的“海绵体”——地下储水单元中的水的调用需要使用到水泵,一来大大增加了建设成本和能源消耗;二来增加了运维管理的人工成本,很多的道路旁边的植被和灌木的浇灌需要增加大量的人工和专业运维团队进行旱涝季节的水调配管理,这严重违背了城市构建中可持续、可循环的基本理念。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明实施例期望提供一种将丰水季节储存到城市海绵体中的水无动力输送到需要浇灌的植被和灌木中的无动力自动上水装置。
本发明的技术方案是这样实现的:一种无动力自动上水装置,用于将低位储水海绵体的水分汲取到高位储水海绵体,包括接通所述低位储水海绵体和所述高位储水海绵体的外置管体、设于所述外置管体内的多个毛细汲水段以及设于相邻两个所述毛细汲水段之间的储水囊,连接所述低位储水海绵体的所述毛细汲水段将汲取的水分引流至所述高位储水海绵体,所述毛细汲水段将所述低位储水海绵体的水分输送至所述高位储水海绵体的过程中,水分在所述储水囊中暂存。
优选的,多个所述毛细汲水段由一个纤维汲水段和一个毛细管汲水段组成,所述储水囊连接于所述纤维汲水段和所述毛细管汲水段之间。
优选的,多个所述毛细汲水段由若干个纤维汲水段和/或若干个毛细管汲水段组成,所述储水囊连接于所述纤维汲水段和/或所述毛细管汲水段之间。
优选的,所述纤维汲水段包括固体层以及夹设于所述固体层中的吸水纤维层,所述吸水纤维层与所述储水囊相接,所述固体层用于定位所述吸水纤维层。
优选的,所述吸水纤维层为麻料纤维、木质纤维或者人造纤维线束中的一种;所述固体层为黏土。
优选的,所述毛细管汲水段包括支撑体以及设于所述支撑体的毛细管体,所述毛细管体与所述储水囊相接,所述支撑体用于定位所述毛细管体。
优选的,所述毛细管体为中空玻璃纤维管或者金属细管;所述支撑体为黏土。
优选的,所述储水囊包括外囊体以及填充于所述外囊体中的储水介质,所述汲水段连接于所述外囊体。
优选的,所述外囊体为有机材料制成的外囊,所述储水介质为多微孔结构的陶瓷材料或者海泡石。
优选的,所述外置管体为塑料管。
本发明实施例提供的无动力自动上水装置通过设置的毛细汲水段不断的从低位汲取水分并输送至高位,来实现水分的爬升,所述毛细汲水段的汲水原理是利用一种毛细现象,当含有细微缝隙的物体与水接触时,在浸润情况下水沿缝隙上升或渗入,在不浸润情况下水沿缝隙下降的现象。在浸润情况下,缝隙越细,水上升越高,毛细管的原理,水自动垂直水平面向上爬升的分子表面力,受重力影响微小,能有效地将低位储水海绵体的水分快速地汲取到高位储水海绵体中,无需人工干预,通过自动上水的方式解决了丰水季节储存到城市海绵体中的水无动力输送到需要浇灌的植被和灌木中,充分利用了水资源。
附图说明
图1为本发明提供的无动力自动上水装置的结构示意图;
图2为图1所述的无动力自动上水装置的结构示意图;
图3为图2所示的储水囊的结构示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1和图2,其中,图1为本发明提供的无动力自动上水装置的结构示意图;图2为图1所述的无动力自动上水装置的结构示意图。该无动力自动上水装置100用于将低位储水海绵体1的水分汲取到高位储水海绵体3。所述无动力自动上水装置100包括接通所述低位储水海绵体1和所述高位储水海绵体3的外置管体5、设于所述外置管体5两端端部的过滤层7、设于所述外置管体内的多个毛细汲水段9、设于相邻两个所述毛细汲水段之间的储水囊10,连接所述低位储水海绵体1的所述毛细汲水段将汲取的水分引流至所述高位储水海绵体3,所述毛细汲水段将所述低位储水海绵体1的水分输送至所述高位储水海绵体3的过程中,水分在所述储水囊10中暂存,通过设置的毛细汲水段9不断的从低位汲取水分并输送至高位,来实现水分的爬升,所述毛细汲水段9的汲水原理是利用一种毛细现象,当含有细微缝隙的物体与水接触时,在浸润情况下水沿缝隙上升或渗入,在不浸润情况下水沿缝隙下降的现象。在浸润情况下,缝隙越细,水上升越高,毛细管的原理,水自动垂直水平面向上爬升的分子表面力,受重力影响微小,能有效地将低位储水海绵体1的水分快速地汲取到高位储水海绵体3中,无需人工干预,通过自动上水的方式解决了丰水季节储存到城市海绵体中的水无动力输送到需要浇灌的植被和灌木中,充分利用了水资源。
其中,多个所述毛细汲水段由一个纤维汲水段11和一个毛细管汲水段12组成,所述储水囊10连接于所述纤维汲水段11和所述毛细管汲水段12之间。即所述汲水段为两个,分别是由一个纤维汲水段11和一个毛细管汲水段12组成,两者的中间通过储水囊10对水分进行暂存。
多个所述毛细汲水段9还可以由若干个纤维汲水段11和/或若干个毛细管汲水段12组成,所述储水囊10连接于所述纤维汲水段11和所述毛细管汲水段12之间。当多个所述汲水段是由若干个纤维汲水段11组成时,储水囊10连接于相邻两个所述纤维汲水段11之间;当多个所述毛细汲水段是由若干个毛细管吸水段组成,储水囊10连接于相邻两个所述毛细管汲水段12中;多个毛细汲水段还可以是由若干个纤维段和若干个毛细管汲水段12混合组成,此时,所述纤维汲水段11和所述毛细管汲水段12交替设置,所述储水囊10连接于所述纤维汲水段11和所述毛细管汲水段12中。
需要提出的是,毛细汲水段的毛细管汲水段和纤维汲水段都具备汲水的功能,在其他实施例中,所述毛细汲水段和汲水段也可以混合于一体使用。
所述纤维汲水段11包括固体层111以及夹设于所述固体层111中的吸水纤维层113,所述吸水纤维层与所述储水囊10相接,所述固体层111用于定位所述吸水纤维层113。
具体的,在本实施例中,所述吸水纤维层113为麻料纤维、木质纤维或者人造纤维线束中的一种。所述吸水纤维层的纤维中含有细微的缝隙,当吸水纤维吸收水分时,通过毛细血管的原理,将水分从地位汲取到高位。
具体的,在本实施例中,所述固体层111为黏土。黏土主要是起到密闭不透水的作用,防止毛细管作用下已汲到高处的水回流到低处,起到高位锁水的效果,有效的提高了毛细汲水段的汲水效果。
所述毛细管汲水段12包括支撑体121以及设于所述支撑体121的毛细管体123,所述毛细管体123与所述储水囊10相接,所述支撑体123用于定位所述毛细管体。
具体的,在本实施例中,所述毛细管体123为亲水性材料制成的毛细管,也可以经过亲水处理的非亲水材料。优选的,所述毛细管体123为中空玻璃纤维管或者金属细管。中空玻璃纤维管和金属细管能有效的将水分吸收并往高位的方向输送。
具体的,在本实施例中,所述支撑体121为黏土。黏土主要是起到密闭不透水的作用,防止毛细作用汲到高处的水回流到低处。
需要提出的是,毛细汲水段的毛细管汲水段和纤维汲水段都具备汲水的功能,在其他实施例中,所述毛细管汲水段和纤维汲水段也可以混合于一体使用。也就是说,纤维汲水段中吸水纤维层可以和毛细管汲水段中的毛细管体进行互换,都可以实现其汲水功能。
请参阅图3,为图2所示的储水囊的结构示意图。所述储水囊10包括外囊体101以及填充于所述外囊体101中的储水介质103,所述毛细汲水段连接于所述外囊体。所述毛细汲水段将水分从低位储水海绵体1汲取至高位储水海绵体3时,在各毛细汲水段的中间过渡过程中,所述储水囊10起到暂存水分的作用。
具体的,在本实施例中,所述外囊体为有机材料制成的外囊,所述外囊体为储水介质的外壳,外壳是柔性的材料。优选的,所述外囊体为天然橡胶。所述储水介质起增加毛细管体或者纤维体的汲水作用,以增加储水介质的储水微囊保水能力。所述储水介质为多微孔结构的陶瓷材料或者海泡石。多微孔结构可以快速的吸收水分,实现中继暂存的目的。
具体的,在本实施例中,所述外置管体5为塑料管。用于给毛细材料提供外部组装场所。
所述过滤层7封堵在所述外置管体的两端,所述过滤层7为薄的陶瓷片,具体厚度为5-10mm。所述过滤层7能有效地过滤、净化进入所述毛细汲水段9的水分,从而提高进入毛细汲水段9的水分质量,防止堵塞毛细汲水段9内部毛细缝隙,从而提高使用寿命。
需要说明的是,被汲取到所述高位储水海绵体3的水分经过长时间的积累,形成水流,水流汇集形成高位净化水池,可自流到各种公共用地水场所进行再利用。可以在高位净化水池内布置多个水管输送至各需要的场地。
由于雨水的降水量大,通过该无动力自动上水装置可有效地将雨水利用起来。雨水是轻污染水,经简单处理便可作为景观用水、绿化用水、工业冷却水及生活杂用水,不给城市生态水量,改善小气候,回补地下水,减缓地面沉降。随着城市大气污染及地面污染的严重,雨水径流污染愈严重,尤其是污染物较多的初期雨水。
雨水在未经妥善处理前,建议用于替代不与人体接触的用水,将所收集下来的雨水经简单处理和储存后,用水泵提升至楼顶的水塔、供冲洗厕所使用。雨水还可作为其他用水,如空调冷却水,消防用水、洗车用水、园林绿化用水、景观用水和道路清洗用水等。利用渗透原理,将雨水通过渗透池、渗透管、渗透井、透水性铺盖、渗透侧沟、调节池和绿地等渗透设施补充地下水,能有效缓解水资源短缺问题。此外,收集的雨水也可以经消毒处理后供居民饮用。
经过该无动力自动上水装置的人造纤维管束等毛细汲水作用,把初期雨水中的污染因子最大限度的留在了雨水收集池里,净化后的水到了高水位的净水池备用。不需要人工干预,最大限度的利用地下空间(城市绿化地等),灵活布置在各种公共用地空间。不需要外加电源和人工日常管理,只需要定期巡检,对发生堵塞的人造维管束进行更换。利用该无动力自动上水装置,解决了在现在有的污水处理厂建设初期雨水生化处理系统,占地面积大、能耗高,需要人员日常管理,建设用地要求高,需要雨水收集管网支持的问题。
本发明实施例提供的无动力自动上水装置通过设置的毛细汲水段不断的从低位汲取水分并输送至高位,来实现水分的爬升,所述毛细汲水段的汲水原理是利用一种毛细现象,当含有细微缝隙的物体与水接触时,在浸润情况下水沿缝隙上升或渗入,在不浸润情况下水沿缝隙下降的现象。在浸润情况下,缝隙越细,水上升越高,毛细管的原理,水自动垂直水平面向上爬升的分子表面力,受重力影响微小,能有效地将低位储水海绵体的水分快速地汲取到高位储水海绵体中,无需人工干预,通过自动上水的方式解决了丰水季节储存到城市海绵体中的水无动力输送到需要浇灌的植被和灌木中,充分利用了水资源。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,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。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种无动力自动上水装置,用于将低位储水海绵体的水分汲取到高位储水海绵体,其特征在于,包括接通所述低位储水海绵体和所述高位储水海绵体的外置管体、设于所述外置管体内的多个毛细汲水段以及设于相邻两个所述毛细汲水段之间的储水囊,连接所述低位储水海绵体的所述毛细汲水段将汲取的水分引流至所述高位储水海绵体,所述毛细汲水段将所述低位储水海绵体的水分输送至所述高位储水海绵体的过程中,水分在所述储水囊中暂存。
2.根据权利要求1所述的无动力自动上水装置,其特征在于,多个所述毛细汲水段由一个纤维汲水段和一个毛细管汲水段组成,所述储水囊连接于所述纤维汲水段和所述毛细管汲水段之间。
3.根据权利要求1所述的无动力自动上水装置,其特征在于,多个所述毛细汲水段由若干个纤维汲水段和/或若干个毛细管汲水段组成,所述储水囊连接于所述纤维汲水段和/或所述毛细管汲水段之间。
4.根据权利要求1或2所述的无动力自动上水装置,其特征在于,所述纤维汲水段包括固体层以及夹设于所述固体层中的吸水纤维层,所述吸水纤维层与所述储水囊相接,所述固体层用于定位所述吸水纤维层。
5.根据权利要求4所述的无动力自动上水装置,其特征在于,所述吸水纤维层为麻料纤维、木质纤维或者人造纤维线束中的一种;所述固体层为黏土。
6.根据权利要求1或2所述的无动力自动上水装置,其特征在于,所述毛细管汲水段包括支撑体以及设于所述支撑体的毛细管体,所述毛细管体与所述储水囊相接,所述支撑体用于定位所述毛细管体。
7.根据权利要求6所述的无动力自动上水装置,其特征在于,所述毛细管体为中空玻璃纤维管或者金属细管;所述支撑体为黏土。
8.根据权利要求1所述的无动力自动上水装置,其特征在于,所述储水囊包括外囊体以及填充于所述外囊体中的储水介质,所述汲水段连接于所述外囊体。
9.根据权利要求1所述的无动力自动上水装置,其特征在于,所述外囊体为有机材料制成的外囊,所述储水介质为多微孔结构的陶瓷材料或者海泡石。
10.根据权利要求1所述的无动力自动上水装置,其特征在于,所述外置管体为塑料管。
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2021
- 2021-12-27 CN CN202111608987.1A patent/CN114232760B/zh active Active
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