CN114439073B - 一种基于海绵城市的雨水收集再利用装置 - Google Patents

一种基于海绵城市的雨水收集再利用装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于海绵城市的雨水收集再利用装置，涉及海绵城市建设技术领域。本发明包括蓄水箱、蓄电池、蓄水管和蓄能管头，其中蓄水管上端与蓄能管头连接，下端连接至蓄水箱，中间通过涡轮箱与永磁发电箱连接，而后再与蓄电池电性连接。本发明设置的蓄水箱，在实际施工中仅需要在待修建处开挖基坑，而后将蓄水箱铺埋即可，施工方便快捷，对市政工作影响较小；另一方面，通过在蓄水管上端设置蓄能管头，利用其内部组件构成的虹吸工作结构，使雨水在蓄能管头内积蓄一定量后集中排放，在雨水的势能转化为动能后，再通过涡轮扇加以利用并发电，能够对能量进行储存；同时，积蓄的电能直接用来为正负极板供电对雨水进行电解处理。

Description

一种基于海绵城市的雨水收集再利用装置
技术领域
本发明属于海绵城市建设技术领域，特别是涉及一种基于海绵城市的雨水收集再利用装置。
背景技术
海绵城市建设主要是对现代城市内部的水处理机构进行调度和整合的措施，使城市如海绵一样能够储水以应急；在现代海绵城市建设中，依然存在的难点就是蓄水池的修建；在各种市政设施完善的城区中修建蓄水池无疑会增加交通和市政运行等多方面的负担；同时，现有的雨水收集处理设施在收集雨水时通常都是简单的被动收集，在雨水由管道注入蓄水池的过程中伴随着多种能量的转化过程，且未被有效利用，对此，我们针对性设计了一种基于海绵城市的雨水收集再利用装置，来解决上述的难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于海绵城市的雨水收集再利用装置，解决现有的蓄水池修建困难、对市政工作影响大和雨水被动收集过程的能量损失的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种基于海绵城市的雨水收集再利用装置，包括蓄水箱、蓄电池和蓄水管，所述蓄水管一端焊接连通有蓄能管头，另一端与蓄水箱连通，且蓄能管头安装于工作上端，用于将上方收集的雨水的势能进行积蓄，便于后续的转化；所述蓄电池与蓄水箱栓接固定，蓄水箱上表面栓接有永磁发电箱，且永磁发电箱与蓄电池电性连接；所述蓄水管周侧面安装有涡轮箱，且涡轮箱相对两侧面均与永磁发电箱连接；所述蓄水箱与若干蓄水管连接，所述蓄水箱相对两侧面均焊接连通有连接管，且相邻两蓄水箱之间通过连接管相互连通，其中连接管中段还安装有抽水泵，用于调度不同蓄水箱中的储存水；
所述蓄能管头的管壁内部开设有连通腔，连通腔与蓄能管头内部通过开设通孔连通；所述连通腔内部滑动安装有配重环，蓄能管头内表面焊接有封隔板，其表面开设有排水口；所述封隔板下方安装有封隔塞，封隔塞相对两侧面均焊接有连接杆；所述蓄能管头内表面开设有滑道，且连接杆的一端通过滑道延伸焊接至配重环表面；所述连通腔内表面粘连有卡轨，配重环周侧面通过开设有卡槽与卡轨滑动卡合；
所述卡轨下端面与连通腔之间存在间隙，连接杆与连通腔底面之间焊接有复位簧；
上述结构中，连通腔、蓄能管头内部、封隔板和封隔塞之间构成虹吸工作结构，雨水积蓄后从通孔漫入连通腔，并利用水压下压配重环使其下滑，带动封隔塞解封排水口，使积蓄的雨水从排水口排出；同时配重环下滑至卡轨下方，连通腔中的雨水依次通过卡槽、滑道注入蓄水管内部并排出；
所述蓄水管与涡轮箱连通，涡轮箱内表面轴承连接有涡轮扇，且涡轮扇的旋轴相对两端均延伸至永磁发电箱内部；经蓄能管头中排出的雨水具有初步的动能，在流经涡轮扇时带动其旋转；其中涡轮扇的旋轴周侧面缠绕有线圈，用于切割永磁发电箱中的永磁磁感线发电。
所述永磁发电箱一端安装有整流桥，且永磁发电箱与蓄电池之间通过整流桥电性连接，整流桥将雨水动能转化的交流电能再次转化为直流电，并储存于蓄电池中；
进一步地，所述蓄电池电性连接有供电板，且供电板设置于蓄水箱内部；所述供电板下表面焊接有两块极板，且两块极板分别为正极和负极，且均通过供电板与蓄电池电性连接；两块极板参与对雨水的电解反应，使雨水絮凝，用以去除雨水中的COD、浊度、NH-N和UV，进一步净化雨水；
进一步地，所述蓄水箱内表面栓接固定有沉降滤板，且沉降滤板表面设有若干滤孔，并设置于极板下方，同时连接管设置于沉降滤板上方，其中滤孔的孔径大于电解水反应中产生的絮凝基团，用于对沉积后的大体积絮凝基团进行阻隔。
本发明具有以下有益效果：
本发明设置的蓄水箱，在实际施工中仅需要在待修建处开挖基坑，而后将蓄水箱铺埋即可，施工方便快捷，对市政工作影响较小；另一方面，通过在蓄水管上端设置蓄能管头，利用其内部组件构成的虹吸工作结构，使雨水在蓄能管头内积蓄一定量后集中排放，在雨水的势能转化为动能后，再通过涡轮扇加以利用并发电，能够对能量进行储存；同时，积蓄的电能直接用来为参与电解雨水反应的正负极板供电，使雨水中的浊度等凝聚成基团沉积，对雨水进行净化处理。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种基于海绵城市的雨水收集再利用装置的单体组装结构图；
图2为本发明的一种基于海绵城市的雨水收集再利用装置的俯视图；
图3为图2中剖面A-A的结构示意图；
图4为图2中剖面B-B的结构示意图；
图5为图4中C部分的局部展示图；
图6为本发明中蓄能管头的内部结构图；
图7为图6中D部分的局部展示图；
图8为图6中剖面E-E的结构示意图；
图9为图8中剖面F-F的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、蓄水箱；2、蓄电池；3、蓄水管；4、蓄能管头；5、永磁发电箱；6、涡轮箱；401、连通腔；402、配重环；403、封隔板；404、封隔塞；405、连接杆；406、滑道；407、卡轨；601、涡轮扇；7、供电板；701、极板；101、沉降滤板；102、连接管；501、整流桥；408、复位簧。
具体实施方式
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“中”、“外”、“内”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1：
请参阅图1-图9所示，本发明为一种基于海绵城市的雨水收集再利用装置，包括蓄水箱1、蓄电池2和蓄水管3，蓄水管3一端焊接连通有蓄能管头4，另一端与蓄水箱1连通，且蓄能管头4安装于工作上端，用于将上方收集的雨水的势能进行积蓄，便于后续的转化；蓄电池2与蓄水箱1栓接固定，蓄水箱1上表面栓接有永磁发电箱5，且永磁发电箱5与蓄电池2电性连接；蓄水管3周侧面安装有涡轮箱6，且涡轮箱6相对两侧面均与永磁发电箱5连接；蓄水箱1与若干蓄水管3连接，蓄水箱1相对两侧面均焊接连通有连接管102，且相邻两蓄水箱1之间通过连接管102相互连通，其中连接管102中段还安装有抽水泵，用于调度不同蓄水箱1中的储存水；
蓄能管头4的管壁内部开设有连通腔401，连通腔401与蓄能管头4内部通过开设通孔连通；连通腔401内部滑动安装有配重环402，蓄能管头4内表面焊接有封隔板403，其表面开设有排水口；封隔板403下方安装有封隔塞404，封隔塞404相对两侧面均焊接有连接杆405；蓄能管头4内表面开设有滑道406，且连接杆405的一端通过滑道406延伸焊接至配重环402表面；连通腔401内表面粘连有卡轨407，配重环402周侧面通过开设有卡槽与卡轨407滑动卡合；
卡轨407下端面与连通腔401之间存在间隙，连接杆405与连通腔401底面之间焊接有复位簧408。
上述结构中，连通腔401、蓄能管头4内部、封隔板403和封隔塞404之间构成虹吸工作结构，雨水积蓄后从通孔漫入连通腔401，并利用水压下压配重环402使其下滑，带动封隔塞404解封排水口，使积蓄的雨水从排水口排出；同时配重环402下滑至卡轨407下方，连通腔401中的雨水依次通过卡槽、滑道406注入蓄水管(3)内部并排出；
蓄水管3与涡轮箱6连通，涡轮箱6内表面轴承连接有涡轮扇601，且涡轮扇601的旋轴相对两端均延伸至永磁发电箱5内部；经蓄能管头4中排出的雨水具有初步的动能，在流经涡轮扇601时带动其旋转；其中涡轮扇601的旋轴周侧面缠绕有线圈，用于切割永磁发电箱5中的永磁磁感线发电。
实施例2：
永磁发电箱5一端安装有整流桥501，且永磁发电箱5与蓄电池2之间通过整流桥501电性连接，整流桥501将雨水动能转化的交流电能再次转化为直流电，并储存于蓄电池2中；
优选地，蓄电池2电性连接有供电板7，且供电板7设置于蓄水箱1内部；供电板7下表面焊接有两块极板701，且两块极板701分别为正极和负极，且均通过供电板7与蓄电池2电性连接；两块极板701参与对雨水的电解反应，使雨水絮凝，用以去除雨水中的COD、浊度、NH3-N和UV254，进一步净化雨水；
优选地，蓄水箱1内表面栓接固定有沉降滤板101，且沉降滤板101表面设有若干滤孔，并设置于极板701下方，同时连接管102设置于沉降滤板101上方，其中滤孔的孔径大于电解水反应中产生的絮凝基团，用于对沉积后的大体积絮凝基团进行阻隔。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种基于海绵城市的雨水收集再利用装置，包括蓄水箱(1)、蓄电池(2)和蓄水管(3)，其特征在于：所述蓄水管(3)一端焊接连通有蓄能管头(4)，另一端与蓄水箱(1)连通；所述蓄电池(2)与蓄水箱(1)栓接固定，蓄水箱(1)上表面栓接有永磁发电箱(5)，且永磁发电箱(5)与蓄电池(2)电性连接；所述蓄水管(3)周侧面安装有涡轮箱(6)，且涡轮箱(6)相对两侧面均与永磁发电箱(5)连接；
所述蓄能管头(4)的管壁内部开设有连通腔(401)，连通腔(401)与蓄能管头(4)内部通过开设通孔连通；所述连通腔(401)内部滑动安装有配重环(402)，蓄能管头(4)内表面焊接有封隔板(403)，其表面开设有排水口；所述封隔板(403)下方安装有封隔塞(404)，封隔塞(404)相对两侧面均焊接有连接杆(405)；所述蓄能管头(4)内表面开设有滑道(406)，且连接杆(405)的一端通过滑道(406)延伸焊接至配重环(402)表面；所述连通腔(401)内表面粘连有卡轨(407)，配重环(402)周侧面通过开设有卡槽与卡轨(407)滑动卡合；所述卡轨(407)下端面与连通腔(401)之间存在间隙，连接杆(405)与连通腔(401)底面之间焊接有复位簧(408)；所述蓄水箱(1)与若干蓄水管(3)连接；
所述蓄水管(3)与涡轮箱(6)连通，涡轮箱(6)内表面轴承连接有涡轮扇(601)，且涡轮扇(601)的旋轴相对两端均延伸至永磁发电箱(5)内部。
2.根据权利要求1所述的一种基于海绵城市的雨水收集再利用装置，其特征在于，所述蓄电池(2)电性连接有供电板(7)，且供电板(7)设置于蓄水箱(1)内部；所述供电板(7)下表面焊接有两块极板(701)，且两块极板(701)分别为正极和负极，且均通过供电板(7)与蓄电池(2)电性连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于海绵城市的雨水收集再利用装置，其特征在于，所述蓄水箱(1)内表面栓接固定有沉降滤板(101)，且沉降滤板(101)表面设有若干滤孔，并设置于极板(701)下方。
4.根据权利要求3所述的一种基于海绵城市的雨水收集再利用装置，其特征在于，所述蓄水箱(1)相对两侧面均焊接连通有连接管(102)，且连接管(102)设置于沉降滤板(101)上方。
5.根据权利要求4所述的一种基于海绵城市的雨水收集再利用装置，其特征在于，所述永磁发电箱(5)一端安装有整流桥(501)，且永磁发电箱(5)与蓄电池(2)之间通过整流桥(501)电性连接。
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