CN114718167B - 一种市政排水系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种市政排水系统，包括消能井，消能井包括井体，井体内设置有多个朝下倾斜的消能板，相邻两个消能板中，其中一个消能板安装在井体的第一侧壁，另一个消能板安装在井体第一侧壁对侧的第二侧壁，消能井的顶部设置有进水箱，进水箱与消能井之间设置有过滤箱，过滤箱与用于设置在地面的提升机构可拆卸连接，本发明的排水系统施工方便，清淤和维护方便。

Description

一种市政排水系统

技术领域

本发明涉及市政排水技术领域，具体涉及一种市政排水系统。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

目前市政排水构筑物包括跌水井、调蓄池等，调蓄池和跌水井两种排水构筑物，由于城市化快速发展，土地资源紧张，造成两者埋深非常大，进水管涵底部与构筑物底板高差10m甚至更大工况。雨季，直接大高差跌水进水，重力势能转变为动能，将会冲击构筑物底部，高落差的重力势能转化为高流速动能，造成构筑物池底破坏。

目前跌水井和调蓄池采用钢筋混凝土跌水台阶的形式进行消能，发明人发现，采用此种方式占地大，施工周期长，造价高，发明人还发现，雨污水管涵携带悬浮物和漂浮物等进入排水构筑物内，造成构筑物底部杂质沉积，由于排水构筑物埋深较大，因此清淤困难，后期维修养护难度大。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供了一种市政排水系统，占地面积小，方便施工，且后期维护难度小。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案

本发明的实施例提供了一种市政排水系统，包括消能井，消能井包括井体，井体内设置有多个朝下倾斜的消能板，相邻两个消能板中，其中一个消能板安装在井体的第一侧壁，另一个消能板安装在井体第一侧壁对侧的第二侧壁，消能井的顶部设置有进水箱，进水箱与消能井之间设置有过滤箱，过滤箱与用于设置在地面的提升机构可拆卸连接。

可选的，所述消能板上设置有多个消能柱。

可选的，所述进水箱采用顶部和底部均敞口设置的倒锥台状结构，进水箱面积较小的底部与消能井的顶部固定连接。

可选的，所述过滤箱包括第一箱部和设置在第一箱部底部的第二箱部，第二箱部的底部箱壁具有过滤孔，第一箱部为与进水箱相匹配的倒锥型结构，第一箱部的箱壁与进水箱的箱壁贴合以使得第一箱部放置在进水箱内部，第二箱部伸入消能井中。

可选的，所述提升机构包括架体，架体包括水平支撑件，水平支撑件的一端与第一竖向支撑件顶部连接，另一端与第二竖向支撑件顶部连接，水平支撑件设置有卷扬机，卷扬机连接有第一钢丝绳。

可选的，第一竖向支撑件和第二竖向支撑件均采用伸缩结构。

可选的，过滤箱的四个角处均可拆卸的连接有第二钢丝绳，第二钢丝绳的底端与过滤箱可拆卸连接，顶端与第三钢丝绳底端连接，第三钢丝绳顶端能够与第一钢丝绳底端可拆卸连接。

可选的，所述消能井由上下分布的多个消能单元拼接构成，最底部的消能单元与耦合底座上部支架可拆卸固定，耦合底座上部之间与多个支脚的顶端固定，多个支脚之间空间的底部设有消能水箱。

可选的，所述消能单元由第一单元体和第二单元体拼接构成，其中第一单元体固定有消能板。

可选的，还包括摄像元件，摄像元件用于安装在进水箱上方一侧。

本发明的有益效果：

1.本发明的市政排水系统，由于消能井顶部和进水箱之间设置有过滤机构，因此能够对由雨污水管涵流入消能井的水进行过滤，防止杂质污物在消能井内沉积，且过滤机构与用于设置在地面的提升机构连接，过滤机构过滤掉的杂质污物能够利用提升机构提升至地面以下，无需维护人员进入消能井进行清淤维护，降低了排水系统清淤和后期维修养护的难度。

2.本发明的市政排水系统，通过多个竖向分布的消能板进行消能，相比于跌水台阶的形式进行消能，极大的减小了消能井的占地面积。

3.本发明的市政排水系统，由于消能井由多个消能单元拼接构成，消能单元能够预先在工厂进行预制，方便安装和拆卸，极大的缩短了施工周期，降低了施工难度，降低了施工成本。

4.本发明的市政排水系统，过滤箱的四个角处与第二钢丝绳可拆卸连接，倾倒杂质污物时，可拆卸下其中非对角的两个第二丝绳，此时过滤箱能够产生倾斜，方便将杂质污物倒出，降低了工作人员的劳动强度，提高了工作效率。

5.本发明的市政排水系统，具有消能水箱，消能水箱中能够常年存水，借用冲击消能水箱中的水来代替冲击传统跌水井或调蓄池的底板，强化消能效果。

6.本发明的市政排水系统，设置有导轨，同时消能单元、耦合底座均设有吊耳，方便沿导轨提渣、装置整体或者多节消能单元起吊检修。

7.本发明的市政排水系统，具有全景高清摄像头，监控排水情况和过滤箱拦渣情况，实现智慧化管理。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1是本发明实施例1整体结构示意图；

图2是本发明实施例1第一消能单元体结构示意图；

图3是本发明实施例1第二消能单元体结构示意图；

图4是本发明实施例1消能板和消能柱装配示意图；

图5是本发明实施例1耦合底座结构示意图；

图6是本发明实施例1进水箱结构示意图；

图7是本发明实施例1过滤箱结构示意图；

图8是本发明实施例1开关门关闭原理示意图；

图9是本发明实施例1提升机构结构示意图；

图10是本发明实施例1工字钢与导轨配合示意图；

图11是本发明实施例1过滤箱提升状态示意图；

其中，1.消能井，2.进水箱，3.雨污水管涵，4.过滤箱，5.提升机构，6. 耦合底座，7.吊耳，8.钢板，9.导轨；

1-1.消能板，1-2.消能柱，1-3.第一单元体，1-4.第二单元体，1-5.裙边， 1-6.铰接板；

2-1.垂直箱壁，2-2.斜向箱壁，2-3.支撑框架；

4-1.第一箱部，4-2.第二箱部，4-3.铰链，4-4.把手，4-5.插销，4-6.链条；

5-1.第一竖向支撑件，5-2.第二竖向支撑件，5-3.水平支撑件，5-4.卷扬机， 5-5.第一钢丝绳，5-6.电气开关，5-7.吊环，5-8.第二钢丝绳，5-9.第三钢丝绳， 5-10.吊钩，5-11.挡销，5-12.三角架，5-13.行走轮；

6-1.耦合底座上部支架，6-2.支脚，6-3.地脚螺栓，6-4.消能水箱；

具体实施方式

实施例1

本实施例提供了一种市政排水系统，如图1所示，包括消能井1，消能井1 顶部设置有进水箱2，进水箱2能够与雨污水管涵3配合，雨污水管涵3内的污水能够通过进水箱2流入消能井1。消能井1顶部与进水箱之间设置有过滤箱4，过滤箱4用于对流入消能井1的污水进行过滤，将污物杂质等进行截留，防止杂质污物在消能井1底部沉积，不方便清淤和维护。过滤箱4与用于设置在地面上的提升机构5连接，提升机构5能够将过滤箱4提升至地面以上，方便对过滤箱 4内的杂质和污物进行清理。

如图2-4所示，消能井包括井体，本实施例中的井体截面为正方形，具有四个侧壁，井体内设置有多个上下分布的消能板1-1，消能板1-1朝下倾斜设置，上下相邻的两个消能板1-1中，其中一个消能板1-1固定在井体的第一侧壁上，另一个消能板1-1固定在井体第一侧壁对侧的第二侧壁上。使得水向下流动时，能够依次通过多个消能板，利用消能板1-1进行消能。

消能板1-1采用多孔板，或者在消能板采用平板，消能板1-1上设置多个成阵列分布的消能柱1-2，用于增强消能效果，本实施例中的消能板1-1上设置多个消能柱1-2，消能柱1-2与消能板1-1通过螺栓连接，消能柱1-2为8cm的圆柱体结构。

本实施例的消能板1-1尺寸为1.2mX0.8m，采用不锈钢钢板，消能板与水平面的夹角为45°。

通过多个竖向分布的消能板1-1进行消能，相比于跌水台阶的形式进行消能，极大的减小了消能井的占地面积。

本实施例中，消能井由多个上下设置的消能单元拼接构成，所述消能单元有第一单元体1-3和第二单元体1-4拼接构成，具体的：

所述第一单元体1-3和第二单元体1-4均采用U型板，采用不锈钢材质制成，第一单元体1-3和第二单元体1-4均包括第一竖向板和设置在第一竖向板两侧的第二竖向板，其中第一单元体1-3的第二竖向板的宽度大于第二单元体1-4的第二竖向板的宽度，本实施例中，第一单元体1-3的第二竖向板宽0.8m，第二单元体1-4的第二竖向板宽0.4m，第一单元体1-3和第二单元体1-4的第一竖向板宽 1.2m，第一单元体1-3和第二单元体1-4的高度为1m，第一单元体1-3和第二单元体1-4能够拼接成一个顶部和底部均敞口设置的立方体结构。第一单元体1-3 和第二单元体1-4拼接后，第一竖向板、第二竖向板构成了消能井的井体。

其中第一单元体1-3和第二单元体1-4的上下端和两个侧端均设置有裙边 1-5，裙边1-5上设有固定孔，相邻消能单元通过第一单元体、第二单元体上下端裙边1-5上的固定孔和固定螺栓锁紧固定，第一单元体和第二单元体通过侧端的裙边上的固定孔和固定螺栓锁紧固定。

其中第一单元体的第一竖向板上固定有消能板1-1，相邻消能单元的第一单元体和第二单元体错开设置，进而使得相邻消能板分别固定在井体相对的两个侧壁上。

本实施例的消能井与传统的钢筋混凝土跌水井或调蓄井相比，采用螺栓拼接构成，消能单元能够在工厂预制，根据使用的数量运送至施工现场拼接即可，施工方便快捷，缩短了施工周期，降低了施工成本。

最底部的消能单元与耦合底座6拼接，耦合底座6用于固定在底部的混凝土基础。

如图5所示，所述耦合底座6包括耦合底座上部支架6-1，耦合底座上部支架6-1顶部具有裙边，并通过裙边和固定螺栓与最底部的消能单元固定，耦合底座与多个支脚6-2的顶部固定连接，本实施例中，设置四个支脚6-2，四个支脚 6-2分别设置在耦合底座上部支架6-1的四个角处，耦合底座上部支架6-1与支脚6-2的顶端固定连接，支脚6-2的底端能够通过地脚螺栓6-3与混凝土基础固定，具体的混凝土基础内部预埋地脚螺栓或钢筋四组，地脚螺栓直径为16mm，外露10cm，四组地脚螺栓或钢筋呈矩形布置，分别用于固定四个支脚。

本实施例中的支脚6-2采用不锈钢方钢制成，高度为1m，四个支脚内部空间的底部固定有消能水箱6-4，消能水箱与支脚的底部焊接固定，消能水箱的尺寸为1.2mX1.2m,高度为0.4m。

使用消能水箱6-4，消能水箱6-4中能够常年有水，借用冲击消能水箱中的水来代替冲击传统跌水井或调蓄池的底板，撞击水面而非钢筋混凝土墙面消能，进一步减轻对构筑物体本身的冲刷作用，强化消能效果。

如图6所示，消能井的顶部固定有进水箱2，进水箱2与雨污水管涵3配合，进水箱2的进水口可以为等管涵口或缩口或扩大喇叭口等，本实施例中，进水口采用扩大喇叭口，进水箱2采用倒锥台状结构，具有三个斜向箱壁2-2，三个斜向箱壁2-2呈锥形分布，斜向箱壁与水平面的夹角为45°，三个呈锥形分布的斜向箱壁的顶部设置有垂直箱壁2-1，靠近雨水管涵的一侧不设置箱壁，使得雨污水管涵内的水能够流入进水箱，进水箱的顶面与雨水管涵的顶面相平齐，扩大进水水力断面尺寸，缓冲消能。

三个斜向箱壁的底部固定在支撑框架2-3上，支撑框架2-3采用正方形框架，支撑框架设有裙边，支撑框架2-3通过裙边和固定螺栓与最顶部的消能单元可拆卸固定连接，进而使得进水箱面积较小的端部与消能井的顶部可拆卸固定连接。

进水箱、消能单元和耦合支座的外侧面均固定有吊耳7，方便利用起吊设备对其进行安装。

如图7-8所示，进水箱与消能井之间设置有过滤箱4，过滤箱包括上下设置的第一箱部4-1和第二箱部4-2，第二箱部4-2固定在第一箱部4-1的底部，第一箱部4-1采用与进水箱相匹配的倒锥台状结构，具有三个呈锥形分布的箱壁，三个箱壁的底端分别固定在第二箱部三个箱壁的顶面。

当过滤箱放入进水箱时，第一箱部的三个箱壁的外侧面能够与进水箱三个斜向箱壁的内侧面贴合，进而对过滤箱进行支撑，实现过滤箱放置在进水箱内部，当过滤箱放置入进水箱内部时，第二箱部伸入消能井内部。

第二箱部的底部箱壁具有多个呈阵列分布的过滤孔，对污水起到过滤作用，对流入消能井的水进行过滤，避免污物杂质等进入消能井。

本实施例中第二箱部的底部箱壁采用交叉设置的多个格栅条构成，底部箱壁寸为1.1mX1.1m。格栅条采用直径为16mm的钢管制成。

由于第一箱部有三个箱壁，因此第二箱部的一个侧部箱壁未连接第一箱部的箱壁，该侧部箱壁底部与第二箱部的底部箱壁通过铰链4-3转动连接，作为第二箱部的开关门，该侧部箱壁顶部能够通过锁紧件与与其相邻的侧部箱壁固定。

具体的，该侧部箱壁上设有弧形的把手4-4，相邻的侧部箱壁上也设有弧形的把手，两个把手中均插入有插销4-5，两个插销之间设有链条4-6，通过链条将作为开关门的侧部箱壁进行关闭。

拔出插销4-5，开关门能够打开，方便第二箱部内部的杂质污物的倾倒。

所述过滤箱与提升机构5连接，提升机构5用于设置在地面上，提升机构5 能够将过滤箱提升至地面以上，方便工作人员将过滤箱内的污物和杂质取出。

如图9所示，所述提升机构采用门型结构，跨度为3m，包括第一竖向支撑件 5-1、第二竖向支撑件5-2及设置在第一竖向支撑件和第二竖向支撑件顶部之间的水平支撑件5-3。水平支撑件采用水平设置的钢梁，水平支撑部件上安装有卷扬机5-4，卷扬机利用电气开关5-6控制其工作，卷扬机连接有第一钢丝绳5-5，第一钢丝绳的底端设有吊环5-7，吊环采用现有起吊设备用吊环即可。

所述进水箱顶面的四个角处也设置有吊环，每个吊环均通过吊钩可拆卸的连接一根第二钢丝绳5-8，四个第二钢丝绳的顶端与第三钢丝绳5-9的底端固定，第三钢丝绳的顶端设有吊钩5-10，并能够通过吊钩与第一钢丝绳底部的吊环可拆卸连接。

在日常状态下，第三钢丝绳与第一钢丝绳分开，第三钢丝绳的吊钩挂在消能井外周混凝土结构物上设置的挂钩上。

第一钢丝绳、第二钢丝绳和第三钢丝绳均采用φ14链条制造，卷扬机的起吊重量2t。

如图11所示，本实施例中，消能井一侧的穿过有雨污水管涵的混凝土构筑物预埋有多个上下分布的钢板8，相邻钢板8上下垂直间距1米，钢板的尺寸为 300mm×300mm×20mm，钢板与导轨固定连接，过滤箱的第二箱部通过工字钢与导轨9滑动连接，在过滤箱提升时对其运动进行导向。

第一竖向支撑部件和第二竖向支撑部件均采用伸缩结构，高度在2米-3米的范围内自由调节，第一竖向支撑部件和第二竖向支撑部件采用现有的多级伸缩杆即可，包括多个伸缩杆部，相邻伸缩杆部通过挡销5-11实现锁紧固定。

第一竖向支撑部件和第二竖向支撑部件的底端均设置有三角架5-12，三角架安装有行走轮5-13，方便对提升机构进行移动。

本实施例的市政排水系统还包括摄像元件，摄像元件采用360°全景高清防爆摄像机10，用于安装在进水箱上方一侧的混凝土构筑物上，用于对排水情况进行监测。

为了保证消能井的稳定型，消能井的井体外侧面还设置有多个铰接板1-6，铰接板与拉杆的一端铰接，拉杆的另一端与固定在混凝土构筑物上的铰接板铰接，利用拉杆对消能井进行支撑，保证其稳定性。

消能井的高度可以进行调节，当其高度超过20米时，耦合支座等整体结构安全性需要进行结构验算，若不满足结构安全，在消能单元内部增加斜拉加固钢筋或者钢筋骨架，使用的材料可根据工程需要变化，如钢管和钢板可为普通钢材 (但需要做好防腐)或者工程塑料等，消能单元和消能水箱也可以为钢筋混凝土等材质；消能井形状可根据工程需要变化，如圆柱形、圆堆形、棱柱形等；(4) 根据应用场合，例如应用于跌水井等，若使用该系统，因位置原因管养时不好定位，跌水井处可以设GPS模块，便于导航维养。

本实施例的市政排水系统的安装方法为：

首先安装耦合底座，耦合底座通过地脚螺栓固定在其下方的混凝土基础上，然后由下至上依次吊装消能单元，对消能井进行拼装，拼装消能单元的同时，将消能单元通过拉杆与混凝土构筑物预埋的铰接板连接，对消能单元进行支撑，组装提升机构，并利用提升机构将过滤箱放置入进水箱，安装360°高清防爆摄像机。并通电，调试运行。

本实施例的排水系统的工作方法为：

日常工作状态下，将第三钢丝绳的挂钩挂在混凝土构筑物固定的挂钩上，雨污水管涵排出的污水进入进水箱，经过过滤箱过滤后进入消能井，依次流过多个消能板进行消能，然后落入消能水箱进一步消能后流出。

当需要清理过滤箱内的污物杂质时，移动提升机构至设定位置，取下第三钢丝绳，将第三钢丝绳的挂钩与第一钢丝绳的吊环连接，提升卷扬机工作，通过第一钢丝绳提起过滤箱直至过滤箱提升至地面以上，将提升机构移动至设定位置后，打开第二箱部的开关门，将靠近开关门的两根第二钢丝绳的挂钩离开过滤箱上对应的吊环，过滤箱在自重的作用下产生倾斜，将其内部的杂质和污物倒出，过滤箱内的杂质污物清理干净后，离开过滤箱的挂钩与过滤箱吊环重新连接，提升机构带动过滤箱回到初始位置，过滤箱重新放入进水箱中。

本实施例的排水系统，能够对由雨污水管涵流入消能井的水进行过滤，防止杂质污物在消能井内沉积，且过滤机构与用于设置在地面的提升机构连接，过滤机构过滤掉的杂质污物能够利用提升机构提升至地面以下，无需维护人员进入消能井进行清淤维护，降低了排水系统清淤和后期维修养护的难度。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (7)

1.一种市政排水系统，其特征在于，包括消能井，消能井包括井体，井体内设置有多个朝下倾斜的消能板，相邻两个消能板中，其中一个消能板安装在井体的第一侧壁，另一个消能板安装在井体第一侧壁对侧的第二侧壁，消能井的顶部设置有进水箱，进水箱与消能井之间设置有过滤箱，过滤箱与用于设置在地面的提升机构可拆卸连接；

所述消能板上设置有多个消能柱；

所述进水箱采用顶部和底部均敞口设置的倒锥台状结构；

所述过滤箱包括第一箱部和设置在第一箱部底部的第二箱部，第二箱部的底部箱壁具有过滤孔，第一箱部为与进水箱相匹配的倒锥型结构；

所述消能井由上下分布的多个消能单元拼接构成，最底部的消能单元与耦合底座上部支架可拆卸固定，耦合底座上部之间与多个支脚的顶端固定，多个支脚之间空间的底部设有消能水箱；

所述消能单元由第一单元体和第二单元体拼接构成，其中第一单元体固定有消能板

进水口采用扩大喇叭口，雨污水管涵与进水箱的侧面连接。

2.如权利要求1所述的一种市政排水系统，其特征在于，进水箱面积较小的底部与消能井的顶部固定连接。

3.如权利要求2所述的一种市政排水系统，其特征在于，第一箱部的箱壁与进水箱的箱壁贴合以使得第一箱部放置在进水箱内部，第二箱部伸入消能井中。

4.如权利要求1所述的一种市政排水系统，其特征在于，所述提升机构包括架体，架体包括水平支撑件，水平支撑件的一端与第一竖向支撑件顶部连接，另一端与第二竖向支撑件顶部连接，水平支撑件设置有卷扬机，卷扬机连接有第一钢丝绳。

5.如权利要求4所述的一种市政排水系统，其特征在于，第一竖向支撑件和第二竖向支撑件均采用伸缩结构。

6.如权利要求4所述的一种市政排水系统，其特征在于，过滤箱的四个角处均可拆卸的连接有第二钢丝绳，第二钢丝绳的底端与过滤箱可拆卸连接，顶端与第三钢丝绳底端连接，第三钢丝绳顶端能够与第一钢丝绳底端可拆卸连接。

7.如权利要求1所述的一种市政排水系统，其特征在于，还包括摄像元件，摄像元件用于安装在进水箱上方一侧。