CN115075482A - 一种虹吸式屋面排水用的辅助排水系统及其排水方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于屋面排水构件技术领域，公开了一种虹吸式屋面排水用的辅助排水系统及其排水方法，虹吸式屋面排水用的辅助排水方法包括：压力传感器实时采集虹吸排水立管或天沟内积水压力，若当前积水压力超过设定的临界值，启动与辅助系统预压装置连接的辅助挡板开启，将在屋面和天沟内积水，散排至地面。通过调整辅助系统预压装置中的弹簧的位置设置辅助挡板的预压力，弹簧后部的辅助挡板位置相对于弹簧的轴向前后调节，实现开启压力。本发明有效的改善在管网满流的情况下立管及天沟压力，避免造成屋面或建筑面积水；主动提供虹吸系统的排水能力，改变虹吸系统被动的排水状态，提高系统排水的安全性，保障建筑安全。

Description

一种虹吸式屋面排水用的辅助排水系统及其排水方法

技术领域

本发明属于屋面排水构件技术领域，尤其涉及一种虹吸式屋面排水用的辅助排水系统及其排水方法。

背景技术

虹吸式屋面雨水系统的原理就是依靠特殊的雨水斗的设计，实行气水分离，从而使雨水立管中为满流状态，当立管中的水达到一定的容量时，虹吸作用就产生了。在降雨过程中，由于连续不断的虹吸作用，整个系统得以令人惊奇的快速排除屋顶上的雨水。虹吸系统按满流设计，系统排水余量较小，如遇到强降雨，系统排水能力达到极限后，有导致天沟满水，发生溢流，甚至影响建筑的安全。

现有技术存在的问题为：

（1）目前虹吸排水技术是依靠水流的重力加速度作用下，带动悬吊管的负压虹吸状态，从而快速排放雨水，系统排水余量较小。尤其当遇强降雨时，室外雨水管网呈满流状态，容易对虹吸系统带来顶托的负面效果，系统排水能力下降，导致屋面积水，溢流到室内，甚至影响建筑荷载的安全。

（2）现有虹吸式屋面排水用的辅助排水智能化控制效果差。

解决以上问题及缺陷的意义为：为增加虹吸排水的主动性，让系统具有在暴雨条件下强化排水能力的措施，研究次设备，利用虹吸满流的压力效果，以及系统排水的余压，实现在强降雨时，增大排水口的排水断面面积的方法，实现排水能力的提升。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本发明公开实施例提供了一种虹吸式屋面排水用的辅助排水系统及其排水方法。

所述技术方案如下：一种虹吸式屋面排水用的辅助排水方法包括：压力传感器实时采集虹吸排水立管和天沟内积水压力，当前积水压力超过设定的临界值，启动与辅助系统预压装置连接的辅助挡板开启，将在屋面和天沟内积水，散排至市政管网。

在一实施例中，压力传感器可测量虹吸排水立管和天沟内积水满流后的压力状态，再将压力参数传输给运算处理装置，辅助系统预压装置可根据运算处理装置给出的指令，适当开启。信号传输装置可根据现场状态传输至手机端或者云平台，远程监控集中管理。

在一实施例中，设定的临界值为100kpa；辅助挡板开启压力根据不同项目高度和地面散排位置调整大小。

在一实施例中，通过调整辅助系统预压装置中的弹簧的位置设置辅助挡板的预压力，弹簧后部的辅助挡板位置相对于弹簧的轴向前后调节，实现开启压力。

在一实施例中，虹吸排水立管内压力超过设定值，辅助挡板被挤压至限位挡板位置处；辅助挡板开启后，虹吸排水立管中雨水流向辅助排水管件；辅助排水管件的管口设置具有开启压力且处于关闭状态单向拍门，所述辅助排水管件的开启压力小于辅助挡板的开启压力。

在一实施例中，辅助挡板按照历史最高降雨量计算限位挡板挤压的位置。

在本发明中，可以通过压力采集装置根据管道压力的值来开启辅助装置，或者弹簧预压（可调）开启辅助装置。

在本发明中，虹吸系统出户通常接入市政雨水井或消能井，出现极端降雨时，市政雨水管网满流，并且地面可能会产生积水，此时虹吸系统会受到满水市政雨水井的顶托影响，延长形成虹吸的时间，系统排水能力降低，屋面汇流雨水无法及时排除，导致从屋面溢流至室内的现象，从而造成重大经济损失，甚至影响行人安全。

因此需要设置辅助排水系统，为避免市政雨水井的顶托影响，需要设置在地面以上的立管上，根据顶托压力的传感，及时打开泄水口，及时排除屋面汇水，保障系统安全。避免排水系统打开的前提条件为压力传感器信号，或者较为经济型的弹簧预压，虹吸排水立管内的排水不畅，压力会升高约至100kpa时，该辅助排水系统的挡板因弹簧受到压力作用开启，（可根据不同项目高度和地面散排位置调整开启压力）辅助挡板按照历史最高降雨量计算挤压限位挡板的位置。直至降雨强度减小，预压弹簧逐步复位，排水立管中的雨水再次排至市政管网。

本发明的另一目的在于提供一种虹吸式屋面排水用的辅助排水系统包括安装在虹吸排水立管上的辅助排水管件，辅助排水管件的中间设置有辅助挡板，所述辅助挡板的内侧通过辅助系统预压装置固定在辅助排水管件内；所述辅助排水管件的内壁还设置有与辅助挡板相匹配的限位挡板；

所述辅助排水管件的下端开口处安装有固定装置，所述固定装置上设置有单向拍门。

在一个实施例中，所述辅助排水管件通过安装套环固定在虹吸排水立管上，所述安装套环的末端设置有多个固定翼环。

在一个实施例中，所述辅助排水管件安装在虹吸排水立管的下端靠近地面的位置。

在一个实施例中，所述固定装置上安装有单向拍门相匹配的磁吸块。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：

1、有效的改善在管网满流的情况下立管及天沟压力，避免造成屋面或建筑面积水；

2、主动提供虹吸系统的排水能力，改变虹吸系统被动的排水状态，提高系统排水的安全性，保障建筑安全；

3、不受市政管网满流顶托的影响，在有溢流风险时，散排至地面；

4、采用压力传感自动控制，通过调整弹簧的位置来设置辅助挡板的预压力，弹簧后部的板子位置可相对于弹簧的轴向前后调节，实现开启压力；并可设置不同的压力开启值，可适用于不同建筑高度的建筑屋面排水；

5、设置与正常排水系统的旁侧，不影响虹吸正常排水系统；

6、作为类似检查口的配件，与管道采取法兰连接，便于安装、检修及维护。

7、屋面排水系统强调高效、迅速，该装置可尽可能的减小环境对系统排水效果的影响，系统可独立运行；

8、提高虹吸系统在应对极端天气时的排水能力，减少屋面溢流风险，该装置可根据系统水力计算结果，设定自动开启泄流压力，自动运行；

9、装置设置在距离地面0.2~0.8m之间，便于安装、检修、更换等，并且在地面泄水影响对环境影响较小；

10、装置可接入建筑BIM系统，实现装置的智慧化监测、雨型，并及时反馈装置的故障；

当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明的公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是本发明实施例提供的虹吸式屋面排水用的辅助排水系统的位置布局示意图；

图2是本发明实施例提供的虹吸式屋面排水用的辅助排水系统示意图；

图中：1、虹吸排水立管；2、辅助排水管件；3、辅助挡板；4、辅助系统预压装置；5、固定装置；6、单向拍门；7、限位挡板；8、固定翼环；9、压力传感器；10、传感器保护结构；11、信号传输装置；12、运算处理装置。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

针对市政管网满流对虹吸系统顶托的影响，需要一种不受顶托影响的排水方式，并且能根据压力的影响自动开启和关闭。本发明在虹吸排水立管1的一定高度位置，增设增大排水能力的组件，虹吸系统受到顶托影响时，管内流速减小，流量降低，阻力损失变小，压力上升，达到开启压力时雨水从该位溢流排走，保证各种情况下都能正常运行，不对屋面及天沟造成过大的压力。

本发明提供一种虹吸式屋面排水用的辅助排水方法包括：通过压力传感器9实时采集虹吸排水立管1或天沟内积水压力，若当前积水压力超过设定的临界值，启动与辅助系统预压装置4连接的辅助挡板3开启，将在屋面和天沟内积水，散排至地面。

在本发明一优选实施例中，设定的临界值为100kpa；辅助挡板3开启压力根据不同项目高度和地面散排位置调整大小。

辅助挡板3按照历史最高降雨量计算限位挡板7挤压的位置。

通过调整辅助系统预压装置4中的弹簧的位置设置辅助挡板3的预压力，弹簧后部的辅助挡板3位置相对于弹簧的轴向前后调节，实现开启压力。

在本发明一优选实施例中，虹吸排水立管1内压力超过设定值，辅助挡板3被挤压至限位挡板7位置处；辅助挡板3开启后，虹吸排水立管1中雨水流向辅助排水管件2；辅助排水管件2的管口设置具有开启压力且处于关闭状态单向拍门6，所述辅助排水管件2的开启压力小于辅助挡板3的开启压力。

如图1所示，该虹吸式屋面排水用的辅助排水系统位于虹吸排水立管1靠近地面的位置，不可设置在过高位置，否则容易出现管内雨水飞溅。

如图2所示，该虹吸式屋面排水用的辅助排水系统上下与虹吸排水立管1相连，但该虹吸式屋面排水用的辅助排水系统不影响虹吸排水立管1的正常排水，不影响虹吸效果，损失可忽略不计。

该虹吸式屋面排水用的辅助排水系统包括：安装在虹吸排水立管1上的辅助排水管件2，辅助排水管件2的中间设置有辅助挡板3，所述辅助挡板3的内侧通过辅助系统预压装置4固定在辅助排水管件2内；所述辅助排水管件2的内壁还设置有与辅助挡板3相匹配的限位挡板7。

所述辅助排水管件2的下端开口处安装有固定装置5，所述固定装置5上设置有单向拍门6。

压力传感器9可测量虹吸排水立管1和天沟内积水满流后的压力状态，再将压力参数传输给运算处理装置12，辅助系统预压装置4可根据运算处理装置12给出的指令，适当开启。信号传输装置11可根据现场状态传输至手机端或者云平台，远程监控集中管理。压力传感器9的前部安装有传感器保护结构10。

在本发明一优选实施例中，所述辅助排水管件2通过安装套环固定在虹吸排水立管1上，所述安装套环的末端设置有多个固定翼环8。

在本发明一优选实施例中，所述辅助排水管件2安装在虹吸排水立管1的下端靠近地面的位置。

在本发明一优选实施例中，所述固定装置5上安装有单向拍门6相匹配的磁吸块。

当出现特殊情况降雨时，管网满流出现排不赢现象 ，导致虹吸排水立管1甚至天沟出现雨水聚集，虹吸排水立管1内压力升高至100kpa时，该虹吸式屋面排水用的辅助排水系统的辅助挡板3开启，辅助系统预压装置4的开启压力为100kpa；当虹吸排水立管1内压力升高至300kpa时，辅助挡板3被挤压至限位挡板7位置处，此时为辅助挡板3最大量开启。辅助挡板3开启后，虹吸排水立管1中雨水流向辅助排水管件2。辅助排水管件2的管口通过固定装置5设置了单向拍门6，该单向拍门6通常情况下处于关闭状态，并具有一定的开启压力，但是开启压力小于辅助挡板3的开启压力，并有效防止气体及虫类等进入主管道影响主管道虹吸的形成，使管道内的雨水快速排至地面。

通过设置在装置上的压力传感器9，到达设定的临界值，装置自动开启；挡水板与辅助系统预压装置4连接，实现自动开启；该虹吸式屋面排水用的辅助排水系统主动增大虹吸系统的排水能力，避免在超过设计重现期的暴雨来临时，系统无法排除，在屋面和天沟内积水，溢流至室内，造成经济损失和人员受伤，同时也保障屋面结构承载的安全。增大的排水能力不受其他排水系统的影响，出现强降雨时，市政管网呈满流状态，屋面排水系统接入市政管网时，排水能力受市政管网的顶托影响，原系统排水能力无法达到设定值，从而影响系统排水安全，实现地面1.0m左右位置自动开启，不受市政管网满流影响。采用可调式压力传感器9，使用范围广，装置的压力限位开关，可在50KN-50KN设定调节，可适用于10m-50m高的建筑。在立管底正压区，不影响正常排水系统，正常运行时，在不出现出口受阻碍、顶托影响时，正常排数系统运行稳定，在装置安装处，不会出现较大的正压波动，装置处于关闭状态，不影响正常排水系统。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围应由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种虹吸式屋面排水用的辅助排水方法，其特征在于，所述虹吸式屋面排水用的辅助排水方法包括：压力传感器（9）实时采集虹吸排水立管（1）和天沟内积水压力，当前积水压力超过设定的临界值，启动与辅助系统预压装置（4）连接的辅助挡板（3）开启，将在屋面和天沟内积水，散排至市政管网。

2.根据权利要求1所述的虹吸式屋面排水用的辅助排水方法，其特征在于，设定的临界值为100kpa；辅助挡板（3）开启压力根据不同项目高度和地面散排位置调整大小。

3.根据权利要求1所述的虹吸式屋面排水用的辅助排水方法，其特征在于，通过调整辅助系统预压装置（4）中的弹簧的位置设置辅助挡板（3）的预压力，弹簧后部的辅助挡板（3）位置相对于弹簧的轴向前后调节，实现开启压力。

4.根据权利要求1所述的虹吸式屋面排水用的辅助排水方法，其特征在于，虹吸排水立管（1）内压力超过设定值，辅助挡板（3）被挤压至限位挡板（7）位置处；辅助挡板（3）开启后，虹吸排水立管（1）中雨水流向辅助排水管件（2）；辅助排水管件（2）的管口设置具有开启压力且处于关闭状态单向拍门（6），所述辅助排水管件（2）的开启压力小于辅助挡板（3）的开启压力。

5.根据权利要求4所述的虹吸式屋面排水用的辅助排水方法，其特征在于，

辅助挡板（3）按照历史最高降雨量计算限位挡板（7）挤压的位置。

6.根据权利要求1所述的虹吸式屋面排水用的辅助排水方法，其特征在于，，所述虹吸式屋面排水用的辅助排水方法还包括：压力传感器（9）测量虹吸排水立管（1）和天沟内积水满流后的压力状态，再将压力参数传输给运算处理装置（12），辅助系统预压装置（4）根据运算处理装置（12）给出的指令，进行开启；信号传输装置（11）根据现场状态传输至手机端或者云平台，进行远程监控集中管理。

7.一种实施权利要求1~6所述的虹吸式屋面排水用的辅助排水方法的虹吸式屋面排水用的辅助排水系统，其特征在于，所述虹吸式屋面排水用的辅助排水系统包括安装在虹吸排水立管（1）上的辅助排水管件（2），辅助排水管件（2）的中间设置有辅助挡板（3），所述辅助挡板（3）的内侧通过辅助系统预压装置（4）固定在辅助排水管件（2）内；所述辅助排水管件（2）的内壁还设置有与辅助挡板（3）相匹配的限位挡板（7）。

8.根据权利要求7所述的虹吸式屋面排水用的辅助排水系统，其特征在于，所述辅助排水管件（2）的下端开口处安装有固定装置（5），所述固定装置（5）上设置有单向拍门（6）；

所述辅助排水管件（2）通过安装套环固定在虹吸排水立管（1）上，所述安装套环的末端设置有多个固定翼环（8）。

9.根据权利要求7所述的虹吸式屋面排水用的辅助排水系统，其特征在于，所述辅助排水管件（2）安装在虹吸排水立管（1）的下端靠近地面的位置。

10.根据权利要求7所述的虹吸式屋面排水用的辅助排水系统，其特征在于，所述固定装置（5）上安装有单向拍门（6）相匹配的磁吸块。

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