CN117164060B - 一种海绵城市雨水净化系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及海绵城市技术领域，具体涉及一种海绵城市雨水净化系统，包括集水装置、净水装置和储水装置，净水装置包括过滤筒，过滤筒的侧壁顶部设置有两组进水管，两组进水管均沿过滤筒的切线方向设置且两组进水管关于过滤筒中心对称设置，进水管与集水装置连通，过滤筒的侧壁底部设置有出水管，出水管一端位于过滤筒的中心位置，另一端与储水装置连通；过滤筒中心转动设有有浮渣收集网，浮渣收集网包括涡状收集部、导流部和储渣部，涡状收集部用以收集浮渣和固体杂质。通过设置过滤筒和浮渣收集网，防止浮渣收集网的透水性降低导致系统旋流的转速及形成受到影响，保证系统能够正常工作。

Description

一种海绵城市雨水净化系统

技术领域

本发明涉及海绵城市技术领域，特别是涉及一种海绵城市雨水净化系统。

背景技术

海绵城市是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。

对于城市中的花园、绿地、河流和湖泊等区域来说，雨水的就地净化、消纳和利用较为简单，增加城市绿化面积也是建设海绵城市的重要途径。对于建筑区域而言，雨水收集净化系统则是不可或缺的设施。

公告号为CN111359294B的中国专利公开了一种耗能少的海绵城市雨水收集净化系统，其技术方案要点是包括集水装置、净水装置和储水装置，竖直的过滤筒的高度小于集水装置，且大于储水装置，过滤筒内架设有浮渣收集网，过滤筒底端设有排泥管，所述进水管沿过滤筒的切线方向设置，浮渣收集网位于进水管与出水管之间，具有利用雨水自身的机械能实现雨水的初步过滤，能耗较少的优点。

但是上述装置工作过程中，浮渣收集网收集浮渣后会留存在其内，随着浮渣的增多，浮渣收集网的透水性降低，影响装置的原来旋流的转速及形成，最终极易可能导致装置无法工作。

发明内容

基于此，有必要针对目前的雨水净化系统所存在的问题，提供一种海绵城市雨水净化系统。

上述目的通过下述技术方案实现：

一种海绵城市雨水净化系统，包括：

包括集水装置、净水装置和储水装置，所述净水装置包括过滤筒，所述过滤筒的侧壁顶部设置有两组进水管，两组进水管均沿过滤筒的切线方向设置且两组进水管关于过滤筒的中心对称设置，所述进水管的另一端与所述集水装置连通；所述过滤筒的侧壁底部设置有出水管，所述出水管的一端靠近过滤筒的中心位置设置，另一端与所述储水装置连通；

所述过滤筒中心转动设有浮渣收集网，所述浮渣收集网包括涡状收集部、导流部和储渣部，所述涡状收集部用以收集浮渣和固体杂质；所述导流部用以导向浮渣和固体杂质的运动；所述储渣部用以储存浮渣和固体杂质。

所述出水管位于过滤筒中心位置的一端设有两个排水口，两个排水口的朝向与所述涡状收集部的涡旋方向相反，排水口位于涡状收集部的下部且靠近储渣部。

所述浮渣收集网的转速和当地的降雨量正相关。

当所述浮渣收集网受到的旋转力矩大于预设值时，所述浮渣收集网开始转动，且所述浮渣收集网的转向和流体的流动方向相同，所述浮渣收集网的转速大于所述流体的流速。

所述预设值的大小和当地的降雨量呈负相关。

所述导流部的形状为锥斗状。

所述浮渣收集网还包括排渣部，所述排渣部用以排出浮渣和固体杂质，所述排渣部设置有阀门。

所述海绵城市雨水净化系统还包括驱动件，所述驱动件用以提供所述浮渣收集网转动的驱动力。

本发明的有益效果是：

本发明涉及一种海绵城市雨水净化系统，雨水从集水装置流入两组进水管中，并沿过滤筒的切线方向流入过滤筒中；在过滤筒内形成逆时针方向的涡状旋流，使得悬浮在雨水中的固体杂质从涡状收集部上方直接进入浮渣收集网中，在离心力的作用下固体杂质会被甩向浮渣收集网的内壁，并在导流部的作用下进入储渣部中集中沉降，并通过排渣部统一排出；而浮渣则先在过滤筒的中心位置聚集，并位于浮渣收集网的上方，经初步过滤的雨水通过排水口从出水管流出，由于排水口位于涡状收集部的下部且靠近储渣部位置，则水流会沿过滤筒向下流动，这样浮渣随着水流会向过滤筒下方移动并逆时针旋转，经涡状收集部的缺口进入涡状收集部的内部，涡状收集部内部的浮渣进而被吸入储渣部内部，最后通过排渣部排出；实现雨水的净化处理。

本系统通过排水口和浮渣收集网的设置，进一步提高涡旋的形成速度，提高系统的净水效率，浮渣收集网可转动设置，能够在浮渣收集网堵塞时，促使沾附在其内壁上的杂质脱落，提高雨水净化效率。

本系统可根据不同的雨水规模进行内部数据调整，保证系统可靠工作的前提下节省能耗、减少设备磨损。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的海绵城市雨水净化系统的立体结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的海绵城市雨水净化系统的立体剖视结构示意图；

图3为本发明一实施例提供的海绵城市雨水净化系统的浮渣收集网的立体结构示意图。

其中：

100、过滤筒；110、进水管；120、导流板；

200、浮渣收集网；210、涡状收集部；220、导流部；230、储渣部；240、排渣部；

300、电机；

400、出水管；410、排水口。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本文中为组件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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装置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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1至图3所示，本发明一实施例提供的海绵城市雨水净化系统，用以净化雨水；在本实施例中，海绵城市雨水净化系统包括集水装置、净水装置和储水装置，净水装置包括过滤筒100、浮渣收集网200和电机300，过滤筒100的侧壁顶部设置有两组进水管110，两组进水管110均沿过滤筒100的切线方向设置且两组进水管110关于过滤筒100中心对称设置，两组进水管110均一端与集水装置连通；过滤筒100的底部设置有导流板120，导流板120为锥斗状，用以导流雨水；过滤筒100的侧壁底部设置有出水管400，出水管400一端位于过滤筒100的中心位置，另一端与储水装置连通；出水管400位于过滤筒100的中心位置处的一端命名为排水口410，排水口410设有两个；电机300通过螺栓固定连接在过滤筒100上，电机300提供浮渣收集网200转动的驱动力。

过滤筒100中心能够转动地设置有浮渣收集网200，浮渣收集网200包括涡状收集部210、导流部220和储渣部230，涡状收集部210为涡旋线形状，且涡状收集部210的涡距大于两组进水管110形成的涡旋水流的涡距，即涡状收集部210的相邻涡旋线之间的距离大于两组进水管110形成的涡旋水流的相邻涡旋线之间的距离；涡状收集部210的下部设置有导流部220，导流部220用以导向浮渣和固体杂质的运动；导流部220的下部设置有储渣部230，储渣部230用以储存浮渣和固体杂质。

可以理解的是，可通过在电机300的轴上设置齿轮，在浮渣收集网200上设置与之啮合的齿轮，使得电机300能够带动浮渣收集网200转动。

通过设置过滤筒100和浮渣收集网200，防止浮渣收集网200的透水性降低导致系统旋流的转速及形成受到影响，保证系统能够正常工作。

排水口410为倾斜状，且两个排水口410的朝向和涡状收集部210的涡旋方向相反，进而可增大水吸入的速度。

可以理解的是，可以在排水口410处设置滤网，从而避免浮渣通过出水管400进入储水装置中。

浮渣收集网200的转速和当地的降雨量正相关。

当地的降雨量较大时，电机300转速较大，浮渣收集网200的转速较大，保证系统功能正常。当地的降雨量较小时，电机300转速较小，浮渣收集网200的转速较小，减少系统能耗。

可以理解的是，可通过气象台或雨量计等手段获取当地的降雨量。

当浮渣收集网200受到的旋转力矩大于预设值时，浮渣收集网200开始转动，且浮渣收集网200的转向和雨水的流动方向相同，浮渣收集网200的转速大于雨水的流速。

预设值为设定值，可根据当地降雨量进行设定。

可以理解的是，可通过力矩传感器获取浮渣收集网200受到的旋转力矩；可通过在过滤筒100内设置流速计获取雨水的涡旋速度。

预设值的大小和当地的降雨量负相关。

当地的降雨量较大时，设置预设值较小，进而加快变换频率，提高系统的净水效率；当地的降雨量较小时，设置预设值较大，减少系统能耗。

导流部220的形状为锥斗状，进而便于导向固体杂质的运动。

储渣部230的下部设置有排渣部240，排渣部240用以排出浮渣和固体杂质；储渣部230设置为仅能让水流通过，浮渣和固体杂质无法通过。

可以理解的是，排渣部240设置有阀门，当非雨天时，可通过控制阀门打开，将排渣部240处的浮渣和固体杂质统一进行排放。

可以理解的是，通过在出水管400处设置流速计，测量出水管400处的水流速度，并将流速计与阀门关联设置，使阀门能够自动开闭。在雨天时，若出水管400处的流速计测得的水流速度低于预设值，可能是雨水量减小或杂质堆积过多等情况造成的，此时控制阀门自动开启，借助过滤筒100内的雨水，将浮渣收集网200内的浮渣和固体杂质快速排出以保障雨水在过滤筒100内的流动。

其中，阀门可以设置为具有自动关闭的功能，具体可以是，阀门在开启时间到达预设时间后自动关闭，或者阀门在出水管400处的流速计测得的水流速度高于设定流速时自动关闭。

海绵城市雨水净化系统还包括驱动件，驱动件用以提供浮渣收集网200转动的驱动力，在本实施例中，驱动件为电机300，电机300通过螺栓固定连接在过滤筒100上。

结合上述实施例，本发明实施例的使用原理和工作过程如下：

雨水从集水装置流入两组进水管110中，雨水具有较快的流速，并沿过滤筒100的切线方向流入过滤筒100中；进而在过滤筒100内形成逆时针方向的涡状旋流，使得悬浮在雨水中的泥沙等固体杂质从涡状收集部210上的缺口处进入浮渣收集网200中，受离心力的影响悬浮在雨水中的泥沙等固体杂质被甩向浮渣收集网200的内壁，并在导流部220的作用下进入储渣部230中集中沉降，并通过排渣部240统一排出。

与此同时，浮渣在过滤筒100中心聚集，并位于浮渣收集网200的上方，初步过滤的雨水则通过排水口410从出水管400流出，最后进入储水装置中进行储存；过滤过程中，浮渣在水体表面向中间靠近的同时逆时针旋转，经涡状收集部210的开口进入涡状收集部210内部，由于排水口410位于涡状收集部210下部且靠近储渣部230位置，则水流会沿储渣部230向下流动，将涡状收集部210内部的浮渣吸入储渣部230内部。

雨天时，当出水管400处的流速计测得的水流速度低于预设值时，阀门自动打开，借助过滤筒100内的雨水，将浮渣收集网200内的浮渣和固体杂质快速排出以保障雨水在过滤筒100内的流动，阀门在开启时间到达预设时间后自动关闭，或者阀门在出水管400处的流速计测得的水流速度高于设定流速时自动关闭。

晴天时，控制排渣部240上的阀门打开，清除其内的浮渣与砂石等固体杂质，不影响下一次的正常使用。

在上述过程中，当浮渣收集网200处的力矩传感器感应到的力矩值大于预设值时，说明浮渣收集网200堵塞较为严重，此时启动电机300带动浮渣收集网200沿逆时针方向转动，且浮渣收集网200的转速大于水流的涡旋速度，使得涡状收集部210内壁上的浮渣脱落，涡状收集部210内外的流动性恢复，提高装置的净水效率，且浮渣收集网200的转动也可主动提高涡旋速度，当涡旋速度恢复至前段时刻最大速度时，电机300关闭。

同时，预设值的大小和当地的降雨量负相关。当地的降雨量较大时，设置预设值较小，加快变换频率，提高系统的净水效率；反之当地的降雨量较小时，设置预设值较大，减少系统能耗。

同时，浮渣收集网200的转速和当地的降雨量正相关。当地的降雨量较大时，电机300转速较大，浮渣收集网200的转速较大，保证系统功能正常。当地的降雨量较小时，电机300转速较小，浮渣收集网200的转速较小，减少系统能耗。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种海绵城市雨水净化系统，包括集水装置、净水装置和储水装置，其特征在于，所述净水装置包括过滤筒，所述过滤筒的侧壁顶部设置有两组进水管，两组进水管均沿过滤筒的切线方向设置且两组进水管关于过滤筒的中心对称设置，所述进水管的另一端与所述集水装置连通；所述过滤筒的侧壁底部设置有出水管，所述出水管的一端靠近过滤筒的中心位置设置，另一端与所述储水装置连通；

所述过滤筒的中心转动设有浮渣收集网，所述浮渣收集网包括涡状收集部、导流部和储渣部，所述涡状收集部用以收集浮渣和固体杂质，涡状收集部为涡旋线形状，涡旋线从内向外顺时针螺旋，涡状收集部的一侧具有缺口，过滤过程中，浮渣在水体表面向中间靠近的同时逆时针旋转，经涡状收集部的缺口进入涡状收集部内部；所述导流部用以导向浮渣和固体杂质的运动；所述储渣部用以储存浮渣和固体杂质，由于排水口位于涡状收集部下部且靠近储渣部位置，水流会沿储渣部向下流动，将涡状收集部内部的浮渣吸入储渣部内部；当浮渣收集网处的力矩传感器感应到的力矩值大于预设值时，启动电机带动浮渣收集网沿逆时针方向转动，且浮渣收集网的转速大于水流的涡旋速度，使涡状收集部内壁上的浮渣脱落。

2.根据权利要求1所述的海绵城市雨水净化系统，其特征在于，所述出水管靠近过滤筒中心位置的一端设有两个排水口，两个排水口的朝向与所述涡状收集部的涡旋方向相反，排水口位于涡状收集部的下部且靠近储渣部。

3.根据权利要求1所述的海绵城市雨水净化系统，其特征在于，所述浮渣收集网的转速和当地的降雨量正相关。

4.根据权利要求1所述的海绵城市雨水净化系统，其特征在于，当所述浮渣收集网受到的旋转力矩大于预设值时，所述浮渣收集网开始转动，且所述浮渣收集网的转向和流体的流动方向相同，所述浮渣收集网的转速大于所述流体的流速。

5.根据权利要求4所述的海绵城市雨水净化系统，其特征在于，所述预设值的大小和当地的降雨量呈负相关。

6.根据权利要求1所述的海绵城市雨水净化系统，其特征在于，所述导流部的形状为锥斗状。

7.根据权利要求1所述的海绵城市雨水净化系统，其特征在于，所述浮渣收集网还包括排渣部，所述排渣部用以排出浮渣和固体杂质，所述排渣部设置有阀门。

8.根据权利要求1所述的海绵城市雨水净化系统，其特征在于，所述海绵城市雨水净化系统还包括驱动件，所述驱动件用以提供所述浮渣收集网转动的驱动力。