CN117552511A - 一种排水装置及其控制方法和排水系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种排水装置及其控制方法和排水系统，本发明方案巧妙性通过在底座组件上连接升降驱动组件，再通过升降驱动组件连接盖板，使得盖板可以受到升降驱动组件的驱动而进行升降，使地面积水较多时，可以通过升降驱动组件驱动盖板上升，通过盖板及其连接的过滤筛网进行过滤积水，同时提高积水进入排水通道的效率，以提高装置的积水过滤、引导效率，另外，还可以结合水位传感器等零部件组成水位传感组件，以对地面的积水情况进行感应和反馈，然后通过控制器进行适时控制升降驱动组件驱动盖板进行升降工作，以此提高装置的使用灵活性和可靠性，为地面积水排出提供人性化和高效率的策略提供保障。

Description

一种排水装置及其控制方法和排水系统

技术领域

本发明涉及市政排水装置领域，尤其涉及一种排水装置及其控制方法和排水系统。

背景技术

海绵城市是新一代城市雨洪管理概念，是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的弹性，也可称之为“水弹性城市”。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”，其中，福建省南平市武夷新区体育中心拥有将近7.5万平方米的绿化面积，在设计时，项目方就利用植草沟、透水砖、下沉式绿地等海绵设施，这既保障排水防涝安全，又有效地收集了雨水。该体育中心对透水砖、植草沟、地漏、排水设施等海绵化改造，让雨水有了更多的缓降空间，可被一层层“海绵”慢慢吸收。

虽然集中排水的井盖、地漏组件相比以前已经有了极大地改善，观赏性上也有了很大提高，但依然存在灵活性不足的问题，例如，传统路边用于排水的井盖，其主要是利用井盖的间隙进行透水，而这在雨量较大时，难以根据实际积水情况适时调整排水能力，在遇到强降雨天气时，无法实现路边积水的及时排出，而且容易出现垃圾堵截的问题，进而衍生出非常难闻的气体，甚至有时候会因为雨水大面积的流入井盖周围，工人打开井盖后，使行人或者车辆难以观测到，进而导致交通事故和危害人身安全，因此，如何提供一种能够根据地面积水情况来适时调整排水能力的井盖或地漏装置是非常具有现实意义的课题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种结构简单、实施可靠且使用灵活的排水装置及其控制方法和排水系统。

为了实现上述的技术目的，本发明所采用的技术方案为：

一种排水装置，设置在地面排水通道中且用于对流入到排水通道内的地面积水进行过滤；其包括：

底座组件，设置在排水通道内，所述底座组件上设有供地面积水进入排水通道的透水结构；

盖板，设置在底座组件上方，所述盖板上设有多个贯穿其上下端面的第一排水孔，所述第一排水孔用于过滤地面积水；

过滤筛网，环绕设置在盖板下端面边缘且合围形成环形封闭结构，所述过滤筛网上设有多个第二排水孔，该第二排水孔用于过滤地面积水；

升降驱动组件，其主体与底座组件连接，其升降驱动端与盖板连接，且由升降驱动组件驱动盖板升降，使盖板高出地面的高度得以调整；

控制器，与升降驱动组件连接，且用于控制升降驱动组件驱动盖板升降。

作为一种可能的实施方式，进一步，本方案所述升降驱动组件包括：

第一套管，其上端与盖板下端面中心固定连接，其上端末设有将第一套管上端封闭的第一堵头；

第二套管，其下端与底座组件上端面中心固定连接，其上端并行穿入到第一套管内部，其下端末设有将第二套管下端封闭的第二堵头；

电动推杆，其主体固定在第二套管内，其驱动端竖直朝上且与第一套管固定连接，由电动推杆的驱动端上下伸缩带动第一套管相对第二套管上下滑动，使盖板跟随升降；

其中，所述电动推杆与控制器连接且由控制器控制工作启闭。

作为一种较优的实施选择，优选的，本方案所述第一套管的上端外周侧呈环形阵列布设有多个支撑杆，所述支撑杆的一侧与盖板下端面相贴，其的一端与第一套管外壁固定连接，其另一端沿远离第一套管方向延伸。

作为一种较优的实施选择，优选的，本方案所述过滤筛网上的第二排水孔为腰形通孔，其呈环形阵列布设在过滤筛网上，且呈腰形通孔的第二排水孔为倾斜设置。

作为一种较优的实施选择，优选的，本方案所述底座组件包括：

基座，为环形结构，其周侧设有多个固定杆，且所述基座通过固定杆固定在排水通道内；

过滤盘，为圆盘状，其中部于基座上端面固定连接，所述过滤盘上设有多个贯穿其上下端面的透水孔；

其中，所述第二套管的下端穿过所述过滤盘的中部且与所述基座固定连接。

作为一种较优的实施选择，优选的，本方案所述盖板设有第一排水孔的区域为下沉结构，且盖板设有第一排水孔的区域上还设有多个加强筋条，加强筋条之间形成有供积水流入至第一排水孔的间隙。

作为一种较优的实施选择，优选的，本方案所述过滤盘为中部凸起的非平板结构，所述过滤盘上的透水孔布设区域包括过滤盘的边缘。

作为一种较优的实施选择，优选的，本方案所述电动推杆为伺服电动推杆。

基于上述，本发明方案还提供一种排水系统，其包括上述所述的排水装置。

作为一种较优的实施选择，优选的，本方案还包括：

水位测量组件，与控制器连接且用于反馈积水深度，所述水位测量组件包括水位传感器，所述水位传感器设置在盖板上或地面一侧并用于感应地面积水深度。

基于上述，本发明方案还提供一种排水控制方法，其包括上述所述的排水系统，所述排水系统的排水装置安装于排水通道上，所述水位测量组件的水位传感器设置在盖板上或地面一侧并用于感应地面积水深度，所述控制方法包括：

水位测量组件按预设时间频率感应地面积水的高度且生成积水反馈数据；

控制器接收积水反馈数据，且按预设条件控制升降驱动组件驱动盖板升降，使盖板上端面与地面相平或与积水高度形成预设高度差。

作为一种较优的实施选择，优选的，本方案控制器接收积水反馈数据，且按预设条件控制升降驱动组件驱动盖板升降，使盖板上端面与地面相平或与积水高度形成预设高度差包括：

控制器接收积水反馈数据；

将积水反馈数据与预设阈值x进行计算，公式如下：

h＝H-x

其中，h为盖板上端面与地面的高度差值，H为积水高度，x为预设阈值，其大于0；

获取h，

当h小于等于0时，升降驱动组件维持盖板上端面与地面相平，

当h大于0时，升降驱动组件驱动盖板上升，使盖板上端面与积水的高度差动态保持在与预设阈值x相等，其中，升降驱动组件驱动盖板上升的高度不超过预设阈值y，且y大于x，当升降驱动组件驱动盖板上升的高度等于y时，不再继续驱动盖板上升。

采用上述的技术方案，本发明与现有技术相比，其具有的有益效果为：本发明方案巧妙性通过在底座组件上连接升降驱动组件，再通过升降驱动组件连接盖板，使得盖板可以受到升降驱动组件的驱动而进行升降，使地面积水较多时，可以通过升降驱动组件驱动盖板上升，通过盖板及其连接的过滤筛网进行过滤积水，同时提高积水进入排水通道的效率，以提高装置的积水过滤、引导效率，另外，还可以结合水位传感器等零部件组成水位传感组件，以对地面的积水情况进行感应和反馈，然后通过控制器进行适时控制升降驱动组件驱动盖板进行升降工作，以此提高装置的使用灵活性和可靠性，为地面积水排出提供人性化和高效率的策略提供保障。

附图说明

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，下面将对实施例或现有技术描述中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是本发明装置的简要实施结构三维视角示意图之一；

图2是本发明装置的简要实施结构三维视角示意图之二；

图3是本发明装置的简要实施结构二维视角示意图之一；

图4是本发明装置的简要实施结构爆炸示意图，其中，电动推杆未示出；

图5是本发明装置的简要实施结构剖切示意图；

图6是本发明装置安装于使用场地时的简要实施结构剖切示意图之一，其中，其主要示出了地面无积水时的装置使用状态；

图7是本发明装置安装于使用场地时的简要实施结构剖切示意图之二，其中，其主要示出了地面有积水时的装置使用状态；

图8是本发明系统实施结构之一安装于使用场地时的简要实施结构剖切示意图，其中，其主要示出了地面有积水时的装置使用状态；

图9是本发明系统实施结构之二安装于使用场地时的简要实施结构剖切示意图，其中，其主要示出了地面有积水时的装置使用状态。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本发明，但不对本发明的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本发明的部分实施例而非全部实施例，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。

如图1至图7之一所示，本实施例方案一种排水装置，设置在地面7的排水通道6中且用于对流入到排水通道6内的地面积水5进行过滤；其包括：

底座组件1，设置在排水通道6内，所述底座组件1上设有供地面积水5进入排水通道6的透水结构；

盖板2，设置在底座组件1上方，所述盖板2上设有多个贯穿其上下端面的第一排水孔21，所述第一排水孔21用于过滤地面积水5；

过滤筛网3，环绕设置在盖板2下端面边缘且合围形成环形封闭结构，所述过滤筛网3上设有多个第二排水孔31，该第二排水孔31用于过滤地面积水5；

升降驱动组件4，其主体与底座组件1连接，其升降驱动端与盖板2连接，且由升降驱动组件4驱动盖板2升降，使盖板2高出地面7的高度得以调整；

控制器，与升降驱动组件4连接，且用于控制升降驱动组件4驱动盖板2升降。

本实施例方案中，所述升降驱动组件4包括：

第一套管41，其上端与盖板2下端面中心固定连接，其上端末设有将第一套管41上端封闭的第一堵头411；

第二套管42，其下端与底座组件1上端面中心固定连接，其上端并行穿入到第一套管41内部，其下端末设有将第二套管42下端封闭的第二堵头421；

电动推杆43，其主体固定在第二套管42内，其驱动端竖直朝上且与第一套管41固定连接(可以为可拆卸固定连接)，由电动推杆43的驱动端上下伸缩带动第一套管41相对第二套管42上下滑动，使盖板2跟随升降；

其中，所述电动推杆43与控制器连接且由控制器控制工作启闭；

另外，为了方便控制电动推杆43的升降驱动高度，本实施例方案中，优选的，本方案所述电动推杆43为伺服电动推杆43。

由于电动推杆43位于盖板2之下，其存在受雨水、地面积水5冲刷的可能性，为了提高其防水性和耐用性，本方案第二套管42的上端穿入到第一套管41的下端内且二者之间形成的间隙小于0.1mm，但又不相互过盈配合，二者存在一定的滑动配合自由度(可以通过涂覆润滑剂)，这样第一套管41受电动推杆43进行升降时，流入到盖板2和底座组件1之间的积水不会进入到第二套管42内，以此避免电动推杆43因浸水而损坏，提高其使用可靠性和使用寿命，同时，维修时，该结构配合的拆卸又不会太复杂，除此之外，在选材上，本方案的第一套管41、第二套管42可以采用耐腐蚀材料，例如高硬度塑料、不锈钢等等，但本方案又不局限于此，本方案装置与水接触的零部件，均可以采用耐腐蚀材料，例如高硬度塑料、不锈钢等等。

本方案中，电动推杆43推动盖板2上升到其高度上限或预设高度上限时，所述过滤筛网3的下端亦不会脱出(或高出)安装装置的安装孔，即过滤筛网3的竖直高度大于电动推杆43可驱动盖板2上升的高度或预设高度。

由于地面积水5及被过滤的杂物会对盖板2造成一定的压力，为了提高盖板2的支撑结构强度，本方案所述第一套管41的上端外周侧呈环形阵列布设有多个支撑杆412，所述支撑杆412的一侧与盖板2下端面相贴，其的一端与第一套管41外壁固定连接，其另一端沿远离第一套管41方向延伸。

除此之外，作为一种较优的实施选择，本方案所述过滤筛网3上的第二排水孔31为腰形通孔，其呈环形阵列布设在过滤筛网上，且呈腰形通孔的第二排水孔31为倾斜设置。

通过该结构形式，可以使得盖板2受电动推杆43驱动而上升时，地面积水5亦可以通过盖板2侧面的过滤筛网3上的第二排水孔31进入到排水通道6内，而第二排水孔31亦可将较大的杂物阻挡在外，避免其一并进入到排水通道6内。

对于底座组件1而言，本方案所述底座组件1包括：

基座11，为环形结构，其周侧设有多个固定杆12，且所述基座11通过固定杆12固定在排水通道6内；

过滤盘13，为圆盘状，其中部于基座11上端面固定连接，所述过滤盘13上设有多个贯穿其上下端面的透水孔131；

其中，所述第二套管42的下端穿过所述过滤盘13的中部且与所述基座11固定连接。

另外，本方案所述盖板2设有第一排水孔21的区域为下沉结构，且盖板2设有第一排水孔21的区域上还设有多个加强筋条22，加强筋条22之间形成有供积水流入至第一排水孔21的间隙。

由于地面积水5中还混入有一定的泥土和小体积的杂物，而部分泥土和杂物可能从过滤筛网3与排水通道6内壁之间的间隙或第二排水孔31落入到过滤盘13上时，会因为过多积蓄而造成阻塞，作为一种较优的实施选择，优选的，本方案所述过滤盘13为中部凸起的非平板结构，所述过滤盘13上的透水孔131布设区域包括过滤盘13的边缘，在此结构下，部分泥土、杂物会因为不断流入的积水而被冲刷到过滤盘13边缘，而过滤盘13中部亦有一定量的透水孔131以保证其排水能力。

在图1至图7之一所述的基础上，进一步结合图8或图9所示，基于上述，为了提高装置的使用便利性和灵活性，本实施例方案还提供一种排水系统，其包括上述所述的排水装置，除此之外，本方案系统还包括：

水位测量组件，与控制器连接且用于反馈积水深度，所述水位测量组件包括水位传感器，所述水位传感器设置在盖板2(如图8)上或地面一侧(如图9)并用于感应地面积水5深度。

通过该方式，可以利用水位传感器8的水位感应信号来反馈水位高度信息，然后通过控制器进行联动控制电动推杆43来驱动盖板2适应性上升，以此实现装置的排水灵活性。

基于上述，本实施例方案还提供一种可以适用于上述排水系统的排水控制方法，其包括上述所述的排水系统，所述排水系统的排水装置安装于排水通道6(如排水管)上，所述水位测量组件的水位传感器8设置在盖板2组件上或地面一侧并用于感应地面积水5深度，所述控制方法包括：

水位测量组件按预设时间频率感应地面积水5的高度且生成积水反馈数据；

控制器接收积水反馈数据，且按预设条件控制升降驱动组件4驱动盖板2升降，使盖板2上端面与地面相平或与积水高度形成预设高度差。

作为一种较优的实施选择，优选的，本方案控制器接收积水反馈数据，且按预设条件控制升降驱动组件4驱动盖板2升降，使盖板2上端面与地面相平或与积水高度形成预设高度差包括：

控制器接收积水反馈数据；

将积水反馈数据与预设阈值x进行计算，公式如下：

h＝H-x

其中，h为盖板2上端面与地面的高度差值，H为积水高度，x为预设阈值，其大于0；

获取h，

当h小于等于0时，升降驱动组件4维持盖板2上端面与地面相平，

当h大于0时，升降驱动组件4驱动盖板2上升，使盖板2上端面与积水的高度差动态保持在与预设阈值x相等，其中，升降驱动组件4驱动盖板2上升的高度不超过预设阈值y，且y大于x，当升降驱动组件4驱动盖板2上升的高度等于y时，不再继续驱动盖板2上升；作为一种可能的取值举例，x可以选择为2～5cm，即，当积水深度小于x cm时，盖板2不进行抬升，当积水深度大于x cm时，盖板2受升降驱动组件4驱动进行抬升，且盖板2至积水液面的距离为2-5cm，即始终保持盖板2低于积水液面2-5cm。上述控制方法能够使盖板2随积水深度进行实时的升降调节，进而实现根据积水深度进行装置排水能力的实时调节，利于路边积水的排除。

需要说明的是，水位传感器8进行反馈液位高度信号，以及控制器进行控制电动推杆43(伺服电动推杆43)进行驱动升降是现有常见的控制技术方案，其并非是本方案的独创，而本方案的创新点在于将其应用在排水井盖或地漏的排水能力调整，因此，对于水位传感器8的工作原理、控制器控制电动推杆43的工作原理不做过多赘述。

本方案系统中，所述盖板2可以为地漏盖，也可以是市政排水井盖，其在户外使用时，在天气良好或地面无积水的情况下，盖板2与地面相平，当天气逐渐变得小雨连绵时，水位传感器8受雨水/积水浸润而产生感应反馈信号，而控制器根据信号反馈来适时启动电动推杆43作为动力源，以此实现对盖板2进行升降驱动，若雨量不大，盖板2周边的排水孔没有被雨水所覆盖，则升降装置不进行工作，当雨量有所增大，且路面有积水痕迹，则水位传感器8所反馈的信号会使得控制器对电动推杆43发出指令，并随路面积水程度调节盖板2的抬升高度，以此令其上端面与积水液面保持间距动态稳定，但是盖板2的上升高度亦有上限(例如，按预设高度值最大可升至路面以上15cm处)。

由于过滤筛网3的侧面有布设第二排水孔31，因此，过滤筛网3外周侧的积水会通过第二排水孔31的过滤而进入到排水通道6，这样装置的排水能力亦一定程度上得以提升；此时，即使有一部分小垃圾(如树叶、石子等小型物品)流进盖板2和底座组件1之间的排水通道6内，也会因为底座组件1的过滤盘13(不规则圆盘)上的透水孔131过滤而被截流在其中，并且会被雨水冲向四周，方便管理人员对其进行定期清除(直接将盖板2拆卸出，然后清理盖板2和底座组件1之间的泥沙或杂物、垃圾)。过滤盘13中部设置为凸起状，其边缘稍低，形成的斜面结构可有效地缓解雨水的冲击力，并把垃圾带向周围，方便后续的清理工作。

以上所述仅为本发明的部分实施例，并非因此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种排水装置，设置在地面排水通道中且用于对流入到排水通道内的地面积水进行过滤；其特征在于，其包括：

底座组件，设置在排水通道内，所述底座组件上设有供地面积水进入排水通道的透水结构；

盖板，设置在底座组件上方，所述盖板上设有多个贯穿其上下端面的第一排水孔，所述第一排水孔用于过滤地面积水；

过滤筛网，环绕设置在盖板下端面边缘且合围形成环形封闭结构，所述过滤筛网上设有多个第二排水孔，该第二排水孔用于过滤地面积水；

升降驱动组件，其主体与底座组件连接，其升降驱动端与盖板连接，且由升降驱动组件驱动盖板升降，使盖板高出地面的高度得以调整；

控制器，与升降驱动组件连接，且用于控制升降驱动组件驱动盖板升降。

2.如权利要求1所述的排水装置，其特征在于，所述升降驱动组件包括：

第一套管，其上端与盖板下端面中心固定连接，其上端末设有将第一套管上端封闭的第一堵头；

第二套管，其下端与底座组件上端面中心固定连接，其上端并行穿入到第一套管内部，其下端末设有将第二套管下端封闭的第二堵头；

电动推杆，其主体固定在第二套管内，其驱动端竖直朝上且与第一套管固定连接，由电动推杆的驱动端上下伸缩带动第一套管相对第二套管上下滑动，使盖板跟随升降；

其中，所述电动推杆与控制器连接且由控制器控制工作启闭。

3.如权利要求2所述的排水装置，其特征在于，所述第一套管的上端外周侧呈环形阵列布设有多个支撑杆，所述支撑杆的一侧与盖板下端面相贴，其的一端与第一套管外壁固定连接，其另一端沿远离第一套管方向延伸。

4.如权利要求2所述的排水装置，其特征在于，所述过滤筛网上的第二排水孔为腰形通孔，其呈环形阵列布设在过滤筛网上，且呈腰形通孔的第二排水孔为倾斜设置。

5.如权利要求2所述的排水装置，其特征在于，所述底座组件包括：

基座，为环形结构，其周侧设有多个固定杆，且所述基座通过固定杆固定在排水通道内；

过滤盘，为圆盘状，其中部于基座上端面固定连接，所述过滤盘上设有多个贯穿其上下端面的透水孔；

其中，所述第二套管的下端穿过所述过滤盘的中部且与所述基座固定连接。

6.如权利要求5所述的排水系统，其特征在于，所述盖板设有第一排水孔的区域为下沉结构，且盖板设有第一排水孔的区域上还设有多个加强筋条，加强筋条之间形成有供积水流入至第一排水孔的间隙；

所述过滤盘为中部凸起的非平板结构，所述过滤盘上的透水孔布设区域包括过滤盘的边缘；

所述电动推杆为伺服电动推杆。

7.一种排水系统，其特征在于，其包括权利要求1至6之一所述的排水装置。

8.如权利要求7所述的排水系统，其特征在于，其还包括：

水位测量组件，与控制器连接且用于反馈积水深度，所述水位测量组件包括水位传感器，所述水位传感器设置在盖板上或地面一侧并用于感应地面积水深度。

9.一种排水控制方法，其特征在于，其包括权利要求8所述的排水系统，所述排水系统的排水装置安装于排水通道上，所述水位测量组件的水位传感器设置在盖板上或地面一侧并用于感应地面积水深度，所述控制方法包括：

水位测量组件按预设时间频率感应地面积水的高度且生成积水反馈数据；

控制器接收积水反馈数据，且按预设条件控制升降驱动组件驱动盖板升降，使盖板上端面与地面相平或与积水高度形成预设高度差。

10.如权利要求9所述的排水控制方法，其特征在于，控制器接收积水反馈数据，且按预设条件控制升降驱动组件驱动盖板升降，使盖板上端面与地面相平或与积水高度形成预设高度差包括：

控制器接收积水反馈数据；

将积水反馈数据与预设阈值x进行计算，公式如下：

h＝H-x

其中，h为盖板上端面与地面的高度差值，H为积水高度，x为预设阈值，其大于0；

获取h，

当h小于等于0时，升降驱动组件维持盖板上端面与地面相平，

当h大于0时，升降驱动组件驱动盖板上升，使盖板上端面与积水的高度差动态保持在与预设阈值x相等，其中，升降驱动组件驱动盖板上升的高度不超过预设阈值y，且y大于x，当升降驱动组件驱动盖板上升的高度等于y时，不再继续驱动盖板上升。