CN208633394U - 屋面同层雨水收集利用装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种屋面同层雨水收集利用装置，包括布置在屋顶的水箱，其输出管与灌溉机构连接，输入管与雨水收集机构连接；雨水收集机构包括初期过滤、进水管、雨水感应泵和二次过滤器，在二次过滤器上设有弃流阀；弃流阀具有阀体、压帽、膜片和滴头，在阀体上具有进水孔与弃流孔，压帽和膜片安装在阀体内，滴头穿装在膜片上，在滴头中部具有贯通的滴管。该装置使用雨水感应泵收集落到屋面植被上的雨水，经初期过滤、二次过滤器与弃流阀对雨水进行汇集、处理与分流，最后由水箱储存以供灌溉机构利用，解决了雨水收集过程中污染物处理的难题，同时为屋顶绿化提供了高效、节水、可靠的灌溉解决方案。

Description

屋面同层雨水收集利用装置

技术领域

本实用新型涉及一种取自雨水的屋顶绿化灌溉系统，具体涉及一种屋面同层雨水收集与利装置。

背景技术

屋顶绿化同其他人工绿化系统一样，都需要布置相应的灌溉系统，而屋顶绿化由于其结构的特殊性，灌溉系统的布置又不同于常规的绿化系统，在灌溉管网的布置和雨水影响上需要进行特别的设计。

经检索，CN106284484A公开了一种屋顶雨水花园专用雨水循环系统，包括蓄水箱、净水器、水泵、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、土壤湿度传感器、第一管道、第二管道、第三管道、第四管道和PLC控制器，第一管道一端设置在二次过滤层上，另一端与蓄水箱相连接，第二管道上设有第一电磁阀和水泵，蓄水箱与净水器之间通过第三管道相连接，第三管道上设有第二电磁阀，净水器上设有第四管道，第四管道上设有第三电磁阀，净水器、水泵、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、土壤湿度传感器均与PLC控制器相连接，使用PLC控制器综合采集传感器信息，对各电磁阀进行控制，实现雨水利用和灌溉。

然而，在降水过程的前期，雨水对种植基质的冲刷导致地表径流中氮磷、泥沙等杂质的含量较高，容易造成污染和堵塞管网，即便使用常规的过滤装置处理，这部分水体依然无法用于绿化植物的灌溉。发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的屋面同层雨水收集利用装置，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本实用新型。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种屋面同层雨水收集利用装置。

技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型提供的屋面同层雨水收集利用装置，包括布置在屋顶的水箱，所述水箱的输出管与灌溉机构连接，所述水箱的输入管与雨水收集机构连接，所述雨水收集机构包括进水管和二次过滤器，所述二次过滤器上安装有弃流阀，所述弃流阀具有阀体、压帽、膜片和滴头，所述阀体上具有进水孔与弃流孔，所述压帽和膜片安装在阀体内，所述滴头穿装在膜片上，在滴头中部具有贯通的滴管。膜片与压帽之间形成第一空腔，膜片与阀体的进水孔与弃流孔之间形成第二空腔，滴管连通第一空腔和第二空腔，当经过滴管的水流足够多时，利用膜片的弹性令第一空腔膨胀挤压第二空腔直至消失，关闭弃流孔，实现低压弃流和高压关闭。对于具有高差的屋面，可以利用水的自然压力过滤和收集，省略雨水感应水泵，收集高处种植层的水给低处种植层利用。

作为优选，在雨水进水管前串联初期过滤，所述初期过滤设于种植基质层内，用于过滤渗入屋面种植基质层底部的雨水，利用种植基质自身的过滤作用，对收集的雨水进行第一道过滤和汇总。

作为优选，所述灌溉机构可以是低压渗灌管网、滴灌管网或喷灌管网，相应地在屋顶依据植物需要布置渗灌机构、滴管机构或喷灌机构中的一种或几种。

作为优选，在进水管上串联雨水感应泵，所述雨水感应泵包括相互连接的水泵、水位传感器和控制机构。所述雨水感应泵包括相互连接的水泵、水位传感器和控制机构，作为独立且高度集成的电气自动化设备，可直接从市场采购，利用水位传感器和控制结构作为水泵的开关。

作为优选，所述二次过滤器具有竖直的罐体，罐体的中部具有进水口，进水口与顶部出水口之间安装有滤芯，弃流阀安装在罐体的底部。利用重力原理，进入二次过滤器的雨水首先经底部的弃流阀，随泥沙等杂质一并排出，当水位到达一定高度后水压令弃流阀膜片变形关闭弃流孔，此时可以通过滤芯过滤并为水箱供水。故膜片关闭的压力设定为水位过滤到达二次过滤器底部时底部的水压。

所述滤芯采用多孔滤芯。主要用于滤除屋顶收集雨水中的泥沙，避免堵塞管路，也可以在后方进一步串联超滤装置，滤除雨水中的其他污染物。

作为优选，所述水箱内具有沉淀区和利用区，利用竖直的隔板将两个区割开，顶部连通。先沉淀后利用，进一步降低灌溉用水的杂质含量。

作为优选，所述水箱还具有市政供水接收区，所述市政供接收区的水位低于雨水收集的水位。当雨水供水不足时，使用市政供水补充，保证灌溉系统的持续有效运行。

作为优选，所述市政供水接收区的进水口处安装有浮球阀，采用传统的机械装置控制，简单可靠。

作为优选，所述水箱的底部安装有支架，进一步提高灌溉用水的势能，保证灌溉的水压。

上述装置收集利用屋面同层雨水，是在屋面种植层布置集水管汇集地表径流与渗入种植基质中的雨水，使用雨水感应泵将汇集的雨水泵入二次过滤器罐体，

降水前期水量少罐体内水位低，弃流阀进水孔水低，膜片初始状态保持第二空腔，水流经弃流孔排出，实现低压弃流，将降水前期屋面种植层所收集的高浓度污水排出到屋顶落水管中；

降水中后期水量大罐体内水位升高，弃流阀进水孔水压增大，经滴管进入第一空腔的雨水挤压弹性膜片直至第二空腔直至消失，关闭弃流孔，罐体内水位进一步升高经过滤芯过滤，进入水箱储存。

发明原理：进入二次过滤器罐体的雨水首先到底部的达弃流阀进水孔，在降雨前期进入二次过滤器的水压较低，相应地经滴头上滴管进入压帽和膜片之间的水量较低，膜片在阀体内得以保持初始的平整状态，输入阀体的水流经弃流孔排出到雨水落水管，低压弃流以排空系统在降雨前期收集的高浓度污水。

在降雨中后期，进入二次过滤器及阀体的水量增加水压增大，经上滴管进入压帽和膜片之间的水填满了这一空间，令膜片变形以遮盖弃流孔，此时水流全部由滤器处理利用并输入水箱。

有益效果：本实用新型使用雨水感应泵或屋面高差来收集落到屋面植被上的雨水，经通过屋面种植基质层的初级过滤汇总，二次过滤器与弃流阀对雨水进行分流与处理，最后由水箱储存供给低压渗灌管网、滴灌管网或喷灌管网使用，可以对屋顶雨水进行高效的处理和利用，由于二次过滤器的特别设计，抛弃了降水过程的高浓度污水，除一体化高度集成的雨水感应泵，整套系统的控制均采用简单可靠的机械机构，系统全封闭自我运行，显著提高了屋顶绿化灌溉系统的易维护性和可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例1的系统架构图；

图2是图1中弃流阀的结构示意图；

图3是图2低压弃流的工作状态图；

图4是图2高压供水的工作状态图；

图中：水箱1，进水管2，市政供水管3，二次过滤器4，雨水感应泵5，雨水管6，溢水管7，灌溉管8，第一水位9，第二水位10，支架11，浮球阀12，弃流阀13，阀体14，压帽15，膜片16，滴头17。

具体实施方式

实施例1：

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，其中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

本实施例的屋面同层雨水收集利用装置如图1所示，包括水箱1、进水管2、市政供水管3、二次过滤器4、雨水感应泵5、雨水管6、溢水管7、灌溉管8和支架11，雨水落到屋顶绿化植被上，经地表径流汇集到雨水管6，进入雨水感应泵5触发其工作，然后进入二次过滤器4的输入端，在二次过滤器4上安装有弃流阀13，弃流阀13将前期水量较少，污染物浓度高的雨水直接排到雨水落水管中。而二次过滤器的输出端通过进水管与水箱1连接，在水箱1的进水管2处具有第二水位10，超过该水位即通过溢水管7排出到屋顶的雨水落水管中。在水箱1市政供水管3的入口处设有浮球阀12，具有第一水位9，满足灌溉的最低需要，当水箱1内低于第一水位9时，使用市政供水补充，满足灌溉用水需求。

其中弃流阀13的结构如图2所示，阀体14的一端封闭，另一端具有进水口和弃流孔，在阀体内安装有压帽15和膜片16，在膜片中心穿设滴头17，滴头17中部具有贯通的滴管。膜片16与压帽15之间形成第一空腔，膜片16与阀体14的进水孔与弃流孔之间形成第二空腔，滴管连通第一空腔和第二空腔，当经过滴管的水流足够多时，挤压弹性膜片16的一侧，第一空腔膨胀挤压第二空腔直至消失，关闭弃流孔，实现低压弃流和高压关闭。

如图3所示，在降雨前期，由于屋顶植被表面与基质表面被雨水冲刷，同时也吸收一部分雨水，汇集的地表径流体量较小，进入二次过滤器罐体的的水量较少水压较低，由于滴管的口径相对于弃流孔非常小，水压较低时水流主要流向弃流孔，不足以经滴头17上滴管进入压帽15和膜片16之间，膜片16在阀体14内保持初始的平整状态，输入的水流由弃流孔排出，此时弃流阀工作在低压弃流状态，排空系统在降雨前期收集的高浓度污水。

如图4所示，在降雨中后期，水泵收集到的水量增加，二次过滤器罐体内水位上升水压增大，经滴头17上滴管进入压帽15和膜片16之间的水填满了这一空间，令膜片16变形以遮盖弃流孔，此时水流弃流阀工作在关闭状态，全部经二次过滤器利用并输入水箱。

由于降水前期进水管收集的水量较少，进水孔水压较低，膜片初始状态保持第二空腔，水流经弃流孔排出，实现低压弃流，将降水前期屋面种植层所收集的高浓度污水排出到屋顶落水管中；

而降水中后期进水管收集的水量增加，当进水孔水压增大时，部分水流经滴管进入第一空腔，挤压弹性膜片直至第二空腔直至消失，关闭弃流孔，收集的降水中后期雨水经二次过滤器进入水箱储存。

实施例2

本实施例是在实施例1基础上的改进，是在图1的基础上省略雨水感应水泵，对于具有高差的屋面，水箱的进水口及过滤器出水口均低于进水管，可以利用水流的势能实现压力过滤和收集，也就不需要水泵，可以收集高处种植层的雨水，供低处种植层利用。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本实用新型为屋面雨水与屋顶绿化灌溉提供了一种全新的结构形式、思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是示例性的优选实施方式，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种屋面同层雨水收集利用装置，包括布置在屋顶的水箱，所述水箱的输出管与灌溉机构连接，所述水箱的输入管与雨水收集机构连接，其特征在于：所述雨水收集机构包括进水管和二次过滤器，所述二次过滤器上安装有弃流阀，所述弃流阀具有阀体、压帽、膜片和滴头，所述阀体上具有进水孔与弃流孔，所述压帽和膜片安装在阀体内，所述滴头穿装在膜片上，在滴头中部具有贯通的滴管；膜片与压帽之间形成第一空腔，膜片与阀体的进水孔与弃流孔之间形成第二空腔，滴管连通第一空腔和第二空腔，滴管的孔径小于弃流孔。

2.根据权利要求1所述的屋面同层雨水收集利用装置，其特征在于：在雨水进水管前串联初期过滤，所述初期过滤设于种植基质层内，用于过滤渗入屋面种植基质层底部的雨水。

3.根据权利要求1所述的屋面同层雨水收集利用装置，其特征在于：所述灌溉机构是低压渗灌管网、滴灌管网或喷灌管网。

4.根据权利要求1所述的屋面同层雨水收集利用装置，其特征在于：在进水管上串联雨水感应泵，所述雨水感应泵包括相互连接的水泵、水位传感器和控制机构。

5.根据权利要求1所述的屋面同层雨水收集利用装置，其特征在于：所述二次过滤器具有竖直的罐体，罐体的中部具有进水口，进水口与顶部出水口之间安装有滤芯，弃流阀安装在罐体的底部。

6.根据权利要求1所述的屋面同层雨水收集利用装置，其特征在于：所述水箱内具有沉淀区和利用区，所述沉淀区和利用区顶部连通，底部被竖直的隔板隔开。

7.根据权利要求6所述的屋面同层雨水收集利用装置，其特征在于：所述水箱还具有市政供水接收区，所述市政供接收区的水位低于雨水收集的水位。

8.根据权利要求7所述的屋面同层雨水收集利用装置，其特征在于：所述市政供水接收区的进水口处安装有浮球阀。

9.根据权利要求8所述的屋面同层雨水收集利用装置，其特征在于：所述水箱的底部安装有支架。