CN213427531U - 雨水收集毛细渗透灌溉系统 - Google Patents

雨水收集毛细渗透灌溉系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种雨水收集毛细渗透灌溉系统,包括雨水收集装置、雨水收集池和多孔导水管,所述多孔导水管内部由吸水性好的纤维制成,表面均匀分布有若干个出水孔。本实用新型通过利用简便的雨水收集、灌溉装置,实现了精准化自动灌溉,降低成本,节约电能,有利于小规模雨水收集灌溉装置的推广使用。本方案通过收集结构将雨水收集、储存,再利用具有吸水及透水能力的管道对其上的植物进行灌溉,能够有效地利用自然资源实现自动化灌溉,且为无源灌溉系统,结构易于实现,降低成本,节约电能,且环境友好型更佳,便于推广使用。

Description

雨水收集毛细渗透灌溉系统
技术领域
本实用新型涉及雨水资源再利用领域,特别是涉及一种雨水收集毛细渗透灌溉系统。
背景技术
我国人均水资源短缺,水资源时空分布不均,降水年际变化/季节变化大,雨季多暴雨,易发生洪涝,而旱季的降水量则难以满足植被的生长需求,需要大量的灌溉用水。随着工业的发展,水资源污染和浪费的问题也屡见不鲜,而农作物、绿化植被等的灌溉需求却只增不减。如何合理再利用水资源,减少季节性降水不均的问题对植被灌溉的影响,成为当前急需解决的问题。
集雨灌溉是指将雨季的雨水在收集、净化后储存起来,并在旱季时引出储存的雨水用于灌溉植被,是一种简单有效的节水灌溉方式。由于外地输水需要建设大型蓄水工程(水库等)和引水工程,不仅耗费大量成本,还需要考虑地形、距离等一系列问题,因此近年来越来越多地区开始重视利用小型集雨灌溉系统来解决小区域的灌溉用水短缺问题。
现有的基于灌溉系统的灌溉方式主要有两种:人工灌溉和自动灌溉。人工灌溉即由专人通过工具取出储蓄的雨水,直接对植被进行灌溉;人工灌溉方式较为原始,费时费力,而且具有不确定性,不能把握灌溉时间和水量,实现准确、全面地完成灌溉。自动灌溉主要利用水泵、喷淋、滴灌等装置实现汲水和灌溉,能够实现精准灌溉,合理分配储蓄水,且减轻了劳动成本,省时省力。但是现有的自动灌溉方式大多需要一系列汲水、灌溉设备,成本较高、结构复杂且耗费电能,难以满足小型集雨灌溉系统对于节省成本的要求。
专利号为CN 204738345 U的中国专利公开了“一种楼顶雨水收集和绿化灌溉装置”,该装置通过雨水收集斗将楼顶板上的雨水收集起来,利用收集管导入雨水收集池的左腔内,雨水经过溢流口的过滤网过滤后进入右腔,通过输送泵将右腔内的雨水抽入灌溉箱内,经过灌溉管上的过滤器进入各个灌溉头,最终,各个喷雾型喷水头对下方的绿化植物进行喷雾灌溉。
上述专利中的灌溉装置属于自动灌溉,能够节省人力成本,并实现精准灌溉,但是需要多个灌溉头设备,同时输送泵需要耗费电能,增加了灌溉成本,不利于推广和普及。
实用新型内容
本实用新型所要解决的问题是在尽可能实现自动精准灌溉的同时,提供一种系统简单,成本低廉的雨水收集毛细灌溉系统。
为实现上述目的,本实用新型提供如下方案:
一种雨水收集毛细渗透灌溉系统,包括雨水收集装置、雨水收集池和多孔导水管,所述雨水收集装置的出液端连接所述雨水收集池,所述多孔导水管由所述雨水收集池内延伸到其外部,所述多孔导水管包括管体及填充在其内部的吸水材料,所述管体表面分布有若干个透水孔。
进一步的,所述雨水收集装置包括天沟,所述天沟与雨水立管连通,所述雨水立管的出液端连接简易弃流装置的进液端,所述简易弃流装置的收集管道的出液端连接所述雨水收集池。
进一步的,所述简易弃流装置还包括弃流管道及可绕一轴自转的活动翻板,所述弃流管道与所述收集管道并行,所述活动翻板在第一状态下,关断所述弃流管道的进液端,打开所述收集管道的进液端;所述活动翻板在第二状态下,打开所述弃流管道的进液端,关断所述收集管道的进液端。
进一步的,所述活动翻板包括长短不同的第一挡板和第二挡板,它们呈钝角设置,所述活动轴设置在所述第一挡板和所述第二挡板衔接线处且它们形成的槽口朝向所述活动轴。
进一步的,所述第一挡板的长度小于所述第二挡板的长度,所述第一挡板远离其与第二挡板的衔接端的底部设置有配重块。
进一步的,所述弃流管道的进液端设置有第一顶板,所述第一挡板的边缘与所述弃流管道的内壁保持间隙且在第一状态下与第一顶板抵靠,所述收集管道的进液端设置有第二顶板,所述第二挡板的边缘与所述收集管道的内壁保持间隙且在第二状态下与所述第二顶板抵靠,所述弃流管道与所述收集管道之间设有分隔板,所述活动轴与所述分隔板顶端铰接。
进一步的,所述多孔导水管至少延伸到所述雨水收集池外的部分的外周包覆有透水无纺布,所述透水无纺布外由碎石包裹。
进一步的,所述碎石上设置有土层,所述土层上种有植物。
进一步的,所述多孔导水管上设置流量控制夹。
进一步的,所述雨水收集池上设置有超流溢流管。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果在于:
本方案通过收集结构将雨水收集、储存,再利用具有吸水及透水能力的管道对其上的植物进行灌溉,能够有效地利用自然资源实现自动化灌溉,且为无源灌溉系统,结构易于实现,降低成本,节约电能,且环境友好型更佳,便于推广使用。
本方案通过简易弃流装置的设计,能够通过简单的结构实现雨水收集时,前段存在废弃物的雨水的舍弃,能够有效提高收集的雨水的洁净度,改善存储水质,更好的实现灌溉。
本方案的多孔导水管具有流量控制夹,可以根据需要调整供水流量,应用灵活性更好。
本发明的多孔导水管包覆在透水无纺布中,能够有效地对管道进行保护,同时可以便于管内的水渗出,采用碎石包覆有利于改善整体结构的稳定性,还便于植物根系伸入到多孔透水管处实现灌溉。
附图说明
图1:为本实用新型中雨水收集毛细渗透灌溉系统的结构剖视图;
图2:为本实用新型中雨水收集毛细渗透灌溉系统的俯视图;
图3:为简便弃流装置处于第二状态的结构示意图;
图4:为简便弃流装置处于第二状态的结构示意图;
图5:为毛细渗透灌溉区域的放大图。
图中:1:雨水收集装置、11:天沟、12:雨水立管、13:简易弃流装置、131:活动翻板、132:轴、133:第一挡板、134:第二挡板、135:配重块、14:弃流管道、15:收集管道、16:分隔板、2:雨水收集池、21:超流溢流管、3:多孔导水管、31:控制夹、32:管体。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的方案进行清楚、完整的描述。
为使本发明的目的、优点和特点能够更加清楚、详细地展示,将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。该实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例,凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案,均落在本发明要求保护的范围之内。
同时声明,在方案的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“内”、“外”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。
此外,本方案中的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或者暗示对重要性的排序,或者隐含指明所示的技术特征的数量。因此,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。在本发明中,“多个”的含义是两个或者两个以上,除非另有明确具体的限定。
如图1、2所示,本实用新型实施例揭示的一种雨水收集毛细渗透灌溉系统包括雨水收集装置1、雨水收集池2和多孔导水管3,所述雨水收集装置1的出液端连接所述雨水收集池2,所述多孔导水管3由所述雨水收集池2内延伸到其外部,整体的工作原理是,通过雨水收集装置1收集雨水,然后导入到所述雨水收集池2内进行储存,接着由多孔导水管3将雨水收集池2内的水吸附到植物种植的区域进行灌溉。
具体来看,所述雨水收集装置1可以是已知的各种结构,例如其可以是直接将地面的雨水管直接引入到所述雨水收集池2内,更优选的,如附图1所示,所述雨水收集装置1包括天沟11,所述天沟11设置在屋顶,与雨水立管12连通,所述雨水立管12的出液端连接简易弃流装置13的进液端,所述简易弃流装置13的收集管道15的出液端连接所述雨水收集池2。
之所以设置简易弃流装置13是由于在下雨时,雨水中存在较多的杂志,这对于收集的雨水的水质的提高显然是不利的,因此,需要使雨水前端的部分雨水排放不进行收集。所述简易弃流装置13可以采用各种可行的结构,优选的实施例中,如图3、图4所示,所述简易弃流装置13包括并行的弃流管道14、收集管道15及可绕一轴132自转的活动翻板131,所述活动翻板131在第一状态下,关断所述弃流管道14的进液端,打开所述收集管道15的进液端,水流通过所述收集管道15的进液端流入所述雨水收集池2中;所述活动翻板131在第二状态下,打开所述弃流管道14的进液端,关断所述收集管道15的进液端,所述弃流管道14连接排污管。
具体的,所述活动翻板131包括长短不同的第一挡板133和第二挡板134,它们呈钝角设置,所述轴132设置在所述第一挡板133和所述第二挡板134衔接线处且它们形成的槽口朝向所述轴132;并且在一种方式中,使所述轴132可绕其轴自转,所述活动翻板131与轴132固定,在另一种方式中,也可使轴固定,使所述活动翻板131可绕所述轴132转动。
更优选的所述第一挡板133的长度小于所述第二挡板134的长度;所述第一挡板133远离其与第二挡板134的衔接端的底部设置有配重块135,所述配重块135的位置、材质以及重量可以根据实际需求进行调整,以满足所述第一挡板133重量大于所述第二挡板134重量的需求,从而常态下,如附图3所示,所述第一挡板133打开所述弃流管道的进液端,所述第二挡板134关断所述收集管道的进液端。下雨时,由于前期雨水水量较小,因此,前段的雨水从弃流管道流出,随着雨水量变大,雨水对第二挡板134施加的压力大于第一挡板和配重块的重力,此时,所述活动翻板131转动,使所述第一挡板关断所述弃流管道的进液端,所述第二挡板打开所述收集管道的进液端,如附图4所示。
所述弃流管道14和所述收集管道15可以是在一管道的中间设置一分隔板16来分隔成两个空间从而得到,例如在一圆管中设置一宽度小于该圆管的直径的竖板将圆管分隔成两个尺寸不同的扇形通道,其中尺寸小的通道为弃流管道,尺寸大的通道为收集通道,在所述分隔板16的顶部设置所述轴即可。当然,所述分隔板16除了可以采用竖板,也可以采用如附图3、附图4所示的一块截面类似“人”字型的分隔板,但在实际操作中,也可以由两块顶端相连的分隔板衔接而成;在常态下,所述第一挡板133受所述配重块135重力的影响下降靠近所述分隔板16,并使所述活动翻板131维持第二状态,当水流重力大于所述配重块135重力时,所述第二挡板134下压,使所述活动翻板131转换为第一状态。
更进一步,如附图4所示,所述弃流管道14的进液端设置有第一顶板136,所述第一挡板133的边缘与所述弃流管道14的内壁保持间隙且在第一状态下与第一顶板抵靠,使第一状态下的所述弃流管道14处于封闭状态,所述收集管道15的进液端设置有第二顶板,所述第二挡板134的边缘与所述收集管道15的内壁保持间隙且在第二状态下与所述第二顶板抵靠,此处,所述第一顶板136及第二顶板在实际结构中是一环形板的不同部分,所述环形板与所述圆管(分隔得到弃流管道和收集管道)共轴,这样的结构使得整体结构更易于实现,且便于与立管12连接。
在具体实施中,所述雨水立管12的出液端连接简易弃流装置13的进液端,更具体地,所述第一顶板136和所述第二顶板与所述雨水立管12连接,所述第一顶板和所述第二顶板与所述雨水立管12的连接方式可以是直接焊接,也可以在两端顶板上方设置一段直立水管,使两端顶板上方的直立水管与所述雨水立管12固接,直立水管与所述雨水立管12的连接方式有多种,如:螺接、套设、卡箍连接等。
所述雨水收集池可以是现场浇筑的钢混结构池体,也可以是预制而成的结构体或者金属材质的池体,当然,其也可以使其他具有蓄水能力的容器,例如是罐体或盒体等。如图1所示,所述雨水收集池2上设置有超流溢流管21,所述超流溢流管21设置在所述多孔导水管3与所述雨水收集池2接口处的高度附近,用于防止雨水储蓄量过大时形成倒灌、漏水等问题。所述超流溢流管21呈斜坡状将过量的雨水从所述雨水收集池2中导出到排污管。
所述多孔导水管3包括管体32及填充在其内部的吸水材料33(吸水材料由吸水性好的纤维制成,例如:海绵、吸水纤维棉等),所述管体32表面分布有若干个透水孔,能够较好地将吸入的雨水从多孔导水管3中浸透出来。
所述管体32可以是软管也可以是塑料管或金属管或钢混浇筑得到的管体,优选的,所述管道32采用软管,并且,所述管体32的下端延伸至所述雨水收集池2的池底位置,从而可以最大程度的将雨水收集池内的蓄水吸收到地面上。如附图5所示,所述多孔导水管3至少延伸到所述雨水收集池2外的部分的外周包覆有透水无纺布(图中未示出),纱布能够进一步过滤和控制出水速度,所述透水无纺布外由碎石4包裹,能够稳固所述多孔导水管3并通过碎石的重力挤压出水;所述碎石上设置有土层5,所述土层上种有植物6。
所述多孔导水管3上设置有流量控制夹31,在雨水充沛时,流量控制夹31夹紧从而降低水体在吸水材料中的透过能力,能够降低多孔导水管3的吸水量,防止过度灌溉;雨水不足时,放松流量控制夹31,使得多孔导水管3能够畅通无阻地将从雨水收集池2中吸收得雨水运输、渗透到各处土壤中。所述流量控制夹31的设置位置可以根据需要设计,优选设置在靠近雨水收集池的位置,这样便于后续进行流量控制夹31的操作。当然当其设置在其他位置时,可以在地表开设置有与流量控制夹31对应的操作井。
本实用新型的工作原理和工作过程如下:降雨时,雨水通过屋顶设置的天沟11流到雨水立管12,并在雨水立管12的运输下到达简易弃流装置13,前期雨水量较小,所述第一挡板133在所述配重块135重力的影响下保持下垂状态,使前期雨水能够顺着所述弃流管道14的管壁和所述活动翻板131的顶端沿所述第一挡板表面形成的斜坡流入所述弃流管道14内,并最终沿所述弃流管排放至污水管,随着降水时长和降水量的增加,流入雨水立管的雨水量也不断增加,在雨水重力大于所述配重块135重力时,所述第二挡板134受重力影响开始下压,同时所述第一挡板133随即抬升,直至所述弃流管道14顶部的顶板下方,流入所述收集管道15的雨水最终所述收集管道15的运输下储存至所述雨水收集池2,所述雨水收集池2内的水位上升到一定位置时将流入设置在多孔导水管3与雨水收集池2的接口处附近的超流溢流管21,并最终导出到废水管道,为防止伸入所述雨水收集池2内的多孔导水管3吸入过量雨水,降雨时将设置在多孔导水管3的平行段和垂直段的衔接处附近的流量控制夹31夹紧,埋在土壤中的多孔导水管3则不会渗透出水;天晴时,将流量控制夹31调松,伸入雨水收集池2的多孔导水管3内的吸水纤维则能够通畅地吸取所述雨水收集池2中的雨水并输送至所有埋设在土壤底部的多孔导水管3中,此时也可利用流量控制夹开启幅度控制渗透流量,水分通过多孔导水管3表面的出水孔浸湿包裹在外面的透水无纺布,通过毛细渗透的作用浸入到土壤中,使植被根部获得水分。
本实用新型方案中的雨水收集毛细渗透灌溉系统简单精巧,在不需要大量复杂的汲水、灌溉设备和电力作用的同时能够实现自动灌溉,降低了大量的成本,同时相对于人工灌溉提升了灌溉效率和精准度。
本实用新型尚有多种实施方式,凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案,均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种雨水收集毛细渗透灌溉系统,其特征在于:包括雨水收集装置(1)、雨水收集池(2)和多孔导水管(3),所述雨水收集装置(1)的出液端连接所述雨水收集池(2),所述多孔导水管(3)由所述雨水收集池(2)内延伸到其外部,所述多孔导水管(3)包括管体(32)及填充在其内部的吸水材料,所述管体(32)表面分布有若干个透水孔。
2.根据权利要求1所述的一种雨水收集毛细渗透灌溉系统,其特征在于:所述雨水收集装置(1)包括天沟(11),所述天沟(11)与雨水立管(12)连通,所述雨水立管(12)的出液端连接简易弃流装置(13)的进液端,所述简易弃流装置(13)的收集管道(15)的出液端连接所述雨水收集池(2)。
3.根据权利要求2所述的一种雨水收集毛细渗透灌溉系统,其特征在于:所述简易弃流装置(13)还包括弃流管道(14)及可绕一轴(132)自转的活动翻板(131),所述弃流管道(14)与所述收集管道(15)并行,所述活动翻板(131)在第一状态下,关断所述弃流管道(14)的进液端,打开所述收集管道(15)的进液端;所述活动翻板(131)在第二状态下,打开所述弃流管道(14)的进液端,关断所述收集管道(15)的进液端。
4.根据权利要求3所述的一种雨水收集毛细渗透灌溉系统,其特征在于:所述活动翻板(131)包括长短不同的第一挡板(133)和第二挡板(134),它们呈钝角设置,所述轴(132)设置在所述第一挡板(133)和所述第二挡板(134)衔接线处且它们形成的槽口朝向所述轴(132)。
5.根据权利要求4所述的一种雨水收集毛细渗透灌溉系统,其特征在于:所述第一挡板(133)的长度小于所述第二挡板(134)的长度,所述第一挡板(133)远离其与所述第二挡板(134)的衔接端的底部设置有配重块(135)。
6.根据权利要求5所述的一种雨水收集毛细渗透灌溉系统,其特征在于:所述弃流管道(14)的进液端设置有第一顶板,所述第一挡板(133)的边缘与所述弃流管道(14)的内壁保持间隙且在第一状态下与第一顶板抵靠,所述收集管道(15)的进液端设置有第二顶板,所述第二挡板(134)的边缘与所述收集管道(15)的内壁保持间隙且在第二状态下与所述第二顶板抵靠,所述弃流管道(14)与所述收集管道(15)之间设有分隔板(16),所述轴(132)与所述分隔板(16)顶端铰接。
7.根据权利要求1所述的一种雨水收集毛细渗透灌溉系统,其特征在于:所述多孔导水管(3)至少延伸到所述雨水收集池(2)外的部分的外周包覆有透水无纺布,所述透水无纺布外由碎石包裹。
8.根据权利要求7所述的一种雨水收集毛细渗透灌溉系统,其特征在于:所述碎石上设置有土层,所述土层上种有植物。
9.根据权利要求3所述的一种雨水收集毛细渗透灌溉系统,其特征在于:所述多孔导水管(3)上设置流量控制夹(31)。
10.根据权利要求1所述的一种雨水收集毛细渗透灌溉系统,其特征在于:所述雨水收集池(2)上设置有超流溢流管(21)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115182414A (zh) * 2022-07-22 2022-10-14 湖南及极科技有限公司 深水井干旱调节装置

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