CN215406470U - 一种海绵城市智能橡胶堰截流井 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种海绵城市智能橡胶堰截流井，包括截流井和充排水泵站，截流井布置于排水管道流线上，充排水泵站设置于截流井一侧，截流井分别连接有截流管和下游排水管道，截流管和下游排水管道内分别设有Ⅰ号橡胶堰和Ⅱ号橡胶堰，充排水泵站分别与Ⅰ号橡胶堰和Ⅱ号橡胶堰连接。本实用新型利用橡胶堰充排水对截流管或下游管道进行封堵，实现排水管道内污水的彻底截流，避免了传统截流井出现的超量截流雨水，雨季排水管道过流断面不足，污水管道倒灌截流井等问题。

Description

一种海绵城市智能橡胶堰截流井

技术领域

本实用新型涉及海绵城市建设技术领域，具体涉及一种海绵城市智能橡胶堰截流井。

背景技术

水环境治理项目中，控源截污是其它措施的前提条件，不解决排水管网的截污问题，水系水环境安全时刻受到威胁。实际工程应用中，排水管网大面积改造往往难度较大，难以短时间内完成，因此污水截流技术是治理水环境最有效最直接的办法。针对进入排水管网内部的污染物，当前主流处理方式为截流，包含截流井截流和末端分散式截流。一般截流的污水如何进行处理，与污水厂的处理能力相关，最大限度地发挥现有污水处理厂的处理能力，尽量将污水收集后进行处理。但普通截流井对雨污水进行了统一截流，同时为了保证截流的彻底性，采用高截流倍数的设计方案。该做法导致雨季雨水持续不断进入下游污水处理系统，其水力负荷远超设计限值，部分厂站在雨季采用了超越的方式进行规避风险。因此，虽然上游做了截流设施，但下游未进行有效处理，从系统的角度看，截流过程是失败的。

为保证截流污水的精准性，控制截流污水便成为重点，即旱季需对排水管道内污水进行完全截流，雨季需根据来流情况进行判别。良好的截流井应能够满足旱季污水完全截流，雨季避免超量雨水进入污水管道。针对上述问题，本实用新型提出一种海绵城市智能橡胶堰截流井，该截流井具有如下优点，即可实现堰体高度智能变换，旱季增强污水截流能力，雨季排水管道形成全断面过流条件，极端洪水条件下可具有拍门防倒灌效果，并且截流管关闭实现不收集雨水的功能。该系统仅含管道，阀件，水泵以及橡胶堰等少量材料设备，具有建造成本低廉的特点，具有较强的技术应用前景。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种海绵城市智能橡胶堰截流井，利用橡胶堰充排水对截流管或下游管道进行封堵，实现排水管道内污水的彻底截流，避免了传统截流井出现的超量截流雨水，雨季排水管道过流断面不足，污水管道倒灌截流井等问题。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种海绵城市智能橡胶堰截流井，包括截流井和充排水泵站，截流井布置于排水管道流线上，充排水泵站设置于截流井一侧，截流井分别连接有截流管和下游排水管道，截流管和下游排水管道内分别设有Ⅰ号橡胶堰和Ⅱ号橡胶堰，充排水泵站分别与Ⅰ号橡胶堰和Ⅱ号橡胶堰连接。

按照上述技术方案，充排水泵站内设有加压水泵，加压水泵通过电磁阀组经管道分别与Ⅰ号橡胶堰和Ⅱ号橡胶堰连接。

按照上述技术方案，电磁阀组设置于充排水泵站内，电磁阀组包括Ⅰ号电磁阀、Ⅱ号电磁阀、Ⅲ号电磁阀、Ⅳ号电磁阀、Ⅴ号电磁阀、Ⅵ号电磁阀、Ⅶ号电磁阀和Ⅷ号电磁阀；

加压水泵的一端通过管道分别与Ⅱ号电磁阀的一端和Ⅲ号电磁阀的一端连接，Ⅱ号电磁阀的另一端通过管道与Ⅰ号电磁阀的一端和Ⅵ号电磁阀的一端连接，Ⅰ号电磁阀的另一端通过Ⅰ号堰充排水管与Ⅰ号橡胶堰连接，Ⅵ号电磁阀的另一端通过管道与Ⅳ号电磁阀的一端和Ⅴ号电磁阀的一端连接，Ⅴ号电磁阀的另一端通过Ⅱ号堰充排水管与Ⅱ号橡胶堰连接，Ⅳ号电磁阀的另一端通过管道与加压水泵的另一端和Ⅸ号电磁阀的一端连接，Ⅸ号电磁阀的另一端连接有吸水管，Ⅲ号电磁阀的另一端通过管道与Ⅶ号电磁阀的一端和Ⅷ号电磁阀的一端连接，Ⅶ号电磁阀的另一端连接有泵站排空管，Ⅷ号电磁阀的另一端连接有橡胶堰放空管。

按照上述技术方案，Ⅰ号橡胶堰和Ⅱ号橡胶堰的排水口分别设有Ⅲ号压力表和Ⅰ号压力表。

按照上述技术方案，加压水泵的出口端设有Ⅱ号压力表。

按照上述技术方案，加压水泵和Ⅱ号压力表之间设有止回阀。

按照上述技术方案，截流井内设有Ⅰ号液位计。

按照上述技术方案，充排水泵站内设有Ⅱ号液位计。

按照上述技术方案，Ⅰ号橡胶堰和Ⅱ号橡胶堰均包括橡胶囊，橡胶囊设置于相应的管道内。

按照上述技术方案，橡胶囊通过锚定方式固定于管道内部，橡胶囊外壁与管道贴合紧密。

本实用新型具有以下有益效果：

1.本实用新型利用橡胶堰充排水对截流管或下游管道进行封堵，实现排水管道内污水的彻底截流，避免了传统截流井出现的超量截流雨水，雨季排水管道过流断面不足，污水管道倒灌截流井等问题。

2.本实用新型利用阀门组的启闭顺序和数量对橡胶堰的充排过程形成全面控制，根据压力变送器数据控制橡胶堰充排度，从而实现堰高控制，控制过程由中控系统对变频水泵和阀门组调度实现。从技术经济方面考察，智能橡胶堰截流井结构简单，可由中控系统实现统一调度，减少了运维管理难度，同时可实施性较好。

附图说明

图1是本实用新型实施例中海绵城市智能橡胶堰截流井的结构示意图；

图中，1-上游排水管，2-截流井，3-Ⅰ号橡胶堰，4-截流管，5-Ⅰ号液位计，6-Ⅱ号液位计，7-Ⅵ号电磁阀，8-Ⅰ号堰充排水管，9-Ⅲ号压力表，10-Ⅰ号电磁阀，11-Ⅱ号电磁阀，12-泵站排空管，13-Ⅶ号电磁阀，14-Ⅷ号电磁阀，15-橡胶堰放空管，16-Ⅲ号电磁阀，17-Ⅱ号压力表，18-止回阀，19-加压水泵，20-Ⅸ号电磁阀，21-吸水管，22-Ⅳ号电磁阀，23-Ⅴ号电磁阀，24-Ⅰ号压力表，25-信号线，26-充排水泵站，27-下游排水管道，28-Ⅱ号橡胶堰，29-Ⅱ号堰充排水管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。

参照图1所示，本实用新型提供的一种实施例中海绵城市智能橡胶堰截流井，包括截流井2和充排水泵站26，截流井2布置于排水管道流线上，充排水泵站26设置于截流井2一侧，截流井2分别连接有截流管4和下游排水管道27，截流管4和下游排水管道27内分别设有Ⅰ号橡胶堰3和Ⅱ号橡胶堰28，充排水泵站26分别与Ⅰ号橡胶堰3和Ⅱ号橡胶堰28连接。

进一步地，充排水泵站26内设有加压水泵19，加压水泵19通过电磁阀组经管道分别与Ⅰ号橡胶堰3和Ⅱ号橡胶堰28连接。

进一步地，电磁阀组设置于充排水泵站26内，电磁阀组包括Ⅰ号电磁阀10、Ⅱ号电磁阀11、Ⅲ号电磁阀16、Ⅳ号电磁阀22、Ⅴ号电磁阀23、Ⅵ号电磁阀7、Ⅶ号电磁阀13和Ⅷ号电磁阀14；

加压水泵19的一端通过管道分别与Ⅱ号电磁阀11的一端和Ⅲ号电磁阀16的一端连接，Ⅱ号电磁阀11的另一端通过管道与Ⅰ号电磁阀10的一端和Ⅵ号电磁阀7的一端连接，Ⅰ号电磁阀10的另一端通过Ⅰ号堰充排水管8与Ⅰ号橡胶堰3连接，Ⅵ号电磁阀7的另一端通过管道与Ⅳ号电磁阀22的一端和Ⅴ号电磁阀23的一端连接，Ⅴ号电磁阀23的另一端通过Ⅱ号堰充排水管29与Ⅱ号橡胶堰28连接，Ⅳ号电磁阀22的另一端通过管道与加压水泵19的另一端和Ⅸ号电磁阀20的一端连接，Ⅸ号电磁阀20的另一端连接有吸水管21，Ⅲ号电磁阀16的另一端通过管道与Ⅶ号电磁阀13的一端和Ⅷ号电磁阀14的一端连接，Ⅶ号电磁阀13的另一端连接有泵站排空管12，Ⅷ号电磁阀14的另一端连接有橡胶堰放空管15。

进一步地，Ⅰ号橡胶堰3和Ⅱ号橡胶堰28的排水口分别设有Ⅲ号压力表9和Ⅰ号压力表24。

进一步地，加压水泵19的出口端设有Ⅱ号压力表17。

进一步地，加压水泵19和Ⅱ号压力表17之间设有止回阀18。

进一步地，截流井2内设有Ⅰ号液位计5，用于指示水位状态。

进一步地，充排水泵站26内设有Ⅱ号液位计6。

进一步地，Ⅰ号橡胶堰3和Ⅱ号橡胶堰28均包括橡胶囊，橡胶囊设置于相应的管道内；橡胶囊通过管道经电磁阀组与加压水泵19连接，橡胶囊通过内充水量的多少，形成对管道截面通道堵塞面积的大小，甚至封闭管道。

进一步地，橡胶囊通过锚定方式固定于管道内部，橡胶囊外壁与管道贴合紧密，不漏水。

本实用新型的工作原理：本申请的智能橡胶堰截流井与传统的截流井不同的是，利用橡胶体制作的可充水的截流堰，通过对Ⅰ号、Ⅱ号橡胶堰堰体3、28进行冲水和排水，来实现对下游排水管道27和截流管4的开启和关闭，从而实现对上游来水流向的准确控制。另外，在Ⅰ号、Ⅱ号橡胶堰堰体3、28的充排水管上安装有压力表，用来监测橡胶堰堰体内的压力情况，以此来确定堰体的充满度，以此来确定是否需要继续往橡胶堰堰体内继续充水，以及是否需要切换橡胶堰截流井的工作工况模式。

管道内的水流为污水，需要将管道内的水截流至污水管网，此时开启Ⅰ号橡胶堰3堰体排水，根据橡胶堰堰体上的压力表数值判断橡胶堰堰体的充满度状态，Ⅰ号橡胶堰3堰体排水完成后，接着启动Ⅱ号橡胶堰28堰体充水，Ⅱ号橡胶堰28堰体充满后，即可关闭Ⅴ号电磁阀23，保证Ⅱ号橡胶堰28堰体的满水状态。当Ⅰ号液位计5液位数据大幅增长时，系统识别该雨水排水管网系统处于雨天状态，为了保证雨水管网系统能顺利排放至下游管网或河道中，保证雨水系统的行洪，防止发生城市内涝，同时防止大量雨水截流至污水管网，造成污水管网满流甚至溢流至地面，此时切换至雨水管网排水模式，开启Ⅰ号橡胶堰3充水，根据橡胶堰堰体上的压力表数值判断橡胶堰堰体的充满度状态，Ⅰ号橡胶堰3堰体充水完成后，接着启动Ⅱ号橡胶堰28堰体排水，Ⅱ号橡胶堰28堰体排水完成后，即可关闭Ⅰ号电磁阀10，保证Ⅰ号橡胶堰3堰体的满水状态。通过这两个工况的判断和充排水过程的实施，即可实现晴天对污水的截流，雨天对上游雨水来水的泄洪作用。通过该申请的智能橡胶堰的自动控制，可以实现堰体高度智能变换，旱季增强污水截流能力，雨季排水管道形成全断面过流条件，极端洪水条件下可具有拍门防倒灌效果，并且截流管关闭实现不收集雨水的功能，可以实现对雨污水的智能截流。

智能橡胶堰截流井采用了堰式截流的方式截流污水，对传统的截流堰进行了改造，提出橡胶堰截流井方案。解决了传统截流井存在的截流管超量截流，污水管网倒灌，河道洪水倒灌以及排水管道行洪断面不足等问题。橡胶堰采用锚定的方式固定在截流管和排水管道内部，堰高根据环境条件自由可控，可实现远程智能控制。系统构造简单，运行稳定可靠，为后期运维过程节约大量人力。本装置结构简单，组成材料数量少，使用管理与维护均较为方便。

本实用新型提供的一种实施例中一种海绵城市智能橡胶堰截流井，包括上游排水管1，截流井2，Ⅰ号橡胶堰3，截流管4，Ⅰ号液位计5，Ⅱ号液位计6，Ⅵ号电磁阀7，Ⅰ号堰充排水管8，Ⅲ号压力表9，Ⅰ号电磁阀10，Ⅱ号电磁阀11，泵站排空管12，Ⅶ号电磁阀13，Ⅷ号电磁阀14，橡胶堰放空管15，Ⅲ号电磁阀16，Ⅱ号压力表17，止回阀18，加压水泵19，Ⅸ号电磁阀20，吸水管21，Ⅳ号电磁阀22，Ⅴ号电磁阀23，Ⅰ号压力表24，信号线25，充排水泵站26，下游排水管道27，Ⅱ号橡胶堰28，Ⅱ号堰充排水管29。其中，橡胶堰充排水依据截流井内液位变化及气象条件确定，降雨天气井内液位快速上升，认为来流含有大量雨水，则逐步抬高Ⅰ号橡胶堰3，减少截流水量，同时降低Ⅱ号橡胶堰28，扩大排水管道过流断面，增强行洪能力，各电磁阀和各压力表通过信号线与控制系统连接。

进一步地，截流井2部分位于排水管道流线上，充排水泵站26位于排水管道边侧；

进一步地，截流井2内部含有截流管4，截流管4内部安装Ⅰ号橡胶堰3，用于控制截流管4工作状态。

进一步地，截流井2内部含有下游排水管道27，下游排水管道27内安装Ⅱ号橡胶堰28，用于控制截流流量并防止河水倒灌问题；

进一步地，充排水泵站26位于截流井2附近，用于控制Ⅰ号橡胶堰3和Ⅱ号橡胶堰28的充排水状态；

进一步地，截流井2内Ⅰ号橡胶堰3和Ⅱ号橡胶堰28采用锚定方式将橡胶囊固定在管道内部，橡胶囊外壁与管道贴合紧密，不漏水；

进一步地，截流井2内部安装有液位计5，用于指示水位状态；

进一步地，内部含有加压水泵19，液位计6，压力表17以及电磁阀组，通过电磁阀组的启闭控制橡胶堰的充排水状态。

进一步地，旱季(晴天)排水管道中污水从上游管道1流入截流井2，Ⅱ号橡胶堰28处于充水状态，Ⅰ号橡胶堰3内无水，则污水经由截流管4进入污水管道，从而完成截流。

进一步地，当污水管道内发生应急状况，水位突涨，可能越过Ⅰ号橡胶堰3进入截流井2时，橡胶堰内设置压力传感器，根据橡胶堰受力方向判定水流流向，当发生倒流时，系统快速为Ⅰ号橡胶堰3充水，达到截流管4关闭状态。

进一步地，Ⅰ号液位计5测定截流井2内水位变化情况，当运行水位快速升高时，并结合天气状态，综合确认管道内是否为雨水。

进一步地，根据排水管道1内排水情况的确认，当排水为雨水时，Ⅱ号橡胶堰28快速排水，扩大下游管道行洪通道，同时Ⅰ号橡胶堰3快速充水，关闭截流管4，防止雨水进入污水管道。

进一步地，Ⅰ号橡胶堰3需要充水时，关闭Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ号电磁阀16、22、7，开启Ⅰ、Ⅱ、Ⅸ号电磁阀10、11、20。

进一步地，Ⅰ号橡胶堰3需要排水时，关闭Ⅱ、Ⅴ、Ⅸ、Ⅶ号电磁阀11、23、20、13，开启Ⅰ、Ⅵ、Ⅳ、Ⅲ、Ⅷ号电磁阀10、7、22、16、14。

进一步地，Ⅱ号橡胶堰28需要充水时，关闭Ⅲ、Ⅰ、Ⅳ号电磁阀16、10、22，开启Ⅴ、Ⅵ、Ⅱ、Ⅸ号电磁阀23、7、11、20。

进一步地，Ⅱ号橡胶堰28需要排水时，关闭Ⅵ、Ⅸ、Ⅱ、Ⅶ号电磁阀7、20、11、13，开启Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅷ号电磁阀16、22、23、14。

进一步地，Ⅱ号液位计6位于充排水泵站26内，用于指示泵站26内水位，水位过低时需及时补水，过高时通过泵站排空管适当降低水位。

进一步地，泵站26及截流井2内电信号传输至中控室进行远程调度，较少人工现场作业。

进一步地，橡胶堰堰体内部均设有压力传感器，通过受压和受拉状态判断管内水流流向，便于判定是否发生倒流问题。

进一步地，充排水管道系统内包含3处压力表，其中Ⅰ、Ⅲ号压力表9、24的作用在于判断橡胶堰内充水程度，根据该数据得到橡胶堰运行高度，并得以控制，Ⅱ号压力表17为加压水泵19出口压力，当其他压力数据与之相差较大时，有理由推断管道内发生堵塞，需及时修理。

进一步地，各个电磁阀、压力表、液位计、水泵的启闭和控制信号均收集至橡胶堰截流井的控制柜，以便对信号集中控制和连锁。

进一步地，充排水泵站26中设有储水的水池，水池中储存的水不得含有较多的杂质，以免在系统运行过程中对管道、阀门、水泵和橡胶堰造成堵塞。另外，充排水泵站26中电器设备应与水池分隔开，保持电器设备的干燥，防止有触电的危险。

进一步地，当橡胶堰截流井系统需要进行检修时，需要对充排水泵站26中的水池进行排空，需要开启系统的排空模式，此状态下需要开启Ⅸ号电磁阀20、Ⅲ号电磁阀16、Ⅶ号电磁阀14、和加压水泵19，排放的水可以排至下游雨水管网或河道。

进一步地，在橡胶堰截流井系统正常工作状态下，冲排水泵站中水池中的初始的水量应能满足橡胶堰堰体的充水水量的需要。在水池中的水量不足时可根据需要对其进行补水。

进一步地，在橡胶堰堰体排水时开启Ⅷ号电磁阀14，通过橡胶堰放空管排放至冲排水泵站中的水池，保证冲排水泵站中的水量平衡。

进一步地，截流井系统中橡胶堰与管道，管道与阀门、水泵之间的连接应紧密，不得有漏水的问题。

以上的仅为本实用新型的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等效变化，仍属本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种海绵城市智能橡胶堰截流井，其特征在于，包括截流井和充排水泵站，截流井布置于排水管道流线上，充排水泵站设置于截流井一侧，截流井分别连接有截流管和下游排水管道，截流管和下游排水管道内分别设有Ⅰ号橡胶堰和Ⅱ号橡胶堰，充排水泵站分别与Ⅰ号橡胶堰和Ⅱ号橡胶堰连接。

2.根据权利要求1所述的海绵城市智能橡胶堰截流井，其特征在于，充排水泵站内设有加压水泵，加压水泵通过电磁阀组经管道分别与Ⅰ号橡胶堰和Ⅱ号橡胶堰连接。

3.根据权利要求2所述的海绵城市智能橡胶堰截流井，其特征在于，电磁阀组设置于充排水泵站内，电磁阀组包括Ⅰ号电磁阀、Ⅱ号电磁阀、Ⅲ号电磁阀、Ⅳ号电磁阀、Ⅴ号电磁阀、Ⅵ号电磁阀、Ⅶ号电磁阀和Ⅷ号电磁阀；

加压水泵的一端通过管道分别与Ⅱ号电磁阀的一端和Ⅲ号电磁阀的一端连接，Ⅱ号电磁阀的另一端通过管道与Ⅰ号电磁阀的一端和Ⅵ号电磁阀的一端连接，Ⅰ号电磁阀的另一端通过Ⅰ号堰充排水管与Ⅰ号橡胶堰连接，Ⅵ号电磁阀的另一端通过管道与Ⅳ号电磁阀的一端和Ⅴ号电磁阀的一端连接，Ⅴ号电磁阀的另一端通过Ⅱ号堰充排水管与Ⅱ号橡胶堰连接，Ⅳ号电磁阀的另一端通过管道与加压水泵的另一端和Ⅸ号电磁阀的一端连接，Ⅸ号电磁阀的另一端连接有吸水管，Ⅲ号电磁阀的另一端通过管道与Ⅶ号电磁阀的一端和Ⅷ号电磁阀的一端连接，Ⅶ号电磁阀的另一端连接有泵站排空管，Ⅷ号电磁阀的另一端连接有橡胶堰放空管。

4.根据权利要求2所述的海绵城市智能橡胶堰截流井，其特征在于，Ⅰ号橡胶堰和Ⅱ号橡胶堰的排水口分别设有Ⅲ号压力表和Ⅰ号压力表。

5.根据权利要求2所述的海绵城市智能橡胶堰截流井，其特征在于，加压水泵的出口端设有Ⅱ号压力表。

6.根据权利要求5所述的海绵城市智能橡胶堰截流井，其特征在于，加压水泵和Ⅱ号压力表之间设有止回阀。

7.根据权利要求1所述的海绵城市智能橡胶堰截流井，其特征在于，截流井内设有Ⅰ号液位计。

8.根据权利要求1所述的海绵城市智能橡胶堰截流井，其特征在于，充排水泵站内设有Ⅱ号液位计。

9.根据权利要求1所述的海绵城市智能橡胶堰截流井，其特征在于，Ⅰ号橡胶堰和Ⅱ号橡胶堰均包括橡胶囊，橡胶囊设置于相应的管道内。

10.根据权利要求9所述的海绵城市智能橡胶堰截流井，其特征在于，橡胶囊通过锚定方式固定于管道内部，橡胶囊外壁与管道贴合紧密。

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