CN111945965B - 一种悬吊式虹吸排水系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种悬吊式虹吸排水系统，包括雨水斗、悬吊横管和主排水立管，雨水斗有多个，在每个雨水斗底部均设有与悬吊横管连通的连接管，在相邻的两个雨水斗之间设有辅助排水立管，辅助排水立管上侧开口端与悬吊横管连通，在每个辅助排水立管上侧开口端均设有止流阀。与现有技术相比，本发明提供的悬吊式虹吸排水系统，通过设置多个辅助排水立管，形成多个直立排水通道，在水量较少时也能快速形成虹吸现象，提高系统的排水能力。

Description

一种悬吊式虹吸排水系统

技术领域

本发明涉及虹吸排水系统，具体是一种悬吊式虹吸排水系统。

背景技术

屋面排水是建筑排水的一个重要组成部分，对于整个雨水排放系统来说，排水管道的数量及管径尺寸决定了雨水是否能够顺利排放。虹吸排水系统是现在常用的屋面排水系统，是以雨水斗到排水管之间的有效位差为动力，使系统内部产生负压的屋面雨水排水系统。虹吸排水系统利用建筑物的高度和落水具有的势能，在管道中造成局部真空，使雨水斗及水平管内的水流获得附加的压力而形成虹吸现象。利用虹吸作用，极大地加快水在排水管内的流速，快速排放屋面雨水。虹吸排水系统在横管不设坡度的情况下形成满管流，以极快的速度排清屋面的积水。

现有的虹吸排水系统一般都按满管压力流原理设计，通过对虹吸排水系统的模拟动态平衡研究发现，系统设计和实际降雨量对虹吸排水系统的排水性能有很大影响，系统管道内水流流态在满管流和两相流之间变换，当管道内流体与空气的混合度到60％时才会发生稳定的虹吸现象，虹吸一旦形成，系统的排水能力大大增强。研究发现在降雨初期和降雨较小等的时候，由于进入虹吸排水系统管道中水量较少，虹吸排水系统管中的雨水为非满管流，系统实际处于重力流状态。虹吸排水系统的排水立管直接影响系统管道的排水能力，现有技术为了使虹吸排水系统快速发生虹吸现象，一般都会设置较小的排水立管管径，这种设置能增加排水管内的流体满载程度，但小管径也会导致虹吸排水系统的单位时间排水量下降，排水能力较差。但如果设置较大的排水立管管径，在降雨初期或降雨量较小时，系统进水量较少时排水管内空气会大大增加，无法快速形成虹吸现象，系统排水能力也较差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中虹吸排水系统采用小管径排水立管会导致虹吸排水系统的单位时间排水量下降，采用大管径排水立管在降雨初期或降雨量较小时难形成虹吸，系统排水能力差的不足，提供了一种悬吊式虹吸排水系统，通过设置多个辅助排水立管，形成多个直立排水通道，并通过在辅助排水管道上设置止流阀，利用止流阀调整开合的辅助排水管道个数，即使在降雨初期或降雨量较小时，系统进水量较少时也能快速形成虹吸现象，提高系统的排水能力。

本发明的目的主要通过以下技术方案实现：

一种悬吊式虹吸排水系统，包括雨水斗、悬吊横管和主排水立管，雨水斗有多个，在每个雨水斗底部均设有与悬吊横管连通的连接管，在相邻的两个雨水斗之间设有辅助排水立管，辅助排水立管上侧开口端与悬吊横管连通，在每个辅助排水立管上侧开口端均设有止流阀，止流阀包括转轴、第一扭簧、旋转盖板和限位块，转轴沿垂直水平面的方向转动设置在悬吊横管下侧内侧壁上，第一扭簧一端固定在转轴下段，第一扭簧另一端固定在悬吊横管下侧内侧壁上，旋转盖板与辅助排水立管上侧开口端匹配，且旋转盖板端部固定在转轴侧壁上，限位块设置在悬吊横管下侧内侧壁上，在转轴侧壁上还设有第一转叶，使用时转轴转动，使第一转叶转动至与限位块接触。

虹吸排水系统的排水立管直接影响系统管道的排水能力，现有技术为了使虹吸排水系统快速发生虹吸现象，一般都会设置较小的排水立管管径，这种设置能增加排水管内的流体满载程度，但小管径也会导致虹吸排水系统的单位时间排水量下降，排水能力较差；但如果设置较大的排水立管管径，在降雨初期或降雨量较小时，系统进水量较少时排水管内空气会大大增加，无法快速形成虹吸现象，系统排水能力也较差。本技术方案悬吊横管上增设了多个辅助排水立管，并在辅助排水立管开口端设置止流阀，当降雨量较大进入系统的水量大时，止流阀调整使多个辅助排水立管开口端开放，与主排水立管形成多个直立排水通道，极大的增大了排水系统中雨水单位流量，且多个直立排水通道的设置也会加快悬吊横管中雨水流速，大大增加虹吸排水系统的单位时间排水量；当为降雨初期或降雨量较小时，系统内进水量较少，调整止流阀使多个辅助排水立管闭合，直立排水通道减少，使悬吊横管和直立排水通能较容易形成满管流，快速形成虹吸现象，提高系统的排水能力。本技术方案通过设置多个辅助排水立管，形成多个直立排水通道，并通过在辅助排水管道上设置止流阀，利用止流阀调整开合的辅助排水立管个数，即使在降雨初期或降雨量较小时，系统进水量较少时也能快速形成虹吸现象，提高系统的排水能力。采用电机控制止流阀开合，需要对系统内的进水量进行判断，再确定当前进水量适用的直立排水通道，需要复杂的水量判断和电机控制结构，不仅结构复杂，在使用过程中还容易由于误判导致错误操作。为此发明人对本技术方案的虹吸排水系统中水量和直立排水通道与虹吸效果的关系研究后发现，虹吸排水系统中水量能直接反应为悬吊横管中雨水的流速，当雨水流速较大时，增加直立排水通道，能加大系统排水能力，当雨水流速较小时，减少直立排水通道，有利于形成满管流，并快速形成虹吸现象，提高系统的排水能力。为此发明人将止流阀设置为随水流流速转动的转轴结构，将转轴转动设置在悬吊横管内侧壁上，并通过第一扭簧将转轴底部与悬吊横管内侧壁连接，当悬吊横管内水流流动时，水流推动转轴上的第一转叶以推动转轴转动，旋转盖板随转轴转动使辅助排水立管上侧开口端露出。本技术方案中设有多个辅助排水立管，由于任意两个辅助排水立管之间均设有一个雨水斗，即使沿水流方向设置的多个辅助排水立管堵塞时，位于水流后方的辅助排水立管前方设有的更多雨水斗会将雨水引入，由于雨水会从雨水斗进入悬吊横管，即当所有辅助排水立管开口端封闭时，从雨水斗进入的雨水会大于位于其后方的辅助排水立管内的水流流量和流速，即位于水流后方的辅助排水立管处悬吊横管水流流速会大于位于水流前方的辅助排水立管处悬吊横管水流流速，因此位于后方的止流阀的受到的水流推力会大于位于前方的水流阀，通过对第一扭簧的弹性系数设置，当受到水流推力后能使沿水流方向设置的多个止流阀，沿后方到前方的方向依次打开，当打开的止流阀个数与水流流速达到平衡后，止流阀不再打开，可见采用本技术方案的止流阀设置，不仅能够实现对辅助排水立管的开口端闭合的控制，更能够实现从后到前的逐级打开，直至本技术方案的虹吸排水系统达到理想的流速和流量，使系统的排水能力大大增加。

需要说明的是，本技术方案中止流阀还包括控制转轴转动的电机，在悬吊横管下侧壁上设有轴承，转轴底部设置在轴承内圈上，悬吊横管外侧壁上设有驱动轴承内圈转动的电机，采用电机控制转轴转动能够作为本技术方案中止流阀开合的控制手段，也能作为本技术方案利用水流速度开合止流阀的辅助技术方案，当虹吸排水系统在水流复杂的特殊环境下使用以使得止流阀内结构无法正常使用时，通过启动电机控制转轴转动，能够维持止流阀的工作。需要说明的是，本技术方案中使用的悬吊横管直径较小，使悬吊横管内较容易形成满管流，能快速形成虹吸现象，加快排水流速，能使系统的单位时间排水量增加，发明人通过研究发现，现有虹吸排水系统采用的悬吊横管管径一般为DN50～100，而采用本技术方案中虹吸排水系统，悬吊横管管径能减小15％～50％，快速形成满管流。本技术方案中所述的满管流是指管道内流体与空气的混合度在60％以上，能发生稳定的虹吸现象的流量。在雨斗上侧开口端设有与外雨斗匹配的挡板，在挡板上开有多个水孔，使挡板形成多个栅格。优选的，本技术方案中沿悬吊横管中水流方向依次设置的两个连接管与位于其中间的辅助排水立管在水平方向的距离分别为l和L，其中l≤1/2L；发明人在研究过程中发现，由于多个雨水斗都会向悬吊横管中注入雨水，当所有辅助排水立管均打开时，悬吊横管中的水会优先流入辅助排水立管中，若将辅助排水立管与沿水流方向的下一个连接管的距离设置的过近，若该连接管中水流量很大，则从该连接管中流入的水很可能会部分反流至沿悬吊横管中水流方向相反的辅助排水立管中，导致悬吊横管中产生乱流，降低悬吊横管中水流流速，甚至是打乱虹吸排水，进而影响系统排水能力；为此发明人对辅助排水立管的设置位置进行了反复试验，发现当沿悬吊横管中水流方向依次设置的两个连接管与位于其中间的辅助排水立管在水平方向的距离分别为l和L，其中l≤1/2L时，即使连接管中单位水流量大于悬吊横管中的单位水流量，该连接管中的水也不会反流至沿悬吊横管中水流方向相反的辅助排水立管中，这种设置下排水系统能够稳定使用，在不同的环境下也不会降低排水能力。本技术方案通过第一扭簧弹性系数的选择，能控制当水流流速达到一定流速使，第一扭簧才会发生形变，即但当悬吊横管类水流速较小时，水流对第一扭簧的作用力不足以使第一扭簧产生形变，只有水流流速较大时，水流对第一扭簧的作用力才足以使第一扭簧产生形变。

进一步的，在悬吊横管下侧内侧壁上设有与转轴同圆心的弧形锁板，沿弧形锁板周向在其内侧壁上设有多个挡块，在转轴侧壁上设有与挡块配合的拨杆，拨杆端部通过第三扭簧固定在转轴侧壁上。

本技术方案设置弧形锁板，并在弧形锁板上设置与转轴上挡块配合的拨杆，随着转轴的转动，转轴上的挡块沿其轴向依次与多个拨杆接触，由于拨杆端部通过第三扭簧固定在哎转轴侧壁上，当挡块与一个拨杆接触时，拨杆会受到第三扭簧的作用力，因此会阻挡转轴的转动，只有当水流流速进一步增大后，才能使第三扭簧产生形变，使转轴继续转动直至挡块与拨杆脱离接触，转轴继续转动。可见本技术方案通过相互配合的拨杆和挡块，增加转轴转动的阻力，且阻力的增加是以沿弧形锁板周向设置的多个拨杆带来的点状阻力，即当拨杆与挡块接触时才会受到增加的阻力，本技术方案通过这种设置，实现转轴转动角度的逐级调整，以实现辅助排水立管管口打开程度的逐级控制，实现对辅助排水立管排水量的定量调整。当系统中水不再流动或水流速减少后，通过第一扭簧的复位带动转轴复位，由于第一扭簧的回复形变产生的作用力大于第三扭簧的力，且拨杆随转轴复位与挡块接触时，第三扭簧产生的阻力小于拨杆转动时的力，因此拨杆随转轴复位时第三扭簧产生的力不会影响拨杆的复位。

进一步的，沿辅助排水立管轴向在其内设有多个弧形隔板，多个弧形隔板将辅助排水立管分隔为多个子排水立管；在旋转盖板绕转轴转动过程中，拨杆沿转轴转动方向依次与多个挡块接触，当拨杆与任意一个挡块接触时，辅助排水立管中的一个弧形隔板侧面与旋转盖板的侧壁在同一竖直方向上。

为了进一步实现对辅助排水立管的定量调整，本技术方案通过设置多个弧形隔板，将辅助排水立管分个为多个子排水立管，且当拨杆与任意一个挡块接触时，辅助排水立管中的一个弧形隔板侧面与旋转盖板的侧壁在同一竖直方向上，即当拨杆与任意一个挡块配合时，旋转盖板与辅助排水立管形成的分割线与弧形隔板在同一竖直方向上。本技术方案通过设置弧形隔板配合旋转盖板转动调整辅助排水立管的内径，实现对辅助排水立管排水量的定量调整。

进一步的，所述雨水斗包括外斗体和套设在外斗体内的内斗体，在外斗体底面开有第一通孔，连接管贯穿第一通孔并向上延伸，在连接管延伸段外套设有第二轴承，内斗体底部设置在第二轴承外圈上，在内斗体底面上开有第二通孔，连接管延伸段开口端与第二通孔连通，在内斗体内侧壁设有多个挡板，在内斗体外侧壁设有多个第二转叶，使用时水流冲击第二转叶使内斗体转动，内斗体转动方向与内斗体内漩涡方向相反；在外斗体底面上还开有多个第三通孔，多个第三通孔均匀分布在第二通孔与外斗体内侧壁之间，在连接管侧壁上开有第四通孔，第四通孔通过管道与第三通孔连通。

为了进一步促进虹吸排水系统的排水能力，本技术方案对系统的雨水斗进行了改进，由于虹吸排水系统中实现管道中的满管流是排水的关键，而管道内空气含量直接影响管道是否能够满管流，在日常虹吸排水中，由于流入雨水斗中的水容易形成漩涡，大量空气会随着漩涡进入管道，使管道不容易形成满管流，因此本技术方案根据内斗体内漩涡的转动角度，通过设置第二转叶使内斗体沿漩涡转动角度反向转动，通过内斗体反向转动来减小内斗体内雨水形成的漩涡，减少因为漩涡导致的空气进入管道，利于形成虹吸现象，提高系统的排水能力；为了进一步促进对漩涡的减小作用，本技术方案在内斗体内设置多个挡板，当内斗体转动时，挡板能够阻扰漩涡的形成。需要说明的是，由于地球自转，南北半球的漩涡转动方向不同，北半球漩涡一般沿逆时针转动，南半球漩涡一般沿顺时针方向转动，因此在设置第二转叶时，需要根据雨斗内漩涡的旋向，设置第二转叶。本技术方案通过将第二转叶倾斜设置在内斗体外侧壁上，调整倾斜角度即可实现不同的转动方向。

进一步的，多个第二转叶沿内斗体周向在其外侧壁上均匀分布成两圈，沿外斗体周向在其内侧壁上设有均匀分布的多个第一凸块和多个第二凸块，多个第一凸块形成的圆周与位于上方的一圈第二转叶正对，多个第二凸块形成的圆周与位于下方的一圈第二转叶正对，第一凸块与内斗体外侧壁之间的间隙大于第二凸块与内斗体外侧壁之间的间隙。

本技术方案设置两圈第二转叶加快内斗体的转动速度，进一步降低对内斗体内形成漩涡的影响，为了避免空气从内外斗体之间的间隙进入管道，本技术方案在外斗体内设置两圈凸块，减少外斗体与第二转叶之间的间隙，当第二转叶开始转动时，内外斗体之间的雨水满流，空气不容易从该间隙处进入管道，此外本技术方案还设置第二凸块厚度大于第一凸块，使内外斗体之间的间隙上面大下面小，当水从较大的间隙处流向较小的间隙时，雨水更易填充满小间隙，避免空气进入管道。优选的，两圈第二转叶交错设置。

进一步的，在同一水平面上外斗体的直径为D，内斗体的直径为d，2/3D≤d≤7/8D。

发明人在对本技术方案的虹吸排水系统研究后发现，当设置外斗体和内斗体的直径大小为2/3D≤d≤7/8D，内斗体转动对漩涡形成的干扰作用最大，且能从内外斗体进入管道的空气量最少，当内斗体直径小于2/3外斗体直径时，内外斗体之间的间隙过大，大量水从间隙处流入，导致内斗体内水量不够充盈，虽然内斗体转动速度快，不易生成漩涡，但由于内斗体水量少从内斗体中流入管道的水中混杂的空气量大，且从外斗体流入的水中空气含量也会增加，导致管道中空气含量增加，当内斗体直径大于7/8外斗体直径时，内外斗体之间的间隙过小，内斗体的转动效果差，对内斗体内漩涡干扰效果差，导致管道中空气含量增加。当设置外斗体和内斗体的直径大小为2/3D≤d≤7/8D时，雨水斗中雨水流入的效果最好，能快速形成虹吸现象，提高系统的排水能力。

进一步的，内斗体外侧壁与外斗体内侧壁之间的间隙从上至下逐渐减小。

本技术方案设置内斗体外侧壁与外斗体内侧壁之间的间隙从上至下逐渐减小，使内外斗体之间的间隙上面大下面小，当水从较大的间隙处流向较小的间隙时，雨水更易填充满小间隙，避免空气进入管道，能快速形成虹吸现象，提高系统的排水能力。

进一步的，沿悬吊横管轴向在其下侧内侧壁上设有多个向下延伸的滤管，滤管下端封闭，在滤管内侧壁上设有滤网，在滤管底部设有叶轮，叶轮位于滤网下方，在滤管底部设有第一轴承，叶轮的轴底部设置在第一轴承内圈上，在滤管底部外侧壁上设有驱动第一轴承内圈转动的电机，沿滤管周向在其位于滤网上方的内侧壁上设有环形凸块。

影响虹吸排水系统排水能力的除了管道内水量外，由于虹吸排水系统在排放雨水时，很容易有泥沙沿水进入系统并在管道中沉积，影响系统中水流量，且水中沉积的泥沙会改变管道中水流波动，容易产生水跃，水流容易紊流，出现水气冲击流，改管道中满管流状态，使系统的排水能力降低。为了解决这一问题，本技术方案在悬吊横管上设置多个滤管，并在滤管内设有滤网叶轮结构，当叶轮转动时，由于叶轮转动产生的漩涡，水流从悬吊横管流向滤管，水中的泥沙经滤网过滤并沉积在滤网上，通过设置滤管上的环形凸块能够在环形凸块和滤板之间形成一个过滤空间，使泥沙聚集在该处，提升滤网的过滤效果，由于叶轮转动使滤管内形成漩涡使悬吊横管内的水流入滤网，经滤网过滤后水从叶轮外侧边流回悬吊横管，此时由于环形凸块的存在，形成对水中泥沙的冲撞，使泥沙不易随水从两侧进入悬吊横管。优选的，滤管轴线与水平面的不垂直。

进一步的，悬吊横管的内径沿水流方向逐渐减小。

本技术方案设置悬吊横管的内径沿水流方向逐渐减小，能进一步提升位于水流后方悬吊横管漫流程度，由于水中泥沙一般容易沉积在底部，本技术方案通过减小悬吊横管内径，增大逐步增大水流冲力，一方面能冲走管道中沉积的泥沙，另一方面管道内径减小，当滤板大小不变时滤板面积与管道悬吊横管横截面比逐渐增大，滤板能更多的水接触，对水流中泥沙的过滤效果越强，由于水流经过多个滤管和滤板过滤后，越往后流水中泥沙含量越少，因此滤板面积与管道悬吊横管横截面比增大，对流水流速的影响不明显。优选的，悬吊横管与滤板底端相交的横截面面积为E，沿水流方向第一至三个的滤板面积为1/5E≤B≤1/2E，其他滤板面积为1/4E≤B≤2/3E。由于沿水流方向前面的水中泥沙含量较大，通过设置位于沿水流方向前三的滤板与悬吊横管的相对面积较小，能较少滤板对管道中水流流速的干扰，越往后流水中泥沙含量越少，因此滤板面积与管道悬吊横管横截面比增大，不仅能增大滤板在管道中过滤的量，对流水流速的影响也不大，可见本技术方案通过对滤板面积和悬吊横管横截面的差异化设置，能满足不同段水流中泥沙的过滤需要，增大排水系统的排水能力。

综上所述，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明的虹吸排水系统在悬吊横管上增设了多个辅助排水立管，并在辅助排水立管开口端设置止流阀，当降雨量较大进入系统的水量大时，止流阀调整使多个辅助排水立管开口端开放，与主排水立管形成多个直立排水通道，极大的增大了排水系统中雨水单位流量，且多个直立排水通道的设置也会加快悬吊横管中雨水流速，大大增加虹吸排水系统的单位时间排水量；当为降雨初期或降雨量较小时，系统内进水量较少，调整止流阀使多个辅助排水立管闭合，直立排水通道减少，使悬吊横管和直立排水通能较容易形成满管流，快速形成虹吸现象，提高系统的排水能力。本技术方案通过设置多个辅助排水立管，形成多个直立排水通道，并通过在辅助排水管道上设置止流阀，利用止流阀调整开合的辅助排水立管个数，即使在降雨初期或降雨量较小时，系统进水量较少时也能快速形成虹吸现象，提高系统的排水能力。

2、本发明的虹吸排水系统根据内斗体内漩涡的转动角度，通过设置第二转叶使内斗体沿漩涡转动角度反向转动，通过内斗体反向转动来减小内斗体内雨水形成的漩涡，减少因为漩涡导致的空气进入管道，利于形成虹吸现象，提高系统的排水能力；为了进一步促进对漩涡的减小作用，本技术方案在内斗体内设置多个挡板，当内斗体转动时，挡板能够阻扰漩涡的形成。

3、本发明的虹吸排水系统在悬吊横管上设置多个滤管，通过叶轮转动使滤管内形成漩涡使悬吊横管内的水流入滤网，并利用滤管上的环形凸块在环形凸块和滤板之间形成一个过滤空间，使泥沙聚集在该处，提升滤网的过滤效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为一种悬吊式虹吸排水系统的结构示意图；

图2为悬吊横管、辅助排水立管、止流阀和弧形锁板的侧视图；

图3为止流阀和弧形锁板的俯视图；

图4为辅助排水立管和弧形隔板的俯视图；

图5为雨水斗和连接管的结构示意图；

图6为悬吊横管、滤管的结构示意图。

其中，1-雨水斗、101-外斗体、102-内斗体、103-第二轴承、105-第二转叶、106-挡板、107-第三通孔、108-管道、109-第一凸块、110-第二凸块、2-连接管、3-悬吊横管、4-主排水立管、5-辅助排水立管、601-转轴、603-旋转盖板、604-限位块、605-第一转叶、606-弧形锁板、607-挡块、608-拨杆、701-弧形隔板、702-子排水立管、8-滤管、801-滤板、803-第一轴承、804-电机、805-环形凸块、806-压板、807-压力传感器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1：

如图1～4所示，本实施例包括雨水斗1、悬吊横管3和主排水立管4，雨水斗1有多个，在每个雨水斗1底部均设有与悬吊横管3连通的连接管2，在相邻的两个雨水斗1之间设有辅助排水立管5，辅助排水立管5上侧开口端与悬吊横管3连通，在每个辅助排水立管5上侧开口端均设有止流阀。通过设置多个辅助排水立管，形成多个直立排水通道，并通过在辅助排水管道上设置止流阀，利用止流阀调整开合的辅助排水立管个数，即使在降雨初期或降雨量较小时，系统进水量较少时也能快速形成虹吸现象，提高系统的排水能力。

优选的，沿悬吊横管3中水流方向依次设置的两个连接管2与位于其中间的辅助排水立管5在水平方向的距离分别为l和L，其中l≤1/2L。发明人在研究过程中发现，由于多个雨水斗都会向悬吊横管中注入雨水，当所有辅助排水立管均打开时，悬吊横管中的水会优先流入辅助排水立管中，若将辅助排水立管与沿水流方向的下一个连接管的距离设置的过近，若该连接管中水流量很大，则从该连接管中流入的水很可能会部分反流至沿悬吊横管中水流方向相反的辅助排水立管中，导致悬吊横管中产生乱流，降低悬吊横管中水流流速，甚至是打乱虹吸排水，进而影响系统排水能力；为此发明人对辅助排水立管的设置位置进行了反复试验，发现当沿悬吊横管中水流方向依次设置的两个连接管与位于其中间的辅助排水立管在水平方向的距离分别为l和L，其中l≤1/2L时，即使连接管中单位水流量大于悬吊横管中的单位水流量，该连接管中的水也不会反流至沿悬吊横管中水流方向相反的辅助排水立管中，这种设置下排水系统能够稳定使用，在不同的环境下也不会降低排水能力。

优选的，止流阀包括转轴601、第一扭簧、旋转盖板603和限位块604，转轴601沿垂直水平面的方向转动设置在悬吊横管3下侧内侧壁上，第一扭簧一端固定在转轴601下段，第一扭簧另一端固定在悬吊横管3下侧内侧壁上，旋转盖板603与辅助排水立管5上侧开口端匹配，且旋转盖板603端部固定在转轴601侧壁上，限位块604设置在悬吊横管3下侧内侧壁上，在转轴601侧壁上还设有第一转叶605，使用时转轴601转动，使第一转叶605转动至与限位块604接触。将止流阀设置为随水流流速转动的转轴结构打开和闭合辅助排水立管，由于任意两个辅助排水立管之间均设有一个雨水斗，即使沿水流方向设置的多个辅助排水立管堵塞时，位于水流后方的辅助排水立管前方设有的更多雨水斗会将雨水引入，由于雨水会从雨水斗进入悬吊横管，即当所有辅助排水立管开口端封闭时，从雨水斗进入的雨水会大于位于其后方的辅助排水立管内的水流流量和流速，即位于水流后方的辅助排水立管处悬吊横管水流流速会大于位于水流前方的辅助排水立管处悬吊横管水流流速，因此位于后方的止流阀的受到的水流推力会大于位于前方的水流阀，通过对第一扭簧的弹性系数设置，当受到水流推力后能使沿水流方向设置的多个止流阀，沿后方到前方的方向依次打开，当打开的止流阀个数与水流流速达到平衡后，止流阀不再打开，可见采用止流阀设置，不仅能够实现对辅助排水立管的开口端闭合的控制，更能够实现从后到前的逐级打开，直至虹吸排水系统达到理想的流速和流量，使系统的排水能力大大增加。

优选的，在悬吊横管3下侧内侧壁上设有与转轴601同圆心的弧形锁板606，沿弧形锁板606周向在其内侧壁上设有多个挡块607，在转轴601侧壁上设有与挡块607配合的拨杆608，拨杆608端部通过第三扭簧固定在转轴601侧壁上。通过相互配合的拨杆和挡块，增加转轴转动的阻力，且阻力的增加是以沿弧形锁板周向设置的多个拨杆带来的点状阻力，即当拨杆与挡块接触时才会受到增加的阻力，通过这种设置，实现转轴转动角度的逐级调整，以实现辅助排水立管管口打开程度的逐级控制，实现对辅助排水立管排水量的定量调整。当系统中水不再流动或水流速减少后，通过第一扭簧的复位带动转轴复位，由于第一扭簧的回复形变产生的作用力大于第三扭簧的力，且拨杆随转轴复位与挡块接触时，第三扭簧产生的阻力小于拨杆转动时的力，因此拨杆随转轴复位时第三扭簧产生的力不会影响拨杆的复位。

优选的，沿辅助排水立管5轴向在其内设有多个弧形隔板701，多个弧形隔板701将辅助排水立管5分隔为多个子排水立管702；在旋转盖板603绕转轴601转动过程中，拨杆608沿转轴601转动方向依次与多个挡块607接触，当拨杆608与任意一个挡块607接触时，辅助排水立管5中的一个弧形隔板701侧面与旋转盖板603的侧壁在同一竖直方向上。为了进一步实现对辅助排水立管的定量调整，通过设置多个弧形隔板，将辅助排水立管分个为多个子排水立管，且当拨杆与任意一个挡块接触时，辅助排水立管中的一个弧形隔板侧面与旋转盖板的侧壁在同一竖直方向上，即当拨杆与任意一个挡块配合时，旋转盖板与辅助排水立管形成的分割线与弧形隔板在同一竖直方向上。通过设置弧形隔板配合旋转盖板转动调整辅助排水立管的内径，实现对辅助排水立管排水量的定量调整。

本实施例通过在虹吸排水系统中设置多个辅助配水立管，与主排水立管形成多个直立排水通道，极大的增大了排水系统中雨水单位流量，且多个直立排水通道的设置也会加快悬吊横管中雨水流速，大大增加虹吸排水系统的单位时间排水量；再结合止流阀，利用止流阀调整开合的辅助排水立管个数，即使在降雨初期或降雨量较小时，系统进水量较少时也能快速形成虹吸现象，提高系统的排水能力。

实施例2：

如图1～5所示，本实施例在实施例1的基础上还包括：所述雨水斗1包括外斗体101和套设在外斗体101内的内斗体102，在外斗体101底面开有第一通孔，连接管2贯穿第一通孔并向上延伸，在连接管2延伸段外套设有第二轴承103，内斗体102底部设置在第二轴承103外圈上，在内斗体102底面上开有第二通孔，连接管2延伸段开口端与第二通孔连通，在内斗体102内侧壁设有多个挡板106，在内斗体102外侧壁设有多个第二转叶105，使用时水流冲击第二转叶105使内斗体102转动，内斗体102转动方向与内斗体102内漩涡方向相反；在外斗体101底面上还开有多个第三通孔107，多个第三通孔107均匀分布在第二通孔与外斗体101内侧壁之间，在连接管2侧壁上开有第四通孔，第四通孔通过管道108与第三通孔107连通。根据内斗体内漩涡的转动角度，通过设置第二转叶使内斗体沿漩涡转动角度反向转动，通过内斗体反向转动来减小内斗体内雨水形成的漩涡，减少因为漩涡导致的空气进入管道，利于形成虹吸现象，提高系统的排水能力；为了进一步促进对漩涡的减小作用，在内斗体内设置多个挡板，当内斗体转动时，挡板能够阻扰漩涡的形成。

优选的，多个第二转叶105沿内斗体102周向在其外侧壁上均匀分布成两圈，沿外斗体101周向在其内侧壁上设有均匀分布的多个第一凸块109和多个第二凸块110，多个第一凸块109形成的圆周与位于上方的一圈第二转叶105正对，多个第二凸块110形成的圆周与位于下方的一圈第二转叶105正对，第一凸块109与内斗体102外侧壁之间的间隙大于第二凸块110与内斗体102外侧壁之间的间隙。在外斗体内设置两圈凸块，减少外斗体与第二转叶之间的间隙，当第二转叶开始转动时，内外斗体之间的雨水满流，空气不容易从该间隙处进入管道，此外还设置第二凸块厚度大于第一凸块，使内外斗体之间的间隙上面大下面小，当水从较大的间隙处流向较小的间隙时，雨水更易填充满小间隙，避免空气进入管道。

优选的，两圈第二转叶105交错设置。

优选的，在同一水平面上外斗体101的直径为D，内斗体102的直径为d，2/3D≤d≤7/8D。设置外斗体和内斗体的直径大小为2/3D≤d≤7/8D，内斗体转动对漩涡形成的干扰作用最大，且能从内外斗体进入管道的空气量最少，能快速形成虹吸现象，提高系统的排水能力。

优选的，内斗体102外侧壁与外斗体101内侧壁之间的间隙从上至下逐渐减小。设置内斗体外侧壁与外斗体内侧壁之间的间隙从上至下逐渐减小，使内外斗体之间的间隙上面大下面小，当水从较大的间隙处流向较小的间隙时，雨水更易填充满小间隙，避免空气进入管道，能快速形成虹吸现象，提高系统的排水能力。

本实施例通过设置双层雨水斗，干扰雨水斗中漩涡形成，减少因为漩涡导致的空气进入管道，利于形成虹吸现象，提高系统的排水能力；为了进一步促进对漩涡的减小作用；本实施例还设置外斗体和内斗体的直径大小为2/3D≤d≤7/8D，增强对漩涡的干扰作用，此外为了避免内外斗体之间的间隙对系统排水能力的影响，本实施例还设置第一凸块和第二凸块，并采用内斗体外侧壁与外斗体内侧壁之间的间隙从上至下逐渐减小，避免空气进入管道，能快速形成虹吸现象，提高系统的排水能力。

实施例3：

如图1～6所示，本实施例在实施例2的基础上还包括：沿悬吊横管3轴向在其下侧内侧壁上设有多个向下延伸的滤管8，滤管8下端封闭，在滤管8内侧壁上设有滤网，在滤管8底部设有叶轮，叶轮位于滤网下方，在滤管8底部设有第一轴承803，叶轮的轴底部设置在第一轴承803内圈上，在滤管8底部外侧壁上设有驱动第一轴承803内圈转动的电机804，沿滤管8周向在其位于滤网上方的内侧壁上设有环形凸块805。由于滤管内设有滤网叶轮结构，当叶轮转动时，由于叶轮转动产生的漩涡，水流从悬吊横管流向滤管，水中的泥沙经滤网过滤并沉积在滤网上，悬吊横管中滤板的过滤作用，位于滤管上侧的泥沙含量较大，通过滤板和滤管的配合能够过滤水中大量泥沙；此时再通过设置滤管上的环形凸块能够在环形凸块和滤板之间形成一个过滤空间，使泥沙聚集在该处，提升滤网的过滤效果。由于虹吸排水系统中水流量是影响排水效果的一种重要手段，如直接在连接管或悬吊横管中设置滤网能够过滤泥沙，但是固定设置的滤网不可避免的会影响管道中水流速，尤其是当水流量较小时，影响更大，当滤网堵塞后，更会导致系统的排水能力大幅下降，设置可摆动的滤板，并结合滤管内间歇触发工作的结构，不仅能在水中泥沙较大时过滤泥沙更把对管道中水流流速的影响降到最低；当水流流速较慢或水中泥沙较少时，滤板对水流的影响极小。

优选的，在悬吊横管3下侧内侧壁上设有多个与滤管8一一配合的滤板801，在每个滤板801下端上均设有第二扭簧，第二扭簧一端固定在滤板801下端上，第二扭簧另一端固定在悬吊横管3内侧壁上；在悬吊横管内设置与滤管配合的滤板，用来过滤水中的泥沙，可以通过设置电机控制滤板间歇往复摆动，当滤板从远离滤管开口端向靠近滤管开口端方向摆动时，悬吊横管内的泥沙与滤板接触，并被滤板带动靠近滤管开口端，使滤管开口端处泥沙富集，再配合滤管内叶轮结构产生的漩涡，使泥沙进入滤管并被过滤，保证虹吸排水系统的工作效率。

优选的，滤板801与滤管8上端端面夹角为A，45°≤A≤90°，且滤板801下端靠近主排水立管4，滤板801上端远离主排水立管4，在滤板801底端设有压板806，在悬吊横管3下侧内侧壁上设有与压板806配合的压力传感器807，压板806和压力传感器807之间有间隙。在悬吊横管上设置多个滤管，并设置通过第二扭簧固定在悬吊横管内的滤板，初始状态下，滤板倾斜设置在悬吊横管上方，当水在悬吊横管内流动时，水流会从滤板上的滤孔流过，滤板的转动角度较小，此时压板与压力传感器未接触，当水中含有的泥沙较多时，水流经过滤板的阻力增大，此时水流更易带动滤板转动，尤其是当泥沙粘附在滤板上时，能通过滤板的水量大大减小，滤板此时会被水带动使第二扭簧产生形变，直至压板与压力传感器接触，且泥沙越大，滤板受到的力越大，进而压板给到压力传感器的压力越大，当压力传感器受到的压力到预设的值时，控制模块控制电机转动。此时由于并在滤管内设有滤网叶轮结构，当叶轮转动时，由于叶轮转动产生的漩涡，水流从悬吊横管流向滤管，水中的泥沙经滤网过滤并沉积在滤网上，悬吊横管中滤板的过滤作用，位于滤管上侧的泥沙含量较大，通过滤板和滤管的配合能够过滤水中大量泥沙；此时再通过设置滤网上的环形凸块滤管上的环形凸块能够在环形凸块和滤板之间形成一个过滤空间，使泥沙聚集在该处，提升滤网的过滤效果。压力传感器可采用HH8204A25、M5600等。优选的，滤板801的面积为B，悬吊横管3横截面面积为C，1/5C≤B≤2/3C，在该范围内，滤板能起到在水中泥沙较多的时候起到过滤效果，并对悬吊横管水流流速干扰最小；由于虹吸排水系统中水流量是影响排水效果的一种重要手段，如直接在连接管或悬吊横管中设置滤网能够过滤泥沙，但是固定设置的滤网不可避免的会影响管道中水流速，尤其是当水流量较小时，影响更大，当滤网堵塞后，更会导致系统的排水能力大幅下降，本技术方案设置可摆动的滤板，并结合滤管内间歇触发工作的结构，不仅能在水中泥沙较大时过滤泥沙更把对管道中水流流速的影响降到最低；当水流流速较慢或水中泥沙较少时，滤板对水流的影响极小。优选的，滤管8轴线与水平面的不垂直。本实施例采用的压力传感器可采用HH8204A25、M5600等。

优选的，悬吊横管3的内径沿水流方向逐渐减小。设置悬吊横管的内径沿水流方向逐渐减小，能进一步提升位于水流后方悬吊横管漫流程度，由于水中泥沙一般容易沉积在底部，通过减小悬吊横管内径，增大逐步增大水流冲力，一方面能冲走管道中沉积的泥沙，另一方面管道内径减小，当滤板大小不变时滤板面积与管道悬吊横管横截面比逐渐增大，滤板能更多的水接触，对水流中泥沙的过滤效果越强，由于水流经过多个滤管和滤板过滤后，越往后流水中泥沙含量越少，因此滤板面积与管道悬吊横管横截面比增大，对流水流速的影响不明显。

优选的，悬吊横管3与滤板801底端相交的横截面面积为E，沿水流方向第一至三个的滤板801面积为1/5E≤B≤1/2E，其他滤板801面积为1/4E≤B≤2/3E。由于沿水流方向前面的水中泥沙含量较大，通过设置位于沿水流方向前三的滤板与悬吊横管的相对面积较小，能较少滤板对管道中水流流速的干扰，越往后流水中泥沙含量越少，因此滤板面积与管道悬吊横管横截面比增大，不仅能增大滤板在管道中过滤的量，对流水流速的影响也不大，可见通过对滤板面积和悬吊横管横截面的差异化设置，能满足不同段水流中泥沙的过滤需要，增大排水系统的排水能力。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种悬吊式虹吸排水系统，包括雨水斗（1）、悬吊横管（3）和主排水立管（4），雨水斗（1）有多个，在每个雨水斗（1）底部均设有与悬吊横管（3）连通的连接管（2），其特征在于，在相邻的两个雨水斗（1）之间设有辅助排水立管（5），辅助排水立管（5）上侧开口端与悬吊横管（3）连通，在每个辅助排水立管（5）上侧开口端均设有止流阀，止流阀包括转轴（601）、第一扭簧、旋转盖板（603）和限位块（604），转轴（601）沿垂直水平面的方向转动设置在悬吊横管（3）下侧内侧壁上，第一扭簧一端固定在转轴（601）下段，第一扭簧另一端固定在悬吊横管（3）下侧内侧壁上，旋转盖板（603）与辅助排水立管（5）上侧开口端匹配，且旋转盖板（603）端部固定在转轴（601）侧壁上，限位块（604）设置在悬吊横管（3）下侧内侧壁上，在转轴（601）侧壁上还设有第一转叶（605），使用时转轴（601）转动，使第一转叶（605）转动至与限位块（604）接触；在悬吊横管（3）下侧内侧壁上设有与转轴（601）同圆心的弧形锁板（606），沿弧形锁板（606）周向在其内侧壁上设有多个挡块（607），在转轴（601）侧壁上设有与挡块（607）配合的拨杆（608），拨杆（608）端部通过第三扭簧固定在转轴（601）侧壁上；沿辅助排水立管（5）轴向在其内设有多个弧形隔板（701），多个弧形隔板（701）将辅助排水立管（5）分隔为多个子排水立管（702）；在旋转盖板（603）绕转轴（601）转动过程中，拨杆（608）沿转轴（601）转动方向依次与多个挡块（607）接触，当拨杆（608）与任意一个挡块（607）接触时，辅助排水立管（5）中的一个弧形隔板（701）侧面与旋转盖板（603）的侧壁在同一竖直方向上；所述雨水斗（1）包括外斗体（101）和套设在外斗体（101）内的内斗体（102），在外斗体（101）底面开有第一通孔，连接管（2）贯穿第一通孔并向上延伸，在连接管（2）延伸段外套设有第二轴承（103），内斗体（102）底部设置在第二轴承（103）外圈上，在内斗体（102）底面上开有第二通孔，连接管（2）延伸段开口端与第二通孔连通，在内斗体（102）内侧壁设有多个挡板（106），在内斗体（102）外侧壁设有多个第二转叶（105），使用时水流冲击第二转叶（105）使内斗体（102）转动，内斗体（102）转动方向与内斗体（102）内漩涡方向相反；在外斗体（101）底面上还开有多个第三通孔（107），多个第三通孔（107）均匀分布在第二通孔与外斗体（101）内侧壁之间，在连接管（2）侧壁上开有第四通孔，第四通孔通过管道（108）与第三通孔（107）连通。

2.如权利要求 1 所述的一种悬吊式虹吸排水系统，其特征在于，多个第二转叶（105）沿内斗体（102）周向在其外侧壁上均匀分布成两圈，沿外斗体（101）周向在其内侧壁上设有均匀分布的多个第一凸块（109）和多个第二凸块（110），多个第一凸块（109）形成的圆周与位于上方的一圈第二转叶（105）正对，多个第二凸块（110）形成的圆周与位于下方的一圈第二转叶（105）正对，第一凸块（109）与内斗体（102）外侧壁之间的间隙大于第二凸块（110）与内斗体（102）外侧壁之间的间隙。

3.如权利要求 1 所述的一种悬吊式虹吸排水系统，其特征在于，在同一水平面上外斗体（101）的直径为 D，内斗体（102）的直径为 d，2/3D≤d≤7/8D。

4.如权利要求 1 所述的一种悬吊式虹吸排水系统，其特征在于，内斗体（102）外侧壁与外斗体（101）内侧壁之间的间隙从上至下逐渐减小。

5.如权利要求 1~4任一所述的一种悬吊式虹吸排水系统，其特征在于，沿悬吊横管（3）轴向在其下侧内侧壁上设有多个向下延伸的滤管（8），滤管（8）下端封闭，在滤管（8）内侧壁上设有滤网，在滤管（8）底部设有叶轮，叶轮位于滤网下方，在滤管（8）底部设有第一轴承（803），叶轮的轴底部设置在第一轴承（803）内圈上，在滤管（8）底部外侧壁上设有驱动第一轴承（803）内圈转动的电机（804），沿滤管（8）周向在其位于滤网上方的内侧壁上设有环形凸块（805）。

6.如权利要求 5 所述的一种悬吊式虹吸排水系统，其特征在于，悬吊横管（3）的内径沿水流方向逐渐减小。