CN212026422U - 一种用于建造海绵城市的雨水弃流装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于建造海绵城市的雨水弃流装置，通过设置换流件，实现了雨水随着下雨的进行，流入弃流管或收集管的变换，使前期较混浊的雨水和中后期较清澈的雨水的分开收集，减少了后期雨水处理的流程；整个装置长期不需要人为控制，降低了人为操控和水处理成本。

Description

一种用于建造海绵城市的雨水弃流装置

技术领域

本实用新型属于海绵城市技术领域，特别是一种用于建造海绵城市的雨水弃流装置。

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”。国际通用术语为“低影响开发雨水系统构建”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水释放并加以利用，实现雨水在城市中自由迁移。雨水收集利用是海绵城市体系的重要组成部分，能够有效利用雨水资源，节约自来水和地下水。

下雨后最初一段时间内，雨水中夹杂有较多泥土等杂质；随着降雨持续，雨水中的杂物逐渐减少，水质逐渐好转。降雨后期水质较好的雨水更具有收集利用价值，且处理成本相对更低，将杂物较多、水质较差的初期雨水直接排放或妥善处理后再利用。进行这种雨水选择弃流需要用到专门的雨水弃流装置，其作用是自动将降雨初期的雨水与降雨中后期的雨水区分开，分别流入弃流管和收集管。

现有技术中，例如授权专利CN104074260B提供了一种管口智能控制的雨水弃流系统，通过在水池中设置中空型浮体，随着水的流入，中空型浮体上浮并带动上盖向上旋转，与上盖通过连接绳拉动下盖也向上转动，从而拉动封闭弃流管口，进而流入的水从收集管流出。然而由于上盖上设有小孔，当雨水的水质相对好转后，即使上盖密封了仍然会有部分水从从上盖的小孔流入弃流管，使上盖、下盖向上转动封闭管口的时间相对有所滞后，这样就会使弃流的时机难以精准控制。又例如授权专利CN205134424U提供了一种雨水收集系统中的弃流装置，当弃流箱内水位上升时，利用上浮的浮球带动球体转动，进而使密封垫和导向杆向下运动，完成输水管管口的密封。然而这种装置需要人为地放掉或通过电磁阀放掉弃流箱中的水后，浮球才能恢复原样，使弃流箱再次进入下次待收集的状态，操作过程需要人为参与，或需要设置电磁阀，提升了成本。

发明内容

为了解决上述现有技术的问题，本实用新型提供一种用于建造海绵城市的雨水弃流装置，通过以下技术方案实现。

一种用于建造海绵城市的雨水弃流装置，包括来水管、排溢仓、换流组；所述排溢仓底部设有排溢口，所述排溢口上设有塞子，所述塞子上设有浮块，所述排溢口下连接排溢管；另设1根连杆，所述连杆贯穿所述排溢仓侧壁，且所述连杆的中部通过铰接轴铰接在所述排溢仓侧壁上，所述铰接轴处的所述排溢仓侧壁内外两侧设有可折叠伸缩的橡胶防水套；所述连杆的一端与所述塞子连接；

所述换流组包括从上至下平行设置的弃流管和收集管，所述弃流管侧壁设有贯穿的第一通孔，所述收集管侧壁设有贯穿的第二通孔；另设1个换流件，所述换流件为圆弧形条状，所述换流件上贯穿设有第三通孔和第四通孔，所述换流件依次穿过第一通孔和第二通孔，所述弃流管和收集管分别与所述换流件滑动密封连接；所述换流件的中部与所述连杆的空置端连接；

所述来水管分别与所述弃流管、收集管连接，所述排溢管与所述弃流管的空置端连接；另设1个支管，所述支管的两端分别连接所述来水管和排溢仓，所述支管上设有流量调节阀；

所述塞子密封所述排溢口时，所述第一通孔刚好使所述弃流管连通，且所述收集管被所述换流件封闭；所述塞子离开所述排溢口时，所述弃流管被所述换流件封闭，且所述第二通孔刚好使所述收集管连通。

上述装置，是利用类似跷跷板结构的连杆，使来水管在不同时段分别与弃流管或收集管连通，从而实现下雨初期的含污杂物的雨水，以及下雨中后期相对洁净的雨水的分开收集。上述具体工作原理为：弃流管的空置端可另外连接弃流池用于收集弃流的雨水，收集管的空置端可连接收集池用于收集相对洁净的雨水。在初始状态下，由于塞子和浮块的重力作用，排溢仓内的排溢口被塞子堵住，换流件穿过弃流管上的第一通孔和收集管上的第二通孔；此时换流件上的第三通孔刚好与弃流管的内部通道对应，即在弃流管内部形成通路，同时，换流件刚好在收集管的第二通孔处密封，使收集管内为封闭状态。将流量调节阀调整至合适的位置，当开始下雨时，雨水经收集后分别流入来水管和支管，来水管和支管中的水量通过流量调节阀来调节，下雨初期的大部分雨水从来水管流入弃流管，再流经换流件的第三通孔从弃流管另一端流入弃流池中。随着下雨过程的持续(逐渐进入下雨中后期)，支管中的少量雨水持续流入排溢仓，使排溢仓内的水逐渐增多，液面逐渐升高，浮块在浮力的作用下，带动塞子一起随液面上浮；上浮至一定高度时，排溢口开始排出排溢仓内的雨水。根据跷跷板的原理，与塞子相连的连杆一端上升，连杆另一端(即连接换流件)下降，换流件在连杆作用下滑动，使弃流管内的通道与换流件的第三通孔完全错开，进而封闭弃流管，同时换流件的第四通孔与收集管的内部通道连通，此时来水管中的中后期较洁净的雨水流入收集管，再流经第四通孔从收集管的另一端流如收集池中。随着下雨过程的进行，同样也有部分雨水经支管流入排溢仓并从排溢口流出，经排溢管汇入收集管中。当下雨过程结束后，来水管中不再有雨水流入，收集管中雨水全部流入收集池中，同时排溢仓中的雨水也逐渐从排溢口排尽，液面逐渐下降，浮球和塞子在重力作用下逐渐下降也逐渐下降，最终再次封住排溢口，封住排溢口的同时，排溢仓内的雨水也全部排入了收集管中；换流件也随着塞子的下降，再次向上滑动，使第三通孔再次与弃流管的内部通道连通，即整个装置再次回到初始状态，以备下次雨水收集。

上述装置中，换流件的作用是通过使第三通孔与弃流管内部连通，或者使第四通孔与收集管内部连通，从而转换来水管中雨水流入弃流管或收集管。为了防止排溢仓的水从连杆的铰接轴处渗出，在铰接轴的内外部包裹一层橡胶防水套，类似手动挡汽车档把外包覆的折叠可伸缩的橡胶防水套，橡胶防水套为可伸缩折叠的形状，橡胶防水套与连杆之间，以及与排溢仓的侧壁之间通过防水胶密封粘连，连杆转动时，相连的橡胶防水套也被拉扯随着一起伸缩，由于橡胶防水套为可伸缩折叠的，所以不会被拉扯破坏。流量调节阀的作用是根据不同地方的不同情况，人为合理地分配进入支管和来水管的雨水水量，通过调控进入支管的雨水水量，从而控制溢流舱内塞子升起的时机，进而控制换流件换流的时机。浮块产生的浮力必须大于塞子和浮块的重量。换流件分别与弃流管和收集管滑动密封连接，目的是方便换流件在第一通孔、第二通孔处滑动，滑动密封连接采用目前市面上常见的方式，例如在弃流管的第一通孔，收集管的第二通孔处设滑动密封圈。换流件设置以铰接轴为圆心的圆弧形条状，目的是为了配合连杆的转动，因为连杆转动时，连杆端部的轨迹为圆弧形，因此换流件设置成与连杆端部运动轨迹匹配的圆弧形，能保证换流件相对平滑地在第一通孔、第二通孔内滑动。上述装置中，为保护装置的零部件，换流组(弃流管和收集管)和换流件可以放置在一个盒子中，弃流管和收集管的两端从盒子里面伸出用于连接其他管路；连杆的一部分位于盒子内，并从盒子内伸出，同时在盒子侧面预留方便连杆上下转动的空间。上述装置避免了雨水在装置中长时间积累，滋生有害生物或产生水垢堵塞装置，整个过程除了在最初安装装置时需要结合当地的实际情况，调节流量调节阀以外，后期基本不需要人为控制，整个装置简单易维护，降低了成本。

优选地，所述弃流管和收集管分别与所述换流件滑动密封连接的方式为：所述弃流管的第一通孔两端，以及所述收集管的第二通孔两端分别设有滑动密封圈；所述铰接轴处设有复位弹簧。通过在第一通孔的两端、第二通孔的两端设置滑动密封圈，就能实现换流件在滑动的同时又保证与第一通孔、第二通孔之间的密封。由于滑动密封圈存在摩擦阻力，因此在铰接轴处设置复位弹簧辅助连杆转动。复位弹簧的状态，可以在塞子密封排溢口，且第一通孔刚好使弃流管连通时，处于自然状态；也可以在塞子离开排溢口，且弃流管被换流件封闭时，处于自然状态，这取决于滑动密封圈摩擦阻力、塞子和浮块的重力、浮块的浮力以及铰接轴的位置共同确定。

优选地，所述塞子下表面连接有限位盘，所述限位盘面积大于所述排溢口的面积。由于换流件只需要在一定的空间内来回滑动，因此利用限位盘能避免浮块和塞子上升过高，进而避免换流件滑动位移过大，影响滑动件的第三通孔、第四通孔与弃流管、收集管的准确对应。

优选地，所述换流件的两端设有限位件。限位件的作用，与限位盘想同你，同样是避免流件滑动位移过大。

优选地，所述支管上设有过滤件。过滤件的目的，是对流入支管的雨水进行初筛，避免过多杂质进入排溢仓中。

更优选地，所述过滤件为过滤筛网，所述过滤筛网设置在所示支管与所述来水管的连接处。过滤筛网为过滤件的其中一种形式。

优选地，所述浮块为浮球。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过设置换流组和换流件，实现了雨水随着下雨的进行，流入弃流管或收集管的变换，使前期较混浊的雨水和中后期较清澈的雨水的分开收集，减少了后期雨水处理的流程；整个装置长期不需要人为控制，降低了人为操控和水处理成本。

附图说明

图1为实施例1所述用于建造海绵城市的雨水弃流装置的初始状态的结构示意图；

图2为实施例1所述用于建造海绵城市的雨水弃流装置在塞子完全浮起后的结构示意图；

图3为图2的A处的局部示意图；

图4为实施例2所述用于建造海绵城市的雨水弃流装置的塞子的结构示意图；

图5为实施例2所述用于建造海绵城市的雨水弃流装置的换流件的结构示意图；

图中：1、来水管；2、排溢仓；3、排溢口；4、塞子；5、浮块；6、排溢管；7、连杆；701、铰接轴；702、橡胶防水套；8、弃流管；9、收集管；10、第一通孔；11、第二通孔；12、换流件；13、第三通孔；14、第四通孔；15、支管；16、流量调节阀；17、限位盘；18、限位件；19、滑动密封圈。

具体实施方式

以下将结合附图对本专利中各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本专利所保护的范围。

在本专利的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“顶”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，仅是为了便于描述本专利和简化描述，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专利的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“连通”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。需要指出的是，所有附图均为示例性的表示。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本专利做进一步的详细描述。

实施例1

如图1-3所示，本实施例提供的用于建造海绵城市的雨水弃流装置，包括来水管1、排溢仓2、换流组；所述排溢仓2底部设有排溢口3，所述排溢口3上设有塞子4，所述塞子4上设有浮块5，所述排溢口3下连接排溢管6；另设1根连杆7，所述连杆7贯穿所述排溢仓2侧壁，且所述连杆7的中部通过铰接轴铰接在所述排溢仓2侧壁上，所述铰接轴处的所述排溢仓侧壁内外两侧设有可折叠伸缩的橡胶防水套；所述连杆7的一端与所述塞子4连接；

所述换流组包括从上至下平行设置的弃流管8和收集管9，所述弃流管8侧壁设有贯穿的第一通孔10，所述收集管9侧壁设有贯穿的第二通孔11；另设1个换流件12，所述换流件12为圆弧形条状，所述换流件12上贯穿设有第三通孔13和第四通孔14，所述换流件12依次穿过第一通孔10和第二通孔11，所述弃流管8和收集管9分别与所述换流件12滑动密封连接，具体为所述弃流管的第一通孔两端，以及所述收集管的第二通孔两端分别设有滑动密封圈；所述铰接轴处设有复位弹簧(现有常规技术，在图中未画出)；所述换流件12的中部与所述连杆7的空置端连接；

所述弃流管8与所述收集管9的任一端交汇并与所述来水管1连接，所述排溢管6与所述弃流管8的空置端连接；另设1个支管15，所述支管15的两端分别连接所述来水管1和排溢仓2，所述支管15上设有流量调节阀16；

所述塞子4密封所述排溢口3时，所述第一通孔10刚好使所述弃流管8连通，且所述收集管9被所述换流件12封闭；所述塞子4离开所述排溢口3时，所述弃流管8被所述换流件12封闭，且所述第二通孔11刚好使所述收集管9连通。

上述装置，是利用类似跷跷板结构的连杆，使来水管在不同时段分别与弃流管或收集管连通，从而实现下雨初期的含污杂物的雨水，以及下雨中后期相对洁净的雨水的分开收集。上述具体工作原理为：弃流管的空置端可另外连接弃流池用于收集弃流的雨水，收集管的空置端可连接收集池用于收集相对洁净的雨水。在初始状态下，由于塞子和浮块的重力作用，排溢仓内的排溢口被塞子堵住，换流件穿过弃流管上的第一通孔和收集管上的第二通孔；此时换流件上的第三通孔刚好与弃流管的内部通道对应，即在弃流管内部形成通路，同时，换流件刚好在收集管的第二通孔处密封，使收集管内为封闭状态。将流量调节阀调整至合适的位置，当开始下雨时，雨水经收集后分别流入来水管和支管，来水管和支管中的水量通过流量调节阀来调节，下雨初期的大部分雨水从来水管流入弃流管，再流经换流件的第三通孔从弃流管另一端流入弃流池中。随着下雨过程的持续(逐渐进入下雨中后期)，支管中的少量雨水持续流入排溢仓，使排溢仓内的水逐渐增多，液面逐渐升高，浮块在浮力的作用下，带动塞子一起随液面上浮；上浮至一定高度时，排溢口开始排出排溢仓内的雨水。根据跷跷板的原理，与塞子相连的连杆一端上升，连杆另一端(即连接换流件)下降，换流件在连杆作用下滑动，使弃流管内的通道与换流件的第三通孔完全错开，进而封闭弃流管，同时换流件的第四通孔与收集管的内部通道连通，此时来水管中的中后期较洁净的雨水流入收集管，再流经第四通孔从收集管的另一端流如收集池中。随着下雨过程的进行，同样也有部分雨水经支管流入排溢仓并从排溢口流出，经排溢管汇入收集管中。当下雨过程结束后，来水管中不再有雨水流入，收集管中雨水全部流入收集池中，同时排溢仓中的雨水也逐渐从排溢口排尽，液面逐渐下降，浮球和塞子在重力作用下逐渐下降也逐渐下降，最终再次封住排溢口，封住排溢口的同时，排溢仓内的雨水也全部排入了收集管中；换流件也随着塞子的下降，再次向上滑动，使第三通孔再次与弃流管的内部通道连通，即整个装置再次回到初始状态，以备下次雨水收集。

上述装置中，换流件的作用是通过使第三通孔与弃流管内部连通，或者使第四通孔与收集管内部连通，从而转换来水管中雨水流入弃流管或收集管。为了防止排溢仓的水从连杆的铰接轴处渗出，在铰接轴的内外部包裹一层橡胶防水套，类似手动挡汽车档把外包覆的折叠可伸缩的橡胶防水套。流量调节阀的作用是根据不同地方的不同情况，人为合理地分配进入支管和来水管的雨水水量，通过调控进入支管的雨水水量，从而控制溢流舱内塞子升起的时机，进而控制换流件换流的时机。浮块产生的浮力必须大于塞子和浮块的重量。换流件分别与弃流管和收集管滑动密封连接，目的是方便换流件在第一通孔、第二通孔处滑动，滑动密封连接采用目前市面上常见的方式，例如在弃流管的第一通孔，收集管的第二通孔处设滑动密封圈。换流件设置成以铰接轴为圆心的圆弧形条状，目的是为了配合连杆的转动，因为连杆转动时，连杆端部的轨迹为圆弧形，因此换流件设置成与连杆端部运动轨迹匹配的圆弧形，能保证换流件相对平滑地在第一通孔、第二通孔内滑动。上述装置中，为保护装置的零部件，换流组(弃流管和收集管)和换流件可以放置在一个盒子中，在本实施例中，盒子并未画出。上述装置避免了雨水在装置中长时间积累，滋生有害生物或产生水垢堵塞装置，整个过程除了在最初安装装置时需要结合当地的实际情况，调节流量调节阀以外，后期基本不需要人为控制，整个装置简单易维护，降低了成本。

实施例2

如图4、5所示，本实施例提供的用于建造海绵城市的雨水弃流装置，在实施例1的基础上，在所述塞子4下表面连接有限位盘17，所述限位盘17面积大于所述排溢口3的面积；在所述换流件12的两端设有限位件18。限位盘17能限制塞子4浮起过高，限位盘17与限位件18均为直接或间接控制换流件12的滑动位移。

以上实施例详细描述了本实用新型的实施，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节。在本实用新型的权利要求书和技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单改型和改变，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于建造海绵城市的雨水弃流装置，其特征在于，包括来水管、排溢仓、换流组；所述排溢仓底部设有排溢口，所述排溢口上设有塞子，所述塞子上设有浮块，所述排溢口下连接排溢管；另设1根连杆，所述连杆贯穿所述排溢仓侧壁，且所述连杆的中部通过铰接轴铰接在所述排溢仓侧壁上，所述铰接轴处的所述排溢仓侧壁内外两侧设有可折叠伸缩的橡胶防水套；所述连杆的一端与所述塞子连接；

所述换流组包括从上至下平行设置的弃流管和收集管，所述弃流管侧壁设有贯穿的第一通孔，所述收集管侧壁设有贯穿的第二通孔；另设1个换流件，所述换流件为圆弧形条状，所述换流件上贯穿设有第三通孔和第四通孔，所述换流件依次穿过第一通孔和第二通孔，所述弃流管和收集管分别与所述换流件滑动密封连接；所述换流件的中部与所述连杆的空置端铰接；

所述来水管分别与所述弃流管、收集管连接，所述排溢管与所述弃流管的空置端连接；另设1个支管，所述支管的两端分别连接所述来水管和排溢仓，所述支管上设有流量调节阀；

所述塞子密封所述排溢口时，所述第一通孔刚好使所述弃流管连通，且所述收集管被所述换流件封闭；所述塞子离开所述排溢口时，所述弃流管被所述换流件封闭，且所述第二通孔刚好使所述收集管连通。

2.根据权利要求1所述的用于建造海绵城市的雨水弃流装置，其特征在于，所述弃流管和收集管分别与所述换流件滑动密封连接的方式为：所述弃流管的第一通孔两端，以及所述收集管的第二通孔两端分别设有滑动密封圈；所述铰接轴处设有复位弹簧。

3.根据权利要求1所述的用于建造海绵城市的雨水弃流装置，其特征在于，所述塞子下表面连接有限位盘，所述限位盘面积大于所述排溢口的面积。

4.根据权利要求1所述的用于建造海绵城市的雨水弃流装置，其特征在于，所述换流件的两端设有限位件。

5.根据权利要求1所述的用于建造海绵城市的雨水弃流装置，其特征在于，所述支管上设有过滤件。

6.根据权利要求5所述的用于建造海绵城市的雨水弃流装置，其特征在于，所述过滤件为过滤筛网，所述过滤筛网设置在所示支管与所述来水管的连接处。

7.根据权利要求1-6任一项所述的用于建造海绵城市的雨水弃流装置，其特征在于，所述浮块为浮球。

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