一種海綿城市用雨水儲存裝置的製作方法

2023-07-10 05:04:26 1

本發明屬於給排水技術領域，具體涉及一種海綿城市用雨水儲存裝置。

背景技術：

海綿城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在適應環境變化和應對雨水帶來的自然災害等方面具有良好的「彈性」，也可稱之為「水彈性城市」。國際通用術語為「低影響開發雨水系統構建」。下雨時吸水、蓄水、滲水、淨水，需要時將蓄存的水「釋放」並加以利用。

海綿城市建設應遵循生態優先等原則，將自然途徑與人工措施相結合，在確保城市排水防澇安全的前提下，最大限度地實現雨水在城市區域的積存、滲透和淨化，促進雨水資源的利用和生態環境保護。建設「海綿城市」並不是推倒重來，取代傳統的排水系統，而是對傳統排水系統的一種「減負」和補充，最大程度地發揮城市本身的作用。在海綿城市建設過程中，應統籌自然降水、地表水和地下水的系統性，協調給水、排水等水循環利用各環節，並考慮其複雜性和長期性。

海綿城市的作用功能分別是用於收集雨水的「收水措施」，用於含蓄、儲存、過濾雨水的「蓄水措施」，及如何有效利用雨水的「用水措施」。初期雨水由於在路面的衝刷作用，會含有大量的懸浮物，因此雨水的儲存首先需要去除初期雨水中的顆粒物。解決城市初期雨水徑流汙染問題是海綿城市建設的重要內容。

技術實現要素：

有鑑於此，本發明的目的在於提供一種海綿城市用雨水儲存裝置，可以去除初期雨水中的顆粒物，截留並分離，在雨停了數日後，土壤相對比較乾燥的時候，自動泵出雨水，用於花木澆灌，該過程完全自動化，無需人工控制。

為實現以上目的，本發明採用以下的技術方案：

一種海綿城市用雨水儲存裝置，包括：相鄰設置的具有相同高度的淨化區和蓄水區，所述淨化區的頂端敞口和底端封閉，所述蓄水區的頂端和底端均封閉；其中，

所述淨化區的底部側壁設有第一出口，所述第一出口與排泥泵連接；

在所述淨化區的底部沿中心軸線設置有向上的固定杆，所述固定杆的頂端設有沉積板，所述沉積板的橫截面與其所在水平位置的淨化區的橫截面的大小和形狀相同，所述沉積板上還連接有向上的第一連杆，所述第一連杆的底端與所述沉積板連接，所述第一連杆的頂端連接有槓桿的一端，所述槓桿經由設在所述淨化區內靠近所述蓄水區的側壁上的小孔延伸至所述蓄水區，所述第一連杆上固定有第一浮球；

在所述淨化區內靠近所述蓄水區的側壁上開設有門，所述門連接短杆，所述短杆的另一端接有彈簧，所述彈簧與所述第一連杆連接，所述彈簧與所述第一連杆的連接點高於所述固定杆的頂端，且低於所述門與所述短杆的連接點；所述彈簧與所述門的連接處通過在所述淨化區內靠近所述蓄水區的側壁上延伸出的支架固定；

所述淨化區內靠近所述蓄水區的側壁的上端設有開口，所述開口連通所述淨化區和蓄水區；設在所述淨化區內靠近所述蓄水區的側壁上供所述槓桿穿過的所述小孔的位置高於所述開口的位置；

所述蓄水區的底部側壁設有第二出口，所述第二出口與排水泵連接；

所述蓄水區的底部固定有向上的滑杆，所述滑杆的頂部設有限制裝置，所述滑杆上還貫穿有金屬浮球，所述金屬浮球連接軟繩的一端，所述軟繩的另一端連接第二浮球，所述第二浮球的頂端固定有磁鐵，所述第二浮球與所述槓桿的另一端連接；

在蓄水區的頂部對應於所述第二浮球的正上方的位置外設有帶鐵片的延遲開關，所述延時開關用於控制所述排水泵和排泥泵的開關。

優選的技術方案中，所述淨化區的底端為倒錐形沉澱區。

優選的技術方案中，所述第一浮球固定在所述第一連杆的中上端。

優選的技術方案中，所述沉積板的數量為三塊，自上而下設置在所述的固定杆上。

本發明中，當下雨時，雨水首先流入淨化區，由於與槓桿連接的第二浮球的力矩相對較大，因此，槓桿與第二浮球連接的一端向下傾斜，槓桿與第一連杆連接的另一端向上升起，並帶動沉積板呈傾斜狀態，當雨水流過，沉積板起斜板沉澱的作用，使得雨水中的顆粒物沉澱在沉積板上，當淨化區裡的水越來越多，直至淨化區的水位沒過第一浮球時，由於浮力的作用，拉動第一連杆向上運動，使沉澱在傾斜的沉積板上的顆粒物滑落到淨化區底部，當雨水繼續增加時，淨化區的水從其上端開口溢流到蓄水區，蓄水區內的金屬浮球首先浮起，但由於滑杆頂部的限制裝置的限制作用，金屬浮球只能浮到滑杆的頂端，當溢流至淨化區的水繼續增加使得水位到達第二浮球時，浮力的作用使第二浮球浮起，當第二浮球接近延時開關時，設在第二浮球頂端的磁鐵吸引延時開關的鐵片接通電路，開始延時工作，延時可以設定5～8天，由於第二浮球上浮，帶動槓桿運動，第一連杆也會向下運動，使沉積板處於水平覆蓋狀態，由於沉積板的橫截面與其所在水平位置的淨化區的橫截面的大小和形狀相同，沉積板起分隔顆粒物和上清液的作用，同時，由於第一連杆向下運動，帶動彈簧向下壓，帶動門打開，使淨化區和蓄水區之間連通，當雨停後，經過幾日，泥土比較幹的時候，延時開關啟動排泥泵及排水泵，當水位下降，第二浮球由於磁鐵作用仍然被吸在蓄水區頂部，保持排泥泵和排水泵處於工作狀態，當水位繼續下降，到達金屬浮球下方，金屬浮球向下運動，牽動軟繩，隨著水位越來越低，金屬浮球作用在軟繩上的力越來越大，當該力大於磁鐵和延時開關之間的吸力，第二浮球掉下，排泥泵和排水泵停止工作，排泥泵和排水泵的排水量之比和淨化區與蓄水區的體積之比相當，兩部分能同時被排空，直到再次下雨。

與現有技術相比，本發明具有以下有益的技術效果：

本發明的海綿城市用雨水儲存裝置，可以去除初期雨水中的顆粒物，截留並分離，在雨停了數日後，土壤相對比較乾燥的時候，自動泵出雨水，用於花木澆灌，該過程完全自動化，無需人工控制。

附圖說明

圖1是一種海綿城市用雨水儲存裝置的結構示意圖。

圖2是一種海綿城市用雨水儲存裝置的俯視示意圖。

圖3是一種海綿城市用雨水儲存裝置中曲柄的結構示意圖。

具體實施方式

以下，根據附圖對本發明的實施方式進行詳細說明，以更清楚地理解本發明的技術內容。

如圖1～3所示，本發明的一具體實施例中，一種海綿城市用雨水儲存裝置，包括：一個大圓桶1，在大圓桶1內部內切放置一個同樣高度的小圓桶2，這樣，小圓桶2為淨化區，在大圓桶1內與淨化區相鄰的區域為蓄水區，小圓桶2(淨化區)的頂端敞開和底端封閉，蓄水區的頂端和底端均封閉；

在小圓桶2(淨化區)的底部側壁設有第一出口，第一出口與排泥泵20連接；

在小圓桶2(淨化區)的底部沿中心軸線設置有向上的固定杆3，固定杆3的頂端自上而下設有三塊圓板4，圓板4的橫截面與其所在水平位置的淨化區的橫截面的大小和形狀相同，圓板4上還連接有向上的第一連杆5，第一連杆5的底端與圓板4連接，在第一連杆5的帶動下圓板4能夠以圓板4與固定杆3的連接點為中心上下轉動；第一連杆5的頂端連接有槓桿12，即，第一連杆5頂端固定於槓桿12的一端，槓桿12經由設在淨化區內靠近蓄水區的側壁上的小孔延伸至蓄水區，第一連杆5的上端固定有第一浮球11；

小圓桶2(淨化區)的靠近蓄水區的側壁上開設有門10，門10的一邊連接一短杆8，短杆8的另一端接有一彈簧7，彈簧7與第一連杆5連接，彈簧7與第一連杆5的連接點高於固定杆3的頂端，且低於門10與短杆8的連接點，短杆8與彈簧7在固定的連接處(折彎點9)折彎構成曲柄6，折彎點9通過在淨化區內靠近蓄水區的側壁上延伸出的支架9b固定，曲柄6能以折彎點9為軸心轉動，門10可以在曲柄6的控制下打開和關閉；

小圓桶2(淨化區)的靠近蓄水區的側壁的上端設有開口22，該開口22聯通淨化區和蓄水區；前述的設在小圓桶2(淨化區)內靠近蓄水區的側壁上供槓桿12穿過的小孔的位置高於開口22的位置；

蓄水區的底部側壁設有第二出口，第二出口與排水泵21連接；

蓄水區的底部固定有向上的滑杆17，滑杆17的頂部設有限制裝置18，滑杆17上還貫穿有金屬浮球16，金屬浮球16可以沿著滑杆17上下浮動，但不會脫離滑杆17；金屬浮球的一端連有一軟繩15，軟繩15的另一端連接第二浮球13，第二浮球13的頂端固定有磁鐵14，第二浮球13與槓桿12的另一端(即槓桿12延伸至蓄水區的一端)連接；

在蓄水區的頂部對應於第二浮球13的正上方的位置外設有帶鐵片的延遲開關19，延時開關19、電源、排水泵21和排泥泵20電連接構成電路，延時開關19用於控制排水泵21和排泥泵20的開關。

本領域技術人員可以理解，在上述裝置中，將小圓桶2下端設置為倒錐形，以便於傾斜的圓板4上攔截的顆粒物能更好地沉積到小圓桶的底部。

本領域技術人員可以理解，在上述裝置中，第一浮球11固定在第一連杆5的中上端。

使用上述的海綿城市用雨水儲存裝置時，當下雨時，雨水首先流入小圓桶2(淨化區)，由於與槓桿12連接的第二浮球13的力矩相對較大，因此，槓桿12與第二浮球13連接的一端向下傾斜，槓桿12與第一連杆5連接的另一端向上升起，並帶動圓板4呈傾斜狀態，當雨水流過，圓板4起斜板沉澱的作用，使得雨水中的顆粒物沉澱在圓板4上，當小圓桶2(淨化區)裡的水越來越多，直至淨化區的水位沒過第一浮球11時，由於浮力的作用，拉動第一連杆5向上運動，使沉澱在傾斜的圓板4上的顆粒物滑落到小圓桶2(淨化區)底部，當雨水繼續增加時，小圓桶2(淨化區)的水從其上端開口22溢流到蓄水區，蓄水區內的金屬浮球16首先浮起，但由於滑杆17頂部的限制裝置18的限制作用，金屬浮球16隻能浮到滑杆17的頂端，當溢流至淨化區的水繼續增加使得水位到達第二浮球13時，浮力的作用使第二浮球13浮起，當第二浮球13接近延時開關19時，設在第二浮球13頂端的磁鐵14吸引延時開關19的鐵片接通電路，開始延時工作，延時可以設定5～8天，由於第二浮球13上浮，帶動槓桿12運動，第一連杆5也會向下運動，使圓板4處於水平覆蓋狀態，由於圓板4的橫截面與其水平所在位置的淨化區的橫截面的大小和形狀相同，圓板4起分隔顆粒物和上清液的作用，同時，由於第一連杆5向下運動，帶動彈簧7向下壓，帶動門10打開，使淨化區和蓄水區之間聯通，當雨停後，經過幾日，泥土比較幹的時候，延時開關19啟動排泥泵20及排水泵21，當水位下降，第二浮球13由於磁鐵14作用仍然被吸在蓄水區頂部，保持排泥泵20和排水泵21處於工作狀態，當水位繼續下降，到達金屬浮球16下方，金屬浮球16向下運動，牽動軟繩15，隨著水位越來越低，金屬浮球16作用在軟繩15上的力越來越大，當該力大於磁鐵14和延時開關19之間的吸力，第二浮球13掉下，排泥泵20和排水泵21停止工作，排泥泵21和排水泵20的排水量之比和淨化區與蓄水區的體積之比相當，兩部分能同時被排空，直到再次下雨。

可見，上述的海綿城市用雨水儲存裝置，可以去除初期雨水中的顆粒物，截留並分離，在雨停了數日後，土壤相對比較乾燥的時候，自動泵出雨水，用於花木澆灌，該過程完全自動化，無需人工控制。

由此可見，本發明的目的已經完整並有效的予以實現。本發明的功能及結構原理已在實施例中予以展示和說明，在不背離所述原理的情況下，實施方式可作任意修改。所以，本發明包括了基於權利要求精神及權利要求範圍的所有變形實施方式。

此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但並非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。