一種初期雨水棄流裝置的製作方法

2023-10-11 21:05:39 2

專利名稱：一種初期雨水棄流裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種雨水資源收集利用的裝置，特別是一種雨水收集系統中 採用的初期雨水棄流裝置。
背景技術：
由於淡水資源的日益緊缺，雨水資源的收集、利用已越來越受到重視。 在一些淡水資源匱乏的城市和地區，不斷有採用各種系統對雨水進行收集、 利用。但由於初期徑流雨水中汙染物濃度較高，當和後期清潔雨水一起收集， 其儲存、滿足利用要求水質的處理過程都很不經濟，所以採用適當的方式對 初期雨水進行棄流，成為雨水資源利用的一個重要方面。
市政雨水管系統終端雨水管通常都是埋於地面以下超過2.0m，其附近市 政汙水管通常比雨水管埋得低，但也有不少情況是雨水管、汙水管埋深相差 無幾。對初期雨水進行棄流的裝置要與終端雨水管道相連，故裝置的進水管 位置以下部分將比終端雨水管埋地更深，為了減少土建挖方量、並便於棄流 的雨水能夠自流排空到市政汙水管，裝置豎向高度、平面佔地應該儘可能小。
我國專利申請號為200610200799.4、 200810244452.9的專利曾公開了一 種初期雨水棄流池和一種初期雨水棄流裝置，兩者都是通過浮球由下而上直 接堵住過水孔，實現終止棄流、開始清潔雨水收集利用。當浮球被部分淹沒, 在棄流的雨水水面與過水孔被堵位置之間，將存在一個一定高度的空間，使 裝置在同樣情況下儲蓄同樣量雨水需要更大豎向高度，不僅引起土建挖方量 的浪費，較低的位置也影響棄流的雨水就近自流放空到市政汙水管。當浮球 被完全淹沒，由於浮球直接與進流雨水接觸，受水流強度不均勻性的衝擊， 浮球很容易隨之運動，使過水孔隨之不斷開閉，引起棄流雨水中汙染物反向 擴散、影響後期清潔雨水水質。對於申請號為200610200799.4的專利，初期雨水收集室內置潛水泵、雨量計停裝置設電子液位計，在缺電情況下將受到
限制。對於申請號為200810244452.9的專利，各功能單元相對獨立、分散， 空間利用率不高，裝置佔地面積大，或同樣條件下裝置豎向高度更大，土建 挖方成本增加；同時埋深更大，使棄流的雨水通過自流放空到市政汙水管的 困難更大，採用泵排空時在缺電情況下也將非常受限。
所以，採用適當的方式對初期雨水進行棄流，確保清潔雨水水質要求， 並使初期雨水棄流裝置結構緊湊、空間利用率高、佔地節省、埋深較小、無 能耗或少能耗、無需人員操作等，成為人們不斷追求的目標。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是，為了克服上述現有技術的不足，而提供 一種結構緊湊、空間利用率高、佔地節省、埋深較小的初期雨水棄流裝置； 本發明還可進一步達到無能耗、無需人員操作、使其特別適用於土地資源要 求節省、缺電、人員管理不方便的環境等目的。
為了解決上述技術問題，本發明中採用了如下的技術方案 一種初期雨水棄流裝置，包括一個與雨水收集管道連通的容置體，其特 點在於，所述容置體內部豎向設置有棄流隔斷，所述棄流隔斷將容置體內部 分隔為兩個空間，其一個空間為棄流前室，另一空間的中部橫向設置有多功 能隔板，多功能隔板下方為棄流後室，多功能隔板上方為並列的匯水室和分 流導流室，匯水室和分流導流室之間靠分流溢流堰使其下部隔開；其中，匯 水室外側壁開孔設置雨水進水管，匯水室室內與雨水進水管對應處設置有格 柵槽，格柵槽內設置有格柵；所述棄流隔斷上方設置有連通匯水室和棄流前 室的棄流通水管和對應的水流控制機構，棄流隔斷下方設置有連通棄流前室 和棄流後室的棄流室通水孔；所述分流導流室上連接有清潔雨水出水管；其 中所述棄流通水管底面高度位於多功能隔板上表面高度和分流溢流堰堰口底 高度之間。裝置按照水流流程，各相應功能單元圍繞橫向多功能隔板布置， 使各功能單元共壁、上下空間底頂板合一，各功能模塊結構結合緊湊，空間 利用率高，節省佔地、減少埋深；同時進、出水管採用與室外雨水管道一致
5的橫向連接方式，避免與市政雨水管豎向連接所導致的不必要高程浪費和加 大了埋深的缺陷。
作為本發明的進一步改進，上述技術方案中還設置有延時自動排空機構，
所述延時自動排空機構包括延時控制室、延時浮球、放空控制繩、放空管； 所述延時控制室設置於棄流隔斷旁邊匯水室所在的一側，延時控制室與匯水 室、棄流後室之間靠隔壁隔開，隔壁上表高度低於棄流通水管底面高度；所 述放空管設置於棄流前室中與棄流隔斷相對的一側底部，放空管管口上方鉸 接設置有蓋板，蓋板下方處與放空控制繩的一端相連，放空控制繩的另一端 繞過設置於棄流隔斷上方一空腔內的定滑輪並連接在延時控制室內的延時浮 球上；延時控制室內中間位置還設置有用於限制延時浮球於其下方的橫欄； 所述放空控制繩的長度匹配地設置為，使得當延時浮球位於橫欄處時蓋板能 垂下並將放空管關閉，當延時浮球位於延時控制室底部時蓋板能被拉起並將 放空管打開；所述延時控制室底部設置有小管徑的排水管與放空管連通，所 述小管徑的具體含義是指排水管的徑流量遠小於雨水進水管處進水流量。此 延時自動排空機構可代替潛水泵進行排水且無需人工操控，放空管接至城市 汙水管或現場允許處，本發明裝置豎向高度較小，安裝埋深更能滿足放空管 所在位置不低於市政汙水管的要求，以達到初期雨水自動排空的目的。
作為本發明的再進一步的改進，作為上述技術方案中的水流控制機構可 優化為以下結構，包括設置於棄流通水管處的機構內部閥腔、匹配地設置於 閥腔內部的啟閉閥片，啟閉閥片的兩側端可轉動地鉸接在閥腔側壁上，且一 端的鉸軸延伸出閥腔側壁外部並與一浮球連杆相連，浮球連杆末端設置有浮 球，其中，浮球連杆與啟閉閥片側端鉸軸的連接角度恰當設置以使得當浮 球與浮球連杆處於水平狀態時，啟閉閥片恰好處於豎直狀態並將閥腔關閉。 這樣，可達到自動控制棄流通水管打開和關閉的目的，同時本水流控制機構 可使得棄流前室內水位達到棄流通水管所在高度位置後才切斷水流，這樣就 增加了棄流前室內可容納雨水的容積，可進一步減小裝置整體埋深。
作為再進一步的改進，所述格柵在格柵槽內傾斜設置。這樣，在保證格 柵槽同樣高度的情況下，能增加格柵的進水面積，提高格柵清除浮渣效率； 同時進水面積增大後，使得當格柵上布滿浮渣時，也能保證水流的進水量，有利於水流的流通。
作為進一步的優化，所述的棄流通水管和對應的水流控制機構為多組設 置，所述的棄流室通水孔也為多組設置，這樣有利於水流的流動，有利於提 高水流過水流量。
作為再進一步的優化，所述容置體頂部設置有可打開的蓋板，這樣必要 時可方便打開蓋板進行檢修。
下面結合著本發明裝置的安裝使用過程，對其功能和效果做進一步陳述， 本發明裝置工作時埋於地下市政雨水收集系統中雨水管道匯集處，雨水進水 管與雨水收集系統終端匯水總管道連通。當雨水收集之前，本裝置內部各處 均為空置狀態，此時水流控制機構中的浮球和延時自動排空機構中的延時浮 球均處於自然下落至所在位置最低處的狀態，此狀態下水流控制機構和放空 管蓋板均處於打開狀態。當雨水收集開始後，雨水從雨水進水管進入到匯水
室，由于格柵槽和格柵的作用，使雨水中比較大塊的浮渣被擋在格柵槽內； 由於延時控制室隔壁上表高度低於棄流通水管底面高度，故初期雨水進入到 匯水室後會先從隔壁上端流入到延時控制室內部；由於排水管為小管徑，故 從排水管流出至放空管從而外排的水流很小，延時控制室內部水位很快上升， 延時浮球會隨水位上升至橫欄位置處，此時放空管上的蓋板自動垂下將放空 管關閉；然後，當水位繼續上升至棄流通水管高度時，雨水即從棄流通水管 排入到棄流前室和棄流後室內，由於放空管上的蓋板此時為關閉狀態，故前 期棄流雨水在棄流前室和棄流後室內累積，當棄流前室內水位上漲到棄流通 水管位置時，水流控制機構中的浮球隨水位浮起，使得水流控制機構中的啟 閉閥片旋轉到豎直位置進而將棄流通水管關閉，隨之匯水室水位繼續上升， 當水位超過分流溢流堰堰口，清潔雨水溢流進入分流導流室，然後通過清潔 雨水出水管至清潔雨水儲存處備用，從而完成對初期雨水的棄流。在收集清 潔雨水的過程中，此時延時控制室內的排水管仍然連通於放空管之間在進行 洩流，但是由於排水管管徑小，故不會影響到清潔雨水的收集。當降雨停止 後，延時控制室內的雨水會慢慢隨排水管的洩流而逐漸排空，延時浮球隨水 位回落而逐漸下降，此時在放空控制繩的拉動作用下，放空管上的蓋板慢慢 打開，棄流前室和棄流後室內積蓄的初期雨水通過放空管外排至市政汙水管道或現場允許處，棄流裝置逐漸恢復空置狀態。其中對於延時自動排空機構 中排水管內徑的大小，根據當地降雨間隔時間確定，具體地說，排水管內徑 保證在第二次適當規模降雨來臨之前，能將第一次適當規模降雨時積蓄於延 時控制室內的雨水排完。另外，設計時，可考慮所述棄流前室和棄流後室可 容納初期雨水的多少與雨水利用地域初期降雨量與匯水面積之積匹配，初期
降雨量視降雨地域汙染情況取l-3mm。
綜上所述，本裝置中通過採用棄流前室和棄流後室以及水流控制機構對 初期雨水自動進行棄流，採用了延時自動排空機構對收集的初期棄流雨水進 行排放，無需人工操控且無需藉助電器設備而達到了自動化排放的目的，同 時浮球不直接接觸進流雨水，減少了浮球受到水流強度不均勻性的衝擊所引 起的棄流雨水汙染物反向擴散對後期清潔雨水水質的影響，確保後期清潔雨 水水質；裝置按照水流流程，將各相應功能單元圍繞橫向多功能隔板布置， 使各功能單元共壁、上下空間底頂板合一，達到裝置結構緊湊，空間利用率 高，節省佔地、減少埋深；同時進、出水管採用與室外雨水管道一致的橫向 連接方式，避免與市政雨水管豎向連接所導致的不必要高程浪費和加大埋深； 按照延時控制室容積、延時控制排水管管徑控制棄流雨水放空延遲時間，自 動地、儘可能快地使裝置恢復到使用前的狀態。故相比於現有技術，本發明 裝置可將汙染程度較大的初期雨水與清潔的後期雨水有效分離，具有構造優 化，結構緊湊，空間利用率高，節省佔地，無能耗，無需人員操作，自動化 程度高，管理方便等優點。


圖1是實施例中本發明裝置去掉頂部蓋板後的俯視結構示意圖，去掉頂 部蓋板是為了更清楚地顯示本裝置的結構； 圖2是圖1的A-A剖面圖； 圖3是圖1的B-B剖面圖； 圖4是圖1的C-C剖面圖。 圖中l-進水管、2-匯水室、3-棄流隔斷、4-棄流通水管、5-水流控制機 構、6a-棄流前室、6b-棄流後室、7-棄流室通水孔、8-分流溢流堰、9-分流導流室、10-出水管、11-多功能隔板、12-格柵、13-格柵槽、14-閥腔、15-啟閉 閥片、16-浮球連杆、17-浮球、18-放空管、19-蓋板、20-放空控制繩、21-定 滑輪、22-延時浮球、23-延時控制室、24-排水管、26-隔壁、27-橫欄。
具體實施例方式
下面結合具體實施方式
、附圖和對本發明的結構、工作過程、原理、效 果作進一步的詳細說明。
具體實施時，如圖1至圖4所示 一種初期雨水棄流裝置，包括一個與 雨水收集管道連通的容置體，所述容置體頂部設置有可打開的蓋板，容置體 內部豎向設置有棄流隔斷3，所述棄流隔斷3將容置體內部分隔為兩個空間， 其一個空間為棄流前室6a，另一空間的中部橫向設置有多功能隔板ll，多功
能隔板11下方為棄流後室6b,多功能隔板11上方為並列的匯水室2和分流 導流室9，匯水室2和分流導流室9之間靠分流溢流堰8使其下部隔開；其中， 匯水室2外側壁開孔設置雨水進水管1，匯水室2室內與雨水進水管1對應處 設置有格柵槽13，格柵槽13內傾斜設置有格柵12;所述棄流隔斷3上方設 置有連通匯水室2和棄流前室6a的棄流通水管4和對應的水流控制機構5， 棄流隔斷3下方設置有多組連通棄流前室6a和棄流後室6b的棄流室通水孔7; 所述分流導流室9上連接有清潔雨水出水管10;其中所述棄流通水管4底面 高度位於多功能隔板11上表面高度和分流溢流堰8堰口底高度之間。具體實 施時，還設置有延時自動排空機構，所述延時自動排空機構包括延時控制室 23、延時浮球22、放空控制繩20、放空管18;所述延時控制室23設置於棄 流隔斷3旁邊匯水室2所在的一側，延時控制室23與棄流後室6b、匯水室2 之間靠隔壁26隔開，隔壁26上表高度低於棄流通水管4底面高度；所述放 空管18設置於棄流前室6a中與棄流隔斷3相對的一側底部，放空管18管口 上方鉸接設置有蓋板19，蓋板19下方與放空控制繩20的一端相連，放空控 制繩20的另一端繞過設置於棄流隔斷3上方一空腔內的定滑輪21並連接在 延時控制室23內的延時浮球22上；延時控制室23內中間位置還設置有用於 限制延時浮球22於其下方的橫欄27;所述放空控制繩20的長度匹配地設置 為當延時浮球22位於橫欄處時蓋板19能垂下並將放空管18關閉，當延時浮球22位於延時控制室23底部時蓋板19能被拉起並將放空管18打開；所述 延時控制室23底部設置有小管徑的排水管24與放空管18連通。為使空間利 用效果達到最優，具體設置時，隔壁26上表高度可設置與多功能隔板11上 表面高度持平，延時控制室23底表高度與棄流後室6b底表高度持平，棄流 通水管4的底面高度高於隔壁26上表使得雨水在進入裝置初期能先進入延時 控制室23內，分流溢流堰8高度略高於棄流通水管4的高度使得棄流通水管 4自動閉合之前雨水能優先流入棄流通水管4，棄流通水管4自動閉合之後雨 水即能通過分流溢流堰8流入分流導流室9。
所述水流控制機構5可設置為多組，其具體結構為包括設置於棄流通水 管4處的機構閥腔14，匹配地設置於閥腔14內部的啟閉閥片15，啟閉閥片 15的兩側端可轉動地鉸接在閥腔14側壁上，且一端的鉸軸延伸出閥腔14側 壁外部並與一浮球連杆16相連，浮球連杆16末端設置有浮球17。具體實施 時，所述水流控制機構也可以採取其他本領域技術人員公知的結構，例如， 可在所述浮球水流控制系統結構內部閥腔下方豎直設置一個通道，閥腔內設 置一個堵頭，堵頭下方通過一彎曲頂杆連接一個浮球，合理設置頂杆的長度 和彎曲度，使得當棄流前室內雨水漲至控制位置水位線時，浮球上浮並通過 頂杆將堵頭頂至棄流通水管內並將棄流通水管堵住；再例如，採用一個電動 控制閥和一個水位檢測機構，當水位檢測機構檢測到水位到達預定水位線時 即控制電動控制閥將棄流通水管關閉。
下面結合著本裝置結構、材料和作用過程，對本發明做進一步闡述。
如圖1至圖4所示本發明初期雨水棄流方法及裝置主要由匯水室2、棄 流隔斷3、棄流通水管4、水流控制機構5、棄流前室6a、棄流後室6b、分流 溢流堰8、分流導流室9、延時控制室23等構成。
匯水室2起端設有雨水進水管1、格柵12和格柵槽13;匯水室2的一側 設分流溢流堰8;匯水室2另一側為棄流隔斷3，棄流隔斷3把裝置隔成兩個 空間，其一為棄流前室6a，其二包括匯水室2、分流導流室9、棄流後室6b、 延時控制室23。棄流隔斷3上設橫向棄流通水管4，棄流通水管4與水流控 制機構5相連。分流溢流堰8接分流導流室9，在分流導流室9上連接有清潔 雨水出水管10。在棄流隔斷3下部通過棄流室通水孔7，棄流前室6a與棄流後室6b相連。橫向設置的多功能隔板11將匯水室2、分流導流室9與棄流後 室6b分成上下兩個空間。延時控制室23通過其隔壁26、分流溢流堰8與分 流導流室9、棄流後室6b隔開，延時控制室23底與棄流後室6b底在同一平 面，中部設橫欄27控制延時浮球22於橫欄27之下、保持延時浮球22位置 與放空控制繩20長度匹配，上端在多功能隔板11之上與匯水室2相通。延 時控制室23下部設小管徑延時控制排水管24與放空管18連通，內置浮球 22隨其中的水位下降，操縱放空控制繩20開啟放空管彈簧蓋板19，實現棄 流室內儲存的初期雨水自動放空、使裝置自動回復到使用前的狀態。
其中，格柵12傾斜放置形式。所述的棄流通水管4和對應的水流控制機 構5為並列設置的兩組，棄流隔斷3下部棄流室通水孔7為多孔設置，其可 為圓形孔、橢圓形孔、方形孔、矩形等各種孔型。裝置埋設時頂部設蓋板。 具體實施時各室側壁、底板、頂板、棄流隔斷採用的材料包括鋼板、玻璃 鋼板、混凝土、磚、石。分流溢流堰8堰體形式包括直線型、折線型、弧線 型，採用的材料包括鋼板、玻璃鋼板。
當降雨的時候，雨水通過市政雨水管進入本發明初期雨水棄流裝置的進 水管l，經格柵12截留水中浮渣等懸浮雜質後，雨水進入匯水室2。雨水進 入匯水室2後優先流入延時控制室23，因延時控制排水管24很小，延時控制 室23內水位不斷上升，延時浮球22上浮並通過放空控制繩20關閉放空管18 的蓋板19，當延時控制室23水位上升超過棄流通水管4，雨水通過水流控制 機構5進入棄流前室6a，然後通過棄流室通水孔7進入棄流後室6b。隨著降 雨的進行，棄流室水位不斷上升，當初期雨水水位上升到控制位置，水流控 制機構5關閉，匯水室2水位不斷上升，當水位超過分流溢流堰8堰口，清 潔雨水溢流進入分流導流室9，然後通過清潔雨水出水管10至清潔雨水儲存 處備用，從而完成對初期雨水的棄流。在降雨停止後，延時控制室23中的水， 通過小管徑延時控制排水管24排水，在預設的時間內其中的延時浮球22隨 水位下降到規定的位置，操縱放空控制繩20開啟放空管彈簧蓋板19，使棄流 室內儲存的初期雨水自動放空、使裝置自動回復到使用前的狀態。
具體實施時，根據雨水匯水面積和當地初期雨水水質雨量數據，按雨水 匯水面積乘以l-3mm初期雨水降雨量確定初期雨水棄流量，進而確定棄流室容積及控制水位線位置高低。
權利要求
1、一種初期雨水棄流裝置，包括一個與雨水收集管道連通的容置體，其特徵在於，所述容置體內部豎向設置有棄流隔斷(3)，所述棄流隔斷(3)將容置體內部分隔為兩個空間，其一個空間為棄流前室(6a)，另一空間的中部橫向設置有多功能隔板(11)，多功能隔板(11)下方為棄流後室(6b)，多功能隔板(11)上方為並列的匯水室(2)和分流導流室(9)，匯水室(2)和分流導流室(9)之間靠分流溢流堰(8)使其下部隔開；其中，匯水室(2)外側壁開孔設置雨水進水管(1)，匯水室(2)室內與雨水進水管(1)對應處設置有格柵槽(13)，格柵槽(13)內設置有格柵(12)；所述棄流隔斷(3)上方設置有連通匯水室(2)和棄流前室(6a)的棄流通水管(4)和對應的水流控制機構(5)，棄流隔斷(3)下方設置有連通棄流前室(6a)和棄流後室(6b)的棄流室通水孔(7)；所述分流導流室(9)上連接有清潔雨水出水管(10)；其中所述棄流通水管(4)底面高度位於多功能隔板(11)上表面高度和分流溢流堰(8)堰口底高度之間。
2、 如權利要求1所述的初期雨水棄流裝置，其特徵在於，還設置有延時 自動排空機構，所述延時自動排空機構包括延時控制室(23)、延時浮球(22)、 放空控制繩(20)、放空管(18);所述延時控制室(23)設置於棄流隔斷(3) 旁邊匯水室(2)所在的一側，延時控制室(23)與棄流後室(6b)、匯水室(2) 之間靠隔壁(26)隔開，隔壁(26)上表高度低於棄流通水管(4)底面高度；所述 放空管(18)設置於棄流前室(6a)中與棄流隔斷(3)相對的一側底部，放 空管(18)管口上方鉸接設置有蓋板(19)，蓋板(19)下方處與放空控制繩(20)的一端相連，放空控制繩(20)的另一端繞過設置於棄流隔斷(3)上 方一空腔內的定滑輪(21)並連接在延時控制室(23)內的延時浮球(22) 上；延時控制室(23)內中間位置還設置有用於限制延時浮球(22)於其下 方的橫欄(27);所述放空控制繩(20)的長度匹配地設置為當延時浮球(22) 位於橫欄處時蓋板(19)能垂下並將放空管(18)關閉，當延時浮球(22) 位於延時控制室(23)底部時蓋板(19)能被拉起並將放空管(18)打開；所述延時控制室(23)底部設置有小管徑的排水管(24)與放空管(18)連 通。
3、 如權利要求1或2所述的初期雨水棄流裝置，其特徵在於，所述水流 控制機構(5),包括設置於棄流通水管(4)處水流控制機構(5)內部的閥腔(14), 匹配地設置於閥腔(14)內部的啟閉閥片(15)，啟閉閥片(15)的兩側端可 轉動地鉸接在閥腔(14)側壁上，且一端的鉸軸延伸出閥腔(14)側壁外部 並與一浮球連杆(16)相連，浮球連杆(16)末端設置有浮球(17)。
4、 如權利要求l或2所述的初期雨水棄流裝置，其特徵在於，所述格柵 (13a)在格柵槽(13b)內傾斜設置。
5、 如權利要求1或2所述的初期雨水棄流裝置，其特徵在於，所述的棄 流通水管(4)和對應的水流控制機構(5)為多組設置，所述的棄流室通水孔(7) 也為多組設置。
6、 如權利要求1或2所述的初期雨水棄流裝置，其特徵在於，所述容置 體頂部設置有可打開的蓋板。
全文摘要
本發明公開了一種初期雨水棄流裝置，其主要由匯水室、棄流隔斷、棄流通水管、水流控制機構、棄流前室、棄流後室、分流溢流堰、分流導流室、延時自動排空機構等構成。相比於現有技術，本發明裝置可將汙染程度較大的初期雨水與清潔的後期雨水有效分離，具有構造優化，結構緊湊，空間利用率高，節省佔地，無能耗，無需人員操作，自動化程度高，管理方便等優點。
文檔編號E03B3/02GK101660319SQ20091019101
公開日2010年3月3日 申請日期2009年9月28日 優先權日2009年9月28日
發明者汪昆平, 蔣紹階, 郭勁松 申請人:重慶大學