一種水力自動控制的跳越堰初期雨水截流井的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種水力自動控制的跳越堰初期雨水截流井，適用于分流制雨水管道的改造，所述截流井包括井體，進(jìn)流管，截流管，水力自動控制堰，四塊限位塊，浮筒，扇形擋流側(cè)板，泄流小孔，分隔墻，溢流管，人孔，踏步，堰板軸等;本截流井實(shí)施時，下雨時進(jìn)水管的流量隨著降雨地增大而增大，當(dāng)增大到一定程度，射流外曲線越過自動控制堰，自動控制堰由于浮筒浮力作用，堰板打開，進(jìn)流管的水流完全被棄流，直到進(jìn)流管水量幾乎為零，由于泄流孔的泄流作用，浮筒下降，堰板復(fù)位，實(shí)現(xiàn)了后期較干凈的雨水進(jìn)入受納水體。所述截流井完全采用水力控制，無需其他控制設(shè)備，運(yùn)行穩(wěn)定，維護(hù)簡單，管理方便。
【專利說明】一種水力自動控制的跳越堰初期雨水截流井
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及雨水排水處理技術(shù)，尤其是涉及一種可以截留初期雨水而完全棄流后期雨水的截留技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]由于人類文明的發(fā)展，人們對環(huán)境的重視程度逐漸增加，城市排水系統(tǒng)也發(fā)生著深刻的變化，合流制管道系統(tǒng)向著截流式合流制系統(tǒng)和分流制系統(tǒng)發(fā)展，分流制系統(tǒng)雨水完全就近排放水體。但是人類的生產(chǎn)、生活使得大量的污染物被排放到環(huán)境當(dāng)中，被雨水沖刷進(jìn)入受納水體，造成了環(huán)境的嚴(yán)重污染，如果將雨水全部收集進(jìn)入污水廠處理，將會對污水廠的穩(wěn)定運(yùn)行造成巨大的沖擊，也會造成污水廠規(guī)模旱期的嚴(yán)重浪費(fèi)。初期雨水淋洗大氣，并沖刷下墊面的污染物，使得初期雨水徑流中含有大量的有機(jī)物、病原體、油脂、懸浮固體等污染物質(zhì)，因此初期雨水的污染程度較高，往往是雨水徑流中污染最嚴(yán)重的部分，而后期雨水比較干凈，排入水體不會造成嚴(yán)重的污染。因此如果將初期雨水徑流截留進(jìn)入污水廠進(jìn)行處理再排放，是一種較好的方法。傳統(tǒng)的堰式或者槽堰式截流井由于堰的作用，會阻礙雨水管中水流的順利排放，槽式、槽堰式、堰式和跳越堰式截流井都存在后期干凈雨水不能實(shí)現(xiàn)棄流等問題(前3種還存截流量不穩(wěn)定的問題，大水量時，實(shí)際截流量會大幅度增加)。此外，傳統(tǒng)的電動控制堰板升降來實(shí)現(xiàn)截流與棄流裝置具有運(yùn)行不夠穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，維護(hù)困難等缺點(diǎn)。
[0003]例如我國專利號200910191015.X曾公開的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(jī)構(gòu)、棄流前室、棄流后室、分流溢流堰、分流導(dǎo)流室、延時自動排空機(jī)構(gòu)等構(gòu)成。該裝置雖然能夠?qū)崿F(xiàn)初期雨水棄流，但裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本昂貴，同時由于延時控制室的存在會造成早期的部分初期雨水殘留在里面進(jìn)而混雜在后期清潔雨水中排出，排水管的設(shè)置會導(dǎo)致始終會有部分清潔雨水順排水管進(jìn)入到初期雨水外排管道，故存在分離效果較差，分離不徹底的缺陷。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是:怎樣提供一種結(jié)構(gòu)簡單，便于實(shí)施，成本低廉且能夠?qū)崿F(xiàn)自動分離并分離效果好的水力自動控制的跳越堰初期雨水截流井。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型中采用了如下的技術(shù)方案:
[0006]一種水力自動控制的跳越堰初期雨水截流井，包括井體，位于井體側(cè)壁的進(jìn)流管和出流管，其特點(diǎn)在于，所述井體下部還設(shè)置有將進(jìn)流管和出流管隔開的自動控制堰，自動控制堰沿垂直設(shè)置于進(jìn)流管前下方，自動控制堰下部的井壁上和進(jìn)流管同側(cè)設(shè)置有截流管，所述自動控制堰上部中間正對進(jìn)流管位置設(shè)置有缺口，缺口上遠(yuǎn)離進(jìn)流管一側(cè)安裝有和缺口匹配的堰板，堰板下端通過轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動地連接在缺口下表面，堰板上背離進(jìn)流管的側(cè)面還通過一個向下彎折的連接桿固定連接有一個浮筒，浮筒位于一個由自動控制堰和分隔墻圍成的積水空間內(nèi)，所述分隔墻低于自動控制堰高度且底部具有水平連通到出流管方向的井體內(nèi)腔空間的泄流孔；所述出流管位于井體內(nèi)腔空間底部位置。
[0007]本方案的截流井能夠用于初期雨水截流使其從截流管流出，后期干凈雨水均通過出流管流出，實(shí)現(xiàn)了雨水的自動控制分離。同時其結(jié)構(gòu)僅僅由溢流堰、堰板、分隔墻和浮筒等簡單結(jié)構(gòu)組成，具有結(jié)構(gòu)簡單，便于實(shí)施，成本低廉的特點(diǎn)。
[0008]作為優(yōu)化，所述自動控制堰上部缺口兩側(cè)壁上靠近進(jìn)流管方向位置還各設(shè)置有一個凸起的接流限位塊，接流限位塊用于支撐限位堰板保持為上端向進(jìn)流管方向傾斜的接水狀態(tài)；所述自動控制堰上部缺口兩側(cè)壁上靠近出流管方向位置還各設(shè)置有一個凸起的復(fù)位限位塊，接流限位塊用于堰板復(fù)位時限位保持為豎直向上的閉合狀態(tài)。
[0009]這樣優(yōu)化后，為堰板的開啟與復(fù)位提供支點(diǎn)，有利于堰板的準(zhǔn)確開閉，并且避免水流沖擊對堰板的破壞。
[0010]作為優(yōu)化，堰板兩側(cè)沿遠(yuǎn)離進(jìn)流管的方向各固定連接有一上部為弧形邊的扇形擋流側(cè)板。這樣可以防止水力從堰板上重新回流到截流槽中。
[0011]作為優(yōu)化，浮筒的筒體置于堰板的側(cè)面，避免了水流的沖擊破壞。
[0012]本實(shí)用新型使用時，需要截流的初期雨水從進(jìn)流管進(jìn)入井體內(nèi)腔后，由于水量較小直接落入到進(jìn)流管和自動控制堰之間的井體空腔內(nèi)并經(jīng)截流管流到污水處理廠進(jìn)行處理，當(dāng)初期雨水流完后進(jìn)流管水量變大后拋物線射程較遠(yuǎn)進(jìn)而越過自動控制堰和堰板進(jìn)入到自動控制堰和分隔墻之間的積水空間內(nèi)，積水空間內(nèi)水位上漲并帶動浮筒上浮，進(jìn)而帶動堰板上端往進(jìn)流管方向旋轉(zhuǎn)為打開狀態(tài)，堰板打開后靠接流限位塊保持傾斜角度穩(wěn)定使得后期雨水通過堰板流至自動控制堰和分隔墻之間的積水空間內(nèi)，讓后期干凈的雨水均通過出流管外排。當(dāng)雨?；蛘邷p小為不適宜直接外排的微雨后，積水空間內(nèi)的積水通過分隔墻下方的泄流孔排出，使得浮筒上升帶動堰板復(fù)位完成一個工作周期。
[0013]本實(shí)用新型中，所述截流井的進(jìn)水管的流量隨著降雨的增大而增大，當(dāng)增大到一定程度，射流外曲線越過自動控制堰，自動控制堰由于浮筒浮力作用，堰板打開，進(jìn)流管的水流完全被棄流，直到進(jìn)流管水量幾乎為零，由于泄流孔的泄流作用，浮筒下降，堰板復(fù)位，實(shí)現(xiàn)了后期較干凈的雨水進(jìn)入受納水體。所述截流井完全采用水力控制，無需其他控制設(shè)備，運(yùn)行穩(wěn)定，維護(hù)簡單，管理方便。
[0014]本實(shí)用新型中，進(jìn)流管水流越過堰板后，堰板與分隔墻中間的區(qū)域積水，堰板在浮筒浮力的頂托作用下向著進(jìn)流管的方向旋轉(zhuǎn)打開，水流完全被棄流。當(dāng)堰板處于完全打開的狀態(tài)時，進(jìn)流管的射流內(nèi)曲線也會超越堰頂，所以能夠?qū)崿F(xiàn)后期完全不截流。本實(shí)用新型完全實(shí)現(xiàn)了水力控制，裝置簡單，管理方便。本實(shí)用新型設(shè)置的堰板實(shí)現(xiàn)的是旋轉(zhuǎn)開啟，轉(zhuǎn)動靈活。本實(shí)用新型中，在截流井井體中設(shè)置了分隔墻，墻體中間靠近底部設(shè)置泄流小孔，為浮筒的作用創(chuàng)造了條件。本實(shí)用新型中在堰板兩邊設(shè)置了 4個限位塊，為堰板的開啟與復(fù)位提供支點(diǎn)，有利于堰板的準(zhǔn)確開閉，并且避免水流沖擊對堰板的破壞。本實(shí)用新型中，堰板關(guān)于進(jìn)流管縱剖面對稱，兩邊寬度優(yōu)選為超過管道內(nèi)徑5-10厘米，兩側(cè)加裝擋流側(cè)板，避免了水流從堰板上回到截流槽中。
[0015]本實(shí)用新型中，堰板的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)了兩個作用，一是減少了堰與進(jìn)流管的距離，二是降低了堰口的高度，兩種作用，都有利于水流跳越堰板，實(shí)現(xiàn)棄流。
[0016]本實(shí)用新型采用的截流井結(jié)構(gòu)簡單，功能實(shí)現(xiàn)過程簡單，克服了傳統(tǒng)垂直升降式堰板容易出現(xiàn)故障的問題
[0017]本實(shí)用新型中泄流小孔優(yōu)選設(shè)置在分隔墻中間靠近底部的位置，其口徑通過以分隔墻高度作為作用水頭和后期最小控制流量計算得出，同時由于水流的沖擊，小孔難于被堵塞。
[0018]綜上所述，本實(shí)用新型能夠?qū)⒂晁畯搅髦形廴据^嚴(yán)重的初期雨水截流進(jìn)入污水廠，而后期較干凈的雨水實(shí)現(xiàn)完全棄流，有效地減少了污水廠的建設(shè)規(guī)模和環(huán)境保護(hù)，且運(yùn)行無能耗，維護(hù)簡單。同時，具有截流井結(jié)構(gòu)簡單，便于實(shí)施，成本低廉且分離效果好的優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型截流井的平面示意圖。
[0020]圖2是圖1中B-B剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3是圖1中C-C剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖4是圖1中A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖5是圖1中A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖的小水量情況。
[0024]圖6是圖1中A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖的前期中水量情況。
[0025]圖7是圖1中A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖的前期較大水量也就是需要控制的流量，浮筒作用前的情況。
[0026]圖8是圖1中A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖的較大水量，浮筒作用后的情況。
[0027]圖9是圖1中A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖的后期較小流量情況。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0029]具體實(shí)施時，如圖1-圖9所示，一種水力自動控制的跳越堰初期雨水截流井，包括井體，位于井體側(cè)壁的進(jìn)流管I和出流管9 (即溢流管)，所述井體下部還設(shè)置有將進(jìn)流管I和出流管9隔開的自動控制堰，自動控制堰沿垂直設(shè)置于進(jìn)流管I前下方，自動控制堰下部的井壁上和進(jìn)流管同側(cè)設(shè)置有截流管2，所述自動控制堰上部中間正對進(jìn)流管位置設(shè)置有缺口，缺口上遠(yuǎn)離進(jìn)流管一側(cè)安裝有和缺口匹配的堰板3，堰板3下端通過轉(zhuǎn)軸13可轉(zhuǎn)動地連接在缺口下表面，堰板3上背離進(jìn)流管I的側(cè)面還通過一個向下彎折的連接桿固定連接有一個浮筒5，浮筒5位于一個由自動控制堰和分隔墻8圍成的積水空間內(nèi)，所述分隔墻8低于自動控制堰高度且底部具有水平連通到出流管9方向的井體內(nèi)腔空間的泄流孔7 ;所述出流管9位于井體內(nèi)腔空間底部位置。所述自動控制堰上部缺口兩側(cè)壁上靠近進(jìn)流管方向位置還各設(shè)置有一個凸起的接流限位塊4，接流限位塊4用于支撐限位堰板3保持為上端向進(jìn)流管方向傾斜的接水狀態(tài)；所述自動控制堰上部缺口兩側(cè)壁上靠近出流管方向位置還各設(shè)置有一個凸起的復(fù)位限位塊12，接流限位塊12用于堰板3復(fù)位時限位保持為豎直向上的閉合狀態(tài)。堰板兩側(cè)沿遠(yuǎn)離進(jìn)流管的方向各固定連接有一上部為弧形邊的扇形擋流側(cè)板
6。圖中標(biāo)號10為人孔，標(biāo)號11為踏步梯，以方便人員上下井。
[0030]本截流井使用時，使得需要截流的初期雨水從進(jìn)流管進(jìn)入井體內(nèi)腔后，由于水量較小直接落入到進(jìn)流管和自動控制堰之間的井體空腔內(nèi)并經(jīng)截流管流到污水處理廠進(jìn)行處理，當(dāng)初期雨水流完后進(jìn)流管水量變大后拋物線射程較遠(yuǎn)進(jìn)而越過自動控制堰和堰板進(jìn)入到自動控制堰和分隔墻之間的積水空間內(nèi)，積水空間內(nèi)水位上漲并帶動浮筒上浮，進(jìn)而帶動堰板上端往進(jìn)流管方向旋轉(zhuǎn)為打開狀態(tài)，堰板打開后靠接流限位塊保持傾斜角度穩(wěn)定使得后期雨水通過堰板流至自動控制堰和分隔墻之間的積水空間內(nèi)，讓后期干凈的雨水均通過出流管外排。
[0031]具體地說，降雨事件發(fā)生后，下墊面雨水匯集進(jìn)入分流制的雨水管網(wǎng)系統(tǒng)中，通過管道輸送至截流井處，根據(jù)水量的變化，水量較大時，堰板實(shí)現(xiàn)自動開啟棄流，降雨結(jié)束后并且管內(nèi)徑流消失后，堰板復(fù)位，進(jìn)入下一場降雨事件的待機(jī)狀態(tài)。
[0032]如圖5和圖6，進(jìn)流管的流量小于需要截流的流量，射流外曲線在堰板截流范圍之內(nèi)，堰板會處于豎直狀態(tài)，水量完全進(jìn)入截流管，輸送至下游處理廠或者調(diào)蓄池中。
[0033]如圖7所示，進(jìn)流管的流量較大，射流曲線部分越過了堰板頂，落到堰板和分隔墻中間的區(qū)域，由于泄流孔泄流量小于進(jìn)入的流量，堰板和分隔墻中間的區(qū)域積水，水位上升，推動浮筒作用于堰板，堰板開啟(如圖8)，進(jìn)流管的流量全部越過堰板棄流。由于開啟后的堰板能夠使得射流內(nèi)曲線越過堰板，所以，后期只要有流量(如圖9)，浮筒就會產(chǎn)生作用，堰板就會處于開啟狀態(tài)，作用結(jié)果是后期較干凈的雨水全部溢流。
[0034]一場降雨產(chǎn)生的徑流停止后，泄流孔會慢慢將堰板與分隔墻中間部分的水泄掉，浮筒下降，堰板隨著浮筒復(fù)位回到圖4所示狀態(tài)，一個工作周期完畢，進(jìn)入下一個周期的待機(jī)狀態(tài)。
【權(quán)利要求】
1.一種水力自動控制的跳越堰初期雨水截流井，包括井體，位于井體側(cè)壁的進(jìn)流管和出流管，其特征在于，所述井體下部還設(shè)置有將進(jìn)流管和出流管隔開的自動控制堰，自動控制堰沿垂直設(shè)置于進(jìn)流管前下方，自動控制堰下部的井壁上和進(jìn)流管同側(cè)設(shè)置有截流管，所述自動控制堰上部中間正對進(jìn)流管位置設(shè)置有缺口，缺口上遠(yuǎn)離進(jìn)流管一側(cè)安裝有和缺口匹配的堰板，堰板下端通過轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動地連接在缺口下表面，堰板上背離進(jìn)流管的側(cè)面還通過一個向下彎折的連接桿固定連接有一個浮筒，浮筒位于一個由自動控制堰和分隔墻圍成的積水空間內(nèi)，所述分隔墻低于自動控制堰高度且底部具有水平連通到出流管方向的井體內(nèi)腔空間的泄流孔；所述出流管位于井體內(nèi)腔空間底部位置。
2.如權(quán)利要求1所述的水力自動控制的跳越堰初期雨水截流井，其特征在于，所述自動控制堰上部缺口兩側(cè)壁上靠近進(jìn)流管方向位置還各設(shè)置有一個凸起的接流限位塊，接流限位塊用于支撐限位堰板保持為上端向進(jìn)流管方向傾斜的接水狀態(tài)；所述自動控制堰上部缺口兩側(cè)壁上靠近出流管方向位置還各設(shè)置有一個凸起的復(fù)位限位塊，接流限位塊用于堰板復(fù)位時限位保持為豎直向上的閉合狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的水力自動控制的跳越堰初期雨水截流井，其特征在于，堰板兩側(cè)沿遠(yuǎn)離進(jìn)流管的方向各固定連接有一上部為弧形邊的扇形擋流側(cè)板。
【文檔編號】E03F5/00GK203559482SQ201320734481
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
【發(fā)明者】付國楷, 陳水平, 張夢玲, 吳越, 陸頌, 徐官安, 雷莉 申請人:重慶大學(xué)