本發(fā)明涉及海綿城市給排水技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種海綿城市屋面雨水延時分流回收系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

海綿城市是指城市能夠像海綿一樣，在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，降雨時“滲水、蓄水、凈水”，需要時將蓄積的水“釋放”并加以利用。目前傳統(tǒng)的城市排水模式主要依靠管渠、泵站等“灰色”設(shè)施，以“快速排出”和“末端集中”控制來設(shè)計完成，造成城市徑流量增加，增加了城市排水負(fù)擔(dān)，而且每逢雨季，內(nèi)澇嚴(yán)重，“城市看?！爆F(xiàn)象嚴(yán)重影響城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民正常生活水平，近年來下沉式綠地、滲透塘、濕塘等開始受到關(guān)注并迅速建設(shè)，盡管一定程度上加速了雨水的下滲，但難以達(dá)到有效蓄存雨水，并對雨水進(jìn)行凈化和加以利用的作用。目前海綿工程雨水回收裝置即旋流分離器及回收水箱均設(shè)于地下，回用水使用上不夠方便，需設(shè)置水泵加壓設(shè)備，增加了電耗及工程投資。另外，旋流分離器分離效率不高，雨水流量較小情況下甚至起不到分離與雨水回收作用。因此，研究和開發(fā)能夠高效、持續(xù)保障雨水下滲、蓄存、凈化、回用的多功能裝置和系統(tǒng)對海綿城市的建設(shè)顯得尤為重要。

當(dāng)前，雨水收集利用按規(guī)?？梢苑譃槲蓓斢晁占到y(tǒng)、新建小區(qū)等園區(qū)的雨水集蓄系統(tǒng)以及城市雨水管道結(jié)合的大型雨水調(diào)蓄池系統(tǒng)，屋頂雨水收集系統(tǒng)主要適用于較為獨立的住宅和公共建筑，通過屋面收集的雨水污染程度低，雨水ph呈中性，含鹽量較少，硬度較低，無需進(jìn)行軟化處理。屋面雨水從水質(zhì)（ntu）的變化看，一般有初期雨水與后期雨水之分，初期雨水懸浮物濃度即濁度（ntu）較高，隨著降雨的持續(xù)進(jìn)行，屋面降塵在雨水的蕩滌下越來越少，濁度隨之越來越低。通常情況下，降雨歷時的10min之內(nèi)為初期雨水，10min以后為后期雨水；在降雨歷時不小于20min情況下，大部分屋面雨水是以呈清澈水流排至地面室外雨水管道。

綜上所述，屋面雨水處理的關(guān)鍵是初期雨水的棄流和雜質(zhì)和懸浮物的去處，但目前屋面雨水收集回用工程中普遍采用類似生活污水的回用處理方法，占地較大、需要設(shè)備較多，技術(shù)也相對復(fù)雜，有些還需人工操作，從而造成投資高、運行管理復(fù)雜等缺點；另外現(xiàn)有技術(shù)中有關(guān)屋面雨水收集處理裝置較多，其中部分也帶有初期雨水棄流的作用，但是，很多裝置均采用電磁閥等控制單元進(jìn)行控制，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工制造成本高，以及維修維護(hù)成本高，不適合推廣使用，如中國專利申請?zhí)枮?01620860813.2公開了一種雨水棄流收集裝置，包括接雨水的雨水收集管、回用管和蓄水池，蓄水池和雨水收集管之間設(shè)有控制單元，該控制單元連接水質(zhì)傳感器和電動閥，包括棄流管，所述棄流管通過三通接頭連接雨水收集管和回用管，所述回用管另一端連接蓄水池，所述電動閥包括棄流電動閥和回用電動閥，棄流電動閥設(shè)置在棄流管上，回用電動閥設(shè)置在回用管上，水質(zhì)傳感器設(shè)置在棄流管上，在蓄水池內(nèi)設(shè)有液位計，該液位計電連控制單元。而且當(dāng)前對于初期雨水棄流裝置包括有容積式棄流裝置和雨量型棄流裝置，其初期雨水棄流都是通過擬定降雨量來確定，而初期雨水水質(zhì)變化情況較大，容積式和雨量型的棄流方式會導(dǎo)致氣流效果不準(zhǔn)，將較臟的雨水進(jìn)行回收利用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種海綿城市屋面雨水延時分流回收系統(tǒng)，設(shè)置雨水清流延時分流裝置，利用屋面雨水高位勢能自動棄流初期雨水，經(jīng)過短期的時間進(jìn)行延時將后期雨水回收再利用，無需設(shè)置提升水泵等用電設(shè)備以及電控系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，制造以及維護(hù)成本低，具有較大的推廣意義。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種海綿城市屋面雨水延時分流回收系統(tǒng)，包括雨水收集器、雨水清流延時分流裝置、中水水箱，所述雨水清流延時分流裝置由內(nèi)筒和外筒組成，所述內(nèi)筒放置在外筒內(nèi)部，所述外筒呈三通管狀并均設(shè)置有管接口，分別為進(jìn)水口、清流出水口、棄流排水口，所述棄流排水口處管接口的上端面設(shè)置有隔板，所述隔板正上方設(shè)置一上下貫通的短管，所述短管管壁上開有若干個棄流孔；所述內(nèi)筒頂端上設(shè)有長流通孔，所述內(nèi)筒底部側(cè)壁設(shè)有短流通孔；

所述雨水收集器通過第一進(jìn)水管與外筒進(jìn)水口管接口連接，所述外筒棄流排水口管接口連接一排水管，所述外筒清流出水口的管接口通過第二進(jìn)水管與中水水箱連接，所述中水水箱內(nèi)還接有一溢流管，所述溢流管另一端通過三通接頭將所述外筒棄流排水口管接口與排水管連接。

由于采用上述結(jié)構(gòu)，天面雨水從雨水收集器經(jīng)過雨水清流延時分流裝置到中水水箱，這一過程雨水的棄流和收集，雨水清流延時分流裝置起到關(guān)鍵作用,屋面雨水徑流進(jìn)入雨水斗經(jīng)收集管道輸送，從進(jìn)水口進(jìn)入雨水清流延時分流裝置，外筒內(nèi)水位隨之上漲，一方面內(nèi)筒在自身浮力的作用下上升遮蓋清流出水口，避免初期雨水進(jìn)入中水水箱，另一方面水從短流通孔進(jìn)入內(nèi)筒中，內(nèi)筒的空氣在水壓的作用下從長流通孔排出。在設(shè)定的延時時間（初期雨水時段）內(nèi)，初期雨水只能從棄流排水口排出。在設(shè)定的延時時間之后，入流雨水已呈清流態(tài)，內(nèi)筒因充滿水致使浮力消失，在自身重力作用下下沉遮蓋棄流排水口，雨水經(jīng)清流出水口進(jìn)入中水水箱，當(dāng)中水水箱達(dá)到最大容量時經(jīng)溢流管向排水管中排出。當(dāng)進(jìn)入雨水清流延時分流裝置的雨水流量偏小時，雨水經(jīng)棄流孔從棄流排水口排出，不能進(jìn)入中水水箱。降雨停止時，雨水清流延時分流裝置內(nèi)的水位下降，內(nèi)筒中的水在重力作用下從短流通孔排出，經(jīng)棄流排水口排走，空氣從長流通孔進(jìn)入內(nèi)筒中平衡內(nèi)外空氣壓差，雨水清流延時分流裝置恢復(fù)降雨前狀態(tài)。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，該海綿城市屋面雨水延時分流回收系統(tǒng)還包括消毒裝置，所述消毒裝置為紫外線消毒機(jī)，所述紫外消毒機(jī)設(shè)置在中水水箱出水口處，并與出水管連接，所述出水管直通用戶端。本發(fā)明紫外線消毒機(jī)采用特殊設(shè)計的高效率、高強度和長壽命的紫外線c光發(fā)生裝置產(chǎn)生的強紫外線照射流水。當(dāng)水中的細(xì)菌、病毒受到一定計量的紫外c光照射后，其細(xì)胞的dna結(jié)構(gòu)被破壞，細(xì)胞再生無法進(jìn)行，從而達(dá)到凈化雨水的目的。

進(jìn)一步地，所述中水水箱還連接有一補水管。中水水箱中沒有雨水或雨水量較少時，可開啟補水管外界對中水水箱進(jìn)行補水，便于供應(yīng)用戶端用水，如洗車、澆花等。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述雨水收集器為設(shè)置在屋面上的多個雨水斗，每一雨水斗均通過集水管道匯集于第一進(jìn)水管。通過多個雨水斗收集雨水，可集中收集更多的雨水，效率提高。

進(jìn)一步地，每一所述雨水斗進(jìn)內(nèi)均設(shè)有篦子。在雨水最初進(jìn)入收集器前通過篦子，可避免體積或質(zhì)量較大的如大片樹葉、樹枝等雜物進(jìn)入集水管道內(nèi)，避免對各個零部件造成堵塞或損壞。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所有所述棄流孔的大小均相同，所述棄流孔（314）呈類矩形或圓形或橢圓形。所述棄流孔為橫向或縱向設(shè)置的類矩形。本發(fā)明優(yōu)選縱向設(shè)置的類矩形，如同雨水篦子一般，受力均勻，通過大小相同的類矩形孔增大過水面積，雨水在流動過程中與棄流孔孔壁的接觸面積減少，從而使沿程阻力減小，可進(jìn)一步降低壓降。當(dāng)然棄流孔的形狀除了類矩形、圓形和橢圓外，還可以選擇其他形狀，只要能滿足棄流孔功能的形狀即可。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述棄流排水口的管接口、隔板以及短管形成一體，并與外筒下端形成可拆卸形式?？刹鹦缎问降脑O(shè)計，既是為了便于安裝和拆卸，也是為了便于后期清理和觀察，如有損壞或堵塞可及時更換和清理。

進(jìn)一步地，所述長流通孔與外筒清流出水口方向一致，所述短流通孔與外筒進(jìn)水口方向一致的。

進(jìn)一步地，所述內(nèi)筒上的短流通孔孔徑大于長流通孔孔徑。因此短流通孔的過流能力大于長流通孔的過流能力。

綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

1、設(shè)置雨水清流延時分流裝置，具有棄流和分流收集雙重功效，無需建設(shè)棄流井，節(jié)省占地，無需用電，節(jié)能環(huán)保，自動排空，無需人工操作。該裝置克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，可根據(jù)用戶需求最大限度回收雨水量，亦可用于室內(nèi)沖廁及地面沖洗等，相關(guān)設(shè)施可因地制宜，靈活布置，可布置在室內(nèi)、屋面、地面或地下，當(dāng)布置在裙房屋面等較高地方時，雨水回收過程與中水回用過程均不需設(shè)置提升水泵等用電設(shè)備及電控設(shè)備；當(dāng)屋面雨水流量過小水質(zhì)不能保證時，系統(tǒng)的雨水清流延時分流裝置能使小流量雨水作棄流處理，避免進(jìn)入中水水箱。在本裝置中，根據(jù)屋面匯水面積的大小，通過設(shè)定內(nèi)筒長流通孔的大小，可以棄流初期10min或者更長時間（約2-4mm左右降雨厚度）污染比較嚴(yán)重的雨水，收集清潔的雨水，作為中水使用。

2、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單新穎，易于操作，使用靈活方便，可實現(xiàn)雨水自動收集、無需外界動力進(jìn)行操作和控制，本雨水延時分流回收系統(tǒng)僅利用屋面雨水高位勢能自動棄流初期雨水，經(jīng)過短時間進(jìn)行延時分流將后期雨水回收，再進(jìn)入中水水箱，經(jīng)過消毒后再重力作用下輸送至各種水用水點，在低影響開發(fā)的前提下高效利用雨水用于綠化、澆灑、沖洗用水等中水供水，無需設(shè)置提升水泵等用電設(shè)備以及電控系統(tǒng)，制造以及維護(hù)成本低，適用于具有一定地形高差的地面雨水回收系統(tǒng)。

3、本發(fā)明滯留雨水回收再利用，不占用地上空間資源，將雨水資源變廢為寶，對雨水資源完成處理后進(jìn)行合理的使用，一定程度上減少了自來水等資源的浪費，一方面提高了雨水資源化利用，節(jié)約大量的生活水及中水處理設(shè)施；另一方面，降低了城市道路雨水徑流的負(fù)擔(dān)，減輕雨水處理負(fù)擔(dān)，在低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的設(shè)計和管理中起著非常重要的作用，能緩解城市防洪、排水壓力，避免路面積水和內(nèi)澇現(xiàn)象的發(fā)生，具有推廣的積極意義。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種海綿城市屋面雨水延時分流回收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中雨水清流延時分流裝置3的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中標(biāo)記：1-雨水斗、2-第一進(jìn)水管、3-雨水清流延時分流裝置、31-外筒、310-進(jìn)水口、311-清流出水口、312-棄流排水口、313-短管、314-棄流孔、315-隔板、32-內(nèi)筒、320-長流通孔、321-短流通孔、4-排水管、5-第二進(jìn)水管、6-溢流管、7-中水水箱、8-出水管。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進(jìn)一步詳細(xì)說明，其中所有附圖中相同的標(biāo)號代表相同或類似的部件，說明書中的附圖為簡化形式，僅供理解本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實施例1

如圖1、圖2所示，一種海綿城市屋面雨水延時分流回收系統(tǒng)，包括雨水收集器、雨水清流延時分流裝置3、中水水箱7，所述雨水清流延時分流裝置3由內(nèi)筒32和外筒31組成，所述內(nèi)筒32放置在外筒31內(nèi)部，所述外筒31呈三通管狀并均設(shè)置有管接口，分別為進(jìn)水口310、清流出水口311、棄流排水口312，所述棄流排水口312處管接口的上端面設(shè)置有隔板315，所述隔板315正上方設(shè)置一上下貫通的短管313，所述短管313管壁上開有若干個棄流孔314；所述內(nèi)筒32上設(shè)有長流通孔320，所述內(nèi)筒32底部側(cè)壁設(shè)有短流通孔321；

所述雨水收集器通過第一進(jìn)水管2與外筒進(jìn)水口310管接口連接，所述外筒棄流排水口312管接口連接一排水管4，所述外筒清流出水口311的管接口通過第二進(jìn)水管5與中水水箱7連接，所述中水水箱7內(nèi)還接有一溢流管6，所述溢流管6另一端通過三通接頭將所述外筒棄流排水口312管接口與排水管4連接。

本實施例的第一優(yōu)選方式，如圖1所示，該海綿城市屋面雨水延時分流回收系統(tǒng)還包括消毒裝置，所述消毒裝置為紫外線消毒機(jī)（圖中未標(biāo)出），所述紫外消毒機(jī)設(shè)置在中水水箱7出水口處，并與出水管8連接，所述出水管8直通用戶端。本發(fā)明紫外線消毒機(jī)采用特殊設(shè)計的高效率、高強度和長壽命的紫外線c光發(fā)生裝置產(chǎn)生的強紫外線照射流水。當(dāng)水中的細(xì)菌、病毒受到一定計量的紫外c光照射后，其細(xì)胞的dna結(jié)構(gòu)被破壞，細(xì)胞再生無法進(jìn)行，從而達(dá)到凈化雨水的目的。

本實施例的另一優(yōu)選方式，所述中水水箱7還連接有一補水管（圖中未標(biāo)出）。中水水箱7中沒有雨水或雨水量較少時，可開啟補水管外界對中水水箱進(jìn)行補水，便于供應(yīng)用戶端用水，如洗車、澆花等。

再者，如圖1所示，所述雨水收集器為設(shè)置在屋面上的多個雨水斗1，每一雨水斗1均通過集水管道匯集于第一進(jìn)水管2。通過多個雨水斗1收集雨水，可集中收集更多的雨水，效率提高。

本實施例的另一優(yōu)選方式，每一所述雨水斗1內(nèi)均設(shè)有篦子（圖中未標(biāo)出）。雨水最初進(jìn)入收集器前通過篦子，可避免體積或質(zhì)量較大的如大片樹葉、樹枝等雜物進(jìn)入集水管道內(nèi)，避免對各個零部件造成堵塞或損壞。

本實施例的另一優(yōu)選方式，所有所述棄流孔314的大小均相同，所述棄流孔314呈類矩形，優(yōu)選縱向設(shè)置的類矩形，如同雨水篦子一般，受力均勻，通過大小相同的類矩形孔增大過水面積，雨水在流動過程中與棄流孔314孔壁的接觸面積減少，從而使沿程阻力減小，可進(jìn)一步降低壓降。

本實施例的另一優(yōu)選方式，所述棄流排水口312的管接口、隔板315以及短管313形成一體，并與外筒31下端形成可拆卸形式?？刹鹦缎问降脑O(shè)計，既是為了便于安裝和拆卸，也是為了便于后期清理和觀察，如有損壞或堵塞可及時更換和清理。

優(yōu)選地，所述長流通孔320與外筒清流出水口311方向一致，所述短流通孔321與外筒進(jìn)水口310方向一致的。且所述內(nèi)筒上的短流通孔孔徑大于長流通孔孔徑。由此可見，短流通孔321的過流能力大于長流通孔320的過流能力。

實施例2

本實施例中所述棄流孔314呈類矩形，優(yōu)選橫向設(shè)置的類矩形，如同雨水篦子一般，受力均勻，通過大小相同的類矩形孔增大過水面積，雨水在流動過程中與棄流孔314孔壁的接觸面積減少，從而使沿程阻力減小，可進(jìn)一步降低壓降。實施例2中除了棄流孔314的形狀結(jié)構(gòu)不同，其他裝置及結(jié)構(gòu)均與實施例1相同。當(dāng)然，根據(jù)實際情況設(shè)計，棄流孔的形狀除了類矩形、圓形和橢圓外，還可以選擇其他形狀，只要能滿足棄流孔功能的形狀即可。

本發(fā)明的工作原理：天面雨水先經(jīng)過雨水收集器的多個雨水斗1內(nèi)設(shè)置的大篩孔過濾片，屋面雨水徑流進(jìn)入多個雨水斗1經(jīng)集水管道輸送，從進(jìn)水口310進(jìn)入雨水清流延時分流裝置3，外筒31內(nèi)水位隨之上漲，一方面內(nèi)筒32在自身浮力的作用下上升遮蓋清流出水口311，避免初期雨水進(jìn)入中水水箱7，另一方面水從短流通孔321進(jìn)入內(nèi)筒32中，內(nèi)筒32的空氣在水壓的作用下從長流通孔320排出，在設(shè)定的延時時間（初期雨水時段）內(nèi)，初期雨水只能從棄流排水口312排出。在設(shè)定的延時時間之后，入流雨水已呈清流態(tài)，內(nèi)筒32因充滿水致使浮力消失，在自身重力作用下下沉遮蓋棄流排水口312，雨水經(jīng)清流出水口311進(jìn)入中水水箱7，當(dāng)中水水箱7達(dá)到最大容量時經(jīng)溢流管6向排水管4中排出。當(dāng)進(jìn)入雨水清流延時分流裝置3的雨水流量偏小時，雨水經(jīng)棄流孔314從棄流排水口312排出，不能進(jìn)入中水水箱7。降雨停止時，雨水清流延時分流裝置3內(nèi)的水位下降，內(nèi)筒32中的水在重力作用下從短流通孔321排出，經(jīng)棄流排水口312排走，空氣從長流通孔320進(jìn)入內(nèi)筒32中平衡內(nèi)外空氣壓差，雨水清流延時分流裝置3恢復(fù)降雨前狀態(tài)。其中所述設(shè)定的延時時間（初期雨水時段）可根據(jù)長流通孔320的大小事先設(shè)定或根據(jù)現(xiàn)場情況調(diào)節(jié)。經(jīng)過棄流、延時分流，最后將雨水收集入中水水箱7，當(dāng)達(dá)到中水水箱7最大容量時，中水水箱7的水經(jīng)過溢流管6進(jìn)入排水管4棄流，若雨水為超過中水水箱7最大容量時，需要用水時可經(jīng)中水水箱7出水口連接的紫外線消毒機(jī)進(jìn)行消毒再經(jīng)過出水管輸送至各中水用水點。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。