本發(fā)明屬于雨水處理設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自動控制的雨水棄流收集裝置。

背景技術(shù)：

中國的淡水資源比較少，是世界上的缺水國家。因此，要對水資源進行收集和利用，目前實行比較多的是通過海綿城市達到對雨水的收集和利用。但是初期的雨水含有雜質(zhì)灰塵等，污染比較嚴重，沒有利用價值，需要棄流。中、后期的雨水污染程度低，較清潔，可以對其進行收集，這樣可以收集到水質(zhì)良好的雨水。但是現(xiàn)在對于同時實現(xiàn)雨水棄流收集并且后期能夠自動沖洗的裝置比較少，本發(fā)明可以實現(xiàn)自動控制初期雨水棄流、中期雨水收集、后期雨水自動沖洗的效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種自動控制的雨水棄流收集裝置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：一種自動控制的雨水棄流收集裝置，包括裝置本體，所述裝置本體的上部設(shè)置有溢流管，所述裝置本體內(nèi)部設(shè)置有一支撐柱，所述支撐柱兩側(cè)分別設(shè)置有收集水箱和棄流水箱，所述支撐柱頂部設(shè)置一支點，所述支點上設(shè)置一杠桿，所述杠桿的兩端分別連接有用于密封所述收集水箱和棄流水箱的蓋板，所述杠桿上鉸接一控制桶，所述控制桶的桶壁上下分別設(shè)置有溢流口，所述控制桶底部設(shè)置有彈簧，所述彈簧頂部連接有進水豎管，所述進水豎管頂部連接有進水橫管。

所述杠桿在所述支點處設(shè)置有固定套環(huán)。

所述溢流管管徑比進水豎管管徑大一級。

所述棄流水箱底部設(shè)置有坡度。

所述溢流口的孔徑自下而上是增大的。

所述彈簧、杠桿和控制桶均由不銹鋼材質(zhì)構(gòu)成。

所述收集水箱的蓋板由鋼材質(zhì)構(gòu)成，所述棄流水箱的蓋板由橡膠材質(zhì)構(gòu)成。

所述彈簧頂部通過法蘭接口連接所述進水豎管。

所述收集水箱的底部設(shè)置有收集管，所述棄流水箱的底部設(shè)置有棄流管。

本發(fā)明達到的有益效果：根據(jù)降雨強度和降雨量大小自動進行初期雨水棄流、中期雨水收集、后期雨水自動清洗，安裝于地面以下雨水干管旁邊，方便使用。

1、自動沖洗功能：初期雨水較臟，含有泥沙等顆粒物質(zhì)，因此棄流水箱會殘留一些污染物。此裝置利用后期清潔雨水對其進行沖洗，可以保證棄流水箱的清潔。

2、安全可靠：該裝置利用杠桿的作用來控制棄流水箱和收集水箱的開關(guān)，沒有復(fù)雜的機械結(jié)構(gòu)，也沒有利用電能，安全可靠，環(huán)保節(jié)能且省電。

3、自動化程度高：能夠自動實現(xiàn)初期雨水的快速有效排放，中期雨水快速收集，后期雨水沖洗棄流水箱，并且能夠?qū)崿F(xiàn)兩種狀態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)換。

4、安裝維護便捷：該裝置經(jīng)整合后成為一體，檢修方便。該系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性較高，運行過程全自動，所以只需要定期檢查維修便可。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的平面結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本發(fā)明i-i面剖視圖：

(a)、第一種狀態(tài)圖；

(b)、第二種狀態(tài)圖。

圖3為本發(fā)明支撐柱結(jié)構(gòu)示意圖:

(a)、主視圖；

(b)、側(cè)視圖。

附圖標記：

1—金屬蓋板2—支撐柱3—進水橫管

4—進水豎管5—控制桶6—溢流口ⅰ

7—溢流口ⅱ8—固定套環(huán)9—彈簧

10—杠桿11—收集水箱的蓋板12—棄流水箱的蓋板

13—支點14—收集水箱15—棄流水箱

16—溢流水箱17—溢流管18—棄流管

19—收集管。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細說明。

如圖1所示，本發(fā)明是一種安裝在地面以下雨水干管旁邊，用來根據(jù)降雨強度和降雨量大小自動進行初期雨水棄流、中期雨水收集、后期雨水清洗的裝置。本發(fā)明可以實現(xiàn)一定區(qū)域的雨水收集。本發(fā)明頂部設(shè)有一個金屬蓋板1方便對此裝置進行檢修和更換部件。

一種自動控制的雨水棄流收集裝置，包括裝置本體，所述裝置本體的內(nèi)部設(shè)置有一支撐柱2，本實施例的支撐柱2為矩形，由鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)成，所述支撐柱2兩側(cè)分別設(shè)置有收集水箱14和棄流水箱15，所述收集水箱14的底部設(shè)置有收集管19，所述棄流水箱15的底部設(shè)置有棄流管18，為了便于實現(xiàn)后期雨水的自動沖洗，所述棄流水箱15底部設(shè)置有坡度，如圖3所示，所述支撐柱2頂部設(shè)置一支點13，所述支點13由設(shè)置于所述支撐柱2頂部的支撐塊構(gòu)成，所述支點13上設(shè)置一杠桿10，為了控制杠桿10只做上下運動，防止其做圓周運動，本實施例所述杠桿10在所述支點13兩側(cè)焊接有固定套環(huán)8，所述杠桿10的兩端分別連接有用于密封所述收集水箱14的蓋板11和棄流水箱15的蓋板12，本實施例蓋板11、12為圓形，所述收集水箱14的蓋板11由鋼材質(zhì)構(gòu)成，所述棄流水箱15的蓋板12由橡膠材質(zhì)構(gòu)成，兩個蓋板材質(zhì)不同是為了初始杠桿處于圖2(a)的不平衡狀態(tài)，所述杠桿10上鉸接一控制桶5，為實現(xiàn)雨水的分梯度溢流，能夠?qū)崿F(xiàn)對棄流水量的控制，保證后期進入收集水箱14的水是清潔的，所述控制桶5的桶壁上下設(shè)置有兩排溢流口ⅰ6和溢流口ⅱ7，所述溢流口ⅰ6的孔徑小于所述溢流口ⅱ7的孔徑，所述控制桶5底部設(shè)置有彈簧9，本實施例彈簧9的底部鉤掛于所述控制桶5底部，所述彈簧9頂部連接有進水豎管4，本實施例所述彈簧9頂部通過法蘭接口連接所述進水豎管4，所述進水豎管4頂部連接有進水橫管3。

(1)、如圖2(a)所示，初始棄流，降雨初期暴雨強度較小，

收集水箱14的蓋板11密封蓋住收集水箱14，棄流水箱15的蓋板12開啟:

暴雨強度公式為：

式中:p為設(shè)計重現(xiàn)期，t為降雨歷時，a1、c、b、n為地方性參數(shù)；溢流口孔徑根據(jù)暴雨強度大小確定；

降雨初期、暴雨強度比較小，雨水在控制桶5內(nèi)積累，當雨水量到達溢流口ⅰ6時，雨水從溢流口ⅰ6流出，隨著降雨強度逐漸增大，控制桶5內(nèi)的水位上升，當水位到達溢流口ⅱ7時，雨水從溢流口ⅰ6和溢流口ⅱ7流出，此時進水量小于溢流口ⅰ6和溢流口ⅱ7的溢流量，裝置處于圖2(a)狀態(tài)，雨水流入棄流水箱15；

此時，m1gl1＞m2gl2+(ρv1g+g0)l3

式中：m1為左側(cè)蓋板質(zhì)量，m2為右側(cè)蓋板質(zhì)量，l1為左側(cè)蓋板距杠桿支撐點距離，l2為右側(cè)蓋板距杠桿支撐點距離，l3為控制桶距杠桿支撐點距離，水的自重g＝ρv1g，ρ為水的密度，ρ＝1000kg/m³，g為重力加速度，g＝9.8m²/s，控制桶的重力為g0,v1為進入控制桶的水流體積，v2為控制體積,當雨水高度高于溢流口ⅱ7低于控制桶5的高度，即使杠桿發(fā)生傾斜的雨水體積，降雨初期、暴雨強度比較小時，v1小于控制體積v2。

(2)、暴雨強度繼續(xù)增大時，進水量大于從溢流口ⅰ6和溢流口ⅱ7流出的水量，控制桶內(nèi)的水位高度繼續(xù)上升，當控制桶內(nèi)水的重力增大到杠桿右側(cè)受力大于左側(cè)受力時，杠桿發(fā)生傾斜，這時雨水也可以從控制桶上面的空隙流出，裝置處于圖2(b)狀態(tài),收集工作，棄流水箱15的蓋板12密封蓋住棄流水箱15，收集水箱14的蓋板11開啟，雨水流入收集水箱14:

此時有控制桶內(nèi)水的體積v大于控制容積v2，其中d為控制桶直徑，h為水的高度；

由于彈簧距離杠桿支撐點比較近，伸長量可忽略不計；

這時，m1gl1＜m2gl2+(ρvg+g0)l3。

(3)、降雨快要結(jié)束時，暴雨強度減小，控制桶內(nèi)雨水溢流量大于進水量，控制桶內(nèi)水量減少，水位下降，裝置恢復(fù)圖2(a)狀態(tài)，進行棄流沖洗。

當降雨量很大時為了實現(xiàn)可靠棄流，所述裝置本體的上部設(shè)置有溢流管17，所述溢流管17的管徑比進水豎管4的管徑大一級，所述彈簧9、杠桿10和控制桶5均由不銹鋼材質(zhì)構(gòu)成，因取其良好的耐腐蝕性和耐磨損性，保證了本裝置的使用壽命。

應(yīng)當理解的是，這里所討論的實施方案及實例只是為了說明，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，可以加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。