CN107574869B - 海绵城市雨水收集装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种海绵城市雨水收集装置及其工作方法，其包括支架、沉淀箱、储水箱，且沉淀箱底部设有控制出水的流量调节阀，沉淀箱侧面与储水箱溢流导通，储水箱相对于支架随储水箱重量变化作升降运动，沉淀箱侧面设有第二溢流管，沉淀箱内设有将部分进水导至第二溢流管的导水斜板，沉淀箱外侧设有相对于沉淀箱呈升降运动的吸水海绵，第二溢流管的出水口朝向吸水海绵顶部，吸水海绵通过导杆与流量调节阀的控制把手联动，控制把手与储水箱联动。工作时，吸水海绵吸水，导杆逐渐向下运动到位，联动流量调节阀逐渐关闭，实现自动雨水收集，当储水箱储满水时，联动控制把手打开流量调节阀，不再储水；当吸水海绵失水恢复初始状态时，各部位自行复位。

Description

海绵城市雨水收集装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及雨水收集，是一种海绵城市雨水收集装置及其工作方法。

背景技术

由于城市化进程中，大量的建筑物和硬化路面对大自然的水循环系统形成破坏，城市中的大量雨水直接排放到城市排水管网，导致雨量大时内涝频发，而雨水得不到有效利用。为了解决上述问题，现有技术公开了诸多雨水收集系统，如中国专利文献刊载的申请公布号CN106193257A，申请公布日2016年12月7日，发明名称为“雨水收集方法及雨水收集系统”，其采用浑浊的水透光率差的原理对初期降雨浑浊度进行监测，并对雨水进行收集，从而能够保证雨水收集的纯净程度，提高收集的质量。但其结构中较多依托于电子器件，例如感应器、水位感应器、电动阀等，这些结构不仅投入成本较高，且本身需要电力供应，一但出现电路故障，则导致雨水收集失败或无法保证雨水收集质量，维护和维修也相当不便。为此，有待对现有雨水收集装置进行改进。

发明内容

为克服上述不足，本发明的目的是向本领域提供一种海绵城市雨水收集装置及其工作方法，使其解决现有同类装置需要依托于电子控制，工作可靠性欠佳，成本较高的技术问题。其目的是通过如下技术方案实现的。

一种海绵城市雨水收集装置，其包括支架、沉淀箱、储水箱，沉淀箱固定于支架，沉淀箱顶部连接雨水进管，沉淀箱底部连接雨水出管，且沉淀箱底部设有控制出水的流量调节阀，沉淀箱侧面设有将雨水溢流至储水箱的第一溢流管，储水箱外接出水管；其结构要点在于所述储水箱与支架之间设置弹性支撑座，即储水箱储满水时压缩弹性支撑座并下降至最低点，储水箱未储水时在弹性支撑座作用下上升至最高点；所述沉淀箱侧面设有溢流高度高于所述第一溢流管的第二溢流管，沉淀箱内位于第二溢流管的孔口位置设有朝所述雨水进管管孔方向倾斜的导水斜板，沉淀箱外侧设有呈竖向升降运动的吸水海绵，吸水海绵固定于导杆，导杆上段与所述第二溢流管滑动配合，导杆下段与所述沉淀箱底部外侧的支撑板呈滑动配合，所述第二溢流管的出水口朝向所述吸水海绵的顶部；所述导杆底部与所述流量调节阀的控制把手联动，且该控制把手自带复位扭簧，当导杆向下运动到位时，联动控制把手带动流量调节阀关闭，当导杆向上运动到位时，联动控制把手带动流量调节阀完全打开；初始状态下，所述吸水海绵未吸水，所述流量调节阀处于部分打开的状态，当吸水海绵充分吸水后，吸水海绵带动导杆向下运动到位；所述储水箱底部设有与所述控制把手联动的推块，当储水箱内储满水下降至最低点时，推块联动控制把手带动流量调节阀完全打开。通过上述结构，利用吸水海绵吸水后重量增大驱动流量调节阀，从而根据雨量可以控制流量调节阀的开度。流量调节阀初始状态为部分打开状态，从而使雨水收集过程中的初段浑浊雨水沿流量调节阀自行排放，随着吸水海绵吸水重量增大后，驱动流量调节阀完全关闭，实现蓄水操作，保证收集的雨水较为洁净。且吸水海绵吸水后具有保持水分的功能，故重量变化缓慢，有利于保持当前流量调节阀的开度，以利于短间隔下雨时充分收集雨水。当储水箱储满水后，利用储水箱重力增大后向下运动，从而驱动流量调节阀完全打开，不再蓄水操作。

上述海绵城市雨水收集装置中，所述导水斜板具有弹性，所述第二溢流管内设有与所述导杆固定的销杆，销杆伸入所述沉淀箱内并位于所述导水斜板上方，当导杆向下运动到位时，销杆下压导水斜板并使导水斜板呈水平或向下倾斜。通过该结构，使蓄水过程中，当吸水海绵已吸水饱和时，能有效减少雨水从导水斜板流至第二溢流管，从而实现雨水的充分收集。

上述海绵城市雨水收集装置中，所述弹性支撑座包括伸缩配合的上座和下座，上座固定于储水箱底部，下座固定于所述支架，上座和下座内设置弹簧。通过该结构，实现储水箱随重量变化而作自动升降运动。

上述海绵城市雨水收集装置中，所述沉淀箱的第二溢流管固定设有对所述吸水海绵进行遮雨的遮雨罩。通过该结构，尽量减少外界雨水直接对吸水海绵的影响，以提高雨水收集工况的可靠性。

上述海绵城市雨水收集装置中，所述控制把手连接操作绳，操作绳的长度与该雨水收集装置所在高度一致。通过设置操作绳，方便人工手动操作流量调节阀完全打开，以适应特殊的工况。

上述海绵城市雨水收集装置中，所述控制把手自带复位扭簧的结构替换为“所述吸水海绵底部与所述沉淀箱侧面的支撑板之间设有套接于导杆的复位弹簧。通过该结构，同样能实现流量调节阀的自动复位操作。

该海绵城市雨水收集装置的工作方法为：初始状态下，沉淀箱底部的流量调节阀处于节流放水的状态，所述吸水海绵未吸水；当雨水经所述雨水进管进入所述沉淀箱内时，部分雨水沿所述导水斜板和第二溢流管导流至所述吸水海绵，吸水海绵吸水后重量增大，逐渐带动导杆向下运动，所述流量调节阀逐渐关闭，直至导杆向下运动到位时，流量调节阀完全关闭，沉淀箱开始蓄水；当沉淀箱蓄水水位达到第一溢流管溢流高度时，由沉淀箱向储水箱溢流，直至储水箱蓄水完成；在储水箱蓄水过程中，储水箱逐渐下压所述弹性支撑座，直至储水箱蓄满时，储水箱下降至最低点，此时储水箱的推块联动所述控制把手带动流量调节阀完全打开；当沉淀箱或储水箱未达到溢流状态或蓄满状态即雨停时，所述吸水海绵由于吸水后具有保持水分的作用，故一段时间内保持所述流量调节阀当前状态，直至吸水海绵水分散失恢复初始状态时，流量调节阀在复位扭簧作用下复位。

本发明采用纯机械结构实现雨水去浑浊，自动收集的功能，且能够根据雨量大小自动调节最佳的雨水收集状态，收集雨水效率较高，且较为洁净，适合作为现有城市雨水收集装置使用，或同类装置的结构改进。

附图说明

图1是本发明的结构示意图，图中局部作了剖视。

图中序号及名称为：1、沉淀箱，101、第一溢流管，102、第二溢流管，1021、出水口，103、导水斜板，104、支撑板，2、储水箱，201、出水管，3、雨水进管，4、雨水出管，5、流量调节阀，501、控制把手，6、吸水海绵，7、导杆，8、销杆，9、弹性支撑座，10、推块，11、支架，12、操作绳。

具体实施方式

现结合附图，对本发明作进一步描述。

如图1所示，该海绵城市雨水收集装置包括支架11、沉淀箱1、储水箱2、吸水海绵6、流量调节阀5，沉淀箱固定于支架，支架的形状以能够对沉淀箱、储水箱有效支撑即可，且支架安装位置具有一定高度，以利于储水箱势能排水。沉淀箱顶部连接雨水进管3，沉淀箱底部连接雨水出管4，沉淀箱底部与雨水出管连接的位置设置控制出水的流量调节阀，沉淀箱侧面设有将雨水溢流至储水箱的第一溢流管101，储水箱外接出水管201。具体结构为：储水箱与支架之间设置弹性支撑座9，弹性支撑座包括伸缩配合的上座和下座，上座固定于储水箱底部，下座固定于支架，上座和下座内设置弹簧，当储水箱储满水时压缩弹性支撑座并下降至最低点，当储水箱未储水时在弹性支撑座作用下上升至最高点。沉淀箱侧面设有溢流高度高于第一溢流管的第二溢流管102，沉淀箱内位于第二溢流管的孔口位置设有朝雨水进管管孔方向倾斜的导水斜板103，上述吸水海绵固定于导杆7，导杆上段与第二溢流管滑动配合，导杆下段与沉淀箱底部外侧的支撑板104呈滑动配合，第二溢流管的出水口朝向吸水海绵的顶部，吸水海绵随导杆滑动呈竖向运动。导杆底部与流量调节阀的控制把手501联动，且该控制把手自带复位扭簧，当导杆向下运动到位时，联动控制把手带动流量调节阀关闭，当导杆向上运动到位时，联动控制把手带动流量调节阀完全打开。初始状态下，吸水海绵未吸水，流量调节阀处于部分打开的状态，当吸水海绵充分吸水后，吸水海绵带动导杆向下运动到位。储水箱底部设有与控制把手联动的推块，当储水箱内储满水下降至最低点时，推块联动控制把手带动流量调节阀完全打开。

上述导水斜板103具有弹性，第二溢流管102内设有与导杆7固定的销杆8，销杆伸入沉淀箱内并位于导水斜板上方，当导杆向下运动到位时，销杆下压导水斜板并使导水斜板呈水平或向下倾斜。

上述控制把手自带复位扭簧的结构替换为“吸水海绵6底部与沉淀箱1侧面的支撑板104之间设有套接于导杆7的复位弹簧。

为了防止外界雨水直接对吸水海绵影响，沉淀箱1顶部的第二溢流管102固定设有对吸水海绵进行遮雨的遮雨罩。

为了方便人工手动操作流量调节阀5，控制把手501连接操作绳，操作绳的长度与该雨水收集装置所在高度一致。

结合上述结构，对本发明的工作原理作如下说明：初始状态下，沉淀箱1底部的流量调节阀5处于节流放水（即缓慢放水）的状态，吸水海绵6未吸水。当雨水经雨水进管3进入沉淀箱内时，部分雨水沿导水斜板103和第二溢流管102导流至吸水海绵，其余雨水沿流量调节阀缓慢流至雨水出管4进行排放。吸水海绵吸水后重量增大，逐渐带动导杆7向下运动，流量调节阀逐渐关闭，直至导杆向下运动到位时，流量调节阀完全关闭，沉淀箱开始蓄水。当沉淀箱蓄水水位达到第一溢流管101溢流高度时，由沉淀箱向储水箱2溢流，直至储水箱蓄水完成。在储水箱蓄水过程中，储水箱逐渐下压弹性支撑座9，直至储水箱蓄满时，储水箱下降至最低点，此时储水箱的推块联动控制把手501带动流量调节阀完全打开，不再蓄水操作。当沉淀箱或储水箱未达到溢流状态或蓄满状态即雨停时，吸水海绵由于吸水后具有保持水分的作用，故一段时间内保持流量调节阀当前状态，直至吸水海绵水分散失恢复原状时，流量调节阀在复位扭簧或复位弹簧作用下复位；若一段时间内再次下雨，则以当前状态继续收集雨水。

以上内容旨在说明本发明的技术手段，并非限制本发明的技术范围。本领域技术人员结合现有公知常识对发明做显而易见的改进，亦落入本发明权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种海绵城市雨水收集装置，其包括支架（11）、沉淀箱（1）、储水箱（2），沉淀箱固定于支架，沉淀箱顶部连接雨水进管（3），沉淀箱底部连接雨水出管（4），且沉淀箱底部设有控制出水的流量调节阀（5），沉淀箱侧面设有将雨水溢流至储水箱的第一溢流管（101），储水箱外接出水管（201）；其特征在于所述储水箱（2）与支架（11）之间设置弹性支撑座（9），即储水箱储满水时压缩弹性支撑座并下降至最低点，储水箱未储水时在弹性支撑座作用下上升至最高点；所述沉淀箱（1）侧面设有溢流高度高于所述第一溢流管（101）的第二溢流管（102），沉淀箱内位于第二溢流管的孔口位置设有朝所述雨水进管（3）管孔方向倾斜的导水斜板（103），沉淀箱外侧设有呈竖向升降运动的吸水海绵（6），吸水海绵固定于导杆（7），导杆上段与所述第二溢流管滑动配合，导杆下段与所述沉淀箱底部外侧的支撑板（104）呈滑动配合，所述第二溢流管的出水口（1021）朝向所述吸水海绵的顶部；所述导杆底部与所述流量调节阀（5）的控制把手（501）联动，且该控制把手自带复位扭簧，当导杆向下运动到位时，联动控制把手带动流量调节阀关闭，当导杆向上运动到位时，联动控制把手带动流量调节阀完全打开；初始状态下，所述吸水海绵未吸水，所述流量调节阀处于部分打开的状态，当吸水海绵充分吸水后，吸水海绵带动导杆向下运动到位，且在吸水海绵吸水保持作用下，所述流量调节阀保持当前状态，直至吸水海绵水分散失恢复初始状态时，流量调节阀在复位扭簧作用下复位；所述储水箱底部设有与所述控制把手联动的推块（10），当储水箱内储满水下降至最低点时，推块联动控制把手带动流量调节阀完全打开；所述导水斜板具有弹性，所述第二溢流管内设有与所述导杆固定的销杆（8），销杆伸入所述沉淀箱内并位于所述导水斜板上方，当导杆向下运动到位时，销杆下压导水斜板并使导水斜板呈水平或向下倾斜；所述弹性支撑座包括伸缩配合的上座和下座，上座固定于储水箱底部，下座固定于所述支架，上座和下座内设置弹簧。

2.根据权利要求1所述的海绵城市雨水收集装置，其特征在于所述沉淀箱（1）的第二溢流管（102）固定设有对所述吸水海绵（6）进行遮雨的遮雨罩。

3.根据权利要求1所述的海绵城市雨水收集装置，其特征在于所述控制把手（501）连接操作绳，操作绳的长度与该雨水收集装置所在高度一致。

4.根据权利要求1所述的海绵城市雨水收集装置，其特征在于所述控制把手（501）自带复位扭簧的结构替换为“所述吸水海绵（6）底部与所述沉淀箱（1）侧面的支撑板（104）之间设有套接于导杆（7）的复位弹簧。

5.一种如权利要求1所述的海绵城市雨水收集装置的工作方法，其特征在于初始状态下，沉淀箱（1）底部的流量调节阀（5）处于节流放水的状态，所述吸水海绵（6）未吸水；当雨水经所述雨水进管（3）进入所述沉淀箱内时，部分雨水沿所述导水斜板（103）和第二溢流管（102）导流至所述吸水海绵，吸水海绵吸水后重量增大，逐渐带动导杆（7）向下运动，所述流量调节阀逐渐关闭，直至导杆向下运动到位时，流量调节阀完全关闭，沉淀箱开始蓄水；当沉淀箱蓄水水位达到第一溢流管（101）溢流高度时，由沉淀箱向储水箱（2）溢流，直至储水箱蓄水完成；在储水箱蓄水过程中，储水箱逐渐下压所述弹性支撑座（9），直至储水箱蓄满时，储水箱下降至最低点，此时储水箱的推块（10）联动所述控制把手（501）带动流量调节阀（5）完全打开；当沉淀箱或储水箱未达到溢流状态或蓄满状态即雨停时，所述吸水海绵由于吸水后具有保持水分的作用，故一段时间内保持所述流量调节阀当前状态，直至吸水海绵水分散失恢复初始状态时，流量调节阀在复位扭簧作用下复位。

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