CN113529912A - 一种水力自控式雨水分流装置 - Google Patents

Abstract

一种水力自控式雨水分流装置，降雨初期，污水收集箱内没有积水，实块位于排水口二上方，雨水经排水口二排放进行集中处理；随雨量增大，污水收集箱内有积水聚集，组合浮块二上浮，实块向下移动，当实块下移至将排水口二堵住时，排水口一仍被轻质浮块二下部遮挡，积水聚集加速，推动组合浮块二继续上浮，水位上升到球形浮块的下端，组合浮块一上升；组合浮块二上浮至一定高度，排水口一解除遮挡，污水收集箱内的污水排入市政污水管进行处理；中后期雨水不断汇入，污水收集箱内水位升高增高至一定程度，组合浮块一上浮至至雨水排放管下端，圆盘浮块将进水口大部分挡住，雨水大部分流入雨水排放管；本装置弃流效果好、日常管理和维护方便。

Description

一种水力自控式雨水分流装置

技术领域

本发明涉及一种水力自控式雨水分流装置,属于雨水分流技术领域。

背景技术

降雨初期的雨水中溶解了空气中的大量酸性气体、汽车尾气、工厂废气等污染性气体，降落地面后又经冲刷沥青油毡屋面、沥青混凝土道路、建筑工地等重污染区域，使得初期雨水中含有大量的有机物、病原体、重金属、油脂、悬浮固体等污染物质，若不经处理直接排入河流，将会对水体造成严重污染。因此，对初期雨水进行处理对于维护良好的水生态环境具有十分重要的意义。

目前，对于初期雨水的处理技术主要有分流制排水和初期雨水弃流。分流制排水技术是通过在雨水排放***上设置分流装置，将初期雨水分流至污水管，直接输送至污水处理厂，增大了污水处理厂的处理压力；初期雨水弃流装置大多是依靠雨水的冲击力或电力进行开关控制，对雨势的依赖性大，具有局限性，且装置的精密度较高，不利于广泛的使用和日常的维护。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种水力自控式雨水分流装置，该分流装置能够在降雨初期实现对初期雨水的弃流，并能够在雨势、雨量不同的情况下采用不同的分流方式，对雨水进行初步处理，缓解污水处理厂的压力，该装置日常管理和维护方便。

为了实现上述目的，本发明提供一种水力自控式雨水分流装置，包括污水收集箱，污水收集箱上端一侧开设进水口，与进水口连接的侧壁上部开设雨水排放口，雨水排放口上安装有与外部连通的雨水排放管；

在进水口下方的污水收集箱内设置有组合浮块一，所述组合浮块一包括圆盘浮块和通过连接杆连接于其下方的球形浮块，组合浮块一滑动安装于连接框架内，所述的连接框架包括框架体，框架体上端与进水口***的污水收集箱顶板下端面连接，框架体下端中心处设有通孔，连接杆滑动穿设于所述通孔内，圆盘浮块滑动连接于框架体内；

组合浮块一不受浮力时，球形浮块位于污水收集箱的中部偏下位置；当排水口二完全无遮挡、污水收集箱内的水位达到稳定状态时，圆盘浮块上端位于雨水排放口下端所在位置；

污水收集箱侧壁上还贴合设置有组合浮块二，所述组合浮块二呈十字形，从上至下依次包括重质浮块、轻质浮块一和轻质浮块二；轻质浮块二所在位置的侧壁上开设有排水口一，排水口一与外部排水管连通；

组合浮块二的一侧通过滑轮组连接实块，所述的滑轮组包括滑轮和拉绳，滑轮固定于污水收集箱侧壁上，拉绳绕滑轮，其一端通过连接锁扣与轻质浮块一连接，另一端与实块连接；滑轮下方的污水收集箱侧壁底部开设排水口二，所述排水口二与实块运行至最下端所在的位置相对应；

排水口一所在的位置高于排水口二；

组合浮块二不受浮力时，其重量略大于实块的重量；拉绳对组合浮块二的拉力与污水收集箱中的水对组合浮块二的浮力之和大于组合浮块二的重量时，实块向下移动。

进一步地，所述的雨水排放管从进水端至出水端随着远离污水收集箱逐渐向下倾斜，且其进水端管口具有异形结构，所述异形结构包括上部弧形段和下部竖直段，上部弧形段向进水口所在方向延伸至进水口，下部竖直段贴合于雨水排放口下部设置；在雨水排放口上设有滤网一，所述滤网一与进水端管口的异形结构相适配。

进一步地，在污水收集箱体的侧壁上设有紧急排放口，紧急排放口的开设高度位于污水收集箱上部。

进一步地，所述的排水口一和排水口二所对应的污水收集箱侧壁上分别设有滤网二和滤网三。

进一步地，所述的轻质浮块一为圆盘形；所述拉绳为钢丝绳，且在滑轮与轻质浮块一之间的拉绳段一上套设有钢管一，在滑轮与实块之间的拉绳段二上套设有钢管二，钢管一的长度小于拉绳段一的长度，且其之间的长度差大于组合浮块二不受浮力时，轻质浮块二底部与排水口一之间的距离；钢管二的长度小于拉绳段二的长度。

进一步地，所述的圆盘浮块上端面具有与雨水排放管同样的倾斜角度。

本装置通过在污水收集箱内设置组合浮块一和组合浮块二，降雨初期，初期雨水经进水口进入污水收集箱，由于此时污水收集箱内没有积水，实块位于排水口二上方，排水口二敞开，雨水经排水口二排放进入市政污水管进行集中处理；随着雨量增大，排水口二排水不及时，污水收集箱内开始有积水，当积水聚集到一定程度，组合浮块二开始上浮，当拉绳对组合浮块二的拉力与污水收集箱中的水对组合浮块二的浮力之和大于组合浮块二的重量时，拉绳向实块所在侧滑动，实块向下移动，当实块下移至将排水口二堵住时，排水口一仍被轻质浮块二下部遮挡，积水聚集加速，推动组合浮块二继续上浮，当水位上升到组合浮块一的下端时，组合浮块一也开始上升；组合浮块二继续上浮至一定高度，排水口一解除遮挡，开始对污水收集箱内的污水通过外接的排水管排入市政污水管进行集中处理；中后期雨水不断汇入，污水收集箱内的水位不断升高，推动组合浮块一继续上浮，在排水口一的排水作用下，污水箱内的水位增高至一定程度后达到稳定状态，组合浮块一上浮至至雨水排放管下端后稳定，此时，圆盘浮块将进水口大部分挡住，中后期雨水大部分经圆盘浮块的导向作用流入雨水排放管，只有少部分雨水从圆盘浮块与进水口的间隙流入污水收集箱内进行水位补充；降雨停止后，随着污水收集箱内水体的排出，水位降低，组合浮块一和组合浮块二恢复至原来的状态，准备进入下一次的初期雨水弃流循环。本发明避免了因初期雨水和非初期雨水同处于同一腔体内混合而导致非初期雨水的污染；在该装置中，初期雨水会较其他装置更长时间排放完初期雨水，且通过进水口与圆盘浮块之间的间隙，使部分非初期雨水的流入，降低了污水箱内初期雨水的浓度，达到了减缓污水处理厂压力的效果；本装置的开启不依赖雨势，污水收集箱底部的的排水管二在降雨初期呈开启状态，可以弃流数倍于污水箱体积的初期雨水，弃流效果好、日常管理和维护方便、成本低、适宜推广应用。

附图说明

图1是本发明降雨初期的结构示意图；

图2是本发明降雨中后期的结构示意图；

图3是组合浮块一与框架体的配合关系示意图。

图中：1、污水收集箱，2、进水口，3、雨水排放口，4、雨水排放管，5、组合浮块一，6、圆盘浮块，7、连接杆，8、球形浮块，9、框架体，10、通孔，11、紧急排放口，12、组合浮块二，13、重质浮块，14、轻质浮块一，15、轻质浮块二，16、排水口一，17、实块，18、滑轮，19、拉绳，20、连接锁扣，21、排水口二，22、上部弧形段，23、下部竖直段，24、滤网一，25、滤网二，26、滤网三，27、拉绳段一，28、钢管一，29、拉绳段二，30、钢管二。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1至图3所示，一种水力自控式雨水分流装置，包括污水收集箱1，污水收集箱1上端一侧开设进水口2，与进水口2连接的侧壁上部开设雨水排放口3，雨水排放口3上安装有与外部连通的雨水排放管4；

在进水口2下方的污水收集箱内设置有组合浮块一5，所述组合浮块一5包括圆盘浮块6和通过连接杆7连接于其下方的球形浮块8，组合浮块一5滑动安装于连接框架内，所述的连接框架包括框架体9，框架体9上端与进水口2***的污水收集箱1顶板下端面连接，框架体9下端中心处设有通孔10，连接杆7滑动穿设于所述通孔10内，圆盘浮块6滑动连接于框架体9内；

组合浮块一5不受浮力时，球形浮块8位于污水收集箱1的中部偏下位置；当排水口二21完全无遮挡、污水收集箱内的水位达到稳定状态时，圆盘浮块6上端位于雨水排放口3下端所在位置；

污水收集箱1侧壁上还贴合设置有组合浮块二12，所述组合浮块二12呈十字形，从上至下依次包括重质浮块13、轻质浮块一14和轻质浮块二15，重质浮块13、轻质浮块一14和轻质浮块二15三者轴线重合，轻质浮块一14的直径大于重质浮块13和轻质浮块二15的直径；轻质浮块二15所在位置的侧壁上开设有排水口一16，排水口一16与外部排水管连通；

组合浮块二12的一侧通过滑轮组连接实块17，所述的滑轮组包括滑轮18和拉绳19，滑轮18固定于侧壁上，拉绳19绕滑轮18，其一端通过连接锁扣20与轻质浮块一14连接，另一端与实块17连接；滑轮18下方的侧壁底部开设排水口二21，所述排水口二21与实块17运行至最下端所在的位置相对应；

排水口一16所在的位置高于排水口二21；

组合浮块二12不受浮力时，其重量略大于实块17的重量；拉绳19对组合浮块二12的拉力与污水收集箱1中的水对组合浮块二12的浮力之和大于组合浮块二12的重量时，实块17向下移动。

为了防止污水收集箱1内的杂质随雨水进入雨水排放管4，所述的雨水排放管4从进水端至出水端随着远离污水收集箱1逐渐向下倾斜，同时为了防止雨水落入污水收集箱时将漂浮于箱内水面上的杂物溅入雨水排放管4内，雨水排放管4进水端管口具有异形结构，所述异形结构包括上部弧形段22和下部竖直段23，上部弧形段22向进水口2所在方向延伸至进水口，下部竖直段23贴合于雨水排放口下部设置；为了进一步提高进入雨水排放管4内的雨水洁净度，在雨水排放口上设有滤网一24，所述滤网一24与进水端管口的异形结构相适配。

为了防止污水收集箱1内的水位过高，在污水收集箱体的侧壁上设有紧急排放口11，紧急排放口11的开设高度位于污水收集箱上部。

为了防止杂质堵塞排水口一16和排水口二21，保证排水的顺畅，所述的排水口一16和排水口二21所对应的侧壁上分别设有滤网二25和滤网三26。

为了增大组合浮块二12与雨水的接触面积，保证其受浮力时的抬升速度，所述的轻质浮块一14为圆盘形；为保证拉绳19的使用寿命，所述拉绳19优选钢丝绳，为了防止组合浮块二12浮起过高，在滑轮18与轻质浮块一14之间的拉绳段一27上套设有钢管一28，为了防止实块17在下降过程中受水流作用发生摆动，在滑轮18与实块17之间的拉绳段二29上套设有钢管二30，钢管一28的长度小于拉绳段一27的长度，且其之间的长度差大于组合浮块二12不受浮力时，轻质浮块二15底部与排水口一16之间的距离；钢管二30的长度小于拉绳段二29的长度。

为了提高对雨水的导流作用，所述的圆盘浮块6上端面具有与雨水排放管4同样的倾斜角度。

如图1所示，在降雨初期，污水收集箱1内积水很少，此时的积水浮力无法使组合浮块一5和组合浮块二12漂浮，此时组合浮块二12的重量大于实块17的重量，组合浮块二12的重量使拉绳19在滑轮组作用下向组合浮块二12所在侧滑动，排水口一16被轻质浮块二15堵住，同时，实块17所在端上升，排水口二21处于敞开状态；

由于组合浮块一5不受浮力，进水口2完全敞开，初期雨水经进水口2进入污水收集箱1内，经污水收集箱1侧壁底部开设的排水口二21排放进入市政污水管进行集中处理。

如图2所示，随着污水收集箱1内的雨水量不断增加或雨量增大，排水口二21不能及时排水，污水收集箱1内开始有积水，当积水聚集到一定程度，组合浮块二12开始上浮，当拉绳19对组合浮块二12的拉力与污水收集箱1中的水对组合浮块二12的浮力之和大于组合浮块二12的重量时，拉绳19向实块17所在侧滑动，实块17向下移动，当实块17下移至将排水口二21堵住时，排水口一16仍被轻质浮块二15下部遮挡，积水聚集加速，推动组合浮块二12继续上浮，当水位上升到球形浮块8的下端时，组合浮块一5也开始上升；组合浮块二12继续上浮至一定高度，排水口一16解除遮挡，开始对污水收集箱1内的污水通过外接的排水管排入市政污水管进行集中处理；中后期雨水不断汇入，污水收集箱1内的水位不断升高，推动组合浮块一5继续上浮，在排水口一16的排水作用下，污水箱内的水位增高至一定程度后达到稳定状态，圆盘浮块6的上端上浮至雨水排放口3下端后稳定，此时，圆盘浮块6将进水口大部分挡住，中后期雨水大部分经圆盘浮块6的导向作用流入雨水排放管4，只有少部分雨水从圆盘浮块6与进水口2的间隙流入污水收集箱1内进行水位补充；

在雨势过大，污水收集箱1内的雨水不能从排水口一16及时排出的情况下，水位继续上升，当上升至紧急排放口11处，经紧急排放口11及时排出，防止因污水收集箱1内的水位过高而影响组合浮块一和组合浮块二正常工作。

降雨停止后，随着污水收集箱1内水体的排出，水位降低，组合浮块一5和组合浮块二12恢复至原来的状态，准备进入下一次的初期雨水弃流循环。

Claims (6)

1.一种水力自控式雨水分流装置，其特征在于，包括污水收集箱(1)，污水收集箱(1)上端一侧开设进水口(2)，与进水口(2)连接的侧壁上部开设雨水排放口(3)，雨水排放口(3)上安装有与外部连通的雨水排放管(4)；

在进水口(2)下方的污水收集箱(1)内设置有组合浮块一(5)，所述组合浮块一(5)包括圆盘浮块(6)和通过连接杆(7)连接于其下方的球形浮块(8)，组合浮块一(5)滑动安装于连接框架内，所述的连接框架包括框架体(9)，框架体(9)上端与进水口(2)***的污水收集箱(1)顶板下端面连接，框架体(9)下端中心处设有通孔(10)，连接杆(7)滑动穿设于所述通孔(10)内，圆盘浮块(6)滑动连接于框架体(9)内；

组合浮块一(5)不受浮力时，球形浮块(8)位于污水收集箱(1)的中部偏下位置；当排水口二(21)完全无遮挡、污水收集箱(1)内的水位达到稳定状态时，圆盘浮块(6)上端位于雨水排放口(3)下端所在位置；

污水收集箱(1)侧壁上还贴合设置有组合浮块二(12)，所述组合浮块二(12)呈十字形，从上至下依次包括重质浮块(13)、轻质浮块一(14)和轻质浮块二(15)；轻质浮块二(15)所在位置的侧壁上开设有排水口一(16)，排水口一(16)与外部排水管连通；

组合浮块二(12)的一侧通过滑轮组连接实块(17)，所述的滑轮组包括滑轮(18)和拉绳(19)，滑轮(18)固定于污水收集箱侧壁上，拉绳(19)绕滑轮(18)，其一端通过连接锁扣(20)与轻质浮块一(14)连接，另一端与实块(17)连接；滑轮(18)下方的污水收集箱侧壁底部开设排水口二(21)，所述排水口二(21)与实块(17)运行至最下端所在的位置相对应；

排水口一(16)所在的位置高于排水口二(21)；

组合浮块二(12)不受浮力时，其重量略大于实块(17)的重量；拉绳(19)对组合浮块二(12)的拉力与污水收集箱(1)中的水对组合浮块二(12)的浮力之和大于组合浮块二(12)的重量时，实块(17)向下移动。

2.根据权利要求1所述的一种水力自控式雨水分流装置，其特征在于，所述的雨水排放管(4)从进水端至出水端随着远离污水收集箱(1)逐渐向下倾斜，且其进水端管口具有异形结构，所述异形结构包括上部弧形段(22)和下部竖直段(23)，上部弧形段(22)向进水口(2)所在方向延伸至进水口(2)，下部竖直段(23)贴合于雨水排放口(3)下部设置；在雨水排放口(3)上设有滤网一(24)，所述滤网一(24)与进水端管口的异形结构相适配。

3.根据权利要求1或2所述的一种水力自控式雨水分流装置，其特征在于，在污水收集箱(1)的侧壁上设有紧急排放口(11)，紧急排放口(11)的开设高度位于污水收集箱(1)上部。

4.根据权利要求3所述的一种水力自控式雨水分流装置，其特征在于，所述的排水口一(16)和排水口二(21)所对应的污水收集箱侧壁上分别设有滤网二(25)和滤网三(26)。

5.根据权利要求4所述的一种水力自控式雨水分流装置，其特征在于，所述的轻质浮块一(14)为圆盘形；所述拉绳(19)为钢丝绳，且在滑轮(18)与轻质浮块一(14)之间的拉绳段一(27)上套设有钢管一(28)，在滑轮(18)与实块(17)之间的拉绳段二(29)上套设有钢管二(30)，钢管一(28)的长度小于拉绳段一(27)的长度，且其之间的长度差大于组合浮块二(12)不受浮力时轻质浮块二(15)底部与排水口一(16)之间的距离；钢管二(30)的长度小于拉绳段二(29)的长度。

6.根据权利要求2所述的一种水力自控式雨水分流装置，其特征在于，所述的圆盘浮块(6)上端面具有与雨水排放管(4)同样的倾斜角度。

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