CN114319740B - 一种快装可拆卸式落水管净水装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种快装可拆卸式落水管净水装置及方法，包括粗滤装置、止回阀、水流螺旋增速器和过滤盒；所述粗滤装置用于过滤雨水流中的树叶、碎渣大颗粒杂物，经初步过滤后通过止回阀；所述止回阀承接前端来水，并将其注入水流螺旋增速器；所述水流螺旋增速器利用表面螺旋状凸起，加快水流流速，提高单位时间落水管通过水量，增速之后的雨水进入过滤盒，经下方落水管进入储水窖中；所述过滤盒利用内部不同过滤材料，分级净化雨水；所述水流螺旋增速器和过滤盒形成过滤组合，由上至下共三组布置于设备中。本发明具有拆装便捷、排水及过滤效率突出、维护成本低且适用范围广的特点。
Description
技术领域
本发明涉及净水装置技术领域，特别涉及一种快装可拆卸式落水管净水装置及方法。
背景技术
我国北方地区水资源总体匮乏，推广屋面雨水收集技术可有效补充绿化灌溉、道路冲洗、生活盥洗等不同需求。但由于建筑屋面的枝叶、灰尘、碎渣等异物较多，现有雨水收集方式尚无法快速区分前期污水与后期较清洁雨水，容易产生以下弊端：
1.传统落水管收集方式，导致前期污水无法及时排放，污水、净水一并进入储水设备，延长水质净化周期。
2.现有落水管专利中雨水依赖重力自然下渗，水速慢且过滤效率低，且超量洁净雨水无法及时排出。例如，郑振义(中国，2017)的“一种落水管过滤器”(申请号：CN201720649865.X)未考虑过量雨水的及时排放措施。
3.现有落水管专利中过滤材料成本较高。例如，龚希博等(中国，2019)的“一种落水管过滤器”(申请号：CN201910030167.5)中使用过滤棉等成本较高材料，不利于大面积推广。
4.现有落水管专利多适用于新建房屋，已建房屋落水管改造难度较大，且不利于快速拆装、维护。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种快装可拆卸式落水管净水装置及方法，具有拆装便捷、排水及过滤效率突出、维护成本低且适用范围广的特点。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种快装可拆卸式落水管净水装置，包括粗滤装置A、止回阀B、水流螺旋增速器C和过滤盒D；
所述粗滤装置A用于过滤雨水流中的树叶、碎渣大颗粒杂物，经初步过滤后通过止回阀B；
所述止回阀B承接前端来水，并将其注入水流螺旋增速器C；
所述水流螺旋增速器C利用表面螺旋状凸起，加快水流流速，提高单位时间落水管通过水量，增速之后的雨水进入过滤盒D，经下方落水管进入储水窖中；
所述过滤盒D利用内部不同过滤材料，分级净化雨水；
所述水流螺旋增速器C和过滤盒D形成过滤组合，由上至下共三组布置于设备中。
所述粗滤装置A包括快拆连接器1、粗滤板2和粗滤碗3，快拆连接器1设在粗滤装置A顶端，用于连接上部落水管；粗滤碗3置于粗滤装置A底部，粗滤板2置于粗滤碗3上，所述各部件均可拆卸。
所述快拆连接器1高度为21mm，直径为120mm，材质为pvc，所述快拆连接器1共两个，分别位于净水装置上、下两端；所述粗滤板2材质为不锈钢，厚度为1mm，直径为110mm，开孔直径为4mm，孔间距2mm；所述粗滤碗3材质为不锈钢，厚度为1mm，上开口直径为106mm，外边缘4mm，置于不锈钢外筒壁19凸起之上。
所述止回阀B包括止回阀限位器4、橡胶板5、泡沫浮板6和阀体支架7，止回阀限位器4直径为92mm，外边缘比下方增速器9的内径宽1mm，止回阀限位器4置于增速器9上，阀体支架7焊接在止回阀限位器4的下方内边缘，橡胶板5和泡沫浮板6粘结在一起，橡胶板外缘置于阀体支架7上。
所述止回阀限位器4材质为不锈钢，厚度为1mm，直径为92mm，开孔直径为52mm；所述橡胶板5厚度为1mm，直径为60mm；所述泡沫浮板6厚度为4.5mm，直径为55mm；所述阀体支架7厚度为1mm钢板，外环直径60mm，内环56mm，外环距离止回阀限位器5mm。
所述水流螺旋增速器C包括螺旋增速带8、增速器9、增速器上支架10、增速器下支架11，螺旋增速带8为增速器9上的螺旋凸起，增速器上支架10和增速器下支架11焊接在不锈钢外筒壁19上，增速器9放置于增速器上支架10和增速器下支架11上。
所述螺旋增速带8凸起高度为1mm；所述增速器9材质为不锈钢，厚度为1mm，高度为90mm，上开口直径为92mm，下开口直径为18mm；所述增速器上支架10材质为不锈钢，厚度为1mm，内环直径60mm，外环直径64mm；所述增速器下支架11材质为不锈钢，厚度为1mm，内环直径16mm，外环直径74mm。
所述过滤盒D包括过滤盒壁12、导流器13、穿孔板14、过滤盒限位器15、过滤盒把手16、透明观察窗17、过滤盒支架18和不锈钢外筒19，过滤盒壁12、导流器13、穿孔板14和过滤盒把手16焊接在一起，过滤盒把手16焊接在靠近透明观察窗17一侧，穿孔板14焊接在过滤盒壁12底部，导流器13焊接在穿孔板14上，过滤盒置于过滤盒支架18上，过滤盒限位器15焊接在过滤盒支架18上，透明观察窗17通过合页固定在不锈钢外筒19上。
所述过滤盒壁12材质为不锈钢，厚度为2mm，形状为上下开口的圆柱体，直径为74mm；所述导流器13材质为不锈钢，厚度为1mm，形状为圆台状，高度为36mm，顶端直径10mm，底端直径24mm；所述穿孔板14材质为不锈钢，厚度为1mm，圆孔直径为2mm，孔距2mm；所述过滤盒限位器15材质为不锈钢，形状为月牙形，厚度为1mm，高度为3mm，距离过滤盒支架内边缘3mm；所述过滤盒把手16材质为不锈钢，厚度为2mm；所述透明观察窗17材质为透明亚克力板，厚度为1mm，高度为44mm；所述过滤盒支架18材质为不锈钢，厚度为1mm，外径为93mm，内径为62mm；所述不锈钢外桶19材质为不锈钢，厚度为1mm，高度为455mm，形状为圆桶状。
一种快装可拆卸式落水管净水装置的使用方法，包括以下步骤；
快拆连接器1位于净水装置的上、下两端，当装置需要清理时可快速拆卸，屋面汇集雨水经粗滤板2，可过滤掉树叶、碎屑等杂物，经粗滤碗3汇集雨水进入止回阀B；
进入止回阀B的雨水分为两种情况：
(1)螺旋增速器C中水位未超过限位器4顶端：经过粗滤装置A过滤汇集的雨水，进入止回阀限位器4上端开口，经橡胶板5流到四周，经阀体支架7四周孔洞进入螺旋增速器C中；
(2)螺旋增速器C中水位超过限位器4顶端：上升水位利用浮力原理，带动泡沫浮板6，使橡胶板和限位器4低端接触，阻止下方的水位继续上升，多余水经粗滤碗3和限位器4之间缝隙，流至过滤装置与不锈钢外筒壁19之间通道，向下排出；
经过止回阀B或过滤盒D的雨水进入水流螺旋增速器C中，增速器9开口上大下小，通过密封压差加速水流，16条凸起的螺旋增速带8进一步引导雨水旋转，加快水流速度；
三组过滤盒D中预先放入过滤材质(自上而下分别为碎石盒、砂石混合物盒、木炭盒)，过滤材质放置量不超过导流器13的顶端，水流螺旋增速器C中的雨水通过增速器下支架11的孔洞进入过滤盒D中，雨水经过过滤材料，通过穿孔板进入下一层的水流螺旋增速器C；
过滤盒导流器13有两个作用，一是分流雨水，使其快速进入过滤盒D中过滤材料，二是在后期维护更换过滤材料时方便倾倒。
本发明的有益效果：
本发明结构简单、安全适用，可实现雨水收集前端污水的快速过滤，提高收集质量，缩短净化周期。
本发明采用局部透明材质与模块化过滤装置，可及时发现堵塞点，更换过滤盒中的过滤材料。
本发明过滤材料为碎石、木炭、砂石等常见天然材料，使用维护成本低廉。
本发明构件管径及材料等符合规范标准，可在现有落水管基础上快速拆装，采购成本低。
附图说明
图1为本发明专利剖面图。
图2为图1中粗滤板2顶视图。
图3为图1中止回阀B剖面图。
图4为图1中止回阀B顶视图。
图5为图1中止回阀B底视图。
图6为图1中过滤盒D顶视图。
图7为图1中增速器上支架顶10视图。
图8为图1中增速器下支架11顶视图。
图9为图1中过滤盒支架18顶视图。
图10为装置轴测图。
图11为装置剖轴侧图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
下面结合实施例对本发明专利作进一步详细说明。
如图1—图11所示：一种快装可拆卸式落水管净水装置适用于有屋面雨水收集需求的广大地区。
粗滤装置A
快拆连接器1位于装置的上、下两端，当装置需要清理时可快速拆卸。屋面汇集雨水经粗滤板2，可过滤掉树叶、碎屑等杂物，经粗滤碗3汇集雨水进入止回阀B；
快拆连接器1厚度为4mm，直径为120mm，材质为pvc；
粗滤板2材质为不锈钢，厚度为1mm，直径为110mm，开孔直径为4mm，孔间距2mm(见图2)；
粗滤碗3材质为不锈钢，厚度为1mm。
止回阀B
进入止回阀的雨水分为两种情况：
(1)螺旋增速器C中水位未超过限位器4顶端：经过粗滤装置A过滤汇集的雨水，进入止回阀限位器4上端开口，经橡胶板5流到四周，经阀体支架7四周孔洞进入螺旋增速器C中；
(2)螺旋增速器C中水位超过限位器4顶端：上升水位利用浮力原理，带动泡沫浮板6，使橡胶板和限位器4低端接触，阻止下方的水位继续上升，多余雨水经粗滤碗3和限位器4之间缝隙，流至过滤装置与不锈钢外筒壁19之间的通道，向下排出。
止回阀限位器4厚度为1mm，直径为92mm，材质为不锈钢，中间开孔直径为52mm；
橡胶板5厚度为1mm，直径为60mm；
泡沫浮板6厚度为4.5mm，直径为55mm；
阀体支架7厚度为1mm钢板，外环直径60mm，内环56mm。
水流螺旋增速器C
增速器9开口上大下小，经过止回阀B的雨水进入后，可通过密封压差加速水流，16条凸起的螺旋增速带8进一步引导雨水旋转，加快水流速度。
螺旋增速带8凸起高度为1mm；
增速器9材质为不锈钢，厚度为1mm，高度为90mm，上开口直径为92mm，下开口直径为18mm；
增速器上支架10材质为不锈钢，厚度为1mm，内环直径60mm，外环直径64mm；
增速器下支架11材质为不锈钢，厚度为1mm，内环直径16mm，外环直径74mm。
过滤盒D
雨水经增速器下支架11孔洞进入过滤盒D，过滤完毕后通过穿孔板进入下一层水流螺旋增速器C，依次反复。
三组过滤盒D(自上而下分别为碎石盒、砂石混合物盒、木炭盒)内预先放置过滤材质，其数量不超过导流器13的顶端。
过滤盒壁12材质为不锈钢，厚度为2mm，形状为上下开口的圆柱体，直径为74mm；
导流器13材质为不锈钢，厚度为1mm，形状为圆台状，高度为36mm，顶端直径10mm，底端直径24mm；导流器13快速分流雨水进入过滤盒D，同时方便后期更换过滤材料；
穿孔板14材质为不锈钢，厚度为1mm，圆孔直径为2mm，孔距2mm；
过滤盒限位器15材质为不锈钢，厚度为1mm，高度为3mm；
过滤盒把手16材质为不锈钢，厚度为2mm
透明观察窗17材质为透明亚克力板，厚度为1mm，高度为44mm；
过滤盒支架18材质为不锈钢，厚度为1mm，外径为93mm，内径为62mm；
不锈钢外桶19材质为不锈钢，厚度为1mm，高度为455mm，形状为圆桶状。
清理和维护
1.短周期维护时间约为1-3个月；
清理步骤：打开透明观察窗17，抽出过滤盒D，更换清洗过滤材料，从顶端的透明观察窗喷水清洗内壁。
2.长周期维护时间约为6-12个月；
清理步骤：解锁装置上下两端的连接器，将各个可拆卸部件拆卸清洗，更换清洗过滤材料。
Claims (5)
1.一种快装可拆卸式落水管净水装置，其特征在于，包括粗滤装置(A)、止回阀(B)、水流螺旋增速器(C)和过滤盒(D)；
所述粗滤装置(A)用于过滤雨水流中的树叶、碎渣大颗粒杂物，经初步过滤后通过止回阀(B)；
所述止回阀(B)承接前端来水，并将其注入水流螺旋增速器(C)；
所述水流螺旋增速器(C)利用表面螺旋状凸起，加快水流流速，提高单位时间落水管通过水量，增速之后的雨水进入过滤盒(D)，经下方落水管进入储水窖中；
所述过滤盒(D)利用内部不同过滤材料，分级净化雨水；
所述水流螺旋增速器(C)和过滤盒(D)形成过滤组合，由上至下共三组布置于设备中；
所述粗滤装置(A)包括快拆连接器(1)、粗滤板(2)和粗滤碗(3)，快拆连接器(1)设在粗滤装置(A)顶端，用于连接上部落水管；粗滤碗(3)置于粗滤装置(A)底部，粗滤板(2)置于粗滤碗(3)上，所述各部件均可拆卸；
所述止回阀(B)包括止回阀限位器(4)、橡胶板(5)、泡沫浮板(6)和阀体支架(7)，止回阀限位器(4)外边缘比下方增速器(9)的内径宽，止回阀限位器(4)置于增速器(9)上，阀体支架(7)焊接在止回阀限位器(4)的下方内边缘，橡胶板(5)和泡沫浮板(6)粘结在一起，橡胶板外缘置于阀体支架(7)上；
所述止回阀限位器4开孔直径为52mm；
所述水流螺旋增速器(C)包括螺旋增速带(8)、增速器(9)、增速器上支架(10)、增速器下支架(11)，螺旋增速带(8)为增速器(9)上的螺旋凸起，增速器上支架(10)和增速器下支架(11)焊接在不锈钢外筒壁(19)上，增速器(9)放置于增速器上支架(10)和增速器下支架(11)上；
所述过滤盒(D)包括过滤盒壁(12)、导流器(13)、穿孔板(14)、过滤盒限位器(15)、过滤盒把手(16)、透明观察窗(17)、过滤盒支架(18)和不锈钢外筒(19)，过滤盒壁(12)、导流器(13)、穿孔板(14)和过滤盒把手(16)焊接在一起，过滤盒把手(16)焊接在靠近透明观察窗(17)一侧，穿孔板(14)焊接在过滤盒壁(12)底部，导流器(13)焊接在穿孔板(14)上，过滤盒置于过滤盒支架(18)上，过滤盒限位器(15)焊接在过滤盒支架(18)上，透明观察窗(17)通过合页固定在不锈钢外筒(19)上。
2.根据权利要求1所述的一种快装可拆卸式落水管净水装置，其特征在于，所述快拆连接器(1)共两个，分别位于净水装置上、下两端；所述粗滤板(2)开孔直径为4mm，孔间距2mm；所述粗滤碗(3)置于不锈钢外筒壁(19)凸起之上。
3.根据权利要求1所述的一种快装可拆卸式落水管净水装置，其特征在于，所述螺旋增速带(8)凸起高度为1mm；所述增速器(9)上开口直径为92mm，下开口直径为18mm。
4.根据权利要求1所述的一种快装可拆卸式落水管净水装置，其特征在于，所述过滤盒壁(12)形状为上下开口的圆柱体，所述导流器(13)形状为圆台状，所述穿孔板(14)圆孔直径为2mm，孔距2mm；所述过滤盒限位器(15)形状为月牙形，距离过滤盒支架内边缘3mm；所述不锈钢外桶(19)形状为圆桶状。
5.基于权利要求1-4任一项所述的一种快装可拆卸式落水管净水装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤；
快拆连接器(1)位于净水装置的上、下两端，当装置需要清理时可快速拆卸，屋面汇集雨水经粗滤板(2)，可过滤掉树叶、碎屑等杂物，经粗滤碗(3)汇集雨水进入止回阀(B)；
进入止回阀(B)的雨水分为两种情况：
(1)螺旋增速器(C)中水位未超过限位器(4)顶端：经过粗滤装置(A)过滤汇集的雨水，进入止回阀限位器(4)上端开口，经橡胶板(5)流到四周，经阀体支架(7)四周孔洞进入螺旋增速器(C)中；
(2)螺旋增速器(C)中水位超过限位器(4)顶端：上升水位利用浮力原理，带动泡沫浮板(6)，使橡胶板和限位器(4)低端接触，阻止下方的水位继续上升，多余水经粗滤碗(3)和限位器(4)之间缝隙，流至过滤装置与不锈钢外筒壁(19)之间通道，向下排出；
经过止回阀(B)或过滤盒(D)的雨水进入水流螺旋增速器(C)中，增速器(9)开口上大下小，通过密封压差加速水流，16条凸起的螺旋增速带(8)进一步引导雨水旋转，加快水流速度；
三组过滤盒(D)中预先放入过滤材质(自上而下分别为碎石盒、砂石混合物盒、木炭盒)，过滤材质放置量不超过导流器(13)的顶端，水流螺旋增速器(C)中的雨水通过增速器下支架(11)的孔洞进入过滤盒(D)中，雨水经过过滤材料，通过穿孔板进入下一层的水流螺旋增速器(C)；
过滤盒导流器(13)有两个作用，一是分流雨水，使其快速进入过滤盒(D)中过滤材料，二是在后期维护更换过滤材料时方便倾倒。
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