CN114892778B - 一种基于抗雨水冲击的生态排水装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于抗雨水冲击的生态排水装置，涉及给排水工程技术领域。本发明包括引流盒、截污架、汇流箱、弃流驱动井和传动室；其中引流盒埋设于排水区域的植株之间，引流盒、汇流箱、弃流驱动井相互连通。本发明通过利用雨水下坠的动能转化为势能，然后经引流盒和汇流箱依次对雨水进行缓冲后再加速，增大截留后雨水的动能，最大效率进行能量之间的转化，有效化解了雨水的冲击；其中通过设置引流盒，利用双向坡度结构对雨水先缓冲后加速，卸去冲击后再为其赋能，同时能够有效避免溅蚀和面蚀两种现象；另外，通过设置防溅膜，利用其层层筛滤的结构，在格挡雨滴冲击的同时还能使雨水渗入土壤内部，保证了排水区域的生态用水。

Description

一种基于抗雨水冲击的生态排水装置

技术领域

本发明属于给排水工程技术领域，特别是涉及一种基于抗雨水冲击的生态排水装置。

背景技术

众所周知，在排水工程建设时，针对雨水的集水与排放并不是唯一的技术难点，在排水结构或设备实际使用时，来自雨水的冲击也是需要解决的难题；由于雨水从高空滴落，且雨水中还含有大量的酸性物质等，在滴落至地面时容易对地面或土壤造成两方面的损伤，一是来自下坠雨滴的溅蚀，二是来自雨水流动的面蚀，这两种雨水侵蚀方式都会使地面土壤松动，导致水土流失和植株的倒伏；而现有技术中最常见的防护雨水冲击的方式就是在地面铺设地膜结构，这种方式虽然有效，但在实际使用时，地膜由于质地柔软，经长时间的雨水冲击后会出现损坏现象，严重影响设备的使用寿命；对此，我们为了解决上述的问题，设计了一种基于抗雨水冲击的生态排水装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于抗雨水冲击的生态排水装置，解决现有的地膜抗雨水冲击强度低、易损坏、效率低和寿命短的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种基于抗雨水冲击的生态排水装置，其整体铺设于目标区的排水区域，包括引流盒、截污架、汇流箱、弃流驱动井和传动室，所述汇流箱上表面开设有若干截污槽，截污架栓接固定于截污槽的上方；所述汇流箱一侧面与若干引流盒插接，且引流盒与截污槽内部连通；其中相邻两引流盒之间存在间隙，间隙处为原土壤植被种植处，因此引流盒的埋设不仅用于引导与水流动，还用来加固植被区土壤，避免水土流失；所述汇流箱、弃流驱动井和传动室均设置于土壤内部，其中汇流箱将引流盒流入的雨水汇流后注入弃流驱动井；

所述引流盒为开放式槽管结构，其横截面为“V”形，纵截面为坡形结构，且其引流下游段与截污槽连通，在实际使用时，这种结构既能利用纵向的坡度对滴落的雨水缓冲，又能在横向加快雨水在引流盒中的流动速度，加速汇流；所述引流盒与截污槽的数量和位置均相对应，且埋设于土壤表面；若干所述引流盒之间铺设有若干防溅膜，且防溅膜为滤膜板结构，其中防溅膜铺设于植被种植区，在格挡雨水下坠冲击的同时利用滤膜板结构使雨水渗入植被种植区的土壤中，保证目标区原有生态用水；

所述汇流箱内部开设有汇流腔道，汇流腔道延伸连通至弃流驱动井内部；其中汇流腔道对各引流盒中的雨水进行进一步地汇流，使汇流的雨水具有更大的势能；所述弃流驱动井内表面轴承连接有驱动涡轮扇；需要补充的是，汇流腔道的排水端正对驱动涡轮扇，利用汇流后的雨水流动时的冲击力带动驱动涡轮扇旋转，将雨水的动能转化为驱动涡轮扇的机械动能；

所述驱动涡轮扇的旋轴一端焊接有驱动轴，且驱动轴的一端延伸至传动室的内部；所述传动室内表面轴承连接有驱动蜗杆，驱动蜗杆与驱动轴通过安装链轮链条相互联动；当驱动涡轮扇旋转时带动驱动轴旋转，进而利用链条链轮联动结构带动驱动蜗杆旋转；所述传动室内表面还轴承连接有若干从动轴，从动轴一端穿过传动室并延伸至防溅膜的上方；所述从动轴另一端焊接有从动涡轮，且从动涡轮与驱动蜗杆相互啮合，即当驱动蜗杆旋转时利用蜗杆涡轮啮合联动结构带动从动轴旋转；

所述从动轴周侧面套接有刮板，其中刮板包括连接部和刃部，两者之间相互弹性铰接，且从动轴通过在其周侧面开设螺纹与刮板的连接部构成往复丝杠结构；其中所述刮板的下方刃部与防溅膜滑动接触；当从动轴旋转时，利用往复丝杠结构带动刮板沿从动轴往复滑动，刮板的刃部能够将残留在防溅膜表层的雨水和杂质一同刮入引流盒中，一方面避免防溅膜堵塞，另一方面能够将植被种植区多余的雨水引流排出；需要补充的是，连接部还滑动插接有限位杆，防止连接部带动刃部在从动轴表面自转。

进一步地，所述防溅膜为复合膜板结构，包括初滤层、吸附层和精滤层，且三者依照从上至下的顺序相互粘连固定；所述防溅膜铺设于土壤表面，且设置于相邻向引流盒之间；其中初滤层为硬质网板结构，吸附层内填充有活性炭层，精滤层为柔性滤膜结构，三者结合能够贴附于植被种植区土壤表层，同时增强与刮板刃部接触面的刚性，避免在刮水时损伤防溅膜。

进一步地，所述截污架包括挡板和筛板，两者相互垂直焊接，且两者表面均开设有若干筛孔，挡板用于截留引流雨水中的固体杂质，筛板能够截留直接下坠的雨水中的固体杂质；其中，所述挡板为平板结构，且与引流盒栓接固定，筛板为弧形板结构，并卡合于截污槽的上方，其中弧形板结构的筛板能够对下坠的雨水进行缓冲，同时还能防止雨滴飞溅；相邻两所述筛板之间相互贴合，防止雨水漏入相邻两截污架之间，造成局部土壤松软，影响结构稳定性。

进一步地，所述截污槽为倒梯形槽结构，且截污槽的下部设置有若干引流板；所述引流板表面开设有引流槽口，且相邻两截污槽之间通过引流槽口相互连通，其中引流板和引流槽口结合能够对引流的雨水进行暂时性的截留，进一步增大引流雨水的势能。

进一步地，若干所述截污槽均与汇流腔道连通，汇流腔道包括汇流区和排水区，且汇流区和排水区均设置于驱动涡轮扇的上方，使引流雨水在注入弃流驱动井前拥有足够大的势能来转化为动能。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过设置引流盒、汇流箱、弃流驱动井和传动室，利用雨水下坠的动能转化为势能，然后经引流盒和汇流箱依次对雨水进行缓冲后再加速，增大截留后雨水的动能，并作为传动室的驱动力来源，最大效率进行能量之间的转化，有效化解了雨水的冲击；其中通过设置引流盒，利用双向坡度结构对雨水先缓冲后加速，卸去冲击后再为其赋能，同时能够有效避免溅蚀和面蚀两种现象；另外，通过设置防溅膜，利用其层层筛滤的结构，在格挡雨滴冲击的同时还能使雨水渗入土壤内部，保证了排水区域的生态用水。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种基于抗雨水冲击的生态排水装置的组装结构图；

图2为图1中A部分的局部展示图；

图3为本发明的一种基于抗雨水冲击的生态排水装置的主视图；

图4为图3中剖面B-B的结构示意图；

图5为图4中D部分的局部展示图；

图6为图4中剖面C-C的结构示意图；

图7为图6中剖面E-E的结构示意图；

图8为图7中F部分的局部展示图；

图9为图7中剖面G-G的结构示意图；

图10为防溅膜的层结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、引流盒；2、截污架；3、汇流箱；4、弃流驱动井；5、传动室；301、截污槽；6、防溅膜；302、汇流腔道；401、驱动涡轮扇；402、驱动轴；501、驱动蜗杆；502、从动轴；503、从动涡轮；504、刮板；601、初滤层；602、吸附层；603、精滤层；201、挡板；202、筛板；303、引流板；304、引流槽口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“中”、“外”、“内”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1：

请参阅图1-图10所示，本发明为一种基于抗雨水冲击的生态排水装置，其整体铺设于目标区的排水区域，包括引流盒1、截污架2、汇流箱3、弃流驱动井4和传动室5，汇流箱3上表面开设有若干截污槽301，截污架2栓接固定于截污槽301的上方；汇流箱3一侧面与若干引流盒1插接，且引流盒1与截污槽301内部连通；其中相邻两引流盒1之间存在间隙，间隙处为原土壤植被种植处，因此引流盒1的埋设不仅用于引导与水流动，还用来加固植被区土壤，避免水土流失；汇流箱3、弃流驱动井4和传动室5均设置于土壤内部，其中汇流箱3将引流盒1流入的雨水汇流后注入弃流驱动井4；

引流盒1为开放式槽管结构，其横截面为“V”形，纵截面为坡形结构，且其引流下游段与截污槽301连通，在实际使用时，这种结构既能利用纵向的坡度对滴落的雨水缓冲，又能在横向加快雨水在引流盒1中的流动速度，加速汇流；引流盒1与截污槽301的数量和位置均相对应，且埋设于土壤表面；若干引流盒1之间铺设有若干防溅膜6，且防溅膜6为滤膜板结构，其中防溅膜6铺设于植被种植区，在格挡雨水下坠冲击的同时利用滤膜板结构使雨水渗入植被种植区的土壤中，保证目标区原有生态用水；

汇流箱3内部开设有汇流腔道302，汇流腔道302延伸连通至弃流驱动井4内部；其中汇流腔道302对各引流盒1中的雨水进行进一步地汇流，使汇流的雨水具有更大的势能；弃流驱动井4内表面轴承连接有驱动涡轮扇401；需要补充的是，汇流腔道302的排水端正对驱动涡轮扇401，利用汇流后的雨水流动时的冲击力带动驱动涡轮扇401旋转，将雨水的动能转化为驱动涡轮扇401的机械动能；

驱动涡轮扇401的旋轴一端焊接有驱动轴402，且驱动轴402的一端延伸至传动室5的内部；传动室5内表面轴承连接有驱动蜗杆501，驱动蜗杆501与驱动轴402通过安装链轮链条相互联动；当驱动涡轮扇401旋转时带动驱动轴402旋转，进而利用链条链轮联动结构带动驱动蜗杆501旋转；传动室5内表面还轴承连接有若干从动轴502，从动轴502一端穿过传动室5并延伸至防溅膜6的上方；从动轴502另一端焊接有从动涡轮503，且从动涡轮503与驱动蜗杆501相互啮合，即当驱动蜗杆501旋转时利用蜗杆涡轮啮合联动结构带动从动轴502旋转；

从动轴502周侧面套接有刮板504，其中刮板504包括连接部和刃部，两者之间相互弹性铰接，且从动轴502通过在其周侧面开设螺纹与刮板504的连接部构成往复丝杠结构；其中刮板504的下方刃部与防溅膜6滑动接触；当从动轴502旋转时，利用往复丝杠结构带动刮板504沿从动轴502往复滑动，刮板504的刃部能够将残留在防溅膜6表层的雨水和杂质一同刮入引流盒1中，一方面避免防溅膜6堵塞，另一方面能够将植被种植区多余的雨水引流排出；需要补充的是，连接部还滑动插接有限位杆，防止连接部带动刃部在从动轴502表面自转。

实施例2：

优选地，防溅膜6为复合膜板结构，包括初滤层601、吸附层602和精滤层603，且三者依照从上至下的顺序相互粘连固定；防溅膜6铺设于土壤表面，且设置于相邻向引流盒1之间；其中初滤层601为硬质网板结构，吸附层602内填充有活性炭层，精滤层603为柔性滤膜结构，三者结合能够贴附于植被种植区土壤表层，同时增强与刮板504刃部接触面的刚性，避免在刮水时损伤防溅膜6。

实施例3：

优选地，截污架2包括挡板201和筛板202，两者相互垂直焊接，且两者表面均开设有若干筛孔，挡板201用于截留引流雨水中的固体杂质，筛板202能够截留直接下坠的雨水中的固体杂质；其中，挡板201为平板结构，且与引流盒1栓接固定，筛板202为弧形板结构，并卡合于截污槽301的上方，其中弧形板结构的筛板202能够对下坠的雨水进行缓冲，同时还能防止雨滴飞溅；相邻两筛板202之间相互贴合，防止雨水漏入相邻两截污架2之间，造成局部土壤松软，影响结构稳定性。

优选地，截污槽301为倒梯形槽结构，且截污槽301的下部设置有若干引流板303；引流板303表面开设有引流槽口304，且相邻两截污槽301之间通过引流槽口304相互连通，其中引流板303和引流槽口304结合能够对引流的雨水进行暂时性的截留，进一步增大引流雨水的势能。

优选地，若干截污槽301均与汇流腔道302连通，汇流腔道302包括汇流区和排水区，且汇流区和排水区均设置于驱动涡轮扇401的上方，使引流雨水在注入弃流驱动井4前拥有足够大的势能来转化为动能。

实施例4：

本实施例涉及本发明的生态排水装置的安装方法：

第一、在目标区确定排水区域，此区域为排水专用区，因此需要在原有植被种植区进行安装铺埋；选择好区域后，避开已有植被，在相邻植被间挖设沟渠，并在沟渠中埋设引流盒1；

第二、在引流盒1的下游端挖设截污槽301和汇流箱3的结构，并在截污槽301上方栓接固定截污架2，同时将挡板201与引流盒1的下游段连接；

第三、在排水区域的一侧挖设传动室5，并在传动室5与汇流箱3之间挖设弃流驱动井4，并确保弃流驱动井4与汇流箱3的汇流腔道302连通；而后在弃流驱动井4中安装驱动涡轮扇401，并使其旋轴焊接驱动轴402后延伸至传动室5中；

第四、安装传动组件，并使驱动蜗杆501设置于驱动轴402的上方；而后裁剪加工好的防溅膜6，使其尺寸适应相邻两引流盒1之间的区域，同时确保能够覆盖该区域的已有植株；此时从动轴502表面安装有的刮板504的刃部恰与防溅膜6的初滤层601滑动接触，即安装完毕。

需要补充的是，本发明中生态排水装置具体的工作方式是：

在降雨时段，落在排水区域的雨水同时落在防溅膜6和引流盒1中，引流盒1中的雨水在纵向和横向坡度结构中对下坠的雨滴进行缓冲后引流至截污槽301处；防溅膜6表面的雨水被截留后通过层层筛滤渗透入植被区土壤中，固体杂质被暂时截留在防溅膜6的表面；引流盒1中的雨水经过截污架2后，固体杂质被截留，雨水流入截污槽301中，经短暂汇集后通过汇流腔道302注入弃流驱动井4中，利用势能转化的动能冲击驱动涡轮扇401，使其旋转，进而通过链轮链条联动结构和蜗轮蜗杆联动结构带动刮板504沿从动轴502轴向往复滑动，将防溅膜6表面截留的固体杂质刮取落入引流盒1中参与引流，并以此循环至降雨结束。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种基于抗雨水冲击的生态排水装置，包括引流盒（1）、截污架（2）、汇流箱（3）、弃流驱动井（4）和传动室（5），其特征在于：所述汇流箱（3）上表面开设有若干截污槽（301），截污架（2）栓接固定于截污槽（301）的上方；所述汇流箱（3）一侧面与若干引流盒（1）插接，且引流盒（1）与截污槽（301 ）内部连通；所述汇流箱（3）、弃流驱动井（4）和传动室（5）均设置于土壤内部；

所述引流盒（1）为开放式槽管结构，其横截面为“V”形，纵截面为坡形结构，且其引流下游段与截污槽（301）连通；所述引流盒（1）与截污槽（301）的数量和位置均相对应，且埋设于土壤表面；若干所述引流盒（1）之间铺设有若干防溅膜（6），且防溅膜（6）为滤膜板结构；

所述汇流箱（3）内部开设有汇流腔道（302），汇流腔道（302）延伸连通至弃流驱动井（4）内部；所述弃流驱动井（4）内表面轴承连接有驱动涡轮扇（401）；所述驱动涡轮扇（401 ）的旋轴一端焊接有驱动轴（402），且驱动轴（402 ）的一端延伸至传动室（5）的内部；

所述传动室（5）内表面轴承连接有驱动蜗杆（501），驱动蜗杆（501）与驱动轴（402 ）通过安装链轮链条相互联动；所述传动室（5）内表面还轴承连接有若干从动轴（502 ），从动轴（502）一端穿过传动室（5）并延伸至防溅膜（6）的上方；所述从动轴（502）另一端焊接有从动涡轮（503），且从动涡轮（503）与驱动蜗杆（501）相互啮合；

所述从动轴（502）周侧面套接有刮板（504），且从动轴（502）通过在其周侧面开设螺纹与刮板（504 ）构成往复丝杠结构；所述刮板（504 ）的下方刃部与防溅膜（6）滑动接触。

2.根据权利要求1所述的一种基于抗雨水冲击的生态排水装置，其特征在于，所述防溅膜（6）为复合膜板结构，包括初滤层（601）、吸附层（602）和精滤层（603），且三者依照从上至下的顺序相互粘连固定；所述防溅膜（6）铺设于土壤表面，且设置于相邻向引流盒（1）之间。

3.根据权利要求2所述的一种基于抗雨水冲击的生态排水装置，其特征在于，所述截污架（2）包括挡板（201）和筛板（202 ），两者相互垂直焊接，且两者表面均开设有若干筛孔；其中，所述挡板（201）为平板结构，且与引流盒（1）栓接固定，筛板（202）为弧形板结构，并卡合于截污槽（301）的上方；相邻两所述筛板（202）之间相互贴合。

4.根据权利要求3所述的一种基于抗雨水冲击的生态排水装置，其特征在于，所述截污槽（301 ）为倒梯形槽结构，且截污槽（301）的下部设置有若干引流板（303）；所述引流板（303）表面开设有引流槽口（304），且相邻两截污槽（301）之间通过引流槽口（304）相互连通。

5.根据权利要求4所述的一种基于抗雨水冲击的生态排水装置，其特征在于，若干所述截污槽（301 ）均与汇流腔道（302）连通，汇流腔道（302 ）包括汇流区和排水区，且汇流区和排水区均设置于驱动涡轮扇（401）的上方。