CN117027141A - 一种可调节的下沉绿地雨水溢流口 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可调节的下沉绿地雨水溢流口，属于溢流口控制技术领域，包括内衬管和调节盖，所述内衬管贴合排水井内壁设置，所述调节盖包括盖扣于排水井井口的顶盖和嵌设于内衬管中的调节管，所述调节管的顶部与顶盖固定连接，其底部与所述内衬管螺纹配合构成伸缩筒结构，所述顶盖开设有排水孔。通过调节管和内衬管构成的伸缩筒结构使排水井的入口可高出地面一段距离，使少量的积水无法从顶盖处流入排水井，给予充分的时间让绿地、花园的下渗雨水。在绿地、花园下渗饱和后，降下顶盖使积水能够从顶盖上的排水孔快速排空，避免积水滋生病虫害。大大提升了海绵城市的下渗功能利用率和综合价值。

Description

一种可调节的下沉绿地雨水溢流口

技术领域

本发明属于溢流口控制技术领域，具体涉及一种可调节的下沉绿地雨水溢流口。

背景技术

海绵城市是新一代城市雨洪管理概念，指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的弹性，也可称之为“水弹性城市”，目前海绵城市生态建设在我国全面推行。

海绵城市与普通城市的区别在于，设置大量的绿地和花园，通过土壤的渗水作用将雨水快速渗透到地下。而在城市中通过对坡度、地势的合理规划，将绿地、花园建设在地势较低的区域，配合排水***将雨水引流到绿地、花园中下渗入地，既可缓解大量雨水带来的城市内涝问题，又可优化城市环境，通过生态建设来辅助城市的规划发展。

然而，用于下渗过量雨水的绿地、花园并非常规开垦土地种植花草就能够满足雨水下渗要求的。需要按照标准建设绿地、花园的底层结构，设置符合透水系数要求的下垫面，以及施工过程要符合相应标准以避免破坏下渗结构。

若下垫面的透水系数不足，或施工过程存在瑕疵，或降雨量超出绿地、花园设计的承受能力时，汇聚于下沉绿地、雨水花园的雨水会积蓄成泽。而透水下渗能力处于饱和状态后，绿地、花园内的积水在短时间内难以排空，长时间无法排空的水泽中伴随有大量冲刷而来的腐植、垃圾、蚊虫卵等，不及时清理会滋生病虫害。

为此，需要配合下沉绿地、雨水花园的海绵城市体系设置能够在绿地、花园下渗饱和后继续排空积水的地下排水井。在绿地、花园的渗水功能无法满足排水需求时，切换至常规的地下排水井排水的方式迅速排除内涝。积水下渗需要一定的时间，而现有的地下排水井无法动态调节开关能力，致使绿地下渗未饱和而存在少量积水的情况下，积水会优先通过排水井排空，致使绿地的下渗水量不足，难以起到海绵城市的预期效果。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种可调节的下沉绿地雨水溢流口，解决现有现有的排水井无法根据下沉绿地、雨水花园渗水饱和状态及积水量调节排水方式的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种可调节的下沉绿地雨水溢流口，包括内衬管和调节盖，所述内衬管贴合排水井内壁设置，所述调节盖包括盖扣于排水井井口的顶盖和嵌设于内衬管中的调节管，所述调节管的顶部与顶盖固定连接，其底部与所述内衬管螺纹配合构成伸缩筒结构，所述顶盖开设有排水孔。

优选的，还包括环绕排水井外壁开设的环形机井，所述机井内设置有环绕排水井外壁转动的转动机构，所述转动机构上安装有电磁铁，所述调节管的螺纹段安装有永磁铁，所述电磁铁与永磁铁异性相吸使所述调节管随所述转动机构转动。

优选的，所述转动机构包括伺服电机、齿轮基座、自驱动丝杆和升降环，所述齿轮基座套设于排水井外壁，所述自驱动丝杆垂直轴接于齿轮基座的顶面，所述升降环套设于排水井外壁并与所述自驱动丝杆螺纹连接，所述齿轮基座与所述伺服电机的输出端啮合连接，所述电磁铁安装于所述升降环上。

优选的，所述机井内还设置有控制柜，所述控制柜内设置有控制终端，所述控制终端分别与伺服电机和自驱动丝杆通信连接。

优选的，所述控制柜内还设置有无线信号收发模块，所述控制终端通过所述无线信号收发模块与城市管理***云连接。

优选的，所述机井的井口设置有可开合的密封盖，所述密封盖由若干密封板拼接构成，每相邻两密封板之间可拆卸地密封连接。

优选的，所述机井的密封盖上设置有饱和度检测器，所述饱和度检测器与所述控制终端通信连接，所述饱和度检测器用于测量其所在区域的下渗饱和度。

优选的，所述顶盖包括安装在所述调节管顶部端口的雨水篦子，所述雨水篦子上形成有若干互相平行的长条状排水孔。

优选的，所述顶盖还包括位于所述调节管内截污挂篮，所述截污挂篮与所述雨水篦子可拆卸地连接。

优选的，所述内衬管和所述调节管均由PVE制成。

本发明的有益效果为：

通过调节管和内衬管构成的伸缩筒结构使排水井的入口可高出地面一段距离，使少量的积水无法从顶盖处流入排水井，给予充分的时间让绿地、花园的下渗雨水。在绿地、花园下渗饱和后，降下顶盖使积水能够从顶盖上的排水孔快速排空，避免积水滋生病虫害。特别是还通过开挖机井的方式在干爽的环境内设置用于控制顶盖高度的机械结构，再通过物联网技术实现全程统筹操控，使整个海绵城市应对极端降雨天气的响应速度和响应效率显著提成，大大提升了海绵城市的下渗功能利用率和综合价值。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明在一实施例中提供的可升降溢流口结构示意图；

图2为本发明在一实施例中提供的可机械控制升降的溢流口结构示意图；

图3为本发明在一实施例中提供的可机械控制升降的溢流口俯视图；

图4为本发明在一实施例中提供的齿轮基座、自驱动丝杆和升降环配合示意图。

图例：

1内衬管；2调节盖；3排水井；4机井；5转动机构；6电磁铁；7永磁铁；8控制柜；

21顶盖；22调节管；

41密封盖；

51伺服电机；52齿轮基座；53自驱动丝杆；54升降环；

211雨水篦子；212截污挂篮。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。

如图1所示，本发明的一实施例中提供了一种可调节的下沉绿地雨水溢流口，其设置在海绵城市中用于下渗处理雨水的下沉绿地或雨水花园的排水井3的井口位置。依托于排水井3的尺寸和形状而设置。该溢流口包括内衬管1和调节盖2两部分，其中内衬管1贴合排水井3内壁固定安装，在内衬管1的顶部端口内壁上设置有第一螺纹。调节盖2包括顶盖21和调节管22，调节管22可移动地嵌设在内衬管1的顶部端口处，调节管22的外壁上设置有第二螺纹，第一螺纹与第二螺纹呈螺纹配合，使调节管22与内衬管1形成可伸缩的封闭筒结构，该封闭的筒结构只能通过顶盖21上开设的排水孔连通内部。

在绿地、花园的下渗功能处于未饱和状态时，绿地、花园仍然具备逐渐下渗积水的能力，为了避免积水从排水井3排空导致绿地下渗量减少的情况。可通过旋转调节盖2使调节管22相对于内衬管1产生转动，进而改变调节管22与内衬管1的螺纹配合位置，随着调节管22的旋转，第一螺纹与第二螺纹的螺纹配合部分减少，调节管22向上抬升，顶盖21呈上升运动，直至顶盖21高出积水的水面，此时积水无法进入排水井3，为绿地、花园的积水下渗提供充足的时间。

在绿地、花园的下渗功能处于饱和状态时，需要将绿地、花园无法通过下渗排空的积水通过排水井3排出。此时反向旋转调节盖2使调节管22相对于内衬管1产生转动，进而改变调节管22与内衬管1的螺纹配合位置，随着调节管22的旋转，第一螺纹与第二螺纹的螺纹配合部分增加，调节管22向下收缩入内衬管1，顶盖21呈下降运动，使顶盖21没入积水的水面以下，使积水可穿过顶盖21上的排水孔流入调节管22与内衬管1构成的筒结构内，进而流入排水井3排出。

随着积水的逐渐排出，积水的水面逐渐下降，继续旋转调节盖2，直至顶盖21与地面平齐，将所有积水排入排水井3中。实现在绿地、花园下渗饱和后清理积水的目的。

如图2和图3所示，降雨初始阶段需要及时抬升顶盖21的高度以避免少量积水还未被绿地、花园下渗便从排水井3排空的情况，而在绿地、花园下渗饱和需要回调顶盖21的高度以快速排空积水时，排水井3附近往往处于积水严重的状态。无论是降雨初始的抬升顶盖21操作还是绿地饱和后的降下井盖操作，均难以凭借人工手段及时响应，致使海绵城市的绿地、花园下渗调节能力薄弱，无法应对短时间内的疾风骤雨天气。为此，亟需对调节盖2的控制方式进行升级，提高顶盖21升降的操作效率以应对水量快速变化的情况。

因此，需要引入机械控制调节盖2进行升降调节的功能。而排水井3中环境潮湿，若将机械装置安装在排水井3内极容易遭到污水的侵蚀而出现故障。在一实施例中，排水井3通常由砖块砌成，排水井3的外壁即该砖块砌成的墙壁外表面，机井4为环形的凹槽结构环绕着排水井3，将用于控制调节盖2升降的机械结构安装在机井4内，可实现机械设备与潮湿环境分离的目的。

而由于机井4和排水井3不相通，为了实现在机井4内控制排水井3中的调节部升降的效果，在一实施例中，机井4内设置环绕排水井3外壁的转动机构5，使转动机构5能够环绕排水井3旋转，再在调节管22的螺纹段内安装永磁铁7，在转动机构5上对应的位置设置电磁铁6。当电磁铁6通电产生磁性时，使电磁铁6与永磁体相对的磁极为异性相吸的状态，即实现转动机构5与调节管22的隔墙连接。通过转动机构5的旋转可带动调节管22的同步转动，进而实现顶盖21的升降动作。

如图4所示，然而，由于调节管22与内衬管1之间的螺纹配合是产生螺旋上升或者螺旋下降的运动轨迹，通过电磁铁6的运动轨迹牵引永磁铁7的运动轨迹应当满足螺旋上升或者螺旋下降的要求。因此，在一实施例中，旋转机构包括伺服电机51、齿轮基座52、自驱动丝杆53和升降环54。齿轮基座52为中空的齿轮盘结构，其中空部分套设在排水井3外壁，并通过其外轮廓上的轮齿与伺服电机51输出端的传动齿轮互相啮合，在伺服电机51的驱动下转动。自驱动丝杆53为自带驱动电机的结构，自驱动丝杆53的底端通过轴承固定在齿轮基座52的顶面，使其呈垂直于齿轮基座52顶面的状态。升降环54同样为中空环状结构，其套设在排水井3的外壁，并可相对滑动。升降环54上开设有螺孔，自驱动丝杆53与升降环54的螺孔螺纹配合，自驱动丝杆53、升降环54及排水井3构成丝杆机构，自驱动丝杆53转动时，升降环54可实现沿排水井3外壁升降的运动效果。将齿轮基座52的绕排水井3转动与升降环54的升降运动相结合，即产生了安装在升降环54上某一点的电磁铁6的螺旋上升或螺旋下降的运动轨迹。进而带动调节管22上的永磁铁7同样进行螺旋上升或者螺旋下降的运动轨迹，调节顶盖21的高度。

虽然通过机械结构的组合运动产生了满足要求的运动效果，但仍然需要对齿轮基座52的旋转速度和升降环54的升降速度进行匹配，才能更完美的还原螺旋升降运动。为此，在一实施例中，在机井4内还安装有控制柜8，该控制柜8内设置有控制终端，控制终端分别与伺服电机51和自驱动丝杆53通信连接，用来控制伺服电机51的输出功率和自驱动丝杆53的转动速度。使齿轮及做的转动速度搭配自驱动丝杆53的转动速度能够产生匹配第一螺纹和第二螺纹运动规律的螺旋升降运动，从而减小因电磁铁6运动轨迹与永磁铁7运动轨迹不匹配而产生的阻力，使顶盖21的升降过程更顺滑，控制更精准。

考虑到海绵城市的规划布局中需要大量设置绿地、花园等下渗区域，而在每个绿地、花园的下渗区域中均需要根据地势设置大量的排水井3，以配合存续积水供绿地下渗，再将绿地饱和后无法下渗的积水排空。而正因如此，每个排水井3的溢流口控制需要进行统筹操作。为此，在一实施例中，控制柜8内还设置有无线信号收发模块，控制终端通过无线信号收发模块与城市管理***进行云连接，可通过城市管理***对城市范围内的所有溢流口进行统筹控制，从而根据城市的地形地貌、内涝区域、下渗饱和度、排水能力等综合信息来管理每个区域内的溢流口升降，使下渗饱和区域的积水能够快速排出，下渗不饱和的区域仍然可保留部分积水量缓慢下渗。从而提升整个海绵城市的下渗水量，减少排水井3的直排量，提升海绵城市的价值。

由于环绕排水井3设置的机井4同样位于地势低洼处，为避免积水渗透入机井4内损坏设备，在环形机井4的井口处设置密封盖41。该密封盖41由若干密封板拼接构成，每一块密封板均可打开，便于维护和修理设备。而每相邻两块密封板之间均通过密封条或密封结构实现密封连接，保证在密封盖41整体处于封闭状态时，积水不会渗透入机井4内部。机井4的内壁可采用防水结构筑成，避免下渗入绿地、花园的雨水从机井4的侧壁或底部渗入机井4内。

为了便于整体管理所有的溢流口，需要对各溢流口处的绿地下渗饱和数据进行汇总处理。因此，在一实施例中，在顶盖21上安装饱和度检测器，通过饱和度检测器测量每个机井4所在处的绿地渗水量，再将渗水量数据经控制终端上传到城市管理***汇总，得到整个城市各区域的渗水饱和状态数据。从而实现远程操控和协调各溢流口的目的。

饱和度检测器可以采用专用于检测饱和度的传感器，或者采用水位计，在一定的时间内检测水位变化情况，若一定时间内的水位下降速度较快，则该处绿地的下渗量未饱和，仍然具有下渗大量积水的能力。若一定时间内的水位下降速度较慢甚至趋向于不变，则该处绿地的下渗量接近饱和，可调节溢流口的顶盖21高度来排空过量积水。

值得一提的是，若只用水位计测量下渗饱和度会受正在降雨的因素干扰。为了在降雨的过程中也能获取绿地饱和度的数据，该饱和度检测器可同时采用水位计和降雨量传感器的组合，通过降雨量传感器获取一定时间内的降雨量数据，再通过水位计测量该时间段内水位的变化情况，从而得到绿地下渗水量的数据，判断绿地的饱和度情况。

为了避免顶盖21上的排水孔开口过大导致体积较大的杂物落入排水井3中形成堵塞，顶盖21采用雨水篦子211的结构，该雨水篦子211上开设的排水孔均为细长条状，各排水孔互相平行，阻隔体积较大的杂物。而在雨水篦子211的下层，还设置有截污挂篮212作为二层滤筛结构，将杂物筛出，降低排水井3堵塞的几率。截污挂篮212与雨水篦子211可拆卸连接，可在定期的维护清理时拆卸掉截污挂篮212清除内部的垃圾杂物。

为了避免安装在调节管22上的永磁铁7和安装在转动机构5上的电磁铁6产生的磁力作用在铁制管材上增大调节盖2转动的阻力，在一实施例中，调节管22和内衬管1均采用PVE材料制作而成。PVE材料具有良好的结构强度和耐腐蚀性，更不会受到磁场的影响产生磁吸力，避免在永磁铁7和电磁铁6的作用下阻碍调节盖2的转动效果。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种可调节的下沉绿地雨水溢流口，其特征在于，包括内衬管和调节盖，所述内衬管贴合排水井内壁设置，所述调节盖包括盖扣于排水井井口的顶盖和嵌设于内衬管中的调节管，所述调节管的顶部与顶盖固定连接，其底部与所述内衬管螺纹配合构成伸缩筒结构，所述顶盖开设有排水孔。

2.根据权利要求1所述的可调节的下沉绿地雨水溢流口，其特征在于，还包括环绕排水井外壁开设的环形机井，所述机井内设置有环绕排水井外壁转动的转动机构，所述转动机构上安装有电磁铁，所述调节管的螺纹段安装有永磁铁，所述电磁铁与永磁铁异性相吸使所述调节管随所述转动机构转动。

3.根据权利要求2所述的可调节的下沉绿地雨水溢流口，其特征在于，所述转动机构包括伺服电机、齿轮基座、自驱动丝杆和升降环，所述齿轮基座套设于排水井外壁，所述自驱动丝杆垂直轴接于齿轮基座的顶面，所述升降环套设于排水井外壁并与所述自驱动丝杆螺纹连接，所述齿轮基座与所述伺服电机的输出端啮合连接，所述电磁铁安装于所述升降环上。

4.根据权利要求3所述的可调节的下沉绿地雨水溢流口，其特征在于，所述机井内还设置有控制柜，所述控制柜内设置有控制终端，所述控制终端分别与伺服电机和自驱动丝杆通信连接。

5.根据权利要求4所述的可调节的下沉绿地雨水溢流口，其特征在于，所述控制柜内还设置有无线信号收发模块，所述控制终端通过所述无线信号收发模块与城市管理***云连接。

6.根据权利要求5所述的可调节的下沉绿地雨水溢流口，其特征在于，所述机井的井口设置有可开合的密封盖，所述密封盖由若干密封板拼接构成，每相邻两密封板之间可拆卸地密封连接。

7.根据权利要求6所述的可调节的下沉绿地雨水溢流口，其特征在于，所述机井的密封盖上设置有饱和度检测器，所述饱和度检测器与所述控制终端通信连接，所述饱和度检测器用于测量其所在区域的下渗饱和度。

8.根据权利要求1所述的可调节的下沉绿地雨水溢流口，其特征在于，所述顶盖包括安装在所述调节管顶部端口的雨水篦子，所述雨水篦子上形成有若干互相平行的长条状排水孔。

9.根据权利要求8所述的可调节的下沉绿地雨水溢流口，其特征在于，所述顶盖还包括位于所述调节管内截污挂篮，所述截污挂篮与所述雨水篦子可拆卸地连接。

10.根据权利要求2所述的可调节的下沉绿地雨水溢流口，其特征在于，所述内衬管和所述调节管均由PVE制成。