自動雨水棄流收集與清洗裝置及其工作方法與流程

本發明屬于海綿城市技術領域，特別是涉及一種自動雨水棄流收集與清洗裝置及其工作方法。

背景技術：

海綿城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在適應環境變化和應對雨水帶來的自然災害等方面具有良好的“彈性”，也可稱之為“水彈性城市”。國際通用術語為“低影響開發雨水系統構建”。下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用。

初期降雨時，前2~5mm的雨水一般污染嚴重，流量也比較小。雨水溶解了空氣中的大量酸性氣體、汽車尾氣、工廠廢氣等污染性氣體，而且一般含有一定量的影響植物生長的毒素，這些毒素可能包括硫化物、鹽分等，甚至不適當的pH值。降落地面后，又由于沖刷瀝青油氈屋面、瀝青混凝土道路、建筑工地等，使得前期雨水中含有大量的有機物、病原體、重金屬、油脂、懸浮固體等污染物質，因此前期雨水的污染程度較高，通常超過了普通的城市污水的污染程度。如果將前期雨水直接排入自然承受水體，將會對水體造成非常嚴重的污染，也不能將雨水直接回收利用，所以必須對前期雨水進行棄流處理，可以設置雨污切換裝置，將降雨初期雨水分流至污水管道，降雨后期污染程度較輕的雨水經過預處理截留水中的懸浮物、固體顆粒雜質、沉淀、過濾，就可以達到回收利用的標準。

現有技術中的棄流裝置存在以下幾點缺點：（1）大部分棄流裝置的容積設置為所有初期雨水體積，容積過大、操作不便、成本高；（2）采用手動操作排放初期雨水的裝置容易由于操作問題失效；設置有自動開關的棄流裝置的容積雖然小，但構造復雜、成本高；另外，初期雨水停留時間過長，導致固體顆粒雜質沉淀，裝置極易堵塞，不利于裝置正常使用。

針對現有技術中存在的不做之處有必要提供一種具有創造性的和新穎性的裝置。

技術實現要素：

本發明提供一種簡易初期雨水單腔棄流筒，（1）大部分棄流裝置的容積設置為所有初期雨水體積，容積過大、操作不便、成本高；（2）采用手動操作排放初期雨水的裝置容易由于操作問題失效；設置有自動開關的棄流裝置的容積雖然小，但構造復雜、成本高等缺點，從而達到體積小，造價低、只需要一個腔體就能實現全程雨水收集和棄流自動操作。

本發明通過以下技術方案來實現： 自動雨水棄流收集與清洗裝置，包括棄流集水清洗控制腔、集水過濾腔、棄流腔、收集雨水進水口、收集雨水出水口、棄流雨水出水口、棄流控制孔、收集雨水過水孔、棄流腔清洗控制孔、閥體控制板、收集雨水分隔板、棄流雨水分隔板、底板、進水端板、出水端板、頂板、漂浮閥、漂浮球、濾網和頂蓋；

所述自動雨水棄流收集與清洗裝置設置為長方體形狀，自動雨水棄流收集與清洗裝置的上面設置有頂板，自動雨水棄流收集與清洗裝置的下面設置有底板，自動雨水棄流收集與清洗裝置右側設置為進水端板，自動雨水棄流收集與清洗裝置的左側設置為出水端板，自動雨水棄流收集與清洗裝置的內部腔體設置有豎直的收集雨水分隔板，收集雨水分隔板將自動雨水棄流收集與清洗裝置的內部腔分為左側腔體和右側腔體，左側腔體容積設置為右側腔體容積的1.5~3倍；

左側腔體設置為集水過濾腔，右側腔體設置有水平的棄流雨水分隔板，棄流雨水分隔板 將右側腔體分為上部腔體和下部腔體，上部腔體設置為棄流集水清洗控制腔，下部腔體設置為棄流腔，棄流集水清洗控制腔的體積為棄流腔 體積的3~5倍；

所述進水端板的上部設置有收集雨水進水口，在進水端板的下部設置有棄流雨水出水口，在出水端板的下部設置收集雨水出水口；

所述收集雨水分隔板高度的4/5~5/6的位置設置有收集雨水過水孔，所述收集雨水分隔板高度3/5~2/3的位置設置有棄流腔清洗控制孔，所述棄流雨水分隔板設置有棄流控制孔；

所述棄流控制孔下方設置閥體控制板，所述閥體控制板設置為梯形筒狀，下面直徑大，上面直徑小，閥體控制板與所述棄流雨水分隔板固定連接；所述閥體控制板的下面設置有漂浮閥，漂浮閥通過直桿與棄流集水清洗控制腔中的漂浮球連接；

初始狀態時，漂浮閥位于底部，漂浮球的頂部接近棄流腔清洗控制孔；當雨水收集階段，漂浮閥塞住棄流控制孔和閥體控制板，此時，漂浮球的底部為棄流腔清洗控制孔之上。

作為一種優選的技術方案，所述收集雨水出水口的橫截面積設置為收集雨水過水孔的橫截面積的1~1.1倍，所述收集雨水過水孔的橫截面積設置為收集雨水進水口 的橫截面積的1~1.1倍，所述收集雨水進水口 的橫截面積設置為棄流雨水出水口 的橫截面積的10~50倍，所述棄流雨水出水口 的橫截面積設置為棄流控制孔 的橫截面積的1~1.1倍；所述棄流雨水出水口 的橫截面積設置為棄流腔清洗控制孔 的橫截面積的10~20倍。

作為一種優選的技術方案，所述集水過濾腔內設置濾網，，所述集水過濾腔頂部的頂板上設置有清理內部淤泥的頂蓋。

自動雨水棄流收集與清洗裝置的工作方法，包括以下步驟：

①小流量流速初期雨水通過收集雨水進水口進入棄流集水清洗控制腔；

②初期雨水均通過棄流控制孔進入通過棄流腔，并經過棄流雨水出水口排出；

③中期雨水流量和流速不斷加大，棄流腔內雨水不斷升高，之后污染較小的雨水在棄流集水清洗控制腔內不斷升高；

④漂浮球不斷升起，帶動漂浮閥升起并將棄流控制孔慢慢關閉；

⑤雨水由收集雨水孔、棄流腔清洗控制孔不斷進行集水過濾腔內，經過濾網過濾并通過收集雨水出水口排出；

⑥雨水逐漸減小并停止，棄流集水清洗控制腔內的雨水逐漸降低，雨水由棄流腔清洗控制孔不斷流出；

⑦當雨水降低至漂浮球最高的位置，漂浮球慢慢下降，漂浮閥逐漸降低并將棄流控制孔慢慢打開；

⑧較為潔凈的雨水沖洗棄流腔并從棄流雨水出水口排出。

與現有技術相比較，本發明的有益效果在于：（1）本發明裝置構造簡單、加工十分簡便，體積小，造價低；（2）只需要一個腔體就能實現全程雨水收集和棄流自動操作，初期雨水得到快速有效的排放，中后期雨水有效收集，雨停后能自動打開排污口排放剩余雨水，有效保證整個裝置的清潔狀態，始終保證裝置正常運行。

附圖說明

圖1為本發明自動雨水棄流收集與清洗裝置示意圖。

圖中序號說明：1棄流集水清洗控制腔、2集水過濾腔、3棄流腔、4收集雨水進水口、5收集雨水出水口、6棄流雨水出水口、7棄流控制孔、8收集雨水過水孔、9棄流腔清洗控制孔、10閥體控制板、11收集雨水分隔板、12棄流雨水分隔板、13底板、14進水端板、15出水端板、16頂板、17漂浮閥、18漂浮球、19濾網、20頂蓋。

具體實施方式：

為了進一步說明本發明，下面結合附圖及實施例對本發明進行詳細地描述，但不能將它們理解為對本發明保護范圍的限定。

結合圖1 ，自動雨水棄流收集與清洗裝置，包括棄流集水清洗控制腔1、集水過濾腔2、棄流腔3、收集雨水進水口4、收集雨水出水口5、棄流雨水出水口6、棄流控制孔7、收集雨水過水孔8、棄流腔清洗控制孔9、閥體控制板10、收集雨水分隔板11、棄流雨水分隔板12、底板13、進水端板14、出水端板15、頂板16、漂浮閥17、漂浮球18、濾網19和頂蓋20；

所述自動雨水棄流收集與清洗裝置設置為長方體形狀，自動雨水棄流收集與清洗裝置的上面設置有頂板16，自動雨水棄流收集與清洗裝置的下面設置有底板13，自動雨水棄流收集與清洗裝置右側設置為進水端板14，自動雨水棄流收集與清洗裝置的左側設置為出水端板15，自動雨水棄流收集與清洗裝置的內部腔體設置有豎直的收集雨水分隔板11，收集雨水分隔板11將自動雨水棄流收集與清洗裝置的內部腔分為左側腔體和右側腔體，左側腔體容積設置為右側腔體容積的1.5~3倍；

左側腔體設置為集水過濾腔2，右側腔體設置有水平的棄流雨水分隔板12，棄流雨水分隔板12 將右側腔體分為上部腔體和下部腔體，上部腔體設置為棄流集水清洗控制腔1，下部腔體設置為棄流腔3，棄流集水清洗控制腔1的體積為棄流腔3 體積的3~5倍；

所述進水端板14的上部設置有收集雨水進水口4，在進水端板14的下部設置有棄流雨水出水口6，在出水端板15的下部設置收集雨水出水口5；

所述收集雨水分隔板11高度的4/5~5/6的位置設置有收集雨水過水孔8，所述收集雨水分隔板11高度3/5~2/3的位置設置有棄流腔清洗控制孔9，所述棄流雨水分隔板12設置有棄流控制孔7；

所述棄流控制孔7下方設置閥體控制板10，所述閥體控制板10設置為梯形筒狀，下面直徑大，上面直徑小，閥體控制板10與所述棄流雨水分隔板12固定連接；所述閥體控制板10的下面設置有漂浮閥17，漂浮閥17通過直桿與棄流集水清洗控制腔1中的漂浮球18連接；

初始狀態時，漂浮閥17位于底部，漂浮球18的頂部接近棄流腔清洗控制孔9；當雨水收集階段，漂浮閥17塞住棄流控制孔7和閥體控制板10，此時，漂浮球18的底部為棄流腔清洗控制孔9之上。

最為一種優選的技術方案，所述收集雨水出水口5的橫截面積設置為收集雨水過水孔8的橫截面積的1~1.1倍，所述收集雨水過水孔8的橫截面積設置為收集雨水進水口4 的橫截面積的1~1.1倍，所述收集雨水進水口4 的橫截面積設置為棄流雨水出水口6 的橫截面積的10~50倍，所述棄流雨水出水口6 的橫截面積設置為棄流控制孔7 的橫截面積的1~1.1倍；所述棄流雨水出水口6 的橫截面積設置為棄流腔清洗控制孔9 的橫截面積的10~20倍。

最為一種優選的技術方案，所述集水過濾腔2內設置濾網19，，所述集水過濾腔2頂部的頂板16上設置有清理內部淤泥的頂蓋20。

自動雨水棄流收集與清洗裝置的工作方法，包括以下步驟：

①小流量流速初期雨水通過收集雨水進水口4進入棄流集水清洗控制腔1；

②初期雨水均通過棄流控制孔7進入通過棄流腔3，并經過棄流雨水出水口6排出；

③中期雨水流量和流速不斷加大，棄流腔3內雨水不斷升高，之后污染較小的雨水在棄流集水清洗控制腔1內不斷升高；

④漂浮球18不斷升起，帶動漂浮閥17升起并將棄流控制孔7慢慢關閉；

⑤雨水由收集雨水孔8、棄流腔清洗控制孔9不斷進行集水過濾腔2內，經過濾網19過濾并通過收集雨水出水口5排出；

⑥雨水逐漸減小并停止，棄流集水清洗控制腔1內的雨水逐漸降低，雨水由棄流腔清洗控制孔9不斷流出；

⑦當雨水降低至漂浮球18最高的位置，漂浮球18慢慢下降，漂浮閥17逐漸降低并將棄流控制孔7慢慢打開；

⑧較為潔凈的雨水沖洗棄流腔3并從棄流雨水出水口6排出。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。