一种雨水压力式应急排放装置及其应急排放方法与流程

本发明涉及一种雨水压力式应急排放装置及其应急排放方法，属于市政给排水公用设施领域。

背景技术：

城市地表雨水排放一般依靠重力流入雨水口，然后通过雨水管道排放，排放过程缓慢，而且雨季地表杂物随着雨水流动容易堵塞雨水口，造成地表排水不畅，从而引起地表积水内涝。

现有的雨水口主要存在如下问题：(1)构造简单容易堵塞；仅仅依靠格栅阻挡地表杂物(树枝、落叶等)，随着雨水的流动，雨水口周围杂物堆积，阻挡了雨水流入雨水口，需要人工进行清理维护；(2)收集雨水能力有限；依靠雨水口和地面的地表落差和格栅口的有限过水面积来收集雨水，收水能力有限，不能满足暴雨时及时排水要求。

技术实现要素：

本发明主要解决暴雨时城市道路积水问题，提供一种雨水压力式应急排放方法，改进现有雨水口的杂物堵塞和收水能力不足的缺陷，提高城市道路抗洪防涝能力。

本发明的技术方案如下：

本发明提供一种雨水压力式应急排放系统，包括信号收集与自适应控制子系统、压力强排子系统、反冲洗子系统。其中：

所述信号收集与自适应控制子系统通过传感器采集地表积水深度，转换成电信号送到微控制器进行判断，并根据积水深度确定是否开启压力强排子系统，一旦积水超过警戒值，将开启压力强排子系统并控制排放强度；

所述反冲洗子系统通过电动阀门的切换，形成水流的压力反冲洗，自动冲开雨水口附近的杂物，保持进水口的通畅，防止杂物堵塞；

所述压力强排子系统将地表雨水以压力方式强排至排水管道，通过强排泵的强力抽吸，在进水端形成真空，加快地表雨水的汇聚速度；在出水端通过泵叶轮的做功形成压力出流，通过连接管压力排放至排水管道。

进一步，所述反冲洗子系统包括第一进水电动闸阀2、第二进水电动闸阀4、强排电动闸阀7、反冲电动闸阀6和强排泵5，所述第一进水电动闸阀2、第二进水电动闸阀4、强排泵5、强排电动闸阀7依次连接后接排水管，第一进水电动闸阀2和第二进水电动闸阀4的连接端与强排泵5和强排电动闸阀7的连接端之间还连接有反冲电动闸阀6；当系统工作于压力强排模式时，反冲电动闸阀6关闭，强排电动闸阀7打开，切换系统工作模式至强排模式，如果工作于反冲洗模式，强排电动闸阀7关闭，开启反冲电动闸阀6，开始反冲洗。

本发明还提供一种雨水压力式应急排放系统的应急排放方法，包括如下步骤：

步骤1：当地面开始积水时，水位传感器探测地表积水深度，并转换成电信号送到微控制器MCU，微控制器MCU设定警戒深度值并进行比较，如果超过警戒值，开始启动压力强排；

步骤2：开启第一进水电动闸阀2、第二进水电动闸阀4、强排电动闸阀7，关闭反冲电动闸阀6，开始压力强排；

步骤3：达到反冲洗时间点，关闭第一进水电动闸阀2、第二进水电动闸阀4、强排电动闸阀7，开启反冲电动闸阀6，切换至反冲洗模式，开始反冲洗；

步骤4：反冲洗完毕后，关闭反冲电动闸阀6，打开第一进水电动闸阀2、第二进水电动闸阀4、强排电动闸阀7，重新开始压力强排模式，根据传感器探测的地表水深调整输出频率信号，按照设定工作曲线加快或者调慢强排泵5的工作频率；

步骤5：当地表积水降至警戒水深以下，停止系统运行，关闭所有阀门和强排泵5。

本发明的有益效果如下：

本发明的装置及方法可以有效解决暴雨时城市道路雨水口排水能力不足且杂物容易堵塞雨水口的问题，加大雨水应急排放能力，在一定程度上可以解决城市超标雨水排放难题，缓解道路内涝程度。

附图说明

图1是本发明的雨水压力式应急排放系统的结构框图。

图2是本发明的系统中信号收集与自适应控制子系统的信号收发示意图。

图3是本发明的系统中反冲洗子系统的结构示意图。

图中：1、格栅；2、第一进水电动闸阀；3、格栅；4、第二进水电动闸阀；5、强排泵；6、反冲电动闸阀；7、强排电动闸阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明一种雨水压力式应急排放系统的结构如图1所示，包括信号收集与自适应控制子系统、反冲洗子系统、压力强排子系统。

信号收集与自适应控制子系统主要作用是通过传感器采集地表积水深度，转换成电信号送到微控制器进行判断，并根据积水深度确定是否开启压力强排子系统，一旦积水超过警戒值，将开启强排子系统并控制排放强度，该子系统的信号收发结构如图2所示。

反冲洗子系统主要作用是通过电动阀门的切换，形成水流的压力反冲洗，自动冲开雨水口附近的杂物，保持进水口的通畅，防止杂物堵塞，该子系统结构如图3所示，包括第一进水电动闸阀2、第二进水电动闸阀4、强排电动闸阀7、反冲电动闸阀6和强排泵5。第一进水电动闸阀2、第二进水电动闸阀4、强排泵5、强排电动闸阀7依次连接后接排水管，第一进水电动闸阀2和第二进水电动闸阀4的连接端与强排泵5和强排电动闸阀7的连接端之间还连接有反冲电动闸阀6。当系统工作于压力强排模式时，反冲电动闸阀6关闭，强排电动闸阀7打开，切换系统工作模式至强排模式，如果工作于反冲洗模式，强排电动闸阀7关闭，开启反冲电动闸阀6，开始反冲洗。

压力强排子系统主要作用是将地表雨水以压力方式强排至排水管道，通过强排泵的强力抽吸，在进水端形成真空，加快地表雨水的汇聚速度；在出水端通过泵叶轮的做功形成压力出流，通过连接管压力排放至排水管道。

本发明一种雨水压力式应急排放方法的步骤如下：

(1)当地面开始积水，水位传感器探测地表积水深度，并转换成电信号送到微控制器MCU，MCU和设定警戒深度值并进行比较，如果超过警戒值，开始启动压力强排；

(2)开启第一进水电动闸阀2、第二进水电动闸阀4、强排电动闸阀7，关闭反冲电动闸阀6，开始压力强排；

(3)达到反冲洗时间点，关闭第一进水电动闸阀2、第二进水电动闸阀4、强排电动闸阀7，开始反冲电动闸阀6，切换至反冲洗模式，开始反冲洗模式；

(4)反冲洗完毕后，关闭反冲电动闸阀6，打开第一进水电动闸阀2、第二进水电动闸阀4、强排电动闸阀7，重新开始压力强排模式，根据传感器探测的地表水深调整输出频率信号，按照设定工作曲线加快或者调慢强排泵的工作频率，反冲洗时间优选为30秒；

(5)当地表积水降至警戒水深以下，停止系统运行，关闭所有阀门和强排泵。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。