一种雨污水截流与自净式沉砂装置的制作方法

本发明属于市政工程、环境保护技术领域，具体涉及一种初期雨污水截流与自净式沉砂装置，可以截流初期雨水，并通过倒虹吸装置实现截流井自净功能。

背景技术：

城市初期雨水在降雨初期溶解了空气中的大量酸性气体、汽车尾气、工厂废气等污染性气体，降落地面后，又由于冲刷沥青油毡屋面、沥青混凝土道路、雨污渠道中存积的污水、污泥及垃圾等，使得雨水中含有大量的有机物、病原体、重金属、油脂、悬浮固体等污染物质。因此初期雨水的污染程度较高，通常超过了普通的城市污水的污染程度。如果将初期雨水直接排入河道或者自然承受水体，将会对水体造成非常严重的污染，必须对初期雨水进行收集、处理。

由此，开发一种自动截流城市初期雨水的截流井装置势在必行，同时，城市雨水收集井大都分布在城市主要干道上，每天沉入大量沙粒、杂质。所以设计一种初期雨水截流与自净式沉砂装置，在截流初期雨水的同时自动清除装置内的淤积物。该装置结构简单、环保节能、经济安全，便于推广使用。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种雨污水截流与自净式沉砂装置，本发明将降雨初期的雨水径流截流至污水处理厂处理排放，并通过倒虹吸作用自动清除井内的淤积物。该装置结构简单、环保节能、经济安全，便于推广使用。

为了实现上述目的，本发明提出了一种雨污水截流与自净式沉砂装置，所述装置可安装于雨水管道检查井或者泵站前池中，装置包括锥形截流井、倒虹管、控制井、逆止阀和浮球机械联动控制装置，其中：

锥形截流井由上部长方体和下部锥形体连成一体，在所述上部长方体的不同高度处分别设置有雨水入流口和雨水出流口，雨水入流口位置高于雨水出流口；雨水出流口与雨水出流管连接，雨水出流口与雨水出流管连接处安装有逆止阀，所述逆止阀既能防止入流雨水从雨水出流口短流流出，又能避免雨水管道中的雨水倒灌进入锥形截流井内；在下部锥形体底端设有沉砂出口，沉砂出口连接倒虹管进口，倒虹管出口与污水出流管连接，倒虹管出口与污水出流管连接处安装有污水逆止阀；沉砂出口正下方的倒虹管管壁上设有倒虹管启闭控制口，倒虹管启闭控制口内侧设置有环形逆止阀，顶部为圆形的水平控制挡板安装于浮球控制箱内，所述水平控制挡板能够穿过倒虹管启闭控制口进入倒虹管内，水平控制挡板用于倒虹管的密封；锥形截流井一侧设置有控制井，锥形截流井和控制井相连的井壁上设有连通口，使得锥形截流井与控制井相连通，且连通口的中轴与雨水出流口的下边缘相平齐；控制井内设置有浮球机械联动控制装置，所述浮球机械联动控制装置位于连通口下方一定距离处；控制井外壁的底端设有透水孔，所述透水孔通过透水材料进行密封，控制井内的积水可通过透水材料渗入土壤，保证非雨天时控制井内的浮球控制装置不会浸泡在水中。

本发明中，浮球机械联动控制装置由垂直控制连杆、水平控制挡板、浮球控制箱、转轴、转换齿轮和控制浮球组成，浮球控制箱位于倒虹管一侧，水平控制挡板安装于浮球控制箱内，且垂直控制连杆垂直穿过浮球控制箱，垂直控制连杆的外侧表面上设置有一段距离的锯齿，所述垂直控制连杆的锯齿与转换齿轮相啮合，所述转换齿轮可以绕转轴转动；水平控制挡板上表面设置有一段距离的锯齿，所述水平控制挡板与转换齿轮相啮合，通过转轴和转换齿轮实现水平控制挡板和垂直控制连杆的联动；转轴的两端固定于浮球控制箱的箱体上；垂直控制连杆的顶端安装有控制浮球，控制浮球可根据控制井内的水位变化做上下运动，控制水平控制挡板做水平运动推开环形逆止阀，从而实现水平控制挡板对倒虹管的启闭控制。

本发明工作原理如下：降雨初期，锥形体底部的沉砂出口处于开启状态，携带砂砾等粗颗粒物的初期雨水通过雨水入流口进入截流井内，经过倒虹吸作用，将初期雨水及淤积物截入市政污水管网，实现初期雨水的截流与沉砂自净功能；随着降雨的持续，截流井内入流的雨水量不断增加，当超出市政污水管网的截流能力时，雨水会通过连通口进入控制井内，导致控制井内的水位不断上升，控制浮球随水位做上升运动并促使水平控制挡板做水平运动，推开环形逆止阀将倒虹管关闭，随后雨水出流口处的逆止阀被推开，浓度相对较低的雨水经出流管进入市政雨水管网，最后排入受纳水体。

本发明的有益效果在于：一是装置不需要外部机械能量，降低了维护成本；二是装置加工简单，可大批量生产与应用；三是环保节能，该装置不但可以截流污染负荷较高的城市初期雨水，而且能够通过倒虹吸作用实现装置内积淤和沉砂的自动清理；四是应用广泛，该装置可在各类城市的雨水管网系统中推广应用，从而推动城市水环境质量改善。

附图说明

图1为本发明的主体结构示意图。

图2为本发明环形逆止阀结构示意图。

图3为本发明浮球控制箱结构示意图。

图4是本发明水平控制挡板结构示意图。

图中标号：1为雨水入流口，2为截流井井壁，3为锥形截流井，4为雨水出流口，5为雨水逆止阀，6为雨水出流管，7为沉砂出口，8为倒虹管启闭控制口，9为倒虹管，10为污水逆止阀，11为污水出流管，12为垂直控制连杆，13 水平控制挡板，14为浮球控制箱，15为转轴，16为转换齿轮，17为控制浮球，18为连通口，19为控制井，20为控制井外壁，21为透水孔，22为环形逆止阀，23为支撑板。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例做进一步说明。

实施例1：如图１所示，所述装置由雨水入流口1、截流井井壁2、锥形截流井3、雨水出流口4、雨水逆止阀5、雨水出流管6、沉砂出口7、倒虹管启闭控制口8、倒虹管9、污水逆止阀10、污水出流管11、垂直控制连杆12、水平控制挡板13、浮球控制箱14、转轴15、转换齿轮16、控制浮球17、连通口18、控制井19、控制井外壁20、透水孔21、环形逆止阀22和支撑板23组成。锥形截流井3由上部长方体和下部锥形体组成，上部长方体长3000mm、宽1500mm、高3000mm，下部锥形体长3000mm、宽1500mm、高1000mm；在锥形截流井３后侧井壁距长方体顶部700mm处开设直径1200mm的雨水入流口1；在锥形截流井３左侧井壁距离长方体顶部2100mm处开设直径1200mm雨水出流管6，与雨水管网相连通；在雨水出流管6与截流井井壁2的连接处安装有逆止阀5，既防止入流雨水直接通过雨水出流管6短流流出，又能避免雨水管道中的雨水倒灌；锥形截流井3的底端开设直径300mm的沉砂出口7；在沉砂出口7的下方连接一个倒虹管9，并将倒虹管９与污水出流管11相连通；在沉砂出口7的正下方500mm处设置有一个宽300mm、高50mm的控制口8，控制口内侧安装有环形逆止阀22，防止雨水通过控制口直接进入控制井。设置一个长1400mm、宽300mm和高50mm的水平控制挡板13穿过控制口8，要求该水平控制挡板能够将倒虹管9密封；在锥形截流井3的右侧设置一个长1500mm、宽1000mm和深5000mm控制井19；在锥形截流井3与控制井19共用井壁上开设一个直径300mm的连通口18，使得锥形截流井3与控制井19相连通，其中，连通口18的中轴与雨水出流口4的下边缘相平齐；在控制井19内、锥形截流井3的外侧设置一个长1500mm、宽500mm、高200mm的浮球控制箱14，浮球控制箱14位于连通口18下方一定距离处，通过支撑板13固定；在控制井外壁20的底端开设一个宽300mm、高100mm的透水孔21，用透水材料进行封闭，使得控制井19内的积水可通过透水材料渗入土壤，以保证非雨天时控制井19内的浮球机械联动控制装置不会浸泡在水中。

浮球机械联动控制装置由垂直控制连杆12、水平控制挡板13、浮球控制箱14、转轴15、转换齿轮16和控制浮球17组成。在水平控制挡板13的上表面设置一段距离为400mm的锯齿，水平控制挡板13安装于浮球控制箱14中，垂直控制连杆12长600mm，宽300mm，厚度为50mm，在外侧表面上设置一段距离为400mm的锯齿，并且通过配置长400mm，直径20mm的钢制转轴15及长300mm、直径100mm的转换齿轮16，实现水平控制挡板13和垂直控制连杆12的联动，在垂直控制连杆12的顶端安装一个直径200mm、高度200mm的控制浮球17，控制浮球17可根据控制井19内的水位变化做上下运动，控制水平控制挡板13做水平运动推开环形逆止阀22，从而实现对倒虹管9的启闭控制。

将所述装置应用在初期雨水截流与沉砂工作时，降雨初期，沉砂出口7处于开启状态，初期雨水及砂砾等通过雨水入流口1进入锥形截流井3内，经过倒虹吸作用，将初期雨水、井内的淤积物经污水出流管11截入污水管网，进而完成初期雨水截流与沉砂自净功能。随着降雨的持续，截流井3内入流的雨水量不断增加，当超出污水管网的截流能力时，雨水会通过连通口18进入控制井19，控制井内的水位不断上升，使得控制浮球做上升运动并促使水平控制挡板做水平运动推开环形逆止阀22，将倒虹管9关闭，此时雨水出流口处的逆止阀5被推开，浓度相对较低的雨水经雨水出流管6进入市政雨水管网，最后排入受纳水体。