一种太阳能自控截污防倒灌设备的制作方法

本实用新型涉及液体分流设备领域，特别涉及一种太阳能自控截污防倒灌设备。

背景技术：

随着城市基础建设的不断完善，地下管网的不断扩张。城市地下管道错接乱接的现象时有发生，使得污水误入雨水管道的现象随处可见。生活污水一旦通过雨水管道直接排入合流湖泊，将导致严重的水环境污染。此外，当汛期来临时，城市周边的河流湖泊水位暴涨，河水易从排水管道倒灌进入城市排水系统，导致城市内涝。

针对上述问题，我国目前存在如下专利：

专利公告号：CN202144628U，公开了一种新型自控截流井，包括井筒和雨污分流智能控制系统，所述雨污分流智能控制系统由智能控制柜、电动排污闸门、电动排水排渣闸门、液位计组成，智能控制柜的输入端与液位计相连接，智能控制柜的输出端分别和电动排污闸门、电动排水排渣闸门相连接。所述电动排水排渣闸门上设有溢流孔，溢流孔的外侧设有拍门，拍门的上端和电动排水排渣闸门活动连接。然而，该实用新型的截留井需要利用城市电网供电，能耗严重。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种太阳能自控截污防倒灌设备，其特点是采用太阳能给设备供电，从而实现自控截污防倒灌的功能，节约能源。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种太阳能自控截污防倒灌设备，包括井体、雨污分流装置、防倒灌装置和控制装置；雨污分流装置和防倒灌装置均与控制装置电连接；还包括太阳能供电装置；太阳能供电装置包括太阳能电板、蓄电池组和逆变器，太阳能电板与蓄电池组电连接，蓄电池组通过逆变器与控制装置电连接。

通过上述技术方案，实现用太阳能给设备供电；空闲时，通过太阳能电板给蓄电池充电，通过蓄电池组给控制装置供电，保证其正常工作；令蓄电池组通过逆变器和雨污分流装置以及防倒灌装置连接，能够通过蓄电池组供电；方便改造已投入使用的采用城市电网供电的自控截留防倒灌设备，令其使用清洁的太阳能，节省设备更换带来的成本，节约资源，便于推广应用。

优选的，控制装置上还电连接有用于检测蓄电池组电量的测量单元；控制装置还与城市电网电连接。

通过上述技术方案，控制装置既负责控制设备正常的雨污分流和防倒灌工作，又负责协调不同的供电渠道，保证不论晴天还是连续阴天，自控截污防倒灌设备都能正常运转；控制装置的配电方式如下：晴天时，蓄电池组电量充足，此时控制装置就控制蓄电池组向雨污分流装置和防倒灌装置供电；连日阴雨时，太阳能电板无法给蓄电池组充电，蓄电池组的电量很快耗尽；当测量单元检测到蓄电池组电量用尽时，控制装置切断蓄电池组到雨污分流装置和防倒灌装置的电路，接通城市电网到雨污分流装置和防倒灌装置的电路，利用城市电网供电。

优选的，控制装置包括PLC控制器、继电器一和继电器二，逆变器通过继电器一和PLC控制器电连接；城市电网通过继电器二与PLC控制器电连接。

通过上述技术方案，利用继电器用较小的电流，较低的电压去控制较大电流、较高电压的特性，来实现PLC控制器对220V电压回路的控制，从而保护PLC控制器的输出端口，防止PLC控制器内部的继电器被烧坏。

优选的，太阳能供电装置还包括备用电源，备用电源与太阳能电板电连接；备用电源与PLC控制器电连接。

通过上述技术方案，在连续阴天，太阳能电板供电不足，蓄电池组电量耗尽的情况下，启动备用电源保证控制装置的正常工作。

优选的，控制装置、蓄电池组、备用电池、继电器一、继电器二和逆变器均设置于电柜内；太阳能电池板设置于电柜上方并通过支架支撑。

通过上述技术方案，考虑到该自控截污防倒灌设备主要应用于户外，电气件需要防水防尘，利用电柜放置电气件，避免电气件被污染，影响性能。

优选的，井体内侧壁从顶部到底部依次包括雨污合流口、污水口和雨水口，雨污分流装置包括设置于污水口上的电动阀门一和设置在井体内的液位传感器；液位传感器的高度大于污水口的高度；液位传感器与控制装置电连接。

通过上述技术方案，实现雨污分流的功能，具体方式如下：液位传感器将井体内的液位信息发送给控制装置，控制装置利用该液位信息控制电动阀门一的工作；

初始时，电动阀门一处于开启的状态，污水口打开；

晴天时，从雨污合流口进入井体的多为生活污水，流量较小，生活污水会从污水口排出，井体的液位保持较低的位置；

下雨时，雨水大量从雨污合流口涌入井体，流量较大，雨水无法及时从污水口排出，便在井体内积聚，导致井体内液面升高；当井体内的液位达到液位传感器的高度时，控制装置控制电动阀门一关闭并留有缝隙，污水口被遮蔽，井体内液面继续上升，直到液面到达雨水口的高度，井内的雨水便能从雨水口排出；

放晴后，井内雨水渐渐蒸发或从电动阀门一的缝隙渗出；井体内的液面会逐渐降低，直至液位低于液位传感器的高度时，控制装置控制电动阀门一开启，污水口被打开，井体内残余的液体从污水口排出。

优选的，防倒灌装置包括设置于雨水口上的电动阀门二和设置于与雨水口连通的市政排水管道上的水流传感器；水流传感器与控制装置电连接。

通过上述技术方案，实现防倒灌的功能，具体方式如下：水流传感器将与雨水口连通的市政排水管道上的水流方向信息发送给控制装置，控制装置根据该水流信息控制电动阀门二的工作；

初始时，电动阀门二开启，此时雨水口被打开，雨水能从雨水口排出；当排水管道内发生倒灌现象时，管道内的水流方向反向；此时控制装置接收到信息，控制电动阀门二关闭，此时雨水口被封闭，倒灌的液体无法从雨水口流入井体进而进入城市地下水系内。

优选的，电动阀门一和电动阀门二均为电动蝶阀。

通过上述技术方案，采用蝶阀，结构简单，具有自锁能力，调节性能好，全开时有效流通面积大，流体阻力小。

优选的，井体的顶部设有井口，井口上设有井盖，井盖上设有探视孔。

通过上述技术方案，便于工作人员通过探视孔了解井内工作情况，进行日常检查，且该装置能直接作为城市下水窨井使用；下雨时，街道上的积水能通过探视孔流入井体。

附图说明

图1为实施例的结构示意图；

图2为实施例的井体的结构示意图；

图3为实施例的电气连接示意图。

附图标记：1、井体；11、开口；12、井盖；13、探视孔；14、污水口；15、雨水口；16、雨污合流口；2、太阳能供电装置；21、支架；211、支撑板；22、电柜；23、太阳能电板；3、水流传感器；4、电动阀门一；5、电动阀门二；6、液位传感器；7、市政排水管道；8、地面。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本实施例公开的一种太阳能自控截污防倒灌设备，如图1所示，包括太阳能供电装置2和井体1。井体1设置于地面8下方，太阳能供电装置2设置于地面8上方。太阳能供电装置2包括带有支撑板211的支架21、设置于支撑板211上的带门的电柜22，以及设置于电柜22上方以及支架21顶部的太阳能电板23。

如图2所示，井体1顶部设有开口11，开口11上设有带有若干探视孔13的井盖12。一方面工作人员能通过探视孔13了解井内工作情况，进行日常检查。另一方面，地面8上的积水能够通过探视孔13流入井体1。井体1侧壁上从低到高依次开设有污水口14、雨水口15和雨污合流口16。雨水口15与市政排水管道7连通，市政排水管道7上设有水流传感器3。污水口14上设有用于雨污分流的电动阀门一4，雨水口15上设有用于防倒灌的电动阀门二5。电动阀门一4和电动阀门二5为包括但不限于电动蝶阀。井体1内还设有液位传感器6，液位传感器6的高度大于污水口14的高度，小于雨水口15的高度。

如图1和图3所示，电柜22内设有蓄电池组和控制装置。控制装置包括PLC控制器和两个继电器，继电器一和继电器二均与PLC控制器电连接，通过PLC控制器控制通断。蓄电池组的输入端与太阳能电板23电连接。晴天时，日照充足，蓄电池组通过太阳能电板23充电。蓄电池组的一个输出端依次通过逆变器和继电器一与电动阀门一4、电动阀门二5电连接，给电动阀门一4、电动阀门二5供电。蓄电池组的另一输出端与PLC控制器电连接，给PLC控制器供电。PLC控制器分别与液位传感器6和电动阀门一4电连接，PLC控制器接受来自液位传感器6的液位信号，并利用液位信号控制电动阀门一4的工作。PLC控制器还分别与水流传感器3和电动阀门二5电连接，PLC控制器接受来自水流传感器3的水流信号，并利用水流信号控制电动阀门二5的工作。

阴天时，日照不足，蓄电池组的电量很快会被耗尽，此时需要利用备用电池给PLC控制器供电，并通过PLC控制器将电动阀门一4和电动阀门二5的供电电路切换到外部城市电网。当测量单元检测到蓄电池组电量用尽时，PLC控制器控制继电器一切断蓄电池组到雨污分流装置和防倒灌装置的电路，控制继电器二接通城市电网到雨污分流装置和防倒灌装置的电路，利用城市电网供电。

电动阀门一4的工作方式如下: 初始时，电动阀门一4处于开启的状态，污水口14打开。晴天时，从雨污合流口16进入井体1的多为生活污水，流量较小，生活污水会从污水口14排出，井体1的液位保持较低的位置。下雨时，雨水大量从雨污合流口16涌入井体1，流量较大，雨水无法及时从污水口14排出，便在井体1内积聚，导致井体1内液面升高。当井体1内的液位达到液位传感器6的高度时，控制装置控制电动阀门一4关闭并留有缝隙，污水口14被遮蔽，井体1内液面继续上升，直到液面到达雨水口15的高度，井内的雨水便能从雨水口15排出。放晴后，井内雨水渐渐蒸发或从电动阀门一4的缝隙渗出。井体1内的液面会逐渐降低，直至液位低于液位传感器6的高度时，控制装置控制电动阀门一4开启，污水口14被打开，井体1内残余的液体从污水口14排出。

电动阀门二5的工作方式如下：初始时，电动阀门二5开启，此时雨水口15被打开，雨水能从雨水口15排出。当排水管道内发生倒灌现象时，管道内的水流方向反向；此时控制装置接收到信息，控制电动阀门二5关闭，此时雨水口15被封闭，倒灌的液体无法从雨水口15流入井体1进而进入城市地下水系内。

以上仅是本实用新型的示范性实施方式，而非用于限制本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围由所附的权利要求确定。