具有自运行功能的雨水收集及储蓄利用系统的制作方法

本实用新型属于水处理与利用技术领域，尤其针对雨水收集调节利用技术领域，涉及一种具有雨水浮渣隔离与排除、池底淤泥汇集、雨水的汲取利用等功能的雨水储蓄利用技术。

技术背景

在雨水收集与治理领域，雨水调蓄技术得到了广泛的应用。目前，国内外雨水调蓄池的运行均受限于电力的普及和人工操控问题，不够环保且实施效果不佳。客观上需要研发新的技术方案，实现无人操控，凭借自然的力量实现系统自运行。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种环保低碳自运行的雨水收集及储蓄利用系统，凭借自然力量实现雨水的收集、浮渣清理与排除、池底淤泥清理、雨水的汲取利用等功能。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种具有自运行功能的雨水收集及储蓄利用系统，包括蓄水部分、淤泥清理部分、汲水部分；所述蓄水部分是雨水收集储存的主体，设置于地表下方，蓄水部分底部是具有坡度的平面；所述淤泥清理部分往返运行于蓄水池地面上，将雨水中沉积的淤泥汇集到集泥槽；所述汲水部分设置在池底斜坡最末端集泥槽处，用于汲取集泥槽内的泥水。

进一步，所述具有自运行功能的雨水收集及储蓄利用系统包括进水口、浮渣隔离机构、蓄水池、浮筒、链条、牵引绳、淤泥汇集装置、池底廊道、集泥槽、风力汲水机构、变速箱。

蓄水池是雨水收集储存的主体，由周围墙体围合而成的矩形空间，建造于地表下方。蓄水池底部是具有一定坡度的廊道，廊道最低处设置集泥槽。

淤泥汇集装置放置于池底廊道上，由牵引绳与变速箱的输出轴连接，变速箱安装在蓄水池的上面。浮筒通过链条与变速箱输入轴相连接并悬浮于蓄水池水中，无水时浮筒停落在蓄水池中底部支架上。

浮筒具有双向牵引功能，其包括排气管、密封室、水箱、支架、排水浮球、排水阀门、进水浮球、进水阀门、棘轮、进水阀开启浮球。密封室安装在浮筒机构的上部，使浮筒机构在水箱充满水的状态下能自由浮出水面；排气管联通水箱至进水阀门上方；支架安装于浮筒机构的下端，支架高度满足排水浮球下落时足够打开排水阀门；排水浮球安装于水箱体下部，排水浮球连杆转动体与排水阀门锁钩固定连接，并随排水浮球的沉浮而转动；进水浮球的连杆转动体与进水阀门固定连接，进水浮球的回转轴座安装于水箱体进水口处下方，进水浮球带动进水阀门可以自由转动；进水阀开启浮球的回转轴座安装在进水口上方浮筒体上，进水 阀开启浮球转动体与棘轮相连接，棘轮随进水阀开启浮球的沉浮绕进水阀开启浮球的转轴整体转动；棘轮对进水阀门单向施力。

风力汲水机构是一种风车水斗排水机构，其利用风力作为动力汲取雨水。

降雨蓄水时，随着蓄水池水位上升，排水浮球上升，排水阀门关闭；进水浮球上升，进水阀门关闭；进水阀开启浮球上升，棘轮转至进水阀门的右上方。此时，浮筒处于中空状态，具有较大的浮力以牵引淤泥汇集装置返回池底廊道最右端。当汲水机构由于汲水而水位下降时，进水阀开启浮球下降，棘轮拨开进水阀门，雨水进入水箱，浮筒重量增大，在设定的刮泥长度内，排水浮球始终浸入水中，使排水阀门有足够的压力密封水箱里的雨水，为淤泥汇集装置提供较大的刮泥牵引力。当蓄水池雨水被抽完时，淤泥汇集装置到达集泥槽位置处，排水浮球下落，排水阀门打开，雨水从水箱放出。如此循环实现雨水的利用和蓄水池底部淤泥的清理。

由于采用上述技术方案，本实用新型具有以下优点和有益效果：

系统运行利用雨水的势能运行，环保低碳，节约能源；

系统自行实现进水浮渣的隔离与排除，沉积污泥的自动汇集与清理，雨水的汲取与利用，减少维护费用；

系统根据土壤干旱情况自动运行汲水灌溉；

本实用新型对保护地球自然生态具有积极、正面的意义。

附图说明

图1是本实用新型实施例原理结构示意图。

图2是图1所示实施例中采用的浮筒的结构原理图。

图1和图2中标号：进水口1、浮渣隔离机构2、蓄水池3、浮筒4、链条5、牵引绳6、淤泥汇集装置7、池底廊道8、集泥槽9、风力汲水机构10、变速箱11、排气管401、密封室402、水箱403、支架404、排水浮球405、排水阀门406、进水浮球407、进水阀门408、棘轮409、进水阀开启浮球410。

具体实施方式

下面结合附图所示实施例对本实用新型做进一步说明。

图1为本实用新型提出的一种具有自运行功能的雨水收集及储蓄利用系统原理结构示意图，包括蓄水部分、淤泥清理部分、汲水部分。

蓄水部分是雨水收集储存的主体，修建于地表下方，蓄水池底部是具有一定坡度的平面。淤泥清理装置往返运行于蓄水池底地面上，将雨水中沉积的淤泥汇集到集泥槽。汲水系统设置在池底斜坡最末端集泥槽处，用于汲取集泥槽内的泥水。

蓄水部分由进水口1、浮渣隔离机构2和蓄水池3组成。进水口1设置在蓄水池3的最上端，紧接进水口1安装有浮渣隔离机构2，浮渣隔离机构2由格栅、格栅梳和水轮组成。 格栅固定安装在过水断面，格栅梳齿套插于格栅间隔中，水轮安装在浮渣隔离机构的最下端，水轮转轴通过链条与格栅梳转轮相连接。格栅梳通过链条机构绕转轴环形转动从而剔除格栅上隔离的浮渣。蓄水池3底部具有一定坡度的廊道8，廊道最低处设置集泥槽9。

降雨时径流雨水从进水口1流向浮渣隔离机构的格栅，径流浮渣被隔拦在格栅上，过滤后的雨水冲向水轮，水轮通过链条带动格栅梳转动，剔除格栅上隔离的浮渣，保持格栅过水畅通。雨水在蓄水池内静置储存，水中携带的固体垃圾沉降到池底形成淤泥。

淤泥清理部分由淤泥汇集装置7、牵引绳6、变速箱11、池底廊道8、集泥槽9、浮筒4、链条5组成。淤泥汇集装置7放置在蓄水池3内的池底廊道8上，变速箱11安装在蓄水池上面，淤泥汇集装置7通过牵引绳6连接于变速箱11的输出轮上。浮筒4通过链条5联接于变速箱输入轴上并悬浮于蓄水池水中。当蓄水池内水位上升时浮筒4上升，通过链条5拉动变速箱11转动，变速箱11带动牵引绳6拖动淤泥汇集装置7向右移动，使淤泥汇集装置7回到刮泥起始位置。当蓄水池内水位下降时浮筒4下降，通过链条5拉动变速箱11反向转动，变速箱11带动牵引绳6拖动淤泥汇集装置7向左移动，拖动淤泥汇集装置7将池底淤泥刮到集泥槽9中。无水时浮筒4停落在蓄水池底部支座上。

浮筒4是淤泥清理部分的动力源，由排气管401、密封室402、水箱403、支架404、排水浮球405、排水阀门406、进水浮球407、进水阀门408、棘轮409、进水阀开启浮球410等组成，如图2所示。

密封室402安装在浮筒4的上部，排气管401联通水箱403至进水阀门408上方，支架404安装于浮筒4的下端；排水浮球铰接安装于水箱403下部，排水浮球连杆与排水阀门锁钩固定连接，并随排水浮球405的沉浮而转动；进水浮球407的连杆与进水阀门408固定连接，进水浮球的回转轴座安装于水箱403进水口处下方，进水浮球407带动进水阀门408可以自由转动；进水阀开启浮球410的回转轴座安装在进水口上方浮筒4上，进水阀开启浮球与棘轮409的臂架相连接；

密封室402是中空结构的浮体，保证浮筒4在水箱403充满水的状态下能自由浮出水面；排气管401联通水箱403至进水阀门408上方，用于进水阀门进水时排放水箱403内的空气；支架404安装于浮筒4的下端，用于排水浮球下落时打开排水阀门；排水浮球带动排水阀门锁钩随水位的上升而顺时针方向转动，从而扣紧排水阀门，当水位下降时，排水浮球带动排水阀门锁钩反向转动，从而打开排水阀门。

进水阀开启浮球410在进水口上方，水位上升时，进水阀开启浮球410带动棘轮409绕过进水阀门408转到进水阀门的右上方,；水位下降时，进水阀开启浮球410下沉，进水阀开启浮球410带动棘轮409转动，拨开进水阀门，水箱403进水。当水位下降到排水阀门的下方时，排水浮球下沉，排水阀门打开，水箱403体内的水放出。

浮筒驱动工作原理：浮筒4通过链条5与变速箱11的输入轴相连，在蓄水池里浮筒4随雨水的升降而浮沉：当水位升至排水浮球405位置时，排水浮球405上升，排水阀门406关闭；水位继续上升，当水位升至进水浮球407位置时，进水浮球407上升，进水阀门408关 闭；水位继续上升，当水位升至进水阀开启浮球410位置时，进水阀开启浮球410上升，进水阀开启浮球的棘轮409越过进水阀门408转至进水阀的右上方。此时浮筒4处于中空状态，具有较大的浮力。通过相连接的链条5、变速箱11、牵引绳6拉动淤泥汇集装置7至池底廊道8的起始端。

当水位下降时，由于淤泥汇集装置的阻力作用，浮筒将保持同样高度静止下来，水位相对沉降，进水阀开启浮球410下落，带动棘轮409将进水阀门408打开，在水位下降到进水口之前，水箱被灌满水，水位继续下降，浮筒侵入水内的体积减小，浮力减小，拉力增大，当拉力大于淤泥汇集装置的阻力时浮筒开始拉动淤泥汇集装置移动，在淤泥汇集的过程中，淤泥阻力与浮筒拉力一直处于动平衡状态。随着水位的下降，浮筒4通过相连接的链条5、变速箱11、牵引绳6拉动淤泥汇集装置7在池底廊道8向集泥槽9方向刮泥，当水位下降到低于排水浮球405的位置时，淤泥汇集装置7被拉到终点集泥槽9处，排水阀门406打开，水箱体内的存水释放出来。

汲水部分为风力汲水机构10，是一种风车水斗排水机构，其利用风力作为动力汲取雨水；其由风车、汲水离合器、汲水机构组成，汲水机构安装在集泥槽9处，在凤车的驱动下将集泥槽内的泥水汲出池外，用于植物灌溉等方面。在降雨和非干旱季节，汲水离合器脱开，蓄水池内的雨水继续存留，实现雨水保存利用的自动运行。

本实用新型能够在无外动力的参与下，依靠自然力量(雨水势能)实现雨水收集，池底淤泥清理，是一项完全意义上的低碳环保型水治理设备。

本实用新型可实现雨水自动收集、雨水浮渣隔离与排除、池底淤泥清理和雨水的汲取利用，系统无需外动力可自行实现以上各功能。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。