一种教学楼楼顶雨水回收利用装置的制作方法

本发明涉及能源回收利用技术领域，尤其涉及一种教学楼楼顶雨水回收利用装置。

背景技术：

目前，海绵城市是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”，也可称之为“水弹性城市”，国际通用术语为“低影响开发雨水系统构建”。下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。

在传统的房屋建筑中，多采用在外置式排水口进行楼顶排水，通过排水口将楼顶雨水引向散水后自然流入周边排水系统，此方法未对雨水进行有效的利用。目前，为了响应再生资源利用的号召，已有部分针对屋顶雨水收集和回收利用的装置出现，通过收集雨水并利用水净化装置对雨水进行净化，进而实现雨水在生活用水等方面的再生利用。但是，雨水收集受外界影响较大，存在极大的不稳定因素，目前的雨水回收利用装置只能在雨雪天气使用，当在无雨天气下，还需要配备一套独立的供水系统满足用水需求，不仅造成设备成本的增高，还造成雨水收集净化装置的浪费。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种教学楼楼顶雨水回收利用装置，能够实现雨水循环利用和普通供水的集成化，在实现雨水循环利用的同时，降低设备成本，且有效发挥雨水回收利用装置的效能。

本发明采用的技术方案为：

一种教学楼楼顶雨水回收利用装置，包括中央处理模块和依次连接的收集机构、水处理机构、储水机构和水循环机构；

所述收集机构进水端连接教学楼楼顶出水口；

所述储水机构包括支撑架、储水箱和水位监测模块，储水箱设置在支撑架上，水位监测模块设置在储水箱内；所述储水箱侧壁上下设置有雨水入口和净水入口，雨水入口通过雨水管道连通水处理机构，净水入口通过净水管道连通外部水源，净水管道上设有进水阀；所述水位监测模块包括液位传感器，液位传感器位于净水入口下方；液位传感器输出端连接中央处理模块检测信号输入端，中央处理模块水位控制端连接进水阀受控端；

所述水循环机构包括循环管道，循环管道首端连接储水箱底部，循环管道管身沿教学楼周围绿植铺设，循环管道末端连接有高压喷嘴。

为了在储水箱内杂质过多时进行清理，本发明还包括排水机构，排水机构包括流量计、搅拌棒、排水管道和渗水槽；流量计设置在循环管道首端；搅拌棒包括驱动电机和搅拌轴，驱动电机固定设置在储水箱上方，搅拌轴竖向设置在储水箱内并传动连接驱动电机；排水管道首端连通储水箱底部，排水管道末端连通渗水槽，排水管道首端设有排水阀；渗水槽开设在教学楼周围绿植的周围地面上；所述流量计输出端连接中央处理模块流量信号输入端，中央处理模块搅拌控制端连接驱动电机受控端，中央处理模块排水控制端连接排水阀受控端。

进一步地，所述储水箱为封闭水箱，储水箱顶部设有溢水孔，溢水孔通过溢水管道连通排水管道。

进一步地，所述渗水槽侧壁上沿槽身方向依次设有多个进水孔，每个进水孔分别通过分流管道连通排水管道。

进一步地，所述搅拌轴包括轴身和设置在轴身上的螺旋叶轮。

进一步地，所述收集机构包括收集管道和集水槽，集水槽为漏斗状，集水槽通过安装架固定设置在楼顶出水口的下方，集水槽底部通过收集管道连通水处理机构。

进一步地，所述集水槽上端开口为方形，集水槽上端开口正对楼顶出水口的一侧边缘设有挡板。

进一步地，所述挡板与集水槽上端面的夹角为90°-135°。

本发明具有以下有益效果：

（1）通过依次连接的收集机构、水处理机构、储水机构和水循环机构实现了雨水的循环利用，实现节能环保目的，同时，通过将储水机构的储水箱上设置净水入口并连通外部水源，并通过在储水箱内设置水位监测模块实时监测水位，进而控制外部水源的通断，保证在雨水无法满足供水需求时自动实现外部净水的供给，不仅集成度高，且智能可靠，有效保障用水量的充足供应；

（2）通过设置排水机构，循环管道上所设流量计实时检测排出的水流流量信息，根据流量信息判断储水箱内逐渐沉积的杂质沉淀是否影响水流流速，当水流流速过慢时，驱动搅拌棒对储水箱进行搅拌，使下层杂质与上层液体混合并从排水管道排入渗水槽，不仅实现了储水箱的定期清理，保障其稳定可靠使用，同时，能够通过渗水槽实现渗水浇灌，进一步提高了本发明的实用性和灵活性；

（3）通过将储水箱设置为封闭水箱并在储水箱顶部设置溢水孔，将溢水孔通过溢水管道连通排水管道，封闭的储水箱避免了外部杂质对箱内水体的污染，保障水质纯净，在收集雨水过多并供不应求时，储水箱内的水能够从溢水孔溢出并经过排水管道流入渗水槽，结构简单，设计巧妙，在有效利用雨水资源的同时保障了水质安全；

（4）通过在渗水槽侧壁上沿槽身方向依次设有多个进水孔，每个进水孔分别通过分流管道连通排水管道，保障渗水槽中各段水流的均匀，避免水流不均引起的绿植损坏；

（5）通过在集水槽上端开口正对楼顶出水口的一侧边缘设置挡板，避免雨水过大时冲出集水槽开口范围，进一步提高本发明的可靠性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中集水槽的结构示意图。

附图标记说明：

1、驱动电机；2、储水箱；3、溢水管道；4、轴身；5、螺旋叶轮；6、支撑架；7、排水管道；8、墙身；9、出水口；10、挡板；11、集水槽；12、雨水管道；13、进水阀；14、净水管道；15、排水阀；16、流量计；17、高压喷嘴；18、渗水槽；19、分流管道；20、安装架；21、卡箍。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图对本发明的技术方案做进一步说明。

如图1所示，本发明包括中央处理模块、收集机构、水处理机构、储水机构、水循环机构和排水机构。

收集机构包括收集管道和集水槽11，集水槽11通过安装架20固定设置在楼顶出水口9的下方，集水槽11底部通过收集管道连通水处理机构，集水管道的管身通过卡箍21固定连接在墙身8上。

如图2所示，集水槽11为漏斗状，且集水槽11上端面优选采用方形，集水槽11上端面正对楼顶出水口9的一侧边缘设有用于遮挡过快水流的挡板10，挡板10与集水槽11上端面的夹角为90°-135°。

储水机构包括支撑架6、储水箱2和水位监测模块；支撑架6固定在地面，储水箱2设置在支撑架6上，水位监测模块设置在储水箱2内，储水箱2优选采用封闭水箱，顶部盖体采用不透水盖体或者采用具有防尘功能和透气功能的盖体。储水箱2左侧壁顶部设置有向外溢水的溢水孔，储水箱2右侧壁上设置有雨水入口和净水入口,雨水入口通过雨水管道12连通水处理机构，净水入口位于雨水入口下方，净水入口通过净水管道14连通外部水源，且净水入口设有进水阀13，储水箱2底部设有排水口。

水位监测模块包括用于检测储水箱2内液面高度的液位传感器，液位传感器位于净水入口下方。

水循环机构包括循环管道，循环管道首端连接储水箱2底部，循环管道管身沿教学楼周围绿植铺设，循环管道末端连接有高压喷嘴17，用于对绿植进行喷水浇灌。

排水机构包括流量计16、搅拌棒、排水管道7和渗水槽18，渗水槽18开设在教学楼周围绿植的周围地面上，用于向渗水槽18四周土地通过缓慢渗水的方式实施灌溉；流量计16设置在循环管道首端；

搅拌棒包括驱动电机1和搅拌轴，驱动电机1固定设置在储水箱2上方，搅拌轴沿竖向设置在储水箱2内并与储水箱2同轴，搅拌轴包括轴身4和设置在轴身4上的螺旋叶轮5，轴身4上端固定连接驱动电机1输出端；

排水管道7设置在储水箱2下方，排水管道7第一入口通过溢水管道3连通储水箱2的溢水孔，排水管道7第二入口连通储水箱2底部排水口，排水管道7出口连通渗水槽18，排水管道7第二入口处设有排水阀15。

由于直接向渗水槽18中送水，水流随着流动的过程会逐渐渗入四周土地，会造成渗水槽18前段浇灌过度，后段浇灌不足的情况发生，因此，为了保证渗水槽18中水流的均匀，渗水槽18侧壁上沿槽身方向依次设有多个进水孔，每个进水孔分别通过分流管道19连通排水管道7出口，水流从不同进水孔分段灌入渗水槽18中，保证各段水流的均匀，保证浇灌效果。

本发明的电路连接关系为：液位传感器输出端连接中央处理模块液位信号输入端，流量计16输出端连接中央处理模块流量信号输入端，中央处理模块水位控制端连接进水阀13受控端，中央处理模块驱动控制端连接驱动电机1受控端，中央处理模块排水控制端连接排水阀15受控端。

本发明的工作原理为：

收集槽收集雨水并经过水处理机构净化处理后流入储水箱2中，水处理机构机采用现有成熟设备，其结构及原理为现有成熟技术，其结构在此不再赘述。

若雨水水量过小或无雨天气下，储水箱2内液面低于液位传感器时，中央处理模块判断水量不足并控制净水管道14上的进水阀13打开，向储水箱2中补充净水，当液面高于液位传感器后进水阀13关闭，停止供水；

若雨水水量过大，不能及时通过循环管道的高压喷嘴17及时喷出，储水箱2内水位升高，水流从溢水孔中溢出并通过排水管道7排入渗水槽18，进行渗水浇灌。

流量计16实时监测循环管道上的流量信息，当储水箱2底部出现杂质沉积时，必然会影响水流流量，传送至中央处理模块的流量信号不正常时，中央处理模块判定储水箱2需要进行清洁，搅拌棒被驱动转动对储水箱2内液体进行搅拌，使下层杂质与上层液体充分混合，搅拌10s至30s后，排水管道7第二入口处的排水阀15打开，储水箱2中的混合液体通过排水管道7排入渗水槽18，当储水箱2内液体完全排净后，排水阀15关闭，进水阀13打开，重新进行储水。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。