生态校园雨水收集储存装置

1.本发明涉及雨水储存技术领域，特别是涉及一种生态校园雨水收集储存装置。


背景技术：

2.随着水资源供需矛盾的日益加剧，越来越多的国家认识到雨水资源的价值，并采取了很多相应的措施，因地制宜地进行雨水综合利用。现如今，节能的呼声越来越高，使得雨水回收再利用也越来越被人重视，采用雨水收集系统，符合社会生活需求。传统城市雨水收集是在雨水落到地面上后，一部分通过地面下渗补充地下水，不能下渗或来不及下渗的雨水通过地面收集后汇流进入雨水口，再通过收集管道收集，进而排入河道或通过泵提升进入河道。随着城市化程度的提高，传统的雨水管理模式经常会造成城市洪灾、雨水径流污染、雨水资源大量流失、生态环境破坏等主要问题，因此，市场非常迫切需要一种节能环保的新型雨水收集系统。
3.目前，收集雨水的方式一般采用传统的钢筋混泥土或不锈钢蓄水池进行收集，这种方式较为粗糙，雨水的收集常常伴有大量的泥沙和尘土，需要后期再加工处理才能满足日常使用，如此反而增加了工序和成本，耗费了人力物力；并且该方式收集效率较低，蓄水池的稳定性不高，水分渗透以及蒸发损失较为严重，受天气和温度因素影响较为明显，不利于长久使用。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种生态校园雨水收集储存装置，它能够有效沉积泥沙，保留相对干净的雨水，并且收集效率较高，大大降低了水分渗透以及蒸发损失，利于可持续使用。
5.为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
6.一种生态校园雨水收集储存装置，它包括箱体和设置在箱体底部的支架，所述箱体内部依次形成有弃流腔、沉砂腔和贮存腔，所述沉砂腔位于中间位置且沉砂腔顶部两侧分别连通弃流腔和贮存腔；
7.所述弃流腔顶部开设有集水入口，所述弃流腔底部开设有泄流口，所述沉砂腔底部开设有排水口，所述贮存腔底部连通有出水管，所述泄流口处设置有第一压力阀门组件，所述排水口处设置有第二压力阀门组件；
8.雨水收集时从所述集水入口流入弃流腔，再逐渐流入沉砂腔和贮存腔，当所述箱体内部完全蓄满雨水时，所述第一压力阀门组件能够打开泄流口并放出弃流腔内的雨水，所述第二压力阀门组件能够打开排水口并放出沉砂腔内的雨水，所述贮存腔内收集储存的雨水以供日常使用。
9.进一步，所述第一压力阀门组件包括转动连接在泄流口一侧的束流磁吸板，以及设置在束流磁吸板和箱体侧壁之间的弧形弹簧；
10.所述束流磁吸板能够紧闭吸附在泄流口处并形成密封，当所述箱体内部完全蓄满
雨水时，水压能够顶开束流磁吸板并放出弃流腔内的雨水。
11.进一步，所述第二压力阀门组件包括设置在箱体顶部的两个滑轮，滑动设置在滑轮上的拉绳，连接在拉绳一端的溢流集水桶，以及连接在拉绳另一端的浮塞机构；
12.所述溢流集水桶位于箱体外侧，所述贮存腔顶部还连通有溢水管，且溢水管出口位于溢流集水桶上方，所述溢流集水桶底部开设有底孔；
13.所述浮塞机构能够堵塞在排水口处并形成密封，贮存腔内的蓄水量在到达溢水管高度后会通过溢水管排入溢流集水桶内，当箱体内部完全蓄满雨水同时溢流集水桶内的水量达到最大时，所述浮塞机构能够上抬打开排水口并放出沉砂腔内的雨水。
14.进一步，所述浮塞机构包括连接在拉绳一端且位于沉砂腔内的浮球，设置在浮球底部且适配排水口的橡皮塞，设置在橡皮塞底部并穿接在排水口内的连杆，以及设置在连杆底部的重物；
15.当箱体内部完全蓄满雨水且溢流集水桶内的水量达到最大时，所述溢流集水桶的重量和浮球受到的浮力能够使橡皮塞脱离排水口并放出沉砂腔内的雨水；当沉砂腔内的雨水排完后，所述重物和连杆的自重能够使橡皮塞压回排水口内以形成堵塞。
16.进一步，所述贮存腔底部中央可拆卸设置有半球形纳污槽，所述半球形纳污槽内部自上而下设置有滤网、活性炭层和超滤层。
17.进一步，所述集水入口一侧转动连接有束流板，所述束流板底部设置有浮木。
18.进一步，所述箱体顶部两侧倾斜设置有阻隔板。
19.进一步，所述箱体内壁设置有防渗土工布。
20.进一步，所述贮存腔底部还开设有自来水补给口。
21.进一步，所述出水管和溢水管均采用ppr管。
22.采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：
23.1.本发明箱体内部依次形成弃流腔、沉砂腔和贮存腔，在收集雨水时可先经过弃流腔和沉砂腔进行双重沉积，将大部分沙砾和尘土都进行过滤，然后再由贮存腔储存相对干净的雨水以供日常使用，如此可以防止管道堵塞，既简便又环保，减少了再加工的成本，无需投入过多的人力物力资源，符合节能的主题。
24.2.本发明的箱体设计近似一个密闭的空间，尤其是贮存腔设置在最里端，能够很好地储存雨水，降低其受到的天气和温度因素影响，进而减少水分的蒸发损失，同时在箱体内部增设防渗土工布，进一步降低水分渗透，如此有效提高了雨水收集的效率，稳定性较高，有利于持久使用。
25.3.本发明在弃流腔、沉砂腔的底部出口处都设计有压力阀门组件，当箱体内部蓄满雨水时可自动打开出口从而排出多余的雨水，当排完雨水后可自动形成封闭堵住出口，如此快捷高效，且节能环保，有利于可持续使用，大大提高了雨水连续收集的效率。
26.4.本发明在贮存腔底部增设半球形纳污槽，半球形纳污槽内部设置滤网、活性炭层和超滤层的结构，有利于进一步吸附沉积水中的杂质和泥沙，从而保证储存的雨水更加干净。
27.5.本发明在箱体顶部两侧还增设阻隔板，有利于增大雨水收集的面积，进而提高每次收集的效率；另外通过集水入口处束流板和浮木的设计可以在箱体内雨水收集快满时自适应调整雨水汇入的流速和流量，以保证收集的安全和稳定。
附图说明
28.图1为本发明的整体结构示意图；
29.图2为本发明浮塞机构的结构放大示意图；
30.图3为本发明蓄水初期的状态图；
31.图4为本发明蓄水中期的状态图；
32.图5为本发明蓄水后期的状态图；
33.图6为本发明蓄满水时的状态图；
34.图7为本发明排出余水后的状态图；
35.其中，1.箱体；a.弃流腔；b.沉砂腔；c.贮存腔；2.滑轮；20.拉绳； 3.支架；4.半球形纳污槽；5.自来水补给口；6.出水管；7.溢水管；8.溢流集水桶；9.束流板；10.浮木；11.束流磁吸板；12.底孔；13.浮塞机构； 130.浮球；131.橡皮塞；132.连杆；133.重物；14.弧形弹簧；15.阻隔板； 100.集水入口；101.泄流口；102.排水口。
具体实施方式
36.为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
37.如图1-7所示，在本实施例中，提供一种生态校园雨水收集储存装置，它主体由一个较长的箱体1构成，需要注意的是图示仅为横截面的示意图。箱体1主要采用高纤维能的材料制成，可以提高装置整体的强度，增加装置本身的重量，以便在风力较大的天气还能保持自身的稳定；在箱体1内壁设置有防渗土工布，以防止雨水的渗漏；在箱体1底部设置有多个支架3，以支撑整体稳定放置。为了沉积过滤雨水中的大量泥沙和尘土，箱体1内部从左到右依次形成有弃流腔a、沉砂腔b和贮存腔c，即沉砂腔b位于中间位置，且沉砂腔b顶部两侧分别连通弃流腔a和贮存腔c；在箱体1顶部左端位置即弃流腔a的顶部开设有集水入口100，当然箱体1顶板具有一定的倾斜角度以使雨水顺利流向集水入口100，在弃流腔a底部开设有泄流口 101，在沉砂腔b底部开设有排水口102，在贮存腔c侧壁底部连通有出水管6，出水管6采用ppr管，使用寿命和耐久性长。同时，为了自动实现从泄流口101和排水口102放水，在泄流口101处设置有第一压力阀门组件，在排水口102处设置有第二压力阀门组件。
38.本实施例在实际使用时，可安装于楼顶或者地面以下，将出水管6外接阀门再通过管路接通使用区域管路即可，安置在楼顶上时由于高低落差可直接接通使用，安置在地面以下时可增设提升泵将雨水运输到地面上各区域。碰到雨雪天气时就能实现雨水收集，具体在雨水收集时，参考图3-7 的蓄水状态变化过程；蓄水初期，落于箱体1顶面上的雨水会汇向集水入口100，从集水入口100流入弃流腔a，此时第一压力阀门组件以及第二压力阀门组件都处于闭合封闭的状态；蓄水中期到蓄水后期，当弃流腔a内蓄满雨水即水量到达与沉砂腔b的连通高度时，雨水会逐渐流入沉砂腔b，当沉砂腔b内蓄满雨水即水量到达与贮存腔c的连通高度时，雨水会逐渐流入贮存腔c，这个过程中雨水在经过弃流腔a和沉砂腔b的时候会进行双重沉积，将大部分沙砾和尘土都进行沉积过滤，然后再由贮存腔c储存相对干净的雨水以供日常使用；继续收集雨水，当箱体1内部完全蓄满雨水时，第一压力阀门组件能够打开泄流口101并放出弃流腔a内的雨水，第二压力阀门组件能够打开排水口102并放出沉砂腔b内的雨水，此时仅保留贮存腔c内收集储存的雨水，该雨水通过出水管6传出可用于
浇洒路面、浇灌草坪、水景补水、冲厕所等方面，有效缓解了目前城市水资源紧缺的紧张局面；同时，当弃流腔a和沉砂腔b内多余的雨水都排出后，第一压力阀门组件以及第二压力阀门组件能够自动封闭堵住泄流口101和排水口 102，从而方便下一轮的持续集水。
39.本实施例通过箱体1内部依次形成的弃流腔a、沉砂腔b和贮存腔c，在收集雨水时可先经过弃流腔a和沉砂腔b进行双重沉积，将大部分沙砾和尘土都进行过滤，然后再由贮存腔c储存相对干净的雨水以供日常使用，如此可以防止管道堵塞，既简便又环保，减少了再加工的成本，无需投入过多的人力物力资源，符合节能的主题。同时，箱体1的构造近似一个密闭的空间，尤其是贮存腔c设置在最里端，能够很好地储存雨水，降低其受到的天气和温度因素影响，进而减少水分的蒸发损失，在箱体1内部增设防渗土工布，进一步降低水分渗透，如此有效提高了雨水收集的效率，稳定性较高，有利于持久使用。另外，在弃流腔a、沉砂腔b的底部出口处都设计有压力阀门组件，当箱体1内部蓄满雨水时可自动打开出口从而排出多余的雨水，当排完雨水后可自动形成封闭堵住出口，如此快捷高效，且节能环保，有利于可持续使用，大大提高了雨水连续收集的效率。
40.具体地，本实施例中的第一压力阀门组件由束流磁吸板11和弧形弹簧 14组成，其中束流磁吸板11转动连接在泄流口101一侧，弧形弹簧14设置在束流磁吸板11和箱体1侧壁之间。正常收集雨水时，弧形弹簧14处于一定的压缩状态并抵持住束流磁吸板11，束流磁吸板11处于紧闭吸附状态，吸附在泄流口101上使弃流腔a底部形成密封，以便于蓄水；当最后箱体1内部完全蓄满雨水时，水压能够刚好克服束流磁吸板11的磁吸力和弧形弹簧14的弹力，进而顶开束流磁吸板11并放出弃流腔a内的雨水；当弃流腔a内的雨水完全排出后，此时束流磁吸板11在弧形弹簧14的回弹力作用下能够转动回位，直至重新吸附并封堵住泄流口101，以便于下一轮集水。
41.具体地，本实施例中的第二压力阀门组件由两个滑轮2、拉绳20、溢流集水桶8以及浮塞机构13组成，其中两个滑轮2设置在箱体1顶部，拉绳20滑动设置在滑轮2上，溢流集水桶8位于箱体1外侧且顶部连接在拉绳20一端上，拉绳20另一端穿进沉砂腔b内，而浮塞机构13顶部连接在拉绳20另一端上。同时，贮存腔c顶部还连通有溢水管7，且溢水管7出口位于溢流集水桶8上方，溢水管7采用ppr管，使用寿命和耐久性长，溢流集水桶8底部还开设有底孔12，需要注意的是底孔12口径的设计较小，至少要比溢水管7口径小，这样才能保证溢流集水桶8积满水。更具体地说，本实施例中的浮塞机构13由浮球130、橡皮塞131、连杆132以及重物133组成，浮球130和橡皮塞131均位于沉砂腔b内，浮球130顶部连接拉绳20，橡皮塞131设置在浮球130底部，且橡皮塞131的大小要适配排水口102，连杆132设置在橡皮塞131底部并穿接在排水口102内，连杆 132可以起到定位导向的作用，重物133设置在连杆132底部。正常收集雨水时，橡皮塞131堵塞在排水口102处使沉砂腔b底部形成密封，以便于蓄水；当贮存腔c内的蓄水量在到达溢水管7高度后会通过溢水管7排入溢流集水桶8内，只要还在继续集水，溢流集水桶8内的水量就会慢慢增多，直到溢流集水桶8内的水量达到最大时，溢流集水桶8的重量和浮球 130受到的浮力能够使橡皮塞131脱离排水口102，从而放出沉砂腔b内的雨水，在此过程中溢流集水桶8内的雨水也会通过底孔12慢慢流出；当沉砂腔b内雨水完全排出后，在重物133和连杆132的自重以及连杆132的导向作用下能够使橡皮塞131压回排水口102内以重新形成堵塞，以便于下一轮集水。另外，在实际设计时，确保雨水持续收集状态下，箱体1内部完全蓄满雨水的同时溢流集水桶8内的水量能够刚好达到最大值，如
此可尽量使束流磁吸板11和橡皮塞131能够同时打开，进而同步实现两个腔体的排水。当然，在实际设计较为困难或者说每次集水不怎么连续的情况下，无法保证每次都能使箱体1内部完全蓄满雨水，此时溢水管7和溢流集水桶8的底孔12可以排出少量多余的雨水，以保证各腔内雨水量的均衡，防止满溢；若溢流集水桶8内的水量先一步达到最大值，橡皮塞131先打开从而排出沉砂腔b内的雨水也是可以的，并不影响整体的集水效果。
42.为了进一步吸附沉积水中的杂质和泥沙，本实施例在贮存腔c底部中央可拆卸设置有半球形纳污槽4，半球形纳污槽4内部自上而下设置有滤网、活性炭层和超滤层，可吸附贮存腔c内的杂质，进而保证储存的雨水更加干净，定期拆卸半球形纳污槽4进行清洁利于可持续使用。
43.为了保证雨水收集时的稳定安全，本实施例在集水入口100一侧还转动连接有束流板9，束流板9底部设置有浮木10，如此在箱体1内雨水收集快满时，束流板9受到浮木10的作用可自适应转动调整汇入口的大小，进而调整雨水汇入的流速和流量，防止雨水收集速度过快降低沉积的效果。
44.为了增大雨水收集的面积，本实施例在箱体1顶部两侧还倾斜设置有阻隔板15，两侧的阻隔板15呈倒八字形分布，可有效扩大收集雨水的表面积，进而提高每次收集的效率。
45.本实施例在贮存腔c底部还开设有自来水补给口5，可直接接通自来水水管，以备不时之需，尤其在贮存腔c内存储的雨水使用完毕后能够及时进行补充，以避免另外切换供水口的麻烦。同时，在补充输送自来水的时候，贮存腔c内可以形成一定的漩涡，以使贮存腔c底部的少量杂质泥沙更容易聚拢到半球形纳污槽4内。
46.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
47.以上的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。