一种基于流体力学和杠杆原理的雨水弃流方法及装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于流体力学和杠杆原理的雨水弃流方法及装置，其中弃流井包括自井底而上依次设置的弃流管、进水管、集水管；控制阀包括配重块、空心阀板；空心阀板位于弃流管的管口处，可进行垂直升降；配重块与空心阀板分别位于定滑轮两侧且相连接；空心阀板顶部开设有进水孔，底部开设有排水孔；进水管与进水孔通过井壁导流管连接；本发明依不同区域对弃流时间不同的需求，调整进入空心阀板内的水量，以此来控制空心阀板的升降，达到对初期雨水弃而不蓄的目的，减少后期处理难度和费用，延长蓄水池使用寿命，另外本发明结构简单，传动部件少，无需任何测控、电动执行机构，故障率极小且检修方便，适合任何条件下市政雨水的收集。
【专利说明】
一种基于流体力学和杠杆原理的雨水弃流方法及装置
技术领域
[0001]本发明属于初期雨水污染控制技术领域，具体涉及一种基于流体力学和杠杆原理的雨水弃流方法及装置。
【背景技术】
[0002]我国海绵化城市建设的发展。提出建设自然积存、自然渗透、自然净化的海绵城市的要求。住房城乡建设部的《海绵城市建设技术指南》以及各种雨水利用规范的颁布，财政部、住房城乡建设部、水利部发布了《关于开展中央财政支持海绵城市建设试点工作的通知》，雨水的收集利用就必须尽快实现，改善城市自然生态本底和水文特征，逢雨不涝，逢旱不干，因此就需要在海绵城市建设中将地面径流的雨水合理的收集起来，用于后期绿化、洗车、中水水源等。
[0003]现如今，收集大量的雨水就需建容积很大的蓄水池，投资高，需要多方面的维护、管理，而且最大的问题是水池内泥沙沉淀淤积问题，解决不好此问题，花巨资修建的蓄水池，应用不长时间，就会被淤积而导致容积减少，甚至因淤积填平而报废，造成很大的浪费，进而使雨水收集系统瘫痪，最终影响海绵城市的建设。
[0004]而形成水池淤积的主要原因就是暴雨等初期含地漏沉积物的水未经相关处理就流入蓄水池，为此必须将暴雨初期的雨水拦截在蓄水池以外，放弃不蓄，使其排入市政管网或自然水体中，减少后期处理难度和费用，延长蓄水池使用寿命，同时在收集时间上又不能长时间弃流，使雨水收集量达不到要求。另外又要将后期干净的雨水收集到蓄水池内，不至于让大量的雨水资源白白浪费掉，使得海绵城市中蓄用的要求不能实现。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种基于流体力学和杠杆原理的雨水弃流方法及装置，依不同区域所要求的弃流时间不同的需求，调整进入阀板内的水量，以此来控制阀板的升降，进而控制弃流时间，达到对初期雨水弃而不蓄，使其排入市政管网或自然水体中，减少后期处理难度和费用，延长蓄水池使用寿命。
[0006]为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是:一种基于流体力学和杠杆原理的雨水弃流方法，所述方法是在弃流井中分别设置弃流管、进水管、集水管，其中弃流管、进水管与市政污水管网连通，集水管与蓄水池连通，在弃流管的进水口处安装控制阀中的空心阀板，在控制阀中设置配重块，配重块与空心阀板分别位于定滑轮两侧且相连接，定滑轮固定在弃流井的井壁上，空心阀板上开设有进水孔和排水孔，进水管中的水沿井壁导流管经进水孔进入空心阀板内，利用杠杆原理来实现空心阀板的升降，进而控制弃流管的启闭，将初期污染严重的雨水通过弃流管排入市政污水管网，收集后期洁净雨水至蓄水池；
在初始工况，空心阀板内无雨水，配重块重于空心阀板，空心阀板上升，开启弃流管，降雨径流形成后，雨水首先通过进水管进入弃流井，初期污染严重的雨水经由弃流管直接排入市政污水管网，同时，进水管中的水沿井壁导流管通过进水孔进入空心阀板内，随着降雨过程的持续，空心阀板内的雨水不断增加，当空心阀板与其内水的总重量重于配重块时，空心阀板下降，关闭弃流管，进入蓄水工况，此后污染程度小的后期洁净雨水在弃流井堆积，水位上升，经过集水管管口处的格网过滤，最后流入集水管中，并最终排至蓄水池，当蓄水池完全收集满后，可经过蓄水池处的旁通管进入弃流管下游，排入市政污水管网中；降雨结束后，进入空心阀板的水量小于底部排水孔的排水量，内存水量减少，当空心阀板与其内水的总重量小于配重块重量时，空心阀板上升，弃流管打开，排尽弃流井中残留的雨水，回复初始工况，直至下次雨水的到来，循环往复。
[0007]—种基于流体力学和杠杆原理的雨水弃流装置，包括弃流井和控制阀；所述弃流井包括自井底而上依次设置的弃流管、进水管、集水管;所述弃流管位于弃流井的底部;所述弃流管与集水管位于弃流井井壁的一侧，进水管位于弃流井井壁的另一侧;所述进水管和集水管之间安装有格网，用于过滤进入集水管中的雨水;所述控制阀包括配重块、空心阀板、定滑轮;所述空心阀板位于弃流管的管口处;所述配重块与空心阀板分别位于定滑轮两侧且通过柔索相连接;所述空心阀板顶部开设有进水孔，底部开设有排水孔;所述进水孔处安装有格栅;所述进水管与柔索之间通过井壁导流管连接。
[0008]上述一种基于流体力学和杠杆原理的雨水弃流方法及装置，所述定滑轮设置两个。
[0009]上述一种基于流体力学和杠杆原理的雨水弃流方法及装置，所述弃流井的井壁上安装有踏步。
[0010]上述一种基于流体力学和杠杆原理的雨水弃流方法及装置，所述井壁导流管的一端固定在进水管的底部，另一端延伸至柔索处;所述井壁导流管通过管卡固定在弃流井的井壁上。
[0011]上述一种基于流体力学和杠杆原理的雨水弃流方法及装置，所述井壁导流管管口为45度切角管口，井壁导流管与进水管两管内底齐平。
[0012]上述一种基于流体力学和杠杆原理的雨水弃流方法及装置，所述空心阀板的空腔体积可依不同区域所要求的弃流时间不同而进行调整，空腔体积V计算公式为V=(q进-q出)t;其中q为单位时间内的水流量，t为水流时间。
[0013]上述一种基于流体力学和杠杆原理的雨水弃流方法及装置，调整q出可通过调整排水孔孔径或者设置多个排水孔。
[0014]与现有技术相比，本发明的有益效果:本发明结构简单，传动部件少，无需任何测控、电动执行机构，无环境要求，故障率极小且检修方便，适合任何条件下的市政雨水的收集工作。
【附图说明】
[0015]下面通过附图并结合实施例具体描述本发明，其中附图所示内容仅用于对本发明的解释说明，而不构成对本发明的任何意义上的限制。
[0016]图1为本发明的初始工况结构示意图；
图2为本发明的蓄水工况结构示意图；
图3为本发明中空心阀板的结构示意图；
图4为本发明中井壁导流管的结构示意图； 附图标记:1、弃流井;2、控制阀;3、井壁导流管；1、弃流管；11、进水管；12、集水管；13、格网；20、配重块;21、空心阀板;22、定滑轮;23、柔索;210、进水孔;211、排水孔。
【具体实施方式】
[0017]下面对本发明的实施例作详细说明:本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些都属于本发明保护范围。
[0018]—种基于流体力学和杠杆原理的雨水弃流方法，所述方法是在弃流井I中分别设置弃流管1、进水管11、集水管12，其中弃流管10、进水管11与市政污水管网连通，集水管12与蓄水池连通，在弃流管1的进水口处安装有控制阀2中的空心阀板21，在控制阀2中还设置配重块20，配重块20与空心阀板21分别位于定滑轮22两侧且相连接，空心阀板21上开设有进水孔210和排水孔211，进水管11中的水沿井壁导流管3经进水孔210进入空心阀板21内，利用杠杆原理来实现空心阀板21的升降，进而控制弃流管10的启闭，将初期污染严重的雨水通过弃流管1排入市政污水管网，收集后期洁净雨水至蓄水池；
在初始工况，如图1所示，空心阀板21内无雨水，配重块20重于空心阀板21，空心阀板21上升，开启弃流管10，降雨径流形成后，雨水首先通过进水管11进入弃流井I，初期污染严重的雨水经由弃流管10直接排入市政污水管网，同时，进水管11中的水沿井壁导流管3通过进水孔210进入空心阀板21内，随着降雨过程的持续，空心阀板21内的雨水不断增加，当空心阀板21与其内水的总重量大于配重块20时，空心阀板21下降，关闭弃流管10，进入蓄水工况，如图2所示，此后污染程度小的后期洁净雨水在弃流井I堆积，水位上升，经过集水管12管口处的格网13过滤，最后流入集水管12中，并最终排至蓄水池，当蓄水池完全收集满后，可经过旁通管进入弃流管10下游，排入市政污水管网中；降雨结束后，进入空心阀板21的水量小于底部排水孔211的排水量，内存水量减少，当空心阀板21与其内水的总重量小于配重块重量时，空心阀板21上升，弃流管10打开，排尽弃流井I中残留的雨水，回复初始工况，直至下次雨水的到来，循环往复。
[0019]一种基于流体力学和杠杆原理的雨水弃流装置，如图1、图2和图3所示，包括弃流井I和控制阀2 ；所述弃流井I包括自井底而上依次设置的弃流管1、进水管11、集水管12;所述弃流管10位于弃流井I的底部;所述弃流管10与集水管12位于弃流井I井壁的一侧，进水管11位于弃流井I井壁的另一侧;所述进水管11和集水管12之间安装有格网13，用于过滤进入集水管12中的雨水;所述控制阀2包括配重块20、空心阀板21、定滑轮22 ；所述空心阀板21位于弃流管10的管口处;所述配重块20与空心阀板21分别位于定滑轮22两侧且通过柔索23相连接;所述空心阀板21顶部开设有进水孔210，底部开设有排水孔211;所述进水孔210处安装有格栅;所述进水管11与柔索23之间通过井壁导流管3连接。
[0020]进一步地，所述定滑轮22设置两个。
[0021 ]进一步地，所述弃流井I的井壁上安装有踏步，方便维修人员下井查探和维修。
[0022]进一步地，所述井壁导流管3的一端固定在进水管11的底部，另一端延伸至柔索23处;如图4所示，所述井壁导流管3通过管卡固定在弃流井I的井壁上，井壁导流管3管口为45度切角管口，井壁导流管3与进水管11两管内底齐平。
[0023]进一步地，所述空心阀板21的空腔体积可依不同区域所要求的弃流时间不同而进行调整，空腔体积V计算公式为V=(q进_q出)t;其中q为单位时间内的水流量，t为水流时间。
[0024]进一步地，调整q出可通过调整排水孔211孔径或者设置多个排水孔211。
[0025]以上所述为本发明的优选应用范例，并非对本发明的限制，凡是根据本发明技术要点做出的简单修改、结构更改变化均属于本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于流体力学和杠杆原理的雨水弃流方法，其特征在于:所述方法是在弃流井(I)中分别设置弃流管(10)、进水管(11)、集水管(12)，其中所述弃流管(1)、进水管(11)与市政污水管网连通，所述集水管(12)与蓄水池连通，在所述弃流管(10)的进水口处安装有控制阀(2 )中的空心阀板(21)，在所述控制阀(2 )中还设置配重块(20 )，所述配重块(20 )与空心阀板(21)分别位于定滑轮(22)两侧且相连接，所述定滑轮(22)固定在弃流井(I)的井壁上，所述空心阀板(21)上开设有进水孔(210)和排水孔(211)，所述进水管(11)中的水沿井壁导流管(3)经进水孔(210)进入空心阀板(21)内，利用杠杆原理来实现空心阀板(21)的升降，进而控制弃流管(10 )的启闭，将初期污染严重的雨水通过弃流管(1 )排入市政污水管网，收集后期洁净雨水至蓄水池； 在初始工况，空心阀板(21)内无雨水，配重块(20 )重于空心阀板(21 )，空心阀板(21)上升，开启弃流管(10)，降雨径流形成后，雨水首先通过进水管(11)进入弃流井(I)，初期污染严重的雨水经由弃流管(10)直接排入市政污水管网，同时，进水管(11)中的水沿井壁导流管(3)通过进水孔(210)进入空心阀板(21)内，随着降雨过程的持续，空心阀板(21)内的雨水不断增加，当空心阀板(21)与其内水的总重量大于配重块(20)时，空心阀板(21)下降，关闭弃流管(10)，进入蓄水工况，此后污染程度小的后期洁净雨水在弃流井(I)中堆积，井内水位上升，在经过集水管(12)管口处的格网(13)过滤后，流入集水管(12)中，并最终排至蓄水池，当蓄水池完全收集满后，可经过旁通管进入弃流管(10)下游，排入市政污水管网中；降雨结束后，空心阀板(21)内的进水量小于底部排水孔(211)的排水量，内存水量不断减少，当空心阀板(21)与其内水的总重量小于配重块重量时，空心阀板(21)上升，弃流管(10)打开，排尽弃流井(I)中残留的雨水，恢复初始工况，直至下次雨水的到来，循环往复。2.—种基于流体力学和杠杆原理的雨水弃流装置，其特征在于:包括弃流井(1)、控制阀(2)和井壁导流管(3);所述弃流井(I)包括自井底而上依次设置的弃流管(10)、进水管(II)、集水管(12);所述弃流管(10)位于弃流井(I)的底部;所述进水管(11)和集水管(12)之间安装有格网(13);所述控制阀(2)包括配重块(20)、空心阀板(21)、定滑轮(22);所述空心阀板(21)位于弃流管(10)的管口处，可进行垂直升降；所述配重块(20)与空心阀板(21)分别位于定滑轮(22)两侧且通过柔索(23)相连接;所述空心阀板(21)顶部开设有进水孔(210)，底部开设有排水孔(211);所述进水孔(210)处安装有格栅;所述进水管(11)与柔索(23)之间通过井壁导流管(3)连接。3.根据权利要求2所述的一种基于流体力学和杠杆原理的雨水弃流装置，其特征在于:所述定滑轮(22)设置两个。4.根据权利要求2所述的一种基于流体力学和杠杆原理的雨水弃流装置，其特征在于:所述弃流井(I)的井壁上安装有踏步。5.根据权利要求2所述的一种基于流体力学和杠杆原理的雨水弃流装置，其特征在于:所述井壁导流管(3)的一端固定在进水管(11)的底部，另一端延伸至柔索(23)处;所述井壁导流管(3)通过管卡固定在弃流井(I)的井壁上。6.根据权利要求2所述的一种基于流体力学和杠杆原理的雨水弃流装置，其特征在于:所述井壁导流管(3)管口为45度切角管口，井壁导流管(3)与进水管(11)两管内底齐平。7.根据权利要求1或2所述的一种基于流体力学和杠杆原理的雨水弃流装置，其特征在于:所述空心阀板(21)的空腔体积可依不同区域所要求的弃流时间不同而进行调整，空腔体积V计算公式为V=(q进-q出)t;其中q进为单位时间内的进水量，q出为单位时间内的排水量，t为水流时间。8.根据权利要求7所述的一种基于流体力学和杠杆原理的雨水弃流装置，其特征在于:调整所述q出可通过调整排水孔(211)的孔径或者设置多个排水孔(211)来实现。
【文档编号】E03F5/04GK105839757SQ201610227619
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年4月13日
【发明人】葛万斌, 白学东
【申请人】葛万斌, 白学东