一种市政雨水收集系统的制作方法

1.本发明属于雨水收集领域，尤其涉及一种市政雨水收集系统。


背景技术：

2.目前：随着现代物质生活水平的逐渐升高，水资源的浪费逐渐严重，城市用水和生活用水等则加速水资源的消耗，因此水资源的可循环利用也成为亟需突破的技术关卡。在自然灾害中也包括降雨量过多的情况，严重影响人们生活和安全，在除了城市排水系统更新优化的方面，及时加快雨水排放，减轻城市排水系统的压力也是另一需要解决的问题。
3.目前，通过检索，中国专利公开号cn206538843u公开了一种预埋式市政雨水收集系统，该实用新型通过通槽将广场地板上的雨水收集至蓄水箱里，当蓄水箱快要装满时，雨水可通过溢流箱排出。
4.中国专利公开号cn203625966u，公开了一种雨水收集再利用系统，包括屋顶雨水收集管、地面雨水收集池，屋顶雨水收集管、地面雨水收集池将收集的雨水汇集于地下蓄水池，地下蓄水池内的雨水通过水泵抽至屋顶蓄水池，屋顶蓄水池内的雨通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
5.(1)没有完备的过滤装置，无法清除雨水中的重金属，在利用雨水进行植物灌溉时很可能造成植物枯萎。
6.(2)无法在降雨量过大时像下排放雨水，不能起到降低城市排水压力的作用。
7.(3)主要采用的是物理装置，无法与控制系统相结合，不能通过自动化的方式对装置进行控制。
8.(4)不能准确检测土壤水分数据及水位数据。


技术实现要素：

9.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种市政雨水收集系统。
10.本发明是这样实现的，一种市政雨水收集系统，包括设备连接板、雨水分离器、污垢存储箱、过滤体、雨水存储箱、高压喷头、雨水渗透器、外设连接管；
11.所述一种市政雨水收集系统还包括：主控制模块、土壤水分检测模块、压力感应模块、水位感应模块、清洁控制模块、灌溉模块、排水控制模块。
12.进一步设备连接板是一端带有突出卡扣，另一端带有凹槽的设备顶板，设备连接板可通过突出卡扣进行连接，增加设备的容积及覆盖面积。
13.进一步，雨水分离器通过旋转装置，将地面的雨水进行旋转下落，旋转过程可引导路面较大的垃圾、污垢等与雨水进行分离，将垃圾存储在雨水存储箱内，将雨水导入过滤体中，实现初步的雨水分离。
14.进一步，污垢存储箱，用于存储权利要求3中所述分离后的垃圾和污垢，最后由人工进行清理垃圾；所述箱体内安装有高压喷头，在箱体内污垢过多时，清空箱体存水，进行高压喷射实现清洗箱体内污垢的效果。
15.进一步，过滤体是由三层过滤成分组成，分别包括沸石分子筛颗粒、活性炭、多元滤芯，其中所述沸石分子筛颗粒，用于离子交换和吸附性能，从污水中吸附重金属离子；所述活性炭，用于吸附雨水中的氯、重金属、有机物等成分；所述多元滤芯，进一步净化雨水。所述过滤体与雨水存储箱连接，通过三层过滤机制，得到净化后的雨水用于存储、灌溉等。
16.进一步，所述过滤体部分安装由压差变送器，通过对过滤体部分的压差感应，检测是否上下压力差过大；若超过阈值，则表明过滤体饱和，需要更换、清洁。
17.进一步，雨水存储箱用于存储经过过滤体后的纯净雨水；所述箱体内安装有高压喷头，在箱体内污垢过多时，清空箱体存水，进行高压喷射实现清洗箱体内污垢的效果；所述箱体外部安装有外设连接管，用于接通灌溉装置，在系统控制下选择是否需要灌溉操作。
18.进一步，雨水渗透器是安装于雨水存储箱下部，深入地下的装置，可根据需要延长渗透器，达到所需要的深度；所述雨水渗透器的外壁设有可开关的卡槽，当雨水存储箱内部容积不足时，可选择进行向下排水。
19.进一步，主控制模块，连接其他子模块，用于控制整个雨水收集系统；
20.土壤水分检测模块，是设置于设备外部，在不同深度安装土壤水分检测仪，将所检测到的数值返回到主主控制模块，确定是否需要进行灌溉，或不需要灌溉时进行排水操作；
21.压力感应模块，是设置于过滤体部分的压差变送器的检测数值，用于检测压力差，确定过滤体是否饱和；
22.水位感应模块，用于检测雨水存储箱内的水位变化，当水位过高、容积不足时，选择进行灌溉或排水；
23.清洁控制模块，用于控制高压喷头，当启动清洁时进行高压喷投工作模式的控制；
24.灌溉模块，连接外设的灌溉系统，当土壤水分低于阈值时，选择进行灌溉；
25.排水控制模块，用于控制雨水渗透器，选择排水模式。
26.所述土壤水分检测模块检测方法如下：
27.(1)在不同位置、不同深度安装土壤水分检测仪；
28.(2)将土壤水分检测仪进行编号；通过在土壤水分检测仪的输出频率中加入偏移量，使得每一个土壤水分检测仪的输出频率范围被偏移到互不重叠的频带内，在相邻土壤水分检测仪之间设置保护频带；其中，每一个水分土壤传感器中的电阻和电容的计算公式如下：
[0029][0030][0031]
式中，cp为电容的电容值，r为电阻的电阻值，fmax、fmin分别为分配频带的上下限值，cmax、cmin分别为土壤含水量最大值和最小值对应的电容值；
[0032]
(3)通过土壤水分检测仪获取不同位置、不同深度的土壤水分数据。
[0033]
进一步，所述水位感应模块感应方法如下：
[0034]
1)配置电压检测器检测参数，通过电压检测器获取水位检测电极上的电压值；并
对电压值进行校准处理；检测所述电压值在预设时间内的电压波动值；
[0035]
2)在获取所述水位检测电极的电压值以后，将所述电压值与预设的第二电压阈值相比较；
[0036]
3)根据比较结果和所述电压波动值的大小对雨水存储箱的水位进行判断；
[0037]
进一步，所述根据比较结果和所述电压波动值的大小对雨水存储箱的水位进行判断包括：
[0038]
比较第一电压波动值与预设的第一电压阈值；
[0039]
当在所述预设时间内，检测出第一电压波动值保持小于或等于所述第一电压阈值，且所述电压值大于或等于所述第二电压阈值时，判定所述雨水存储箱的水位一直低于第一水位检测电极的位置；
[0040]
当在所述预设时间内，检测出所述第一电压波动值保持小于或等于所述第一电压阈值，且所述电压值小于所述第二电压阈值时，判定所述雨水存储箱的水位一直高于或等于所述第一水位检测电极的位置；
[0041]
当在所述预设时间内，检测出所述第一电压波动值大于所述第一电压阈值，且波动后的所述电压值大于或等于所述第二电压阈值时，判定所述雨水存储箱的水位由高于或等于所述第一水位检测电极的位置变化为低于所述第一水位检测电极的位置；以及，
[0042]
当在所述预设时间内，检测出所述第一电压波动值大于所述第一电压阈值，且波动后的所述电压值小于所述第二电压阈值时，判定所述雨水存储箱的水位由低于所述第一水位检测电极的位置变化为高于或等于所述第一水位检测电极的位置。
[0043]
进一步，所述获取水位检测电极上的电压值包括：
[0044]
每隔预设的检测周期对一个或多个所述水位检测电极上的电压进行检测，以获取一个或多个所述电压值；
[0045]
所述检测所述电压值在预设时间内的电压波动值包括：
[0046]
获取在所述预设时间内检测出的每个水位检测电极对应的多个电压值；
[0047]
对所述多个电压值中相邻的电压值求差计算出每个水位检测电极对应的一个或多个电压波动值；
[0048]
其中，所述预设时间≥2
×
所述检测周期。
[0049]
进一步，所述根据比较结果和所述电压波动值的大小对雨水存储箱的水位进行判断还包括：
[0050]
当在所述预设时间内，检测出所述第一电压波动值大于所述第一电压阈值，且波动后的所述电压值小于所述第二电压阈值，波动后的第二电压波动值小于或等于所述第一电压阈值时，判定所述雨水存储箱的水位保持高于或等于所述第一水位检测电极的位置。
[0051]
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：
[0052]
第一、针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度，紧密结合本发明的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等，详细、深刻地分析本发明技术方案如何解决的技术问题，解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果。具体描述如下：
[0053]
本发明实现了对雨水的多层分离和过滤机制，除掉雨水中的垃圾、污垢、重金属等物质，实现用雨水进行植物灌溉时，避免伤害植物，使得植物枯萎。增加自动化控制系统，将分模块进行控制整个雨水收集系统的运行。增加深入地下的雨水渗透系统，在降水量多大，
城市排水系统无法承担压力时，可进行辅助排水，将雨水排放到地下深层。
[0054]
第二，把技术方案看做一个整体或者从产品的角度，本发明所要保护的技术方案具备的技术效果和优点，具体描述如下：
[0055]
本发明增加可延长的设备顶板装置，通过卡扣的方式将设备进行延长，可适用于多种场景，并为路边绿化带的灌溉收集系统提供了新的思路。自动化控制实现自由切换系统工作机制，并且可通过控制系统对设备进行控制，人为选择当前所需要的工作模式，达到真正的雨水可循环应用、更加贴近人类生活的效果；另外，本技术通过土壤水分检测模块可以准确检测土壤水分数据；通过水位感应模块可以准确检测水位数据。
附图说明
[0056]
图1是本发明实施例提供的一种市政雨水收集系统。
[0057]
图2是本发明实施例提供的雨水收集系统中所述的过滤体装置。
[0058]
图3是本发明实施例提供的市政雨水收集系统的控制系统。
[0059]
图中：1、设备连接板；2、雨水分离器；3、污垢存储箱；4、过滤体；5、雨水存储箱；6、雨水渗透器；7、外设连接管；8、高压喷头；41、沸石分子筛颗粒；42、活性炭；43、多元滤芯。
具体实施方式
[0060]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0061]
一、解释说明实施例。为了使本领域技术人员充分了解本发明如何具体实现，该部分是对权利要求技术方案进行展开说明的解释说明实施例。
[0062]
如图1、2、3所示，一种市政雨水收集系统，包括设备连接板1、雨水分离器2、污垢存储箱3、过滤体4、雨水存储箱5、雨水渗透器6、外设连接管7、高压喷头8；
[0063]
所述一种市政雨水收集系统还包括：主控制模块、土壤水分检测模块、压力感应模块、水位感应模块、清洁控制模块、灌溉模块、排水控制模块。
[0064]
设备连接板1是一端带有突出卡扣，另一端带有凹槽的设备顶板，设备连接板1可通过突出卡扣进行连接，增加设备的容积及覆盖面积。
[0065]
雨水分离器2通过旋转装置，将地面的雨水进行旋转下落，旋转过程可引导路面较大的垃圾、污垢等与雨水进行分离，将垃圾存储在雨水存储箱内，将雨水导入过滤体中，实现初步的雨水分离。
[0066]
污垢存储箱3，用于存储权利要求3中所述分离后的垃圾和污垢，最后由人工进行清理垃圾；所述箱体内安装有高压喷头8，在箱体内污垢过多时，清空箱体存水，进行高压喷射实现清洗箱体内污垢的效果。
[0067]
过滤体4是由三层过滤成分组成，分别包括沸石分子筛颗粒41、活性炭42、多元滤芯43，其中所述沸石分子筛颗粒41，用于离子交换和吸附性能，从污水中吸附重金属离子；所述活性炭42，用于吸附雨水中的氯、重金属、有机物等成分；所述多元滤芯43，进一步净化雨水。所述过滤体与雨水存储箱连接，通过三层过滤机制，得到净化后的雨水用于存储、灌溉等。
[0068]
所述过滤体4部分安装由压差变送器，通过对过滤体部分的压差感应，检测是否上下压力差过大；若超过阈值，则表明过滤体饱和，需要更换、清洁。
[0069]
雨水存储箱5用于存储经过过滤体后的纯净雨水；所述箱体内安装有高压喷头8，在箱体内污垢过多时，清空箱体存水，进行高压喷射实现清洗箱体内污垢的效果；所述箱体外部安装有外设连接管7，用于接通灌溉装置，在系统控制下选择是否需要灌溉操作。
[0070]
雨水渗透器6是安装于雨水存储箱下部，深入地下的装置，可根据需要延长渗透器，达到所需要的深度；所述雨水渗透器6的外壁设有可开关的卡槽，当雨水存储箱5内部容积不足时，可选择进行向下排水。
[0071]
主控制模块，连接其他子模块，用于控制整个雨水收集系统；
[0072]
土壤水分检测模块，是设置于设备外部，在不同深度安装土壤水分检测仪，将所检测到的数值返回到主主控制模块，确定是否需要进行灌溉，或不需要灌溉时进行排水操作；
[0073]
压力感应模块，是设置于过滤体4部分的压差变送器的检测数值，用于检测压力差，确定过滤体4是否饱和；
[0074]
水位感应模块，用于检测雨水存储箱5内的水位变化，当水位过高、容积不足时，选择进行灌溉或排水；
[0075]
清洁控制模块，用于控制高压喷头8，当启动清洁时进行高压喷投工作模式的控制；
[0076]
灌溉模块，连接外设的灌溉系统，当土壤水分低于阈值时，选择进行灌溉；
[0077]
排水控制模块，用于控制雨水渗透器，选择排水模式。
[0078]
本发明提供的土壤水分检测模块检测方法如下：
[0079]
(1)在不同位置、不同深度安装土壤水分检测仪；
[0080]
(2)将土壤水分检测仪进行编号；通过在土壤水分检测仪的输出频率中加入偏移量，使得每一个土壤水分检测仪的输出频率范围被偏移到互不重叠的频带内，在相邻土壤水分检测仪之间设置保护频带；其中，每一个水分土壤传感器中的电阻和电容的计算公式如下：
[0081][0082][0083]
式中，cp为电容的电容值，r为电阻的电阻值，fmax、fmin分别为分配频带的上下限值，cmax、cmin分别为土壤含水量最大值和最小值对应的电容值；
[0084]
(3)通过土壤水分检测仪获取不同位置、不同深度的土壤水分数据。
[0085]
本发明提供的水位感应模块感应方法如下：
[0086]
1)配置电压检测器检测参数，通过电压检测器获取水位检测电极上的电压值；并对电压值进行校准处理；检测所述电压值在预设时间内的电压波动值；
[0087]
2)在获取所述水位检测电极的电压值以后，将所述电压值与预设的第二电压阈值相比较；
[0088]
3)根据比较结果和所述电压波动值的大小对雨水存储箱的水位进行判断；
[0089]
本发明提供的根据比较结果和所述电压波动值的大小对雨水存储箱的水位进行判断包括：
[0090]
比较第一电压波动值与预设的第一电压阈值；
[0091]
当在所述预设时间内，检测出第一电压波动值保持小于或等于所述第一电压阈值，且所述电压值大于或等于所述第二电压阈值时，判定所述雨水存储箱的水位一直低于第一水位检测电极的位置；
[0092]
当在所述预设时间内，检测出所述第一电压波动值保持小于或等于所述第一电压阈值，且所述电压值小于所述第二电压阈值时，判定所述雨水存储箱的水位一直高于或等于所述第一水位检测电极的位置；
[0093]
当在所述预设时间内，检测出所述第一电压波动值大于所述第一电压阈值，且波动后的所述电压值大于或等于所述第二电压阈值时，判定所述雨水存储箱的水位由高于或等于所述第一水位检测电极的位置变化为低于所述第一水位检测电极的位置；以及，
[0094]
当在所述预设时间内，检测出所述第一电压波动值大于所述第一电压阈值，且波动后的所述电压值小于所述第二电压阈值时，判定所述雨水存储箱的水位由低于所述第一水位检测电极的位置变化为高于或等于所述第一水位检测电极的位置。
[0095]
本发明提供的获取水位检测电极上的电压值包括：
[0096]
每隔预设的检测周期对一个或多个所述水位检测电极上的电压进行检测，以获取一个或多个所述电压值；
[0097]
所述检测所述电压值在预设时间内的电压波动值包括：
[0098]
获取在所述预设时间内检测出的每个水位检测电极对应的多个电压值；
[0099]
对所述多个电压值中相邻的电压值求差计算出每个水位检测电极对应的一个或多个电压波动值；
[0100]
其中，所述预设时间≥2
×
所述检测周期。
[0101]
本发明提供的根据比较结果和所述电压波动值的大小对雨水存储箱的水位进行判断还包括：
[0102]
当在所述预设时间内，检测出所述第一电压波动值大于所述第一电压阈值，且波动后的所述电压值小于所述第二电压阈值，波动后的第二电压波动值小于或等于所述第一电压阈值时，判定所述雨水存储箱的水位保持高于或等于所述第一水位检测电极的位置。
[0103]
二、应用实施例。为了证明本发明的技术方案的创造性和技术价值，该部分是对权利要求技术方案进行具体产品上或相关技术上的应用的应用实施例。
[0104]
本发明所述的一种市政雨水收集系统，在收集到雨水后，可经过分离和过滤，存储在雨水存储箱内，当检测到土壤水分过低时，则进行灌溉，灌溉后的植物并不会受到雨水重金属等成分的危害，实现了有效过滤。
[0105]
本发明所述的一种市政雨水收集系统，可应用在条形绿化带中，设置于地下，不仅节省空间，还实现了整条绿化带长度的设备安装，增加雨水存储量，也为降水量过多时为排水减压。
[0106]
应当注意，本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系
统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、cd或dvd-rom的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现，也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。
[0107]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。