一种智慧型雨水调蓄管网用旋流过滤器及其安装方法与流程

本发明涉及一种智慧型雨水调蓄管网用旋流过滤器及其安装方法。

背景技术：

水是人类生存发展不可替代的资源，是社会经济可持续发展的重要物质基础，是生态环境不可缺少的控制性因素。但是，随着城市化和工业化进程的加快，人口和经济活动的集中，改变了流域排水性能和地貌情况，改变了雨水径流的特性，增加了城市的不透水面积，如街道、屋顶、停车场等，使相当部分流域为不透水表面所覆盖，致使雨水无法直接渗入地下，洼地蓄水大量减少，城市暴雨径流产生的洪涝灾害越发严重，这些土地利用情况的改变大大缩短了降雨到汇流的时间，增加了汇流的速度和径流量，使城市原有管线的排洪能力不堪负重，内涝或水净出现的频率也大大增加。

随着城市化的发展，不渗透地表面积增加，促使雨水径流量增大。如果在城市雨水管道系统上设置较大容积的调蓄池，把雨水径流的洪峰流量暂存其内，待洪峰流量下降后，再将贮存在池内的水慢慢排出，这样调蓄池暂时调蓄了洪峰经流量，削减了洪峰，可以极大地降低下游雨水干管的断面尺寸。而旋流过滤器是雨水调蓄管网中的重要部分，其性能的好坏直接决定了雨水调蓄管网的运行效率。现有技术中的旋流过滤器只能起到过滤分流的作用，不能对流量进行控制，增压不能改变管道的压力，实用性较差。

技术实现要素：

本发明目的在于针对现有技术所存在的不足而提供一种智慧型雨水调蓄管网用旋流过滤器及其安装方法的技术方案，不仅可以实现过滤杂物污垢的作用，而且可以实现对管网中流量的调控，本发明的安装方法，工艺流程简单，可操作性强，能适应不同雨水调蓄管网的使用，提高了旋流过滤器的稳定性和工作效率，能实现流水线生产，提高了旋流过滤器的安装精度。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种智慧型雨水调蓄管网用旋流过滤器，包括筒体和端盖，端盖与筒体之间通过螺纹连接，筒体的侧面上设置有雨水流入管、出水管和排污管，排污管位于雨水流入管的下方，出水管位于雨水流入管和排污管之间，其特征在于：筒体内设置有汇聚腔和缓流腔，汇聚腔位于缓流腔的上方，汇聚腔与缓流腔之间设置有立式阻尼筋，立式阻尼筋上设置有环形卡槽，环形卡槽上设置有过滤斗，过滤斗的上方设置有转轴，转轴上设置有增压叶片，转轴的底部伸入过滤斗内，转轴的顶端通过转动机构连接在端盖的底面上，雨水流入管上设置有流量控制器，雨水流入管的内部设置有第一传感器，出水管内设置有第二传感器；通过立式阻尼筋的设计，不仅可以起到雨水的阻流作用，而且便于形成涡流，提高雨水中杂物污垢的过滤效率，同时立式阻尼筋上的环形卡槽可以用于固定过滤斗，方便过滤斗的安装与拆卸，自由式转轴的设计，可以使增压叶片在雨水的作用下旋转，不需要再接动力即可实现，减少了能量的损耗，提高了杂物污垢的分离效率，防止过滤斗内由于杂物污垢堆积过多而影响雨水的过滤效率，影响雨水调蓄管网的正常运行，第一传感器和第二传感器可以分别将进水量和出水量的信号传递至流量控制器上，通过两个传感器的数字差值即可得到单位流量的大小，便于对雨水调蓄管网进行调控，防止旋流过滤器出现超负荷运行，影响其使用寿命。

进一步，过滤斗包括托架和过滤网，过滤网固定连接在托架的下方，托架的侧面上设置有卡环，卡环与环形卡槽相匹配，通过卡环的设计，方便过滤斗的安装与拆卸，过滤网可以有效地将雨水中的杂物污垢进行分离，提高雨水的利用率，节约水资源。

进一步，增压叶片呈S形排列，S形设计不仅可以增大增压叶片与雨水的接触面积，提高雨水对增压叶片的作用力，而且可以提高转轴的旋转速度，进而实现增压叶片对雨水的增压反作用，实现杂物污垢的快速分离。

进一步，端盖上设置有支撑梁，转动机构包括衔接块和转动块，衔接块与支撑梁之间螺纹连接，转动块固定连接在转轴的顶端，衔接块上设置有凹槽，转动块转动连接在凹槽内，转动块的底端设置有定位块，定位块限位在凹槽的开口处，螺纹连接可以便于衔接块的拆卸与安装，同时可以起到固定的作用，转动块可以在转轴的作用下自由转动，减小了旋转时的摩擦力，定位块可以起到支撑的作用，防止转动块从凹槽中滑出，影响转动机构的正常工作。

进一步，流量控制器的侧面和底面上分别设置有显示屏和电池，流量控制器的另一侧设置有导流板，导流板位于雨水流入管内，导流板固定连接在转动杆上，转动杆的端部设置有第一锥齿轮，流量控制器的顶面上设置有螺帽，螺帽连接有传动杆，传动杆的底端设置有第二锥齿轮，第一锥齿轮与第二锥齿轮相互啮合，电池可以用于提供电能，显示屏则可以将第一传感器和第二传感器上测得的信号进行显示，便于对雨水调蓄管网的流量进行调控，当需要调节时，只需转动螺帽，通过锥齿轮机构即可带动导流板转动，实现对管道内流量的控制。

安装如上述的一种智慧型雨水调蓄管网用旋流过滤器的方法，其特征在于包括如下步骤：

1)管口布设

a、首先根据雨水调蓄管网的规模、分布情况及输水量的大小选择相应大小的筒体，并根据旋流过滤器的安装位置和管网的布设要求确定管口的位置，然后在管口上分别安装雨水流入管、出水管和排污管；

b、接着在雨水流入管的内侧面上安装第一传感器，在出水管的内侧面上安装第二传感器；

c、然后在雨水流入管内安装导流板，用转动轴将导流板进行定位，并在转动轴的端部安装第二锥齿轮，接着在雨水流入管的外侧面上安装流量控制器，使流量控制器内的第一锥齿轮与第二锥齿轮相互啮合，通过转动螺帽带动导流板旋转，实现对雨水流入管内流量的控制；

d、最后在雨水流入管、出水管和排污管的端口处用海绵进行密封；

2)过滤斗安装

a、根据筒体内立式阻尼筋的安装位置和环形卡槽的大小确定过滤斗上卡环的安装位置，并用白色粉末做上标记，然后将托架倒置在三爪卡盘上，在托架与卡盘的接触位置垫上橡胶垫，接着将卡环倒置在托架侧面上的白色标记处，用焊接机将卡环与托架进行焊接；

b、然后取下托架，在托架的下方安装过滤网，过滤网的网孔直径大小满足雨水调蓄管网的过滤要求，过滤网的深度为安装时达到出水管位置的垂直距离，在过滤网与托架的连接处进行焊接；

c、最后将过滤斗的过滤网朝下垂直放入筒体内，直至卡环限位在环形卡槽中，然后转动托架，使卡环与环形卡槽配合牢固；

3)转动机构连接

a、首先将加工好的端盖倒置在水平加工台上，并用夹紧盘将端盖进行固定，在端盖与夹紧盘的接触位置用橡胶垫隔开，夹紧后用攻丝机构在端盖的支撑梁上钻取内螺纹，内螺纹的深度为50～60mm，退刀后对内螺纹孔进行清理；

b、然后选取与内螺纹直径相匹配的衔接块，将衔接块固定在三爪卡盘上，先用车刀在衔接块的端部开设深度为60mm的凹槽，再将衔接块倒置装夹在三爪卡盘上，用车刀在衔接块的外侧面上车与支撑梁上内螺纹相匹配的外螺纹，外螺纹的深度为50～60mm；

c、接着取下衔接块，将衔接块垂直放置在端盖的支撑梁上，然后将衔接块转紧，使衔接块与端盖进行固定连接；

d、再将带有增压叶片的转轴垂直倒置，使转轴端部的转动块限位在衔接块上的凹槽内，并用定位块将转动块进行限位，使转轴自由转动；

4)端盖与筒体安装连接

转动机构连接后，首先松开夹紧盘，用机械臂将端盖进行翻转，使带有转轴的一端竖直朝下，并移动至筒体的上方，然后将端盖进行下放，直至端盖与筒体接触，此时转轴的底端进入过滤斗内，然后松开机械手，通过人工转动端盖，将端盖与筒体进行密封连接；

5)旋流过滤器试运行

a、待筒体与端盖连接结束后，首先拆除雨水流入管、出水管和排污管上的海绵，并将雨水流入管、出水管和排污管分别连接外部管道，然后通入水，观察旋流过滤器的连接部位的气密性；

b、然后通过观察流量控制器上的显示屏，转动螺帽，对雨水流入管内的导流板进行角度调节，进而控制流量大小，经第一传感器和第二传感器将数据传递至显示屏，直至控制精度达到设定的要求；

c、待旋流过滤器试运行结束后，将其安装至雨水调蓄管网的设定位置，与管网系统进行连接，雨水从雨水流入管进入汇聚腔，经腔壁上的立式阻尼筋阻流，杂物污垢靠旋涡中心流动，水流入过滤斗内，使杂物污垢分离，雨水经过滤网过滤后进入缓流腔，经出水管输出，被过滤网阻隔的污水杂物则通过排污管注入排污管网。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

1、通过立式阻尼筋的设计，不仅可以起到雨水的阻流作用，而且便于形成涡流，提高雨水中杂物污垢的过滤效率，同时立式阻尼筋上的环形卡槽可以用于固定过滤斗，方便过滤斗的安装与拆卸；

2、自由式转轴的设计，可以使增压叶片在雨水的作用下旋转，不需要再接动力即可实现，减少了能量的损耗，提高了杂物污垢的分离效率，防止过滤斗内由于杂物污垢堆积过多而影响雨水的过滤效率，影响雨水调蓄管网的正常运行；

3、第一传感器和第二传感器可以分别将进水量和出水量的信号传递至流量控制器上，通过两个传感器的数字差值即可得到单位流量的大小，便于对雨水调蓄管网进行调控，防止旋流过滤器出现超负荷运行，影响其使用寿命；

4、本发明的安装方法，工艺流程简单，可操作性强，能适应不同雨水调蓄管网的使用，提高了旋流过滤器的稳定性和工作效率，能实现流水线生产，提高了旋流过滤器的安装精度。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明一种智慧型雨水调蓄管网用旋流过滤器及其安装方法中旋流过滤器的效果图；

图2为本发明中旋流过滤器的结构示意图；

图3为图1中Ⅰ处的局部放大图；

图4为本发明中过滤斗的结构示意图；

图5为本发明中流量控制器的结构示意图。

图中：1-筒体；2-端盖；3-雨水流入管；4-出水管；5-排污管；6-流量控制器；7-汇聚腔；8-缓流腔；9-转轴；10-增压叶片；11-第一传感器；12-第二传感器；13-过滤斗；14-立式阻尼筋；15-支撑梁；16-衔接块；17-转动块；18-凹槽；19-定位块；20-托架；21-卡环；22-过滤网；23-显示屏；24-电池；25-导流板；26-转动杆；27-第一锥齿轮；28-螺帽；29-传动杆；30-第二锥齿轮。

具体实施方式

如图1至图5所示，为本发明一种智慧型雨水调蓄管网用旋流过滤器，包括筒体1和端盖2，端盖2与筒体1之间通过螺纹连接，筒体1的侧面上设置有雨水流入管3、出水管4和排污管5，排污管5位于雨水流入管3的下方，出水管4位于雨水流入管3和排污管5之间，筒体1内设置有汇聚腔7和缓流腔8，汇聚腔7位于缓流腔8的上方，汇聚腔7与缓流腔8之间设置有立式阻尼筋14，立式阻尼筋14上设置有环形卡槽(图中未标出)，环形卡槽上设置有过滤斗13，过滤斗13包括托架20和过滤网22，过滤网22固定连接在托架20的下方，托架20的侧面上设置有卡环21，卡环21与环形卡槽相匹配，通过卡环21的设计，方便过滤斗13的安装与拆卸，过滤网22可以有效地将雨水中的杂物污垢进行分离，提高雨水的利用率，节约水资源，通过立式阻尼筋14的设计，不仅可以起到雨水的阻流作用，而且便于形成涡流，提高雨水中杂物污垢的过滤效率，同时立式阻尼筋14上的环形卡槽可以用于固定过滤斗13，方便过滤斗13的安装与拆卸。

过滤斗13的上方设置有转轴9，转轴9上设置有增压叶片10，增压叶片10呈S形排列，S形设计不仅可以增大增压叶片10与雨水的接触面积，提高雨水对增压叶片10的作用力，而且可以提高转轴9的旋转速度，进而实现增压叶片10对雨水的增压反作用，实现杂物污垢的快速分离，自由式转轴9的设计，可以使增压叶片10在雨水的作用下旋转，不需要再接动力即可实现，减少了能量的损耗，提高了杂物污垢的分离效率，防止过滤斗13内由于杂物污垢堆积过多而影响雨水的过滤效率，影响雨水调蓄管网的正常运行。

转轴9的底部伸入过滤斗13内，转轴9的顶端通过转动机构连接在端盖2的底面上，端盖2上设置有支撑梁15，转动机构包括衔接块16和转动块17，衔接块16与支撑梁15之间螺纹连接，转动块17固定连接在转轴9的顶端，衔接块16上设置有凹槽18，转动块17转动连接在凹槽18内，转动块17的底端设置有定位块19，定位块19限位在凹槽18的开口处，螺纹连接可以便于衔接块16的拆卸与安装，同时可以起到固定的作用，转动块17可以在转轴9的作用下自由转动，减小了旋转时的摩擦力，定位块19可以起到支撑的作用，防止转动块17从凹槽18中滑出，影响转动机构的正常工作。

雨水流入管3上设置有流量控制器6，雨水流入管3的内部设置有第一传感器11，出水管4内设置有第二传感器12，流量控制器6的侧面和底面上分别设置有显示屏23和电池24，流量控制器6的另一侧设置有导流板25，导流板25位于雨水流入管3内，导流板25固定连接在转动杆26上，转动杆26的端部设置有第一锥齿轮27，流量控制器6的顶面上设置有螺帽28，螺帽28连接有传动杆29，传动杆29的底端设置有第二锥齿轮30，第一锥齿轮27与第二锥齿轮30相互啮合，电池24可以用于提供电能，显示屏23则可以将第一传感器11和第二传感器12上测得的信号进行显示，便于对雨水调蓄管网的流量进行调控，当需要调节时，只需转动螺帽28，通过锥齿轮机构即可带动导流板25转动，实现对管道内流量的控制，第一传感器11和第二传感器12可以分别将进水量和出水量的信号传递至流量控制器6上，通过两个传感器的数字差值即可得到单位流量的大小，便于对雨水调蓄管网进行调控，防止旋流过滤器出现超负荷运行，影响其使用寿命。

安装如上述的一种智慧型雨水调蓄管网用旋流过滤器的方法，包括如下步骤：

1)管口布设

a、首先根据雨水调蓄管网的规模、分布情况及输水量的大小选择相应大小的筒体1，并根据旋流过滤器的安装位置和管网的布设要求确定管口的位置，然后在管口上分别安装雨水流入管3、出水管4和排污管5，雨水流入管、出水管和排污管的型号大小可以根据管网实际调蓄能力的需要进行选择，使之与旋流过滤器的处理能力相匹配；

b、接着在雨水流入管3的内侧面上安装第一传感器11，在出水管4的内侧面上安装第二传感器12，通过两个传感器可以分别测量相应管道的实际流量大小，减小调节的误差；

c、然后在雨水流入管3内安装导流板25，用转动轴将导流板25进行定位，并在转动轴的端部安装第二锥齿轮30，接着在雨水流入管3的外侧面上安装流量控制器6，使流量控制器6内的第一锥齿轮27与第二锥齿轮30相互啮合，通过转动螺帽28带动导流板25旋转，实现对雨水流入管3内流量的控制；

d、最后在雨水流入管3、出水管4和排污管5的端口处用海绵进行密封，防止灰尘杂质等进入到筒体内部；

第一传感器和第二传感器的型号均为EFT-W，其易于调试，在特殊应用中可自动校正、所有的测量参数均可独立调节、输出4～20mA，可设定两对报警输出接点、宽量程测量，最小流量为0.3m/s。

2)过滤斗安装

a、根据筒体1内立式阻尼筋14的安装位置和环形卡槽的大小确定过滤斗13上卡环21的安装位置，并用白色粉末做上标记，然后将托架20倒置在三爪卡盘上，在托架20与卡盘的接触位置垫上橡胶垫，接着将卡环21倒置在托架20侧面上的白色标记处，用焊接机将卡环21与托架20进行焊接；

b、然后取下托架20，在托架20的下方安装过滤网22，过滤网22的网孔直径大小满足雨水调蓄管网的过滤要求，过滤网22的深度为安装时达到出水管4位置的垂直距离，在过滤网22与托架20的连接处进行焊接；

c、最后将过滤斗13的过滤网22朝下垂直放入筒体1内，直至卡环21限位在环形卡槽中，然后转动托架20，使卡环21与环形卡槽配合牢固；

3)转动机构连接

a、首先将加工好的端盖2倒置在水平加工台上，并用夹紧盘将端盖2进行固定，在端盖2与夹紧盘的接触位置用橡胶垫隔开，夹紧后用攻丝机构在端盖2的支撑梁15上钻取内螺纹，内螺纹的深度为50～60mm，退刀后对内螺纹孔进行清理；

b、然后选取与内螺纹直径相匹配的衔接块16，将衔接块16固定在三爪卡盘上，先用车刀在衔接块16的端部开设深度为60mm的凹槽18，再将衔接块16倒置装夹在三爪卡盘上，用车刀在衔接块16的外侧面上车与支撑梁15上内螺纹相匹配的外螺纹，外螺纹的深度为50～60mm；

c、接着取下衔接块16，将衔接块16垂直放置在端盖2的支撑梁15上，然后将衔接块16转紧，使衔接块16与端盖2进行固定连接；

d、再将带有增压叶片10的转轴9垂直倒置，使转轴9端部的转动块17限位在衔接块16上的凹槽18内，并用定位块19将转动块17进行限位，使转轴9自由转动；

4)端盖与筒体安装连接

转动机构连接后，首先松开夹紧盘，用机械臂将端盖2进行翻转，使带有转轴9的一端竖直朝下，并移动至筒体1的上方，然后将端盖2进行下放，直至端盖2与筒体1接触，此时转轴9的底端进入过滤斗13内，然后松开机械手，通过人工转动端盖2，将端盖2与筒体1进行密封连接；

5)旋流过滤器试运行

a、待筒体1与端盖2连接结束后，首先拆除雨水流入管3、出水管4和排污管5上的海绵，并将雨水流入管3、出水管4和排污管5分别连接外部管道，然后通入水，观察旋流过滤器的连接部位的气密性；

b、然后通过观察流量控制器6上的显示屏23，转动螺帽28，对雨水流入管3内的导流板25进行角度调节，进而控制流量大小，经第一传感器11和第二传感器12将数据传递至显示屏23，直至控制精度达到设定的要求；

c、待旋流过滤器试运行结束后，将其安装至雨水调蓄管网的设定位置，与管网系统进行连接，雨水从雨水流入管3进入汇聚腔7，经腔壁上的立式阻尼筋14阻流，杂物污垢靠旋涡中心流动，水流入过滤斗13内，使杂物污垢分离，雨水经过滤网22过滤后进入缓流腔8，经出水管4输出，被过滤网22阻隔的污水杂物则通过排污管5注入排污管5网。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。