一种可调式自动弃流型雨水收集利用系统的制作方法

本发明涉及雨水收集综合利用技术领域，具体涉及一种可调式自动弃流型雨水收集利用系统。

背景技术：

水是不可替代的极为宝贵的自然资源。世界上许多地区都处于水资源枯竭的边缘，中国也是水资源贫乏的国家，人均可用水量只有2300m³，仅为世界平均水平的1/4，并且其分布极不均衡。雨水作为一种天然的水资源，若能合理利用，不仅能节约自来水，而且还有利于生态平衡，符合当前积极倡导的海绵城市建设工作。

雨水收集主要采用管道输送方法，将雨水直接接入雨水储存池，由于早期的雨水通常存在较大的污染，若不使用弃流装置，污染严重的初期雨水也会被收集起来，所以现有技术的雨水收集装置主要包括进水装置、弃流装置以及过滤装置。当前，国内外均广泛采用初期弃流池收集初期较脏的屋面雨水，而回收后期较清洁的雨水。中国专利第C N101886409B号公开了一种“立式屋面雨水自动初期弃流装置”，机体侧部通过隔板分隔为弃流排水槽和弃流进水渠，弃流排水槽下部与排水管相通，弃流进水渠与弃流临时贮槽相通，弃流临时贮槽左上角的固定导杆段安装有浮球装置。中国专利第CN 101886408B号公开了一种“卧式初期雨水弃流装置”，在进水槽后部设分流板，将进水槽后端分成大小不等的两部分，分流板左侧设弃流分流收集孔，其与进水槽后端部下方的弃流收集室相通，分流板右侧端部下方设弃流分流排出孔，在浮块滑动槽内设浮块，浮块上方前壁设弃流旁流孔，孔的另一侧为垂直向的弃流旁流槽。中国专利第CN 201906513U号公开了一种“一种雨水弃流过滤装置”，包括位于排污口上方的半圆球，使用杠杆悬吊半圆球，杠杆另一端通过弹簧连接调节旋钮；旋动该调节旋钮，可以调节该弹簧的拉力，从而调节雨水弃流量大小。该装置利用雨水自然增大的过程和重力自然流动的特点完成了降雨初期污染雨水的弃流，中期干净雨水的收集，后期杂物排放。虽然上述专利虽可实现雨水收集再利用，但通常造价偏高，影响屋面雨水利用设施的推广；部分结构简单的弃流装置又存在工作过程不稳定，难以控制弃流量等缺点。中国专利号201510772003.1公开了一种雨水收集系统中的弃流装置，其虽然具有成本较低、结构简单且工作稳定的优点，但是其对何时关闭输水管从静水管进行收集雨水没有实现有效的控制，因此存在在初期收集的雨水可能会含有较多的污染物或者浪费干净的雨水的情况出现，因此使用效果并不理想。

为此，有必要研发一种可以有效控制雨水收集时机，保证在初期收集的雨水不含有污染物和杜绝在初期收集雨水钱存在浪费干净的雨水的现象出现的雨水收集利用系统，即一种可调式自动弃流型雨水收集利用系统。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可调式自动弃流型雨水收集利用系统，解决了目前现有技术中普遍存在的在初期收集的雨水可能会含有较多的污染物或者浪费干净的雨水的情况出现，使用效果不理想的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明中一种可调式自动弃流型雨水收集利用系统，包括与雨水收集系统中的进水装置连通的来水管、与来水管连通用于收集雨水的弃流箱、设置在来水管与弃流箱连通处用于当弃流箱内储存的雨水大于一定量后堵住来水管与弃流箱连通处的控制机构以及与来水管连通的净水管，且弃流箱底部还设有用于将弃流箱内的雨水排出的排水机构；所述排水结构纵向依次连接有沉淀池、净化池、蓄水池，蓄水池的一端通过水管与总蓄水池连通，总蓄水池内设置有澄清池，所述澄清池内部安装有水泵；弃流箱上端还连接有限流管，所述限流管与所述排水机构连通。

优选地，所述控制机构包括设于弃流箱内的浮球、固定在所述弃流箱内侧壁的支架，与支架转动连接的转轮、用于固定连接所述浮球和转轮的固定杆一、与固定杆一处于同一平面内并固定连接于所述转轮的固定杆二、与所述固定杆二转动连接的摇杆、连杆、分别与所述摇杆和连杆转动连接的转轴，与所述固定杆一处于同一平面内并固定在在所述弃流箱内侧壁的支撑旋转轴、单向转盘和固定于单向转盘侧边的垫片，所述弃流箱内侧壁于所述垫片圆形运动轨迹重合处开有进水口；所述支撑旋转轴与单向转盘的转轴固定连接，所述单向转盘与连杆固定连接。

优选地，净水管与来水管连通处的水平面位置高于弃流箱箱内所述限流管所处的水平位置。

优选地，所述浮球的质量G₁的计算公式如下：

G₁＝(G₂﹒L₂﹒L₄)/(L₁﹒L₃)；

式中，L₁为浮球重心沿竖直方向上与第一矩心转轮的转轴的距离，L₂为摇杆承载力F的方向上与第一矩心转轮的转轴的距离，L₃为摇杆承载力F与第二矩心单向转盘的转轴的距离，G₂为单向转盘和垫片的质量之和，L₄为单向转盘和垫片整体的重心处与与第二矩心单向转盘的转轴的距离；

优选地，弃流箱内污水的密度ρ的计算公式如下：

ρ＝G₁/gV；

式中，g为重力与质量的比值，V为弃流箱内所述限流管以下部分箱体体积与浮球的体积差。

优选地，当所述雨水的密度与所述弃流箱内污水的密度ρ相等时，浮球下降，直至垫片完全遮堵住进水口。

优选地，所述浮球与固定杆一可拆卸式固定连接。

优选地，所述排水装置包括设置在弃流箱底部的弃流出口、设置在弃流出口上的弃流管以及设置在弃流管上的阀门，所述弃流管与限流管均连通于所述沉淀池。

优选地，所述垫片的直径大于所述进水口的直径。

本发明的有益效果在于，

(1)本发明提供的可调式自动弃流型雨水收集利用系统可以收集降雨初期较脏的雨水，并可以通过排水管道将其弃流，或者直接将其排到散水上或者附近的草地上；

(2)本发明提供的可调式自动弃流型雨水收集利用系统可以自动根据所要收集雨水洁净程度来调节浮球的重量，当需要的雨水洁净度和未沾地雨水纯净度相同，则通过可拆卸式安装固定浮球和固定杆一，设定浮球的重量与未沾地雨水在所述弃流箱内的浮力相同，即可得到该可调式自动弃流型雨水收集利用系统在前期和后期收集到的雨水纯净度均和未沾地雨水纯净度相同；当需要的雨水洁净度要求不高，可以低于未沾地雨水纯净度时，可以设定浮球的重量大于未沾地雨水在所述弃流箱内的浮力即可；收集降雨后将洁净雨水依次连接有沉淀池、净化池、蓄水池，雨水净化采用自然净化，环保卫生；

(3)本发明提供的可调式自动弃流型雨水收集利用系统统能够实现自动弃除分流初期较脏的雨水，保证收集到的雨水纯净度与未沾地雨水纯净度相同，解决了目前现有技术中普遍存在的在初期收集的雨水可能会含有较多的污染物或者浪费干净的雨水的情况出现，使用效果不理想的问题；

(4)本发明提供的可调式自动弃流型雨水收集利用系统统能有效的利用了雨水，形成了淡水资源的循环利用，结构简单，没有地域环境的限制，应用广泛，从而降低雨水的处理成本、实现较好的经济效益；

(5)本发明提供的可调式自动弃流型雨水收集利用系统中所述净水管与来水管连通处的水平面位置高于弃流箱内限流管的水平位置，这样设置在弃流箱内的水位没有到达一定水位线时，来水管内的水是不会从净水管内流出的，这样保证了弃流装置能正常工作，将前期含有大量脏物的雨水全部舍去。

附图说明

图1为本发明所述的一种可调式自动弃流型雨水收集利用系统的结构示意图；

图2为本发明所述的一种可调式自动弃流型雨水收集利用系统中控制机构的结构示意图；

图3为本发明所述的一种可调式自动弃流型雨水收集利用系统中控制结构局部横截面的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1-3所示，一种可调式自动弃流型雨水收集利用系统，包括与雨水收集系统中的进水装置连通的来水管1、与来水管1连通用于收集雨水的弃流箱2、设置在来水管1与弃流箱2连通处用于当弃流箱2内储存的雨水大于一定量后堵住来水管1与弃流箱2连通处的控制机构以及与来水管1连通的净水管3，且所述弃流箱1底部还设有用于将弃流箱2内的雨水排出的排水机构；所述排水结构纵向依次连接有沉淀池、净化池、蓄水池，蓄水池的一端通过水管与总蓄水池连通，所述总蓄水池内设置有澄清池，所述澄清池内部安装有水泵；所述弃流箱2上端还连接有限流管6，所述限流管6与所述排水机构连通。

值得注意的是，所述控制机构包括设于弃流箱2内的浮球4、固定在所述弃流箱2内侧壁的支架9，与所述支架9转动连接的转轮10、用于固定连接所述浮球4和转轮10的固定杆一5、与所述固定杆一5处于同一平面内并固定连接于所述转轮10的固定杆二11、与所述固定杆二11转动连接的摇杆12、连杆14、分别与所述摇杆12和连杆14转动连接的转轴13，与所述固定杆一5处于同一平面内并固定在在所述弃流箱2内侧壁的支撑旋转轴15、单向转盘16和固定于单向转盘16侧边的垫片17，所述弃流箱2内侧壁于所述垫片17圆形运动轨迹重合处开有进水口18；所述支撑旋转轴15与单向转盘16的转轴固定连接，所述单向转盘16与连杆14固定连接。

在本实施例中，所述净水管3与来水管1连通处的水平面位置高于弃流箱2箱内所述限流管6所处的水平位置。

另外，根据力矩定理，所述浮球4的质量G₁的计算公式如下：

G₁＝(G₂﹒L₂﹒L₄)/(L₁﹒L₃)；

式中，L₁为浮球4重心沿竖直方向上与第一矩心转轮10的转轴的距离，L₂为摇杆12承载力F的方向上与第一矩心转轮10的转轴的距离，L₃为摇杆12承载力F与第二矩心单向转盘16的转轴的距离，G₂为单向转盘16和垫片17的质量之和，L₄为单向转盘16和垫片17整体的重心处与与第二矩心单向转盘16的转轴的距离；

根据力矩定理，所述弃流箱2内污水的密度ρ的计算公式如下：

ρ＝G₁/gV；

式中，g为重力与质量的比值，V为弃流箱2内所述限流管6以下部分箱体体积与浮球4的体积差。

当所述雨水的密度与所述弃流箱2内污水的密度ρ相等时，浮球4下降，直至垫片17完全遮堵住进水口18。所述浮球4与固定杆一5可拆卸式固定连接。

本发明的工作原理在于，当弃流箱2内的水位上升时，可抬升浮球4，浮球4的抬升将带动球体5转动，最终带动只能沿一转动方向转动的单向转盘16转动，单向转盘16带动垫片17向下方运动，由于刚开始收集到的雨水含颗粒物污染物较多，水的浮力较大，使得浮球4一下子处于最高位置，此时单向转盘16带动垫片17向下方运动至最低处位置，等到弃流箱2内积水至限流管6内开始限流时，弃流箱2内积水的纯净度慢慢变高的同时，浮球4开始下降，单向转盘16带动垫片17开始上升，当浮球4的重力与所需纯净度的雨水在所述弃流箱内的浮力相同时，垫片17刚好堵住进水口18，此时，收集到的雨水将通过净水管3依次进入到沉淀池、净化池、蓄水池中进行自然进化。

根据所要收集雨水洁净程度来调节浮球的重量，当需要的雨水洁净度和未沾地雨水纯净度相同，则通过可拆卸式安装固定浮球和固定杆一，设定浮球的重量与未沾地雨水在所述弃流箱内的浮力相同，即可得到该可调式自动弃流型雨水收集利用系统在前期和后期收集到的雨水纯净度均和未沾地雨水纯净度相同；当需要的雨水洁净度要求不高，可以低于未沾地雨水纯净度时，可以设定浮球的重量大于未沾地雨水在所述弃流箱内的浮力即可；收集降雨后将洁净雨水依次连接有沉淀池、净化池、蓄水池，雨水净化采用自然净化，环保卫生。

在本实施例中，所述排水装置包括设置在弃流箱2底部的弃流出口、设置在弃流出口上的弃流管7以及设置在弃流管7上的阀门8，所述弃流管7与限流管6均连通于所述沉淀池。

在本实施例中，所述垫片17的直径大于所述进水口18的直径

基于上述，提供的可调式自动弃流型雨水收集利用系统可以收集降雨初期较脏的雨水，并可以通过排水管道将其弃流，或者直接将其排到散水上或者附近的草地上；能够实现自动弃除分流初期较脏的雨水，保证收集到的雨水纯净度与未沾地雨水纯净度相同，解决了目前现有技术中普遍存在的在初期收集的雨水可能会含有较多的污染物或者浪费干净的雨水的情况出现，使用效果不理想的问题；并且本发明能有效的利用了雨水，形成了淡水资源的循环利用，结构简单，没有地域环境的限制，应用广泛，从而降低雨水的处理成本、实现较好的经济效益；所述净水管与来水管连通处的水平面位置高于弃流箱内限流管的水平位置，这样设置在弃流箱内的水位没有到达一定水位线时，来水管内的水是不会从净水管内流出的，这样保证了弃流装置能正常工作，将前期含有大量脏物的雨水全部舍去。

由技术常识可知，本发明可以通过其他的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明所包含。