一种城市防洪排水自动集污装置及方法与流程

本发明涉城市排水领域，特别是城市防洪排水的自动集污装置。

背景技术：

现有的城市排洪泄水设计标准及相关规范较为老旧，每年雨季，大量城市出现积水及排洪不畅等现象，对人民生活和交通造成了极大地影响。道路排水设置、雨水井等成为顺利排洪的瓶颈；现有的雨水井，其下部与排水管道相连，一些雨水井还设有篮筐，可拦截污物防止堵塞排水管道。然而，在大暴雨及大量污染物内涝下，污染物经常淤积阻塞排水管道，同时，大量雨水携带颗粒、垃圾、淤泥等污染物进入城市河道，对河道水质、河道生态造成极大影响。

为此，需要提供一种能够有效的在排水的同时收集污染物及淤积杂质的污染物收集装置，实现降雨及污水的分离过滤，污染物及淤泥收集处置。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种城市防洪排水自动集污装置及方法，实现城市降雨洪水在排泄的同时，过滤和拦截污染物的目的。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是一种城市防洪排水自动集污装置，包括螺旋提污管、导管、集污池、拦污栅、导污圈、提污池、导水圈、叶片；所述的螺旋提污管包括管筒、螺旋杆、螺旋叶；螺旋提污管上部连接导管，顶部有盖，导管出口正对集污池；螺旋杆伸出螺旋提污管，穿过提污池，下部安装多个叶片；导水圈上部贴合在排水井井璧上，顶部与拦污栅底、导污圈顶部固定连接；导水圈下部收口，底部对准叶片中心；导水圈下部的竖截面为内凹的弧形，上表面有螺旋导水槽；栏污删固定在雨水井口圈边，为不锈钢环形网状结构，可以拦截树枝、垃圾等大型杂物。

其中，导水圈为不锈钢结构，螺旋导水槽为螺旋式导水凹槽；由于受到地转偏向力的影响，水流在下泄时南北半球水流方向不同，用于南半球的螺旋导水槽顺时针转向和分布，用于北半球的螺旋导水槽逆时针转向和分布。

其中，叶片通过叶片轴与螺旋杆固定；导水圈下边延长线与叶片轴、叶片中心相交，以确保受力的稳定，同时提高水流冲击力转化为螺旋杆转动力的效率。

其中，导管进口高于出口；拦污栅孔口为竖向条文孔口，为了防止淤堵同时拦截大体积杂物，孔口宽度大于5cm；导污圈栅格状不锈钢材料，栅格格孔沿径向分部，，利于污染物流入提污池；提污池为不锈钢凹槽，提污池边高于管筒底边。

一种城市防洪排水自动集污装置的方法，其特征在于，包括以下使用方法：

步骤一：污染物收集，通过拦污栅将城市降雨洪水中的大颗粒、漂浮污染物进行收集，同时将直径小于或等于5cm的污染物及淤积杂质等导入提污池；

步骤二：水力驱动，雨水汇集，落入雨水井中，通过导水圈将势能转换为动能，冲击叶片，带动螺旋杆旋转；

步骤三：污染物运移，螺旋提污管通过螺旋杆旋转，带动螺旋叶的旋转，推动雨水混合散粒污染物形成的混合物进行提升运移，并通过导管输送到集污池，或导管输送到其他运输车辆，进行后续的运输、沉淀、固结处理。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

在排泄城市降雨、洪水的同时，实现了大、中、小污染物的有效分离和收集，对进入地下排水管及防洪渠道的水体进行了过滤。

建立了特定形状的导水圈，通过叶片和螺旋提污管，将水力转化为提升力，对小颗粒污染物和杂质进行自动运移和回收。

建立了特定形状的导水槽，利于水流快速下泄，并形成有效的冲击力，避免了水封造成的排水不畅。

附图说明

图1为传统排水井的样式示意图。

图2为本发明一实施例结构关系示意图。

图3为螺旋杆和螺旋叶结构示意图。

图4为导水圈结构示意图。

图5为导水圈和叶片结构关系示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行进一步说明。

如图1到图5所示，该发明包括包括螺旋提污管、导管、集污池、拦污栅、导污圈、提污池、导水圈、叶片；螺旋提污管包括管筒、螺旋杆、螺旋叶。

导水圈固定在雨水井璧上，导水圈下部收口，底部对准叶片中心。

导水圈下部的竖截面为上凹的弧形，上表面有螺旋导水槽，用于引导水流、平滑流态，提高能量转化效率和水流下泄效率。

栏污删固定在雨水井口圈边，为不锈钢环形网状结构，可以拦截树枝、垃圾等大型杂物，实现污染物的首次分析拦截。

螺旋杆上有三个均布叶片，导水圈引导的水流从多个角度冲击叶片，确保叶片受力的稳定，同时将水流的冲击力转化为螺旋杆的转动力。

其中，导管进口高于出口；拦污栅为竖向栅格孔口，为了防止细小污染物淤堵，同时拦截大体积杂物，孔口横向宽度大于5cm；导污圈为径向栅格状不锈钢材料，利于污染物流入提污池；提污池为不锈钢凹槽，提污池边高于管筒底边。

一次过滤是通过拦污栅将城市降雨洪水中的大颗粒、漂浮污染物进行收集；二次过滤是通过导污圈将中小颗粒污染物及淤积杂质等导入提污池。

为了提高水力驱动的效率，需要水流从路面到叶片之间有足够的高差，同时提污池到导管的高差相对要小；前者是后者的2倍以上。

在实际安装过程中，需要对螺旋提污管和导管安装支架。

在地面水流较少、污染物淤泥较多的情况下，为了便于清理地面，可通过水冲洗地面，将污染物冲入提污池中，同时在螺旋提污管顶部连接动力泵驱动螺旋杆，进行提污收集。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种城市防洪排水自动集污装置及方法，包括螺旋提污管、导管、集污池、拦污栅、导污圈、提污池、导水圈、叶片；所述的螺旋提污管包括管筒、螺旋杆、螺旋叶；螺旋提污管上部连接导管，导管出口正对集污池；螺旋杆伸出螺旋提污管，穿过提污池，下部安装有三个叶片；导水圈上部固定在雨水井璧上，导水圈下部收口，底部对准叶片中心；导水圈的竖截面为上凹的户型，上表面有螺旋导水槽；栏污删固定在雨水井口圈边，为不锈钢环形网状结构，可以拦截树枝、垃圾等大型杂物；本发明能够在排水的同时收集污染物及淤积杂质，实现自动化的洪水排泄过滤、污染物及淤泥回收的目的。

技术研发人员：杨阳;徐海峰;何勇军;范光亚
受保护的技术使用者：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院
技术研发日：2017.07.03
技术公布日：2017.09.01