基于雨水压力传感的市政排水系统的制作方法

本发明涉及一种城市排水系统，特别涉及一种基于雨水压力传感的市政排水系统。

背景技术：

市政给排原则应该是雨污分流，所以城市排水布管系统主要可以分为污水管系统和雨水管系统。其中污水管道的布管相对于雨水管道的布管一般位于地底更深的位置。

但是在污水管道系统中，由于污水中杂物较多，管道在长期使用过程中会沾染较多的淤泥、油污等，其不易清理，长期堆积会堵塞污水管道，给污水排水带来困难；清理成本极高。

在雨水管道系统中由于其布管较浅但管径和排量对向较大，其布管系统会受到城市规划的限制；我国的城市中，由于不少因为降雨量变化较大、雨水管道布管受限难以增大排量；或者因为雨水排水设施不完善，导致管道堵塞，而形成内涝，影响行人和车辆的安全。

而倘若将两大管道系统互通，污水中的污染物又会发生扩散，增大雨水管道水质处理成本。

如何平衡两大管道系统，提高管道系统利用率，保持两大管道系统排水通畅，是解决污水管道清理问题以及雨水管道的满溢问题的关键。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于雨水压力传感的市政排水系统，具有提高管道系统利用率，保持两大管道系统排水通畅的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种基于雨水压力传感的市政排水系统，包括在地下呈上下分布的雨水管道和污水管道，所述雨水管道内设置有用于检测水位的水压传感器；所述污水管道的内腔上部设置有紊流管，所述紊流管的管壁上设置有与污水管道内腔连通的通口；所述雨水管道和紊流管之间连通设置有通管，所述通管内设置有在雨水管道水位达到阈值时开始自动打开的截止阀，每个截止阀对应一个水压传感器，其中阈值为水位到达雨水管道截面高度的三分之一以上的指定值。

采用上述方案，在平常状况下截止阀处于封闭状态，由此保持两个管道相互独立；在雨水管道系统中，由于不同的位置管道状的高度会稍有不同，在某处水位处于较高时，对应位置水压传感器检测并反馈信号给截止阀，截止阀打开，导通通管，雨水管道内的水中进入通管并通过紊流管的通口进入污水管道内。这个过程中，首先减少了雨水管道的负荷，保持其良好的排水性能；其次进入污水管道的水是从通过通口以冲击的方式进入污水管道中，倘若污水管道内没有污水，由于落差的作用，冲入的水会对污水管道的管壁起到冲刷的作用，以对清理其中的顽固污渍；倘若污水管道内存在流淌的污水，冲入水会对污水的平流状态起到扰乱的作用，以变层流为紊流，从而阻止悬浮于污水中的颗粒物附着于污水管道的内壁，以此保证污水管道的通畅；综上所述，采用这种管道系统，提高管道系统利用率，保持两大管道系统排水通畅。

进一步优选为：所述通管内设置有至少两个阻止气体从污水管道流向雨水管道的逆止阀。

采用上述方案，逆止阀可以阻止污水管道内的污水或有害气体反流至雨水管道内。

进一步优选为：所述紊流管内的上部设置有笼网，所述笼网内设置有吸水海绵，所述笼网位于通管的末端和最靠近通管的通口之间。

采用上述方案，过水的时候，水进入紊流管内的水主要从笼网的下部经过，并且完全充斥笼网的下部，下部以水封的方式封闭了通道；而上部的吸水海绵浸润之后可阻止气体通过，并同时可以保持水通过，以此可以有效的阻止有害气体从稳流管的上部空隙进入通管内。

进一步优选为：所述通管的内径小于污水管道的半径，所述紊流管的小于通管的直径。

采用上述方案，污水管道在排水的同时也需要保持排气，在常规状态下污水管道都是非满流状态，且一般流量是持续性的在半径截面以下，在雨水管道需要紧急排水的时候可以利用这部空间，这是也是对通管流量的控制；此外，在正常状况下，雨水管道的管径至少是污水管道的两倍以上，在通管开启时候是处于满流状态；紊流管的管径小于通管，在通管满流的状况下，由通管进入紊流管的流速将增大，也提高了从通口冲入污水管道的水流冲击力，扰乱污水管道的流动状态，并有效的清理污水管道内的沉积物。

进一步优选为：所述通口为倒置的v字型切口，每个所述通口的中央竖有发生片，所述发生片的直径与紊流管的内径相同，且发生片的中心开设有补偿孔。

采用上述方案，通口和发生片之间形成了类似喷嘴的结构，紊流管的水在紊流管上流动的时候，因不时受到发生片的阻挡和撞击，使得大部分水自紊流管通过通口到污水管道产生俯冲作用，从而给污水管道的滞留堆积的淤泥增加了一个挠动，从而使原来欲沉积在管底的滞留堆积的淤积物在紊流管的作用下继续移动；当污水管道下部出现较严重的淤积现象时，局部压阻增加，此时污水管道内上部的污水因堵塞而欲改走紊流管，此时就和喷嘴处的俯冲流体产生对流，在淤积处，形成更强的紊流,从而疏松堆积的淤泥，缓解堵塞。

进一步优选为：所述补偿孔的直径为发生片直径的三分之一到二分之一。

采用上述方案，补偿孔的作用是紊流管内流体通道连通，为了保证流通补偿孔的孔径不能小于发生片直径的三分之一，同时补偿孔所在的发生片是阻挡流体，撞击从而改变流体方向形成紊流的部件，所以补偿孔的内径也不能太大，一般不能大于二分之一。

进一步优选为：每根通管均连接一根紊流管，所述紊流管的另一端以发生片封闭。

采用上述方案，使得各与雨水管道间接连通的紊流管的水流相互独立，以避免因为接入雨水管道的接口因为存在落差导致逆流的状况；并且对紊流管的末端封闭式处理可以保证通口的流量。

进一步优选为：所述截止阀为电动截止阀。

采用上述方案，电动截止阀反应速度快，且可以及时进行调控，但其需要接入电路将安装和维修成本损耗。

进一步优选为：所述水压传感器包括导管、设于导管内的浮球以及铰接于浮球底部的拉杆，其中所述导管位于通管的管口的上方；所述截止阀包括翻转连接于通管的内壁的隔板；所述拉杆的另一端铰接于隔板上，所述通管的内壁上设置有呈上下分布且分别位于隔板转动中心两侧的阻挡部，其中，靠近隔板与拉杆的铰接点一侧的阻挡部位于隔板的下方。

采用上述方案，通过浮球的浮动式自动水位感应，在雨水管道内水位上升至阈值时，浮球刚好浮于水面，随着水位上升，浮球上浮带动隔板翻转，并打开通管的通道状；同样在水位下降时，通过的流通通道封闭；其中的导管可以限制浮球的位置，为浮球提供导向，并同时隔绝雨水管道内的水流对浮球的影响；而隔板翻转的设计则可以消除水压对开关的干扰。

进一步优选为：所述隔板与阻挡部相互抵接的一侧分别设置有两个相互吸引的磁极。

采用上述方案，磁极可以在加强在不导通通管的时候，提高封闭效果，并提供保持封闭的预压力。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、提高管道系统利用率，减少雨水管道季节性或周期性的排水压力，保持两大管道系统排水通畅；

2、以紊流和冲击的方式自动清理污水管道内的附着物，减少污水管道的堵塞；

3、充分的气、水止逆防护，防止污水管道的污水和废弃污染雨水管道。

附图说明

图1是实施例1的排水系统的结构示意图；

图2是实施例1的污水管道以及紊流管的结构图；

图3是实施例1的图2在a处的放大图；

图4是实施例2的排水系统的结构示意图；

图5是实施例2的图4在b处的放大图。

图中，1、雨水管道；2、污水管道；3、通管；4、紊流管；5、水压传感器；6、截止阀；7、逆止阀；8、笼网；41、通口；42、发生片；421、补偿孔；51、浮球；52、导管；53、拉杆；61、隔板；62、阻挡部；81、吸水海绵。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的保护范围内都受到专利法的保护。

实施例1：基于雨水压力传感的市政排水系统，如图1所示，包括在地下呈上下分布的雨水管道1和污水管道2；其中，雨水管道1内设置有用于检测水位的水压传感器5；污水管道2的内腔上部设置有与污水管道2内腔连通的紊流管4；雨水管道1和紊流管4之间连通设置有通管3，每根通管3均连接一根紊流管4。通管3的内径小于污水管道2的半径，紊流管4的小于通管3的直径。

通管3内设置有在雨水管道1水位达到阈值时开始自动打开的截止阀6以及两个阻止气体从污水管道2流向雨水管道1的逆止阀7。截止阀6为电动截止阀6，每个截止阀6对应一个水压传感器5，其中阈值为水位到达雨水管道1截面高度的三分之一以上的指定值；这个阈值根据城市的气候状况以及布管状况不同会在存在变化，一般以非汛期的最高水位为准。逆止阀位于截止阀6的下方且具备有由下至上封闭通管3的预压力。

参照图2和图3，紊流管4的管壁上设置有通口41，通口41为倒置的v字型切口，每个通口41的中央竖有发生片42，发生片42的直径与紊流管4的内径相同，且发生片42的中心开设有补偿孔421，补偿孔421的直径为发生片42直径的二分之一。紊流管4远离通管3的一端以发生片42封闭。

紊流管4内的上部设置有笼网8，笼网8内设置有吸水海绵81，笼网8位于通管3的末端和最靠近通管3的通口41之间。

工作方式：

平常状况下，雨水管道1内的水流量较少，截止阀6处于封闭状态，两个管道相互独立。

在汛期，雨水管道1内流量较大，水位较高，此时，水压传感器5检测到水位信息并同时开启截止阀6，雨水管道1内的水经由通管3、紊流管4进入污水管道2，以减少雨水管道1的疏水压力减少。并且，在水从紊流管4进入污水管道2的过程中，通口41和发生片42之间形成了类似喷嘴的结构，紊流管4的水在紊流管4上流动的时候，因不时受到发生片42的阻挡和撞击，使得大部分水自紊流管4通过通口41到污水管道2产生俯冲作用，从而给污水管道2的滞留的淤泥增加了一个挠动，从而使原来欲沉积在管底的滞留堆积的淤积物在紊流管4的作用下继续移动。当污水管道2下部出现较严重的淤积现象时，局部压阻增加，此时污水管道2内上部的污水因堵塞而欲改走紊流管4，此时就和喷嘴处的俯冲流体产生对流，在淤积处，形成更强的紊流,从而疏松堆积的淤泥，缓解堵塞。

逆向气封，气封的主要有三个节点，两个逆止阀7在非汛期形成气封；笼网8在汛期形成气封，汛期时，水主要从笼网8的下部经过，并且完全充斥笼网8的下部，下部以水封的方式封闭了通道；而上部的吸水海绵81浸润之后可阻止气体通过，并同时可以保持水通过。

对于位置相对较低的污水管道2，逆止阀同时起到防止污水回流的作用。

实施例2：如图4和图5所示，与实施例1的不同之处在于，水压传感器5和截止阀6为受浮力作用产生联动的机械机构。水压传感器5包括导管52、设于导管52内的浮球51以及铰接于浮球51底部的拉杆53，其中导管52位于通管3的管口的上方；截止阀6包括翻转连接于通管3的内壁的隔板61；拉杆53的另一端铰接于隔板61上，通管3的内壁上设置有呈上下分布且分别位于隔板61转动中心两侧的阻挡部62，其中，靠近隔板61与拉杆53的铰接点一侧的阻挡部62位于隔板61的下方。隔板61与阻挡部62相互抵接的一侧分别设置有两个相互吸引的磁极。

通过浮球51的浮动式自动水位感应，在雨水管道1内水位上升至阈值时，浮球51刚好浮于水面，随着水位上升，浮球51上浮带动隔板61翻转，并打开通管3的通道状；同样在水位下降时，通过的流通通道封闭。