一种具有自动排水功能的污水收集装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种具有自动排水功能的污水收集装置及方法，包括收集室和控制室,收集室和控制室的接触面上安装压力活塞和排污真空管道，在排污真空管道上设有排污口；压力活塞的上表面是接触面，下部为活塞杆；在控制室内放置有依次连在一起的连杆I、连杆II、连杆III、活塞式板闸阀；连杆I的中心位置连接在在控制室底部的凸起上，且连杆I与活塞杆部分为点接触；连杆I上开有凹槽，凹槽I内设有一个钢球；且在凹槽的一侧设有调节螺柱；连杆II一端与连杆I通过销轴连接，另一端通过一个滚轮与连杆III连接；连杆III与活塞式板闸阀下部的活塞杆相连；活塞式板闸阀的面积至少等于排污口的面积，其在初始状态时，正好封闭排污口。
【专利说明】一种具有自动排水功能的污水收集装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种应用于室外真空排水中具有自动排水功能的污水收集装置及方法，属于真空排水领域。
【背景技术】
[0002]对室外真空排水的分散污水收集技术国内外已经相当成熟，对污水的收集大部分是基于重力管道的污水排至收集箱，然后通过真空阀或电控阀的开启、关闭控制将收集箱与真空管道连通，依靠真空管道的负压将收集箱中的污水吸至泵站污水收集罐，然后再处理排放。而目前的收集装置中的收集箱和控制阀大多数是相对独立的，收集箱用于收集污水，控制阀负责将收集箱和真空管道连通。其中收集箱只是单纯的容器，用于污水的收集；控制阀多数是真空阀或者电控阀，真空阀的开启和关闭是利用浮球或者感应管的正压来开启真空阀内部的先导阀，然后再通过真空管道的负压将真空阀打开，真空阀打开的前提是要有负压存在，但由于某种原因，如真空管道某一段存在积水，导致传到真空阀的真空不足时，真空阀就不能打开；电控阀的动作同样以收集箱内的污水高度作为开关信号，然而电控阀的动作需要电源供电，相对能耗较大，在铺设真空管路时也要相应铺设供电电缆，而且收集箱内的潮湿环境也对电控阀的密封防护提出更高的要求。本发明能够将阀与收集箱很好的结合，克服电控阀耗能大和真空阀在真空不足时无法打开的缺点，保证收集箱内的污水在一定收集量下排放，排空后关闭，既节能，又可靠。
【发明内容】
[0003]针对上述问题，本发明的目的是提供一种无需供电、无需真空就能根据收集装置内的污水量自动开启、关闭收集装置的排污口。
[0004]为实现上述目的，本发明采取以下技术方案:
[0005]一种具有自动排水功能的污水收集装置，包括上下连接在一起的收集室和控制室，收集室和控制室的接触面上安装将两者上下完全隔离的压力活塞和排污真空管道，在所述的排污真空管道上设有一个与收集室连通的排污口 ；压力活塞的上表面是与收集室的水的接触面，下部为活塞杆；
[0006]在所述的控制室内放置有依次通过销轴连在一起的连杆1、连杆I1、连杆II1、活塞式板闸阀；其中连杆I的中心位置通过销轴连接在在控制室底部的凸起上，且连杆I与活塞的连杆部分为点接触；连杆I上开有凹槽I，凹槽I内设有一个钢球，在连杆I出现角度时钢球在连杆I上面平滑滚动；且在凹槽I的一侧设有一个改变钢球在连杆I上滚动位移的调节螺柱；所述的连杆II 一端与连杆I通过销轴连接，另一端通过一个滚轮与连杆III连接，所述的滚轮能在控制室底部凸起形成的凹槽II内来回滑动；活塞式板闸阀的下端为活塞杆；所述的连杆III通过销轴与活塞式板闸阀下部的活塞杆相连且活塞式板闸阀的面积至少等于排污口的面积，其在初始状态时，正好封闭排污口。
[0007]所述的连杆III与凹槽II相互垂直，初始状态下连杆1、连杆II以及凹槽II为共线状态，连杆III与活塞式板闸阀的活塞杆为共线状态，此时，活塞式板闸阀将排污口紧紧关闭。
[0008]排污口与收集室顶口之间有一根通气管，使排污口排出的水混入部分气体。
[0009]收集室和控制室通过七个螺栓、螺母将二者连接。
[0010]所述的排污真空管道上设有两个轴线相互垂直且相互连通的排污口 1、排污口II，其中排污口 I与收集室连通，排污口 II与外界连通，当收集室内没有水或者存水较少时，控制室内的压力活塞上表面压力小或者无水压力，压力活塞不会向下移动。
[0011]所述的具有自动排水功能的污水收集装置的收集方法，如下:
[0012]当随着收集室内的水位升高，作用于压力活塞上表面的压力越来也大，当压力大于压动连杆I的力时，压力活塞下移，与压力活塞连杆接触的连杆I则会逆时针旋转，当连杆I转过水平位置后，钢球向左下方向滚动，同时滚轮左移，通过连杆III带动活塞式板闸阀，排污口开启；收集室通过排污口与排污真空管连通，收集室内污水在负压作用下被吸入真空管路，此时，收集室内的污水液位慢慢下降，作用于压力活塞上表面的压力也越来越小，当压力小于压动连杆I的力时，连杆I顺时针旋转，压力活塞上移，同时钢球向右滚动至限位螺柱处，钢球向右移动至底部，活塞式板闸阀上移，将排污口紧紧关闭，最后整个控制室内机构恢复到初始状态，活塞式板闸阀的连杆与连杆II相互垂直，连杆I与连杆II以及凹槽II为共线状态，连杆III与活塞式板闸阀的连杆为共线状态。
[0013]本发明的工作过程如下:
[0014]收集室用于污水的收集，控制室用于对排污口开启和关闭的控制。收集室置于控制室的上端，二者的接触面为压力活塞和排污口，压力活塞的上表面是与水的接触面，下部分是连杆，活塞连杆与连杆I的一端为点接触。
[0015]连杆I的另一端通过销轴连接一连杆II，连杆II的另一端连接一滚轮，滚轮内嵌于凹槽11中，滚轮只能在凹槽内做自身转动和往复直线运动，滚轮再通过一根连杆III连接至活塞式板闸阀，以上连杆间的连接均为销轴连接，连杆I上开有凹槽I，凹槽I内安装钢球，钢球能够在连杆I出现角度时在上面平滑滚动，凹槽I右侧安装调节螺柱，可以改变钢球在连杆I上的滚动位移。活塞式板闸阀的连杆与凹槽II相互垂直，初始状态下连杆I与连杆II以及凹槽II为共线状态，连杆III与活塞式板闸阀的活塞杆为共线状态，此时，活塞式板闸阀将排污口紧紧关闭。排污口与收集室顶口之间有一根通气管。收集室和控制室通过七个螺栓、螺母将二者连接。
[0016]本发明的有益效果是:
[0017]1、收集装置排污口的打开关闭只依赖于收集室内污水的量，不需要真空或电源等外界能源。
[0018]2、利用连杆机构的“死点“原理，收集室内污水排空时，活塞式板闸阀能将排污口紧紧关闭。
[0019]3、排污口的开启、关闭具有滞回功能，不会出现阀刚刚开启就关闭的现象。
[0020]4、本发明完全能实现现有污水收集箱的功能，可以方便替换并与现有管道连接。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是本发明的一种结构原理图；
[0022]图2是本发明结构的俯视图；
[0023]图3是本发明中收集室与控制室的接口面示意图；
[0024]图4是本发明内嵌滚轮示意图图；
[0025]图5是本发明中污水满后控制室内机构动作示意图；
[0026]图6是本发明中污水排空后控制室内机构动作示意图。
[0027]图中:1收集箱壳体，2收集室，3通气管，4排污口I，5排污真空管道，6活塞式板闸阀，7排污口 II，8销轴，9滚轮，10收集箱壳体座，11凹槽II，12连杆II，13销轴，14限位螺柱，15钢球，16凹槽I，17销轴，18连杆I，19控制室，20压力活塞，21螺母，22螺栓，23连杆III，24排污真空管道，25活塞杆。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细说明。
[0029]如图1或6所示，一种具有自动排水功能的污水收集装置，包括上下连接在一起的收集室2和控制室19，收集室2和控制室19的接触面上安装将两者上下完全隔离的压力活塞20和排污真空管道5，在所述的排污真空管道5上设有一个排污口 14 ;压力活塞20的上表面是与收集室2的水的接触面，下部为活塞杆25 ;
[0030]在所述的控制室内放置有依次通过销轴连在一起的连杆118、连杆1112、连杆11123、活塞式板闸阀6 ;其中连杆118的中心位置通过销轴17连接在在控制室19底部的凸起上，且连杆118与活塞杆25部分为点接触；连杆118上开有凹槽I，凹槽116内设有一个钢球15，在连杆118出现角度时钢球15在连杆118上面平滑滚动；且在凹槽116的一侧设有一个改变钢球15在连杆118上滚动位移的调节螺柱；所述的连杆1112 —端与连杆118通过销轴13连接，另一端通过一个滚轮9与连杆III23连接，所述的滚轮9能在控制室底部凸起形成的凹槽Π11内来回滑动；活塞式板闸阀6的下端为活塞杆；所述的连杆III23通过销轴8活塞式板闸阀9下部的活塞杆相连，且活塞式板闸阀6的面积至少等于排污口14的面积，其在初始状态时，正好封闭真空排污口 14，真空排污口 14与排污真空管道7连通。
[0031]所述的连杆III23与凹槽相互垂直，初始状态下连杆118、连杆1112以及凹槽为共线状态，连杆III23与活塞式板闸阀的活塞杆为共线状态，此时，活塞式板闸阀将排污口紧紧关闭。
[0032]排污口 14与收集室顶口之间有一根通气管3。
[0033]收集室和控制室通过七个螺栓22、螺母21将二者连接。
[0034]收集室2和控制室19由收集箱壳体1组成，在控制室19底部设有收集箱壳体座10。
[0035]所述的排污真空管道上设有两个轴线相互垂直且相互连通的排污口 14、排污口117，其中排污口 17与收集室连通，排污口 117与外界连通，当收集室2内没有水或者存水较少时，控制室19内的压力活塞20上表面压力小或者无水压力，压力活塞20不会向下移动。
[0036]当随着收集室2内的水位升高，作用于压力活塞20上表面的压力越来也大，当压力大于压动连杆118的力时，压力活塞20下移，与压力活塞20连杆接触的连杆I则会逆时针旋转，当连杆118转过水平位置后，钢球15向左下方向滚动，同时滚轮9左移，通过连杆III23带动活塞式板闸阀6，排污口 14开启。收集室2通过排污口 14和排污口 117与排污真空管5连通，收集室2内污水在负压作用下被吸入真空管路，此时，收集室2内的污水液位慢慢下降，作用于压力活塞上表面的压力也越来越小，当压力小于压动连杆118的力时，连杆118顺时针旋转，压力活塞20上移，同时钢球15向右滚动至限位螺柱14处，钢球15向右移动至底部，活塞式板闸阀6上移，将排污口 14紧紧关闭，最后整个控制室19内机构恢复到初始状态，活塞式板闸阀6的连杆与连杆1112相互垂直，连杆118与连杆1112以及凹槽Π11为共线状态，连杆III23与活塞式板闸阀6的连杆为共线状态。
[0037]钢球15在整个机构运行中起到滞回的作用，低液位时，钢球15在连杆118最右端，此时，钢球15作用于连杆118支点销轴17的力臂最大，作用于支点销轴17的力最大；当连杆118逆时针旋转过水平位置时，钢球15左移，此时，作用于连杆118支点销轴17的力臂减到最小，作用于支点销轴17的力减到最小。即压动连杆118的力比保持连杆118的力要小很多，这个力之差值就是收集室2内排除的水量作用于压力活塞20上表面的力。在设计过程中，根据排水量的大小来调节限位螺柱14，可以控制收集室内排水的液位。
【权利要求】
1.一种具有自动排水功能的污水收集装置，其特征在于:包括上下连接在一起的收集室和控制室，收集室和控制室的接触面上安装将两者上下完全隔尚的压力活塞和排污真空管道，在所述的排污真空管道上设有一个与收集室连通的排污口 ；压力活塞的上表面是与收集室的水的接触面，下部为活塞杆； 在所述的控制室内放置有依次通过销轴连在一起的连杆1、连杆I1、连杆II1、活塞式板闸阀；其中连杆I的中心位置通过销轴连接在在控制室底部的凸起上，且连杆I与活塞的连杆部分为点接触；连杆I上开有凹槽I，凹槽I内设有一个钢球，在连杆I出现角度时钢球在连杆I上面平滑滚动；且在凹槽I的一侧设有一个改变钢球在连杆I上滚动位移的调节螺柱；所述的连杆II 一端与连杆I通过销轴连接，另一端通过一个滚轮与连杆III连接，所述的滚轮能在控制室底部凸起形成的凹槽II内来回滑动；活塞式板闸阀的下端为活塞杆；所述的连杆III通过销轴与活塞式板闸阀下部的活塞杆相连且活塞式板闸阀的面积至少等于排污口的面积，其在初始状态时，正好封闭排污口。
2.如权利要求1所述的具有自动排水功能的污水收集装置，其特征在于:所述的连杆III与凹槽相互垂直，初始状态下，连杆1、连杆II以及凹槽为共线状态，连杆III与活塞式板闸阀的活塞杆为共线状态，此时，活塞式板闸阀将排污口紧紧关闭。
3.如权利要求1所述的具有自动排水功能的污水收集装置，其特征在于:所述的排污口与收集室顶口之间有一根通气管。
4.如权利要求1所述的具有自动排水功能的污水收集装置，其特征在于:所述的收集室和控制室通过七个螺栓、螺母将二者连接。
5.如权利要求1所述的具有自动排水功能的污水收集装置，其特征在于:所述的排污真空管道上设有两个轴线相互垂直且相互连通的排污口 1、排污口 II，其中排污口 I与收集室连通，排污口 II与外界连通。
6.如权利要求1所述的具有自动排水功能的污水收集装置的收集方法，其特征在于: 当随着收集室内的水位升高，作用于压力活塞上表面的压力越来也大，当压力大于压动连杆I的力时，压力活塞下移，与压力活塞连杆接触的连杆I则会逆时针旋转，当连杆I转过水平位置后，钢球向左下方向滚动，同时滚轮左移，通过连杆III带动活塞式板闸阀，排污口开启；收集室通过排污口与排污真空管连通，收集室内污水在负压作用下被吸入真空管路，此时，收集室内的污水液位慢慢下降，作用于压力活塞上表面的压力也越来越小，当压力小于压动连杆I的力时，连杆I顺时针旋转，压力活塞上移，同时钢球向右滚动至限位螺柱处，钢球向右移动至底部，活塞式板闸阀上移，将排污口紧紧关闭，最后整个控制室内机构恢复到初始状态，活塞式板闸阀的连杆与连杆II相互垂直，连杆I与连杆II以及凹槽II为共线状态，连杆III与活塞式板闸阀的连杆为共线状态。
【文档编号】E03F1/00GK104481021SQ201410695624
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月26日 优先权日:2014年11月26日
【发明者】刘树明, 刘厚文, 李旻, 刑喆, 任亮, 高振, 严巾堪, 沈伟 申请人:山东华腾环保科技有限公司