基于海绵城市理念的屋面雨水源头洁净蓄渗装置及运行方法与流程

文档序号:11127663阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于海绵城市理念的屋面雨水源头洁净蓄渗装置,该装置包括雨水分流箱(1)、雨水弃流箱(2)、蓄水箱(3)、涵养地下水系统(4)、控制系统(5)、雨滴传感器(8)和太阳能电池板(9),其特征在于:

所述的雨水分流箱(1)顶部设有进水口I1(10),进水口I1(10)与建筑物的落水管(6)下端相连;雨水分流箱(1)内部固定着密封室(11)、水质传感器(12)和电动三通控制阀(13),水质传感器(12)的信号线接头、电动三通控制阀(13)的阀门及电路接头均设在密封室(11)内;电动三通控制阀(13)的进水口I2(130)设在雨水分流箱(1)内,电动三通控制阀(13)的出水口E1(131)与雨水弃流箱(2)的进水口I3(20)相连,电动三通控制阀(13)的出水口E2(132)通过雨水弃流箱(2)内部的圆形通道与雨水收集管(7)相连通;

所述的雨水弃流箱(2)形状为长方体,右侧面上部设有通气孔(21)、下部设有弃流孔(22),弃流孔(22)上设有电动阀门,雨水弃流箱(2)的背面和底部设有加强肋(23);

所述的蓄水箱(3)顶部左端设有圆形进水口I4(30)、蓄水箱(3)顶部右端设有矩形溢水口(31)、底部设有取水口(32),圆形进水口I4(30)与雨水收集管(7)下端相连;

所述的涵养地下水系统(4)包括雨水调控箱(41)、下水槽(42)、地下水库(43)、涵管管网(44)和渗水孔(45),雨水调控箱(41)顶部设有压力表(411)和气压调节阀(412),雨水调控箱(41)底部设有矩形上水口U1(413)、顶部右侧设有矩形下水口U2(414),矩形上水口U1(413)与蓄水箱(3)的矩形溢水口(31)相连,矩形下水口U2(414)与下水槽(42)的上端相连,地下水库(43)的进口与下水槽(42)的下端相连;

所述的控制系统(5)包括多源监测模块(51)、信息处理模块(52)和调控模块(53),多源监测模块(51)用于实时采集雨滴传感器(8)、水质传感器(12)和压力表(411)的数字信号;信息处理模块(52)用于接收多源监测模块(51)的采集信号并经过内部程序处理后传输给调控模块(53);调控模块(53)用于向电动三通控制阀(13)的阀门、弃流孔(22)的电动阀门和气压调节阀(412)发送执行指令;

所述的雨滴传感器(8)固定于雨水弃流箱(2)的顶部,用于获取降雨信号;

所述的太阳能电池板(9)也固定于雨水弃流箱(2)的顶部,用于将太阳能转化为电能,为整套装置运行提供电能。

2.根据权利要求1所述的基于海绵城市理念的屋面雨水源头洁净蓄渗装置,其特征在于:所述的电动三通控制阀(13)为分流旋塞阀,旋塞阀的阀芯按120°旋转实现分流或关闭功能,电动三通控制阀(13)的阀门旋转通过外部的微型电机控制。

3.根据权利要求1所述的基于海绵城市理念的屋面雨水源头洁净蓄渗装置,其特征在于:所述的雨水弃流箱(2)形状为长方体,雨水弃流箱(2)顶部设有凹槽、内部设有圆形通道,凹槽的槽底与圆形通道相通,凹槽内正好能够嵌入雨水分流箱(1),圆形通道的出口端为双层结构;雨水收集管(7)正好能够插入圆形通道的双层结构。

4.根据权利要求1所述的基于海绵城市理念的屋面雨水源头洁净蓄渗装置,其特征在于:所述的雨水调控箱(41)为水平圆柱形状,雨水调控箱(41)位于所述的蓄水箱(3)顶部的右侧,雨水调控箱(41)的长度等于蓄水箱(3)的宽度。

5.根据权利要求1所述的基于海绵城市理念的屋面雨水源头洁净蓄渗装置,其特征在于:所述的下水槽(42)为四棱柱形状,下水槽(42)的顶部为斜面进口、底部为平面出口。

6.根据权利要求1所述的基于海绵城市理念的屋面雨水源头洁净蓄渗装置,其特征在于:所述的地下水库(43)为长方体钢筋混凝土结构,顶部的钢筋混凝土面积大于地下水库(43)自身的顶部面积;所述的地下水库(43)底部设有若干个连接涵管管网(44)出口。

7.根据权利要求1所述的基于海绵城市理念的屋面雨水源头洁净蓄渗装置,其特征在于:所述的涵管管网(44)向建筑物地基和地下水库(43)地基的外部周围弯曲延伸,涵管管网(44)侧壁开有若干的漏水小孔,涵管管网(44)的出水末端逐渐变细形成渗水孔(45)。

8.一种基于权利要求1至7任一项所述的基于海绵城市理念的屋面雨水源头洁净蓄渗装置的运行方法,其特征在于包括以下步骤:

①无降雨时,装置处于初始状态,弃流孔(22)的电动阀门处于开启状态,电动三通控制阀(13)处于关闭状态,气压调节阀(412)处于关闭状态,雨滴传感器(8)不向控制系统(5)的多源监测模块(51)传输信号,控制系统(5)处于休眠模式;

②降雨发生后,雨滴传感器(8)感应到雨滴后发出信号,多源监测模块(51)接受到信号后传输给信息处理模块(52),信息处理模块(52)通过内部程序判断降雨强度和时间并向调控模块(53)发送指令,调控模块(53)启动弃流孔(22)的电动阀门将弃流孔(22)关闭,同时,初期屋面雨水通过落水管(6)进入雨水分流箱(1)的进水口I1(10);

③雨水分流箱(1)内的水质传感器(12)开始获得雨水的水质多参数检测数据,并将测量数据传输给控制系统(5)的多源监测模块(51),信息处理模块(52)根据多源监测模块(51)传输的数字信号通过内部程序判别水质的优劣;当水质不满足预设的收集标准时,控制系统(5)向电动三通控制阀(13)的微型电机发出指令,微型电机启动并旋转阀芯120°,将雨水引入雨水弃流箱(2);当水质满足预设的收集标准后,控制系统(5)向电动三通控制阀(13)的微型电机发出转换指令,微型电机驱动电动三通控制阀(13)的阀芯旋转120°,将雨水导入雨水收集管(7);

④洁净的雨水通过雨水收集管(7)进入蓄水箱(3)开始蓄积雨水,当雨水量超过蓄水箱(3)容积时,雨水自动上升通过矩形溢水口(31)进入雨水调控箱(41);当雨水水位上升至雨水调控箱(41)的矩形下水口U2(414)位置时,雨水通过下水槽(42)流入地下水库(43);当地下水库(43)中的雨水淌入涵管管网(44)的进口时,雨水沿着涵管管网(44)向建筑物和地下水库(43)的地基外部远处流去,并通过涵管管网(44)侧壁漏水小孔和末端的渗水孔(45)渗入地下;

⑤当雨水收集管(7)的来雨量超过所有涵管管网(44)的排水下渗量时,地下水库(43)的水位开始上涨,逐渐上升至下水槽(42);当雨水从下水槽(42)上升至雨水调控箱(41)顶部时,蓄水箱(3)、雨水调控箱(41)、下水槽(42)、地下水库(43)和雨水收集管(7)逐渐由无压流变为有压流,在此过程中,信息处理模块(52)实时判断多源监测模块(51)接收的压力表(411)数字信号,当雨水调控箱(41)的气压高于预计压强标准最大值时,信息处理模块(52)将信息传输给调控模块(53),调控模块向气压调节阀(412)发送执行指令开始排气,当雨水调控箱(41)的气压恢复到预计标准最小值时排气过程中止;

⑥当降雨结束后,雨滴传感器(8)的信号中断,信息处理模块(52)通过内部程序中的计时语句开始计时,当连续超过8小时没有雨滴传感器(8)信号后,向调控模块(53)发送指令,调控模块(53)启动弃流孔(22)的电动阀门将弃流孔(22)打开,雨水弃流箱(2)中的初期雨水开始排出,实现与降雨错开洪峰排放,排放完毕后,整个装置恢复到初始状态;

按照上述相应步骤,即可实现屋顶雨水洁净蓄渗的过程。

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