本發(fā)明涉及雨水收集綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可調(diào)式自動棄流型雨水收集利用系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

水是不可替代的極為寶貴的自然資源。世界上許多地區(qū)都處于水資源枯竭的邊緣，中國也是水資源貧乏的國家，人均可用水量只有2300m³，僅為世界平均水平的1/4，并且其分布極不均衡。雨水作為一種天然的水資源，若能合理利用，不僅能節(jié)約自來水，而且還有利于生態(tài)平衡，符合當(dāng)前積極倡導(dǎo)的海綿城市建設(shè)工作。

雨水收集主要采用管道輸送方法，將雨水直接接入雨水儲存池，由于早期的雨水通常存在較大的污染，若不使用棄流裝置，污染嚴(yán)重的初期雨水也會被收集起來，所以現(xiàn)有技術(shù)的雨水收集裝置主要包括進(jìn)水裝置、棄流裝置以及過濾裝置。當(dāng)前，國內(nèi)外均廣泛采用初期棄流池收集初期較臟的屋面雨水，而回收后期較清潔的雨水。中國專利第C N101886409B號公開了一種“立式屋面雨水自動初期棄流裝置”，機(jī)體側(cè)部通過隔板分隔為棄流排水槽和棄流進(jìn)水渠，棄流排水槽下部與排水管相通，棄流進(jìn)水渠與棄流臨時(shí)貯槽相通，棄流臨時(shí)貯槽左上角的固定導(dǎo)桿段安裝有浮球裝置。中國專利第CN 101886408B號公開了一種“臥式初期雨水棄流裝置”，在進(jìn)水槽后部設(shè)分流板，將進(jìn)水槽后端分成大小不等的兩部分，分流板左側(cè)設(shè)棄流分流收集孔，其與進(jìn)水槽后端部下方的棄流收集室相通，分流板右側(cè)端部下方設(shè)棄流分流排出孔，在浮塊滑動槽內(nèi)設(shè)浮塊，浮塊上方前壁設(shè)棄流旁流孔，孔的另一側(cè)為垂直向的棄流旁流槽。中國專利第CN 201906513U號公開了一種“一種雨水棄流過濾裝置”，包括位于排污口上方的半圓球，使用杠桿懸吊半圓球，杠桿另一端通過彈簧連接調(diào)節(jié)旋鈕；旋動該調(diào)節(jié)旋鈕，可以調(diào)節(jié)該彈簧的拉力，從而調(diào)節(jié)雨水棄流量大小。該裝置利用雨水自然增大的過程和重力自然流動的特點(diǎn)完成了降雨初期污染雨水的棄流，中期干凈雨水的收集，后期雜物排放。雖然上述專利雖可實(shí)現(xiàn)雨水收集再利用，但通常造價(jià)偏高，影響屋面雨水利用設(shè)施的推廣；部分結(jié)構(gòu)簡單的棄流裝置又存在工作過程不穩(wěn)定，難以控制棄流量等缺點(diǎn)。中國專利號201510772003.1公開了一種雨水收集系統(tǒng)中的棄流裝置，其雖然具有成本較低、結(jié)構(gòu)簡單且工作穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，但是其對何時(shí)關(guān)閉輸水管從靜水管進(jìn)行收集雨水沒有實(shí)現(xiàn)有效的控制，因此存在在初期收集的雨水可能會含有較多的污染物或者浪費(fèi)干凈的雨水的情況出現(xiàn)，因此使用效果并不理想。

為此，有必要研發(fā)一種可以有效控制雨水收集時(shí)機(jī)，保證在初期收集的雨水不含有污染物和杜絕在初期收集雨水錢存在浪費(fèi)干凈的雨水的現(xiàn)象出現(xiàn)的雨水收集利用系統(tǒng)，即一種可調(diào)式自動棄流型雨水收集利用系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種可調(diào)式自動棄流型雨水收集利用系統(tǒng)，解決了目前現(xiàn)有技術(shù)中普遍存在的在初期收集的雨水可能會含有較多的污染物或者浪費(fèi)干凈的雨水的情況出現(xiàn)，使用效果不理想的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明中一種可調(diào)式自動棄流型雨水收集利用系統(tǒng)，包括與雨水收集系統(tǒng)中的進(jìn)水裝置連通的來水管、與來水管連通用于收集雨水的棄流箱、設(shè)置在來水管與棄流箱連通處用于當(dāng)棄流箱內(nèi)儲存的雨水大于一定量后堵住來水管與棄流箱連通處的控制機(jī)構(gòu)以及與來水管連通的凈水管，且棄流箱底部還設(shè)有用于將棄流箱內(nèi)的雨水排出的排水機(jī)構(gòu)；所述排水結(jié)構(gòu)縱向依次連接有沉淀池、凈化池、蓄水池，蓄水池的一端通過水管與總蓄水池連通，總蓄水池內(nèi)設(shè)置有澄清池，所述澄清池內(nèi)部安裝有水泵；棄流箱上端還連接有限流管，所述限流管與所述排水機(jī)構(gòu)連通。

優(yōu)選地，所述控制機(jī)構(gòu)包括設(shè)于棄流箱內(nèi)的浮球、固定在所述棄流箱內(nèi)側(cè)壁的支架，與支架轉(zhuǎn)動連接的轉(zhuǎn)輪、用于固定連接所述浮球和轉(zhuǎn)輪的固定桿一、與固定桿一處于同一平面內(nèi)并固定連接于所述轉(zhuǎn)輪的固定桿二、與所述固定桿二轉(zhuǎn)動連接的搖桿、連桿、分別與所述搖桿和連桿轉(zhuǎn)動連接的轉(zhuǎn)軸，與所述固定桿一處于同一平面內(nèi)并固定在在所述棄流箱內(nèi)側(cè)壁的支撐旋轉(zhuǎn)軸、單向轉(zhuǎn)盤和固定于單向轉(zhuǎn)盤側(cè)邊的墊片，所述棄流箱內(nèi)側(cè)壁于所述墊片圓形運(yùn)動軌跡重合處開有進(jìn)水口；所述支撐旋轉(zhuǎn)軸與單向轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)軸固定連接，所述單向轉(zhuǎn)盤與連桿固定連接。

優(yōu)選地，凈水管與來水管連通處的水平面位置高于棄流箱箱內(nèi)所述限流管所處的水平位置。

優(yōu)選地，所述浮球的質(zhì)量G₁的計(jì)算公式如下：

G₁＝(G₂﹒L₂﹒L₄)/(L₁﹒L₃)；

式中，L₁為浮球重心沿豎直方向上與第一矩心轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)軸的距離，L₂為搖桿承載力F的方向上與第一矩心轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)軸的距離，L₃為搖桿承載力F與第二矩心單向轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)軸的距離，G₂為單向轉(zhuǎn)盤和墊片的質(zhì)量之和，L₄為單向轉(zhuǎn)盤和墊片整體的重心處與與第二矩心單向轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)軸的距離；

優(yōu)選地，棄流箱內(nèi)污水的密度ρ的計(jì)算公式如下：

ρ＝G₁/gV；

式中，g為重力與質(zhì)量的比值，V為棄流箱內(nèi)所述限流管以下部分箱體體積與浮球的體積差。

優(yōu)選地，當(dāng)所述雨水的密度與所述棄流箱內(nèi)污水的密度ρ相等時(shí)，浮球下降，直至墊片完全遮堵住進(jìn)水口。

優(yōu)選地，所述浮球與固定桿一可拆卸式固定連接。

優(yōu)選地，所述排水裝置包括設(shè)置在棄流箱底部的棄流出口、設(shè)置在棄流出口上的棄流管以及設(shè)置在棄流管上的閥門，所述棄流管與限流管均連通于所述沉淀池。

優(yōu)選地，所述墊片的直徑大于所述進(jìn)水口的直徑。

本發(fā)明的有益效果在于，

(1)本發(fā)明提供的可調(diào)式自動棄流型雨水收集利用系統(tǒng)可以收集降雨初期較臟的雨水，并可以通過排水管道將其棄流，或者直接將其排到散水上或者附近的草地上；

(2)本發(fā)明提供的可調(diào)式自動棄流型雨水收集利用系統(tǒng)可以自動根據(jù)所要收集雨水潔凈程度來調(diào)節(jié)浮球的重量，當(dāng)需要的雨水潔凈度和未沾地雨水純凈度相同，則通過可拆卸式安裝固定浮球和固定桿一，設(shè)定浮球的重量與未沾地雨水在所述棄流箱內(nèi)的浮力相同，即可得到該可調(diào)式自動棄流型雨水收集利用系統(tǒng)在前期和后期收集到的雨水純凈度均和未沾地雨水純凈度相同；當(dāng)需要的雨水潔凈度要求不高，可以低于未沾地雨水純凈度時(shí)，可以設(shè)定浮球的重量大于未沾地雨水在所述棄流箱內(nèi)的浮力即可；收集降雨后將潔凈雨水依次連接有沉淀池、凈化池、蓄水池，雨水凈化采用自然凈化，環(huán)保衛(wèi)生；

(3)本發(fā)明提供的可調(diào)式自動棄流型雨水收集利用系統(tǒng)統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動棄除分流初期較臟的雨水，保證收集到的雨水純凈度與未沾地雨水純凈度相同，解決了目前現(xiàn)有技術(shù)中普遍存在的在初期收集的雨水可能會含有較多的污染物或者浪費(fèi)干凈的雨水的情況出現(xiàn)，使用效果不理想的問題；

(4)本發(fā)明提供的可調(diào)式自動棄流型雨水收集利用系統(tǒng)統(tǒng)能有效的利用了雨水，形成了淡水資源的循環(huán)利用，結(jié)構(gòu)簡單，沒有地域環(huán)境的限制，應(yīng)用廣泛，從而降低雨水的處理成本、實(shí)現(xiàn)較好的經(jīng)濟(jì)效益；

(5)本發(fā)明提供的可調(diào)式自動棄流型雨水收集利用系統(tǒng)中所述凈水管與來水管連通處的水平面位置高于棄流箱內(nèi)限流管的水平位置，這樣設(shè)置在棄流箱內(nèi)的水位沒有到達(dá)一定水位線時(shí)，來水管內(nèi)的水是不會從凈水管內(nèi)流出的，這樣保證了棄流裝置能正常工作，將前期含有大量臟物的雨水全部舍去。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的一種可調(diào)式自動棄流型雨水收集利用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明所述的一種可調(diào)式自動棄流型雨水收集利用系統(tǒng)中控制機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明所述的一種可調(diào)式自動棄流型雨水收集利用系統(tǒng)中控制結(jié)構(gòu)局部橫截面的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施方式，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

如圖1-3所示，一種可調(diào)式自動棄流型雨水收集利用系統(tǒng)，包括與雨水收集系統(tǒng)中的進(jìn)水裝置連通的來水管1、與來水管1連通用于收集雨水的棄流箱2、設(shè)置在來水管1與棄流箱2連通處用于當(dāng)棄流箱2內(nèi)儲存的雨水大于一定量后堵住來水管1與棄流箱2連通處的控制機(jī)構(gòu)以及與來水管1連通的凈水管3，且所述棄流箱1底部還設(shè)有用于將棄流箱2內(nèi)的雨水排出的排水機(jī)構(gòu)；所述排水結(jié)構(gòu)縱向依次連接有沉淀池、凈化池、蓄水池，蓄水池的一端通過水管與總蓄水池連通，所述總蓄水池內(nèi)設(shè)置有澄清池，所述澄清池內(nèi)部安裝有水泵；所述棄流箱2上端還連接有限流管6，所述限流管6與所述排水機(jī)構(gòu)連通。

值得注意的是，所述控制機(jī)構(gòu)包括設(shè)于棄流箱2內(nèi)的浮球4、固定在所述棄流箱2內(nèi)側(cè)壁的支架9，與所述支架9轉(zhuǎn)動連接的轉(zhuǎn)輪10、用于固定連接所述浮球4和轉(zhuǎn)輪10的固定桿一5、與所述固定桿一5處于同一平面內(nèi)并固定連接于所述轉(zhuǎn)輪10的固定桿二11、與所述固定桿二11轉(zhuǎn)動連接的搖桿12、連桿14、分別與所述搖桿12和連桿14轉(zhuǎn)動連接的轉(zhuǎn)軸13，與所述固定桿一5處于同一平面內(nèi)并固定在在所述棄流箱2內(nèi)側(cè)壁的支撐旋轉(zhuǎn)軸15、單向轉(zhuǎn)盤16和固定于單向轉(zhuǎn)盤16側(cè)邊的墊片17，所述棄流箱2內(nèi)側(cè)壁于所述墊片17圓形運(yùn)動軌跡重合處開有進(jìn)水口18；所述支撐旋轉(zhuǎn)軸15與單向轉(zhuǎn)盤16的轉(zhuǎn)軸固定連接，所述單向轉(zhuǎn)盤16與連桿14固定連接。

在本實(shí)施例中，所述凈水管3與來水管1連通處的水平面位置高于棄流箱2箱內(nèi)所述限流管6所處的水平位置。

另外，根據(jù)力矩定理，所述浮球4的質(zhì)量G₁的計(jì)算公式如下：

G₁＝(G₂﹒L₂﹒L₄)/(L₁﹒L₃)；

式中，L₁為浮球4重心沿豎直方向上與第一矩心轉(zhuǎn)輪10的轉(zhuǎn)軸的距離，L₂為搖桿12承載力F的方向上與第一矩心轉(zhuǎn)輪10的轉(zhuǎn)軸的距離，L₃為搖桿12承載力F與第二矩心單向轉(zhuǎn)盤16的轉(zhuǎn)軸的距離，G₂為單向轉(zhuǎn)盤16和墊片17的質(zhì)量之和，L₄為單向轉(zhuǎn)盤16和墊片17整體的重心處與與第二矩心單向轉(zhuǎn)盤16的轉(zhuǎn)軸的距離；

根據(jù)力矩定理，所述棄流箱2內(nèi)污水的密度ρ的計(jì)算公式如下：

ρ＝G₁/gV；

式中，g為重力與質(zhì)量的比值，V為棄流箱2內(nèi)所述限流管6以下部分箱體體積與浮球4的體積差。

當(dāng)所述雨水的密度與所述棄流箱2內(nèi)污水的密度ρ相等時(shí)，浮球4下降，直至墊片17完全遮堵住進(jìn)水口18。所述浮球4與固定桿一5可拆卸式固定連接。

本發(fā)明的工作原理在于，當(dāng)棄流箱2內(nèi)的水位上升時(shí)，可抬升浮球4，浮球4的抬升將帶動球體5轉(zhuǎn)動，最終帶動只能沿一轉(zhuǎn)動方向轉(zhuǎn)動的單向轉(zhuǎn)盤16轉(zhuǎn)動，單向轉(zhuǎn)盤16帶動墊片17向下方運(yùn)動，由于剛開始收集到的雨水含顆粒物污染物較多，水的浮力較大，使得浮球4一下子處于最高位置，此時(shí)單向轉(zhuǎn)盤16帶動墊片17向下方運(yùn)動至最低處位置，等到棄流箱2內(nèi)積水至限流管6內(nèi)開始限流時(shí)，棄流箱2內(nèi)積水的純凈度慢慢變高的同時(shí)，浮球4開始下降，單向轉(zhuǎn)盤16帶動墊片17開始上升，當(dāng)浮球4的重力與所需純凈度的雨水在所述棄流箱內(nèi)的浮力相同時(shí)，墊片17剛好堵住進(jìn)水口18，此時(shí)，收集到的雨水將通過凈水管3依次進(jìn)入到沉淀池、凈化池、蓄水池中進(jìn)行自然進(jìn)化。

根據(jù)所要收集雨水潔凈程度來調(diào)節(jié)浮球的重量，當(dāng)需要的雨水潔凈度和未沾地雨水純凈度相同，則通過可拆卸式安裝固定浮球和固定桿一，設(shè)定浮球的重量與未沾地雨水在所述棄流箱內(nèi)的浮力相同，即可得到該可調(diào)式自動棄流型雨水收集利用系統(tǒng)在前期和后期收集到的雨水純凈度均和未沾地雨水純凈度相同；當(dāng)需要的雨水潔凈度要求不高，可以低于未沾地雨水純凈度時(shí)，可以設(shè)定浮球的重量大于未沾地雨水在所述棄流箱內(nèi)的浮力即可；收集降雨后將潔凈雨水依次連接有沉淀池、凈化池、蓄水池，雨水凈化采用自然凈化，環(huán)保衛(wèi)生。

在本實(shí)施例中，所述排水裝置包括設(shè)置在棄流箱2底部的棄流出口、設(shè)置在棄流出口上的棄流管7以及設(shè)置在棄流管7上的閥門8，所述棄流管7與限流管6均連通于所述沉淀池。

在本實(shí)施例中，所述墊片17的直徑大于所述進(jìn)水口18的直徑

基于上述，提供的可調(diào)式自動棄流型雨水收集利用系統(tǒng)可以收集降雨初期較臟的雨水，并可以通過排水管道將其棄流，或者直接將其排到散水上或者附近的草地上；能夠?qū)崿F(xiàn)自動棄除分流初期較臟的雨水，保證收集到的雨水純凈度與未沾地雨水純凈度相同，解決了目前現(xiàn)有技術(shù)中普遍存在的在初期收集的雨水可能會含有較多的污染物或者浪費(fèi)干凈的雨水的情況出現(xiàn)，使用效果不理想的問題；并且本發(fā)明能有效的利用了雨水，形成了淡水資源的循環(huán)利用，結(jié)構(gòu)簡單，沒有地域環(huán)境的限制，應(yīng)用廣泛，從而降低雨水的處理成本、實(shí)現(xiàn)較好的經(jīng)濟(jì)效益；所述凈水管與來水管連通處的水平面位置高于棄流箱內(nèi)限流管的水平位置，這樣設(shè)置在棄流箱內(nèi)的水位沒有到達(dá)一定水位線時(shí)，來水管內(nèi)的水是不會從凈水管內(nèi)流出的，這樣保證了棄流裝置能正常工作，將前期含有大量臟物的雨水全部舍去。

由技術(shù)常識可知，本發(fā)明可以通過其他的不脫離其精神實(shí)質(zhì)或必要特征的實(shí)施方案來實(shí)現(xiàn)。因此，上述公開的實(shí)施方案，就各方面而言，都只是舉例說明，并不是僅有的。所有在本發(fā)明范圍內(nèi)或在等同于本發(fā)明的范圍內(nèi)的改變均被本發(fā)明所包含。