一种水力自调缓闭式雨水截污限流器论文和设计-尹小斌

全文摘要

一种水力自调缓闭式雨水截污限流器，它涉及雨水管水污染防治技术领域。它包含浮筒，所述浮筒的两侧设置有浮筒连接环，所述浮筒连接环与浮筒导轨滑动连接，所述浮筒导轨的顶部设置有固定横杆，所述固定横杆上设置有绳索转向环，固定横杆的下方设置有闸板，所述闸板上连接有绳索，所述绳索穿过绳索转向环并与浮筒连接，所述闸板的两侧设置有闸板连接环，所述闸板连接环与闸板导轨滑动连接，所述闸板导轨上端与固定横杆连接。它能有效防止大量清水排入污水管道，通过缓闭控制，可尽可能截流污水和初期雨水，且其控制过程全部依赖水力自调，节能环保经济、设备采用一体化的对称构造，安装简单、稳定性强、出故障概率小，维护管理工作量小。

主设计要求

1.一种水力自调缓闭式雨水截污限流器，其特征在于：它包含浮筒、浮筒连接环、浮筒导轨、固定横杆、绳索转向环、闸板、绳索、闸板连接环、闸板导轨，所述浮筒的两侧设置有浮筒连接环，所述浮筒连接环与浮筒导轨滑动连接，所述浮筒导轨的顶部设置有固定横杆，所述固定横杆上设置有绳索转向环，固定横杆的下方设置有闸板，所述闸板上连接有绳索，所述绳索穿过绳索转向环并与浮筒连接，所述闸板的两侧设置有闸板连接环，所述闸板连接环与闸板导轨滑动连接，所述闸板导轨上端与固定横杆连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种水力自调缓闭式雨水截污限流器，其特征在于：所述浮筒导轨包含竖直段、圆弧段，所述竖直段的上方设置有圆弧段，所述圆弧段与固定横杆连接。

3.根据权利要求1所述的一种水力自调缓闭式雨水截污限流器，其特征在于：所述闸板凸出于两根闸板导轨所在的平面。

4.根据权利要求1所述的一种水力自调缓闭式雨水截污限流器，其特征在于：所述闸板的上端通过两条对称的绳索穿过绳索转向环后与浮筒连接。

5.根据权利要求1所述的一种水力自调缓闭式雨水截污限流器，其特征在于：所述浮筒导轨及闸板导轨均设置在底座上。

设计说明书

技术领域

本发明涉及雨水管水污染防治技术领域，具体涉及一种水力自调缓闭式雨水截污限流器。

背景技术

采取雨污分流排水体制的城市，在道路下分别建设了雨水管道系统和污水管道系统，在实际运行中存在着阳台洗衣机、沿街店面和冲洗路面等污水不可避免排入雨水管道系统，以及初期雨水污染等问题，造成城市水环境的污染。

为解决雨水管道存在的污水收集问题，一半在雨水管道中增设截污井和截污管，将雨水管道收集的污水和初期雨水截流就近排入污水管道系统，最后进入污水处理厂处理达标后排放。

在雨水管中设截污井和截污管的做法在目前的技术下，存在以下问题：

1.暴雨时过量的水质较好的雨水排入污水管道系统，影响了下游污水泵站和污水处理厂的正常运行，造成不必要的能源浪费，且水处理效果差；

2.污水管道上游接纳大量雨水，与污水混合后，使下游污水管道处于满流或承压状态，雨污合流水通过下游的雨水截污管和截污井反流入雨水系统排入城市水体，从而造成城市水环境的污染；

3.如果采取在各个雨水管设闸门控制，则管理工作量和难度特别大，且难以做到及时响应，雨水污染防治效果差；若采取电力自控系统，则由于截流井分部点太多，且处于污水环境，投资大、接电需求大且分散，沟通难度较大，更重要的是反应灵敏度会因为污染物影响而大打折扣；

4.如果采取基于力矩平衡和失衡原理来控制截污水的限流的设备，则需建设更多的构筑物，部件分布零散，运行稳定较差，且占地较大，安装难度大，管理维护工作量大，可应用性较差。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种水力自调缓闭式雨水截污限流器，它有效防止大量清水排入污水管道，通过缓闭控制，可尽可能截流污水和初期雨水，且其控制过程全部依赖水力自调，节能环保经济、设备采用一体化的对称构造，安装简单、稳定性强、出故障概率小，维护管理工作量小。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案是：它包含浮筒、浮筒连接环、浮筒导轨、固定横杆、绳索转向环、闸板、绳索、闸板连接环、闸板导轨，所述浮筒的两侧设置有浮筒连接环，所述浮筒连接环与浮筒导轨滑动连接，所述浮筒导轨的顶部设置有固定横杆，所述固定横杆上设置有绳索转向环，固定横杆的下方设置有闸板，所述闸板上连接有绳索，所述绳索穿过绳索转向环并与浮筒连接，所述闸板的两侧设置有闸板连接环，所述闸板连接环与闸板导轨滑动连接，所述闸板导轨上端与固定横杆连接。通过合力的随着截污井内水位高低动态失衡以及合力与浮筒运动轨迹形成夹角这两个原理来实现闸板的缓启缓闭，并通过一体化的限位构造来实现稳定运行。

进一步的，所述浮筒导轨包含竖直段、圆弧段，所述竖直段的上方设置有圆弧段，所述圆弧段与固定横杆连接。实现闸板启闭时，浮筒所受合力与圆弧之间形成夹角。

进一步的，所述闸板凸出于两根闸板导轨所在的平面。实现闸板浮筒限位稳定运行以及截污口的密闭关闭

进一步的，所述闸板的上端通过两条对称的绳索穿过绳索转向环后与浮筒连接。

进一步的，所述浮筒导轨及闸板导轨均设置在底座上。

采用上述技术方案后，本发明有益效果为：

1、利用绳索传导力而不形成力矩的特点，通过浮筒及闸板重力、浮筒浮力以及摩檫力的合力随着截污井内水位高低而动态失衡，来控制闸板的启闭，全过程不需要电力等额外能源，节能环保经济，且反应及时。

2、利用构造来实现闸板的缓启缓闭，即浮筒受到的合力与浮筒导轨圆弧段之间形成夹角。浮筒连接环进入导轨圆弧段，与圆弧之间的因重力或浮力方向与导轨之间存在夹角而导致的摩檫力增大，从而实下雨时缓缓关闭截污管口，以截流初期雨水。雨停时，缓缓开启闸板，减少暴雨后期水质良好的雨水进入污水管，提升截污效果和降低污水系统的运行成本。

3、利用连接环和导轨的方式使浮筒和闸板限位运行，确保运行稳定。

4、采取一体化构造，可直接放置于截污井内，不需要额外增加其他构筑物，安装和运行维护简单。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构示意图。

附图标记说明：浮筒1、闸板2、浮筒连接环3、浮筒导轨4、绳索5、绳索转向环6、闸板导轨7、闸板连接环8、底座9。

具体实施方式

参看图1所示，本具体实施方式采用的技术方案是：它包含浮筒1、闸板2、浮筒连接环3、浮筒导轨4、绳索5、绳索转向环6、闸板导轨7、闸板连接环8和底座9，本实施例中采用一浮筒1、一闸板2、两浮筒导轨4和两闸板导轨7，本设备设置在雨水管截污井的井体内，且闸板2外侧与截污管管口对接。

浮筒1通过两侧的浮筒连接环3连接在浮筒导轨4上，可沿浮筒导轨4上下活动，浮筒导轨4下部为竖直段，上部为圆弧段并和绳索转向环6下部的固定横杆连接，固定横杆下部连接两道闸板导轨7，闸板导轨7通过闸门两侧的闸板连接环8与闸板2连接，闸板2凸出于闸板导轨7所在的平面，闸板2可沿闸板导轨7上下活动，闸板2的上端通过两条对称的绳索5穿过绳索转向环6后与浮筒1连接。不下雨时，雨水管截污井内仅有少量污水，浮筒1未受到水浮力，在重力的作用下降到最低点，通过绳索5将闸门2高高拉起，截污井内的污水无阻拦地排入截污管，之后排入污水管道。

具体的，浮筒连接环3、闸板连接环8、绳索5的数量可根据具体需要而改变。

本发明的工作原理：当下雨时，雨水管道水位逐渐提升，浮筒1受到逐渐增大的浮力，浮筒1逐渐上升，闸板2在向下合力的作用下逐渐下降，当浮筒连接环3进入浮筒导轨4的圆弧段时，此时闸板2逐渐关闭进入污水管的截污管口，防止大量清水排入污水管，由于初期雨水污染物浓度较高，此时通过浮筒连接环3与圆弧段之间的因重力和浮力构成的合力方向（竖直）与浮筒导轨4之间存在夹角而导致的摩檫力增大，从而降低了闸板2下降的速度，缓缓关闭截污管口；同样当降雨变小或停止时，雨水管和截污井内水位逐渐降低，浮筒1逐渐下降，但由于此时井内水污染物含量较低，不宜过量排入污水管，亦通过浮筒连接环3与浮筒导轨4圆弧之间的因重力和浮力构成的合力方向与浮筒导轨4之间存在夹角而导致的摩檫力增大，从而降低了闸板2上升的速度，缓缓打开截污管口。

以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

设计图

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