降雨量控制的初期雨水自动弃流装置.pdf

本发明涉及一种用于对雨水收集设备进行初期雨水弃流控制的装置，该雨水收集设备包括一汇水单元、一蓄水单元、一自汇水单元向蓄水单元输送雨水的雨水进水管、一连通蓄水单元的雨水收集管、以及一设在进水管和收集管之间的弃流管，所述降雨量控制的初期雨水自动弃流装置包括一雨量计，一设置在雨水收集管入口的电动阀门，一控制器，根据雨量计所测得的雨量与预设的弃流量相比较的结果，来控制雨水收集管的电动阀门的启闭，从而实现对初期雨水弃流的自动控制。所述降雨量控制的初期雨水自动弃流装置还包括一调节预设弃流量的装置，一用于设置不弃流降雨间隔的装置，从而有效减少弃流量，以及一水位传感器，使控制器可以根据水位传感器的信号来控制蓄水单元的水位。

权利要求书

降雨量控制的初期雨水自动弃流装置
技术领域
本发明涉及雨水收集设备的控制装置，尤其涉及一种用于对雨水收集设备进行初期雨水弃流控制的装置。
背景技术
目前，淡水缺乏是全人类面对的严重问题，雨水是一种相对洁净的可持续利用水源，有效收集和利用雨水是一项重要课题。降雨初期，雨水在经过大气和汇流表面时会受到污染，所以初期雨水的污染程度较高，不宜直接利用。如净化处理又带来技术和经济困难，较为经济的做法是直接将初期雨水排放掉，称之为“初期雨水弃流”，要收集的是初期弃流结束后的中、后期雨水。
目前还没有简单经济的手段来在线判断水质是否适合收集利用，较为常见的是按降雨量的经验数值来作为决定雨水取舍的标准。例如：以3mm降雨量为限，3mm以内为初期雨水需排放掉，3mm以上的认为是中后期雨水，则收集利用。现在普遍采用的做法是用经验降雨量乘以汇水面积，得到需弃流水的体积，再设计同等容积的弃流池，以雨水注满弃流池作为完成弃流的标准，例如中国发明公开CN 1865613A。这些技术普遍存在以下缺点：1、需要建弃流池，增加了土建开支；2、弃流量不可调；3、弃流池内初期雨水下排时需要高差，且需要人工操作；4、难于考虑两场雨间隔较近时减少弃流等其他更细节要求。
因此，确实需要一种能克服上述现有技术缺陷的雨水弃流控制系统。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种降雨量控制的初期雨水自动弃流装置，用于对雨水收集设备进行全自动初期雨水弃流控制，而不需要建造弃流池。
为解决上述技术问题，本发明提供一种降雨量控制的初期雨水自动弃流装置，所述雨水收集设备包括一汇水单元、一蓄水单元、一自汇水单元向蓄水单元输送雨水的雨水进水管、一连通蓄水单元的雨水收集管、以及一设在进水管和收集管之间的弃流管，其特征在于所述降雨量控制的初期雨水自动弃流装置包括：
一用于测定降雨量的雨量计。
一设置在雨水收集管入口的电动阀门。
以及一控制器，根据雨量计所测得的雨量与预设的弃流量相比较的结果，来控制雨水收集管的电动阀门的启闭，从而实现对初期雨水弃流的全自动控制。
进一步地，本发明的降雨量控制的初期雨水自动弃流装置还包括一调节预设弃流量的弃流量调节装置，以及一不弃流降雨间隔调节装置。
本发明上述技术方案的优点在于提供了对初期雨水弃流进行全自动控制的技术手段，可以方便地调节预设的弃流量，并根据实际情况设置降雨间隔时间，从而合理地减少弃流量，并且不需要建造弃流池，节约了土建的成本。
进一步地，本发明的降雨量控制的初期雨水自动弃流装置还包括一设置于蓄水单元的水位传感器，控制器根据水位传感器的信号是否超过一预设的阈值来控制电动阀门的启闭，使控制器可以根据水位传感器的信号来控制蓄水单元的水位。
进一步地，本发明的降雨量控制的初期雨水自动弃流装置还包括一调试单元，所述调试单元包括降雨信号模拟装置、一强制弃流控制装置、以及一强制收集控制装置。
进一步地，本发明的降雨量控制的初期雨水自动弃流装置采用太阳能电源组件作为电源。
附图说明
图1为根据本发明原理的降雨量控制的初期雨水自动弃流装置实施例的示意图。
图2是弃流量调节装置和不弃流降雨间隔调节装置的内部原理图。
图3是弃流降雨量和不弃流降雨间隔通过控制器键盘设定的原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图详细描述本发明的具体实施方式。
图1的示意图显示了根据本发明原理设计的一个雨水弃流控制装置的实施例。该雨水弃流控制装置包括一雨量计1、一控制器2、一继电器组件3、信号线4、一弃流量调节装置5、一不弃流降雨间隔调节装置6、一降雨信号模拟装置7、一强制弃流控制装置8、一强制收集控制装置9、一水位传感器10、控制器输出信号线11、电动阀门电源线12、太阳能电源组件13、电源线14、一电动阀门15、雨水进水管16、雨水弃流管17、雨水收集管18。其中雨水进水管16连通雨水收集设备的汇水单元(图中未示出)，雨水收集管18则连通雨水收集设备的蓄水单元(图中未示出)，而弃流管则是设置在雨水进水管和雨水收集管之间的分流支路。图2中的19为电位器，20为控制器模拟输入端子。
本发明的工作原理如下：
旋转弃流量调节装置5或不弃流降雨间隔调节装置6时，控制器模拟输入端子20的电压相应改变，各自通过控制器2内部A/D转变成数字控制量。通过弃流量调节装置5及其对应的电路可以预先设定“弃流降雨量”，以毫米计；不弃流降雨间隔调节装置6及其对应的电路用于设定不弃流降雨间隔，以小时计。如图中实施例所示，该弃流量调节装置5和不弃流降雨间隔调节装置6被设计为旋钮的形式，一般技术人员可以理解的是弃流量调节装置5和不弃流降雨间隔调节装置6也可以设计成通过任何用户操作界面对控制器内部运行的程序的参数进行设定的方式来实现。具体实施时，雨量计1可以使用翻斗式雨量计，控制器2可以使用可编程逻辑控制器(PLC)或单片机，通过编程实现上述计算、判断和指令输出，“弃流降雨量”和“不弃流降雨间隔”也可以通过控制器键盘设定，图3为此条件下的原理示意图。
根据本发明的原理，降雨开始后，雨量计1通过信号线4输出脉冲信号给控制器2，由控制器2进行脉冲计数，从而判断是否发生降雨，计算本次降雨与前次降雨间隔，计算当前降雨量，并与设定的“不弃流降雨间隔”和“弃流降雨量”进行比较。如果前次降雨与本次降雨间隔大于设定的“不弃流降雨间隔”，则认为雨水不够清洁需要弃流，控制器2通过控制器输出信号线11发出“弃流”信号，经过继电器组件3的逻辑转换，通过电动阀门电源线12驱动电动阀门15关闭，雨水进水管16中来的雨水只能进入雨水弃流管17，排放到雨水收集系统以外；如果本次降雨量达到“弃流降雨量”，或本次降雨与前次降雨间隔小于设定的“不弃流降雨间隔”，则认为雨水是较清洁的，控制器2通过控制器输出信号线11发出“收集”信号，经过继电器组件3的逻辑转换，通过电动阀门电源线12驱动电动阀门15开启，雨水进水管16中来的雨水直接进入雨水收集管18，收集到蓄水池(图中未显示)中；在收集过程中，如果蓄水池达到储水上限，则由水位传感器10发出信号给控制器2，控制器2根据水位传感器的信号是否超过一预设的阈值来判断是否水位已超过储水的上限，如是，则发出“弃流”指令，电动阀门15即关闭，为弃流状态。系统电源由太阳能电源组件13提供。降雨信号模拟装置7、强制弃流控制装置8和强制收集控制装置9组成一调试单元。启动降雨信号模拟装置7可模拟降雨时系统的工作过程，以方便调试。在任何时候启动强制弃流控制装置8可直接关闭电动阀门15，实现强制弃流；启动强制收集控制装置9，则可直接开启电动阀门15，实现强制收集，本功能用于系统测试。