屋面雨水收集装置
技术领域
本实用新型涉及雨水利用技术领域，具体而言，涉及一种屋面雨水收集装置。
背景技术
中国是一个水资源严重短缺的国家，人均水资源量仅为世界人均占有量的1/4，而且水资源存在时空分布不均的问题。缺水地区不能坐等跨流域调水，应充分拓展和回收利用当地水资源，其中雨水是目前尚未充分利用的一种水资源，雨水资源的非充分利用不仅是一种水资源浪费，也是水能资源浪费，而且暴雨引发的城市防洪问题不容忽视。通过雨水的合理收集与利用，补充地下水源，削减城市洪峰流量，有效控制地面水体的污染，降低生活用水压力，对改善城市的生态环境、缓解水资源紧张的局面有重要的现实意义。
现有的建筑屋面雨水收集系统考虑了雨水的收集，但对于下雨初期，前2mm-5mm的雨水一般污染严重，流量也比较小，且空气或房屋表面中存在大量的灰尘污染物，这会造成初期雨水污染极其严重，不能直接为人类所利用。
另外，现有的雨水过滤装置主要用于简单的植被浇灌，不能将雨水的利用率最大化，并且当前雨水收集池大多位于地下，安装维修不便，施工比较繁琐，生态效益低下，对环境不够友好。
实用新型内容
鉴于此，本实用新型提出了一种屋面雨水收集装置，旨在解决初期雨水污染严重而不能利用的问题。
本实用新型提出了一种屋面雨水收集装置，包括：集水板；收集管道，收集管道的侧壁开设有开口，开口用于接收集水板收集的雨水；挡板，挡板可转动地连接于收集管道内；配重机构，配重机构与挡板相连接，配重机构用于根据降雨量带动挡板旋转，以使挡板封堵或打开开口。
进一步地，上述屋面雨水收集装置中，配重机构包括：旋转杆，旋转杆与挡板相连接；盛接体，盛接体与旋转杆相连接，盛接体可盛接雨水，以在降雨量达到预设值时，通过旋转杆带动挡板旋转。
进一步地，上述屋面雨水收集装置中，集水板具有坡度，集水板的最低处位于开口的最低处。
进一步地，上述屋面雨水收集装置，还包括：水处理装置，水处理装置与收集管道相连接。
进一步地，上述屋面雨水收集装置中，水处理装置包括：过滤单元，过滤单元的进口与收集管道相连通，用于接收并过滤收管道输出的雨水；蓄水单元，蓄水单元的进口与过滤单元的出口相连通，用于接收并储存过滤单元输出的雨水。
进一步地，上述屋面雨水收集装置中，过滤单元包括：至少两级过滤池，相邻的两级过滤池中，位于下级的过滤池的进口与位于上级的过滤池的出口相连通；位于首级的过滤池的进口通过单向阀与收集管道相连通。
进一步地，上述屋面雨水收集装置中，每级过滤池均包括：容器；过滤结构，过滤结构设置于容器内；调节机构，调节机构与过滤结构相连接，以调节过滤结构在容器内的位置。
进一步地，上述屋面雨水收集装置中，调节机构包括：旋转螺杆，旋转螺杆的第一端穿设于过滤结构并与容器的底壁相接触，旋转螺杆的第二端位于容器外；螺纹套筒，螺纹套筒螺纹连接于旋转螺杆位于容器内的部分，并且，螺纹套筒的外侧壁与过滤结构相连接。
进一步地，上述屋面雨水收集装置中，螺纹套筒的外侧壁的靠近自身顶端的位置和靠近自身底端的位置分别设置有卡板，过滤结构卡设于两个卡板之间；和/或分力板固定于容器的底壁，旋转螺杆的第一端与分力板相接触。
进一步地，上述屋面雨水收集装置中，每级过滤池均还包括：抽水管道，抽水管道的一端穿设于过滤结构。
本实用新型中，配重机构与设置于收集管道内的挡板相连接，配重机构的配重随降雨量的增大而增大，当处于初期雨水弃流状态时，降雨量较小，配重机构的配重较小，无法带动挡板，挡板将挡住开口，不对污染较为严重的初期雨水进行收集；随着降雨的进行，配重机构的配重逐渐增大，当降雨量超过初期雨水弃流量时，配重机构带动挡板转动，使挡板离开开口，以收集较干净的雨水，该屋面雨水收集装置考虑了在降水过程中不同时间段内降雨水质的差别，实现了将污染严重雨水弃流，只收集较干净雨水的目的，收集的雨水不仅可以浇灌植被，还可以用于居民的日常生活。此外，该屋面雨水收集装置设置于屋面上，便于维修。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本实用新型实施例提供的屋面雨水收集装置的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的屋面雨水收集装置处于雨水未收集状态以及初期弃流状态的结构示意图；
图3为本实用新型实施例提供的屋面雨水收集装置处于雨水收集状态的结构示意图；
图4为本实用新型实施例提供的屋面雨水收集装置中，过滤池的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
参见图1-图3，该装置包括：集水板1、收集管道2、挡板3和配重机构4，其中，参见图1，集水板1架设于屋面上，参见图2和图3，收集管道2设置于屋面天沟5内，同时，收集管道2的侧壁上沿自身轴向开设有开口21，集水板1收集的雨水可通过开口21流入收集管道2内，开口21的下边缘紧贴天沟5表面。挡板3为两端封闭的半筒，设置于收集管道2内，半筒的两端通过弹性轴承与收集管道2的两端面可转动地相连接。配重机构4与挡板3相连接，再次参见图2，当未收集雨水以及需要将初期雨水弃流时，由于降雨量较小，所以配重机构4配重较小，无法带动半筒转动，半筒的侧壁正好挡设在开口21处，从而将开口21封堵，集水板1收集的雨水无法进入收集管道2内；再次参见图3，随着降雨的进行，配重机构4的配重逐渐增大，当降雨量达到一定值时，即已经超过初期雨水弃流量时，配重机构4带动半筒转动，半筒的侧壁离开开口21，从而将开口21打开，集水板1收集的雨水进入收集管道2内，屋面雨水收集装置开始收集雨水。
本实施例中，配重机构4与设置于收集管道2内的挡板3相连接，配重机构4的配重随降雨量的增大而增大，当处于初期雨水弃流状态时，降雨量较小，配重机构4的配重较小，无法带动挡板3，挡板3将挡住开口21，不对污染较为严重的初期雨水进行收集；随着降雨的进行，配重机构4的配重逐渐增大，当降雨量超过初期雨水弃流量时，配重机构4带动挡板3转动，使挡板3离开开口21，以收集较干净的雨水，该屋面雨水收集装置考虑了在降水过程中不同时间段内降雨水质的差别，实现了将污染严重雨水弃流，只收集较干净雨水的目的，收集的雨水不仅可以浇灌植被，还可以用于居民的日常生活。此外，该屋面雨水收集装置设置于屋面上，便于维修。
再次参见图1，配重机构4包括：旋转杆41和盛接体42，旋转杆41的一端与半筒的端面相连接，另一端通过绳索43与盛接体42相连接，旋转杆41采用多次折弯的形式。下雨时，雨水在盛接体42内积蓄，可以预先设定一个开始收集雨水的降雨量，当处于初期雨水弃流状态时，盛接体42内雨水的重力不足以带动挡板3旋转，开口21被挡板3封堵，不进行雨水收集；当降雨量达到该预设值时，在盛接体42内雨水重力的作用下，旋转杆41转动，并带动挡板3转动，从而使挡板3离开开口21，集水板1收集的雨水即可进入收集管道2内。配重的使用，主要是结合当地的气候条件、当地雨水的水质以及屋面的清洁程度进行适当的调整，降雨量的预设值可通过调整旋转杆41的长度来调整，具体地，通过调整旋转杆41的长度达到对挡板3旋转时机的调整，转杆41的长度越长，力臂越长，转杆41旋转所需水量越少，雨水收集开始时间越早。可以看出，通过雨水的自重来进行配重，可决定对雨水的弃流和收集，无需供应电力，节能环保。
再次参见图2和图3，集水板1具有坡度，具体地，集水板1呈倒V型，V型集水板1的两侧的底部为最低处，收集管道2为两个，分别位于两个屋面天沟5内，V型集水板1的两侧的底部分别与两个收集管道2的开口21的最低处齐平，以便于收集雨水，并提高收集效率。
屋面雨水收集装置还包括：水处理装置，水处理装置与收集管道2相连接，以接收并处理收集管道2输出的雨水，使雨水的质量达到用户可使用的程度。具体地，再次参见图1，水处理装置包括：过滤单元和蓄水单元6，其中，过滤单元的进口与收集管道2相连接，以接收并过滤收集管道2的雨水。蓄水单元6的进口与过滤单元的出口相连通，以接收并储存过滤单元输出的雨水，蓄水单元6的出口安装有第一雨水输送管道7，与用户供水系统相连通。
继续参见图1，过滤单元包括：至少两级过滤池8，相邻的两级过滤池8中，位于下级的过滤池8的进口与位于上级的过滤池8的出口相连通，每级过滤池8的进口均靠近自身的底部，出口均靠近自身的底部，即位于上级的过滤池8的出口位置高于位于下级的过滤池8的进口位置，位于上级的过滤池8的顶面高于位于下级的过滤池8的顶面，从而使相邻的两级过滤池8之间产生压强差，便于雨水从位于上级的过滤池8流入位于下级的过滤池8。位于首级的过滤池8的顶面低于收集管道2的高度，这样，从收集管道2输出的雨水可上升至位于首级的过滤池8的顶面，通过设置多级过滤池8，可对雨水进行多次过滤，使水质得到提升，从而满足日常生活，同时，位于上级的过滤池8与收集管道2之间、以及相邻的两级过滤池8之间均存在压强差，雨水靠自重和压强差在各个过滤池8之间流动，无需供应电力，节能环保。位于首级的过滤池8的进口与收集管道2之间、相邻的两级过滤池8的出口和进口之间、以及位于末级的过滤池8的出口与蓄水单元6的进口之间均通过第二雨水输送管道9相连通。位于首级的过滤池8的进口设置有单向阀(图中未示出)，单向阀只允许雨水从收集管道2流入位于首级的过滤池8中，避免了雨水回流。
参见图4，每级过滤池8均包括：容器81、过滤结构和调节机构82，其中，容器81为敞口，其敞口上盖设有盖板83，盖板83的两侧设置有与容器81连接为一体的操作平台84，操作平台84采用混凝土制成。过滤结构包括：多层过滤层，从上至下依次为海绵85、活性炭86、碎石87每层过滤层均使用不锈钢钢筋网(图中未示出)包住，具体地，使用直径为16mm的钢筋制作可拆卸地外层包围网，内侧使用不锈钢密目网片包住，防止过滤材料外露。调节机构82与过滤结构相连接，一方面可使过滤结构位于容器81内，另一方面可调节过滤结构的位置，以便于对过滤结构的过滤材料进行更换。具体地，调节机构82包括：旋转螺杆821和螺纹套筒822，其中，各层过滤层的对应位置均开设有第一穿设孔，从而形成第一孔洞，第一孔洞的直径为100mm，螺纹套筒822位于第一孔洞内，并与各层过滤层的不锈钢密目网片相连接，旋转螺杆821的第一端(图4所示的下端)依次穿设于盖板83和第一孔洞，并与容器81的底壁相接触，旋转螺杆821在穿设第一孔洞的同时也穿设了螺纹套筒822，螺纹套筒822与旋转螺杆821螺纹连接，旋转螺杆821的第二端(图4所示的上端)位于容器81的外部。螺纹套筒822的外侧壁连接有两个卡板823，两个卡板823分别靠近螺纹套筒822的顶端和底端设置，过滤结构卡设在两个卡板823之间，卡板823对过滤结构卡设的同时，螺纹套筒822位还与各层过滤层的不锈钢密目网片相连接，保证了过滤结构与螺纹套筒822紧密固定在一起。在分力板824底部四周焊接2cm×2cm×2cm的突起块(图中未示出)，在容器81的底壁布置与突起块相同尺寸及相对应位置的凹槽(图中未示出)，分力板824通过突起块固定于凹槽内，从而达到固定分力板824的目的。过滤结构为方形并铺满容器81的横截面，旋转螺杆821的第一端与分力板824相接触，旋转螺杆821在旋转的过程中，其第一端始终是仅仅抵靠在分力板824的上表面，同时，与旋转螺杆821螺纹连接的过滤结构是方形并铺满容器81的横截面的，因此过滤结构无法旋转，旋转螺杆821对过滤结构的旋转力变为对过滤结构的抬升力，从而实现将过滤结构移出容器81的目的。容器81的侧壁可设置有多个混凝土制的限位平台88，各限位平台88向容器81中心延伸且靠近容器81的底部，各限位平台88均位于该过滤池8的出口的上方(相对于图4而言)，同时，各限位平台88均位于同一水平面并均位于过滤结构的下方(相对于图4而言)，从而限定了过滤结构在容器81内的最低位置。
当对过滤材料进行清洁和更换时，转动旋转螺杆821，旋转螺杆821对分力板824产生作用力，容器81底部通过分力板824对旋转螺杆821的底部产生的压强进行分散，分力板824对旋转螺杆821的底部产生反作用力，旋转螺杆821在旋转过程中可以对螺纹套筒822产生一个向上(相对于图4而言)的抬升力，从而带动整个过滤结构向上升起，直到过滤结构达合适的清洗更换位置。为了便于施力，旋转螺杆821位于容器81外的部分为折弯状。
雨水收集过后，有一定量的雨水留在容器81内部，长时间不清理，会导致水体发臭，影响后续雨水收集，为此，各层过滤层的对应位置还均开设有第二穿设孔，从而形成第二孔洞，第二孔洞的直径为30mm，再次参见图1，抽水管道10的第一端(图1所示的下端)依次穿设于盖板83和第二孔洞，并与容器81的底部保持一定距离，抽水管道10的第二端位于容器81的外部，抽水管道10位于容器81外部的部分设置有阀门101，当抽水时，打开阀门101，抽水管道10连接水泵，可将容器81内的水抽出。具体实施时，旋转螺杆821的长度及螺纹种类、操作平台84的宽度、抽水间隔时间以及过滤材料的清洗时间可根据现场实际情况进行调整。
如果屋面太低，则屋面雨水收集装置势能就过小，达不到供水要求，可适当装入增压装置，增压装置与第一雨水输送管道7连接，通过增压装置将净化后的雨水输送到各个用水系统。
综上，本实施例中，配重机构4与设置于收集管道2内的挡板3相连接，配重机构4的配重随降雨量的增大而增大，当处于初期雨水弃流状态时，降雨量较小，配重机构4的配重较小，无法带动挡板3，挡板3将挡住开口21，不对污染较为严重的初期雨水进行收集；随着降雨的进行，配重机构4的配重逐渐增大，当降雨量超过初期雨水弃流量时，配重机构4带动挡板3转动，使挡板3离开开口21，以收集较干净的雨水，该屋面雨水收集装置考虑了在降水过程中不同时间段内降雨水质的差别，实现了将污染严重雨水弃流，只收集较干净雨水的目的，收集的雨水不仅可以浇灌植被，还可以用于居民的日常生活。此外，该屋面雨水收集装置设置于屋面上，便于维修。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
