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一种海绵城市用建筑屋顶雨水收集装置
申请号	CN202410032056.9	申请日	2024-01-09	公开(公告)号	CN117888598A	公开(公告)日	2024-04-16
申请人	中国市政工程中南设计研究总院有限公司;			发明人	王春伟; 刘丽丽; 曹守金;
摘要	本发明公开了一种海绵城市用建筑屋顶雨水收集装置包括雨水活动收集斗机构、封堵机构。所述雨水活动收集斗机构设置于输送管体的周向外壁，所述雨水活动收集斗机构的出水口与所述输送管体的进水口同心布置，当进行雨水收集时，所述雨水活动收集斗机构的收水口半径大于所述雨水活动收集斗机构的出水口半径，所述雨水活动收集斗机构的出水口半径小于所述输送管体的进水口半径，当不进行雨水收集时，所述雨水活动收集斗机构的出水口半径增大至所述雨水活动收集斗机构的收水口半径，所述雨水活动收集斗机构降低至所述输送管体的下端。该发明提供的海绵城市用建筑屋顶雨水收集装置解决了城市建筑雨水收集技术领域中的雨水收集装置易堆积杂质的技术问题。
权利要求	1.一种海绵城市用建筑屋顶雨水收集装置，其特征在于，包括：雨水活动收集斗机构，所述雨水活动收集斗机构设置于输送管体的周向外壁；所述雨水活动收集斗机构的出水口与所述输送管体的进水口同心布置；当进行雨水收集时，所述雨水活动收集斗机构的收水口半径大于所述雨水活动收集斗机构的出水口半径，所述雨水活动收集斗机构的出水口半径小于所述输送管体的进水口半径；当不进行雨水收集时，所述雨水活动收集斗机构的出水口半径增大至所述雨水活动收集斗机构的收水口半径，所述雨水活动收集斗机构降低至所述输送管体的下端。 2.根据权利要求1所述的海绵城市用建筑屋顶雨水收集装置，其特征在于，所述雨水活动收集斗机构包括雨水收集及伸缩组件、收集斗升降组件；所述雨水收集及伸缩组件包括活动集水板、固定环、弹性元件、安装环、安装块；所述活动集水板的一端与所述固定环转动连接；所述弹性元件的一端与所述活动集水板的另一端固定连接；所述弹性元件的另一端与所述安装环的一侧固定连接。 3.根据权利要求2所述的海绵城市用建筑屋顶雨水收集装置，其特征在于，所述安装环靠近所述活动集水板的一侧设置有伸缩驱动源；所述伸缩驱动源的输出端抵接至所述活动集水板；所述伸缩驱动源的固定端与所述安装环固定连接；所述安装环远离所述活动集水板的一侧固定连接有所述安装块；所述安装块开设有上下贯穿的螺纹孔。 4.根据权利要求3所述的海绵城市用建筑屋顶雨水收集装置，其特征在于，所述输送管体的周向开设有升降活动槽；所述升降活动槽内转动连接有升降传动杆；所述安装块与所述升降活动槽滑动连接；所述升降传动杆的上端与所述安装块螺纹转动连接。 5.根据权利要求4所述的海绵城市用建筑屋顶雨水收集装置，其特征在于，所述收集斗升降组件包括升降驱动源、第一回转体、第二回转体及第三回转体；所述升降驱动源的输出端与所述第一回转体驱动连接；所述第一回转体及第三回转体与所述第二回转体内啮合驱动连接；所述第三回转体的上端与所述升降传动杆的下端固定连接。 6.根据权利要求5所述的海绵城市用建筑屋顶雨水收集装置，其特征在于，所述收集斗升降组件还包括升降底座；所述升降底座内开设有升降安装槽；所述第一回转体、第二回转体、第三回转体及所述升降驱动源均置于所述升降安装槽内。 7.根据权利要求6所述的海绵城市用建筑屋顶雨水收集装置，其特征在于，所述雨水活动收集斗机构还包括弹性防水单元；两个相邻所述活动集水板支架设置有所述弹性防水单元；当不进行雨水收集时，多个所述活动集水板与多个所述弹性防水单元形成筒状结构。 8.根据权利要求7所述的海绵城市用建筑屋顶雨水收集装置，其特征在于，还包括封堵机构；所述封堵机构包括封堵板、封堵支架及封堵驱动源；所述输送管体开设有封堵安装槽；所述封堵支架与所述封堵安装槽滑动连接；所述封堵支架的上端与所述封堵板固定连接；所述封堵驱动源设置于所述封堵安装槽的底端；所述封堵驱动源的输出端与所述封堵支架的底端固定连接以驱动所述封堵支架升降。
说明书全文	一种海绵城市用建筑屋顶雨水收集装置技术领域 [0001] 本发明涉及城市建筑雨水收集技术领域，具体涉及一种海绵城市用建筑屋顶雨水收集装置。背景技术 [0002] 海绵城市指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用，逐步改善并恢复城市的自然生态平衡。在海绵城市建设过程中应以人和自然生态为优先原则，故定义为生态海绵城，建设海绵城市，首先要扭转观念。传统城市建设模式，处处是硬化路面。每逢大雨，主要依靠管渠、泵站等“灰色”设施来排水，以“快速排除”和“末端集中”控制为主要规划设计理念，往往造成逢雨必涝，旱涝急转。根据《海绵城市建设技术指南》，城市建设将强调优先利用植草沟、渗水砖、雨水花园、下沉式绿地等“绿色”措施来组织排水，以“慢排缓释”和“源头分散”控制为主要规划设计理念，既避免了洪涝，又有效的收集了雨水。建设海绵城市，即构建低影响开发雨水系统，主要是指通过“渗、滞、蓄、净、用、排”等多种技术途径，实现城市良性水循环，提高对径流雨水的渗透、调蓄、净化、利用和排放能力，维持或恢复城市的海绵功能，在海绵城市用屋顶雨水收集斗通常在屋顶下端边缘安装导水槽用于收集雨水。 [0003] 基于此，市面上出现了一些雨水收集装置，但这些雨水收集装置在不下雨的情况下外部风吹带动的杂质或垃圾极易堆积在收集斗中堵塞收集斗，导致在下雨时无法对雨水进行收集，影响收集斗的使用。发明内容 [0004] 本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种海绵城市用建筑屋顶雨水收集装置，解决城市建筑雨水收集技术领域中的雨水收集装置易堆积杂质和垃圾的技术问题。 [0005] 为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种海绵城市用建筑屋顶雨水收集装置，包括： [0006] 雨水活动收集斗机构，所述雨水活动收集斗机构设置于输送管体的周向外壁；所述雨水活动收集斗机构的出水口与所述输送管体的进水口同心布置；当进行雨水收集时，所述雨水活动收集斗机构的收水口半径大于所述雨水活动收集斗机构的出水口半径，所述雨水活动收集斗机构的出水口半径小于所述输送管体的进水口半径；当不进行雨水收集时，所述雨水活动收集斗机构的出水口半径增大至所述雨水活动收集斗机构的收水口半径，所述雨水活动收集斗机构降低至所述输送管体的下端。 [0007] 所述雨水活动收集斗机构包括雨水收集及伸缩组件、收集斗升降组件；所述雨水收集及伸缩组件包括活动集水板、固定环、弹性元件、安装环、安装块；所述活动集水板的一端与所述固定环转动连接；所述弹性元件的一端与所述活动集水板的另一端固定连接；所述弹性元件的另一端与所述安装环的一侧固定连接。 [0008] 与现有技术相比，本发明的有益效果包括： [0009] 1、收集效果佳：该发明提供的海绵城市用建筑屋顶雨水收集装置通过设置雨水活动收集斗机构，在收集雨水时，雨水活动收集斗机构的收水口半径大于雨水活动收集斗机构的出水口半径，雨水活动收集斗机构的出水口半径小于输送管体的进水口半径，便于收集雨水及将雨水引流至输送管体，从而流入雨水储存装置。 [0010] 2、防堵效果佳：该发明提供的海绵城市用建筑屋顶雨水收集装置通过设置收集斗升降组件及封堵机构，在晴天、不需要收集雨水时，升降驱动源驱动第一回转体转动，第一回转体驱动第二回转体转动，第二回转体驱动第三回转体转动，第三回转体驱动升降传动杆转动，从而驱动雨水活动收集斗机构向下移动，移动至输送管体的底端，同时，封堵驱动源的输出端收缩，驱动封堵支架向下运动，从而驱动封堵板封堵所述输送管体的进水口，防止了杂质堵塞所述雨水活动收集斗机及所述输送管体。附图说明 [0011] 图1是本发明提供的海绵城市用建筑屋顶雨水收集装置的立体结构示意图； [0012] 图2是本发明提供的海绵城市用建筑屋顶雨水收集装置中的雨水活动收集斗机构结构示意图； [0013] 图3是本发明提供的海绵城市用建筑屋顶雨水收集装置中的雨水收集及伸缩组件结构示意图； [0014] 图4是本发明提供的海绵城市用建筑屋顶雨水收集装置中的封堵机构结构示意图； [0015] 图5是本发明提供的海绵城市用建筑屋顶雨水收集装置中的封堵机构局部结构示意图1； [0016] 图6是本发明提供的海绵城市用建筑屋顶雨水收集装置中的封堵机构局部结构示意图2； [0017] 图7是本发明提供的海绵城市用建筑屋顶雨水收集装置中的升降底座结构示意图； [0018] 图8是本发明提供的海绵城市用建筑屋顶雨水收集装置中的升降底座局部内部结构示意图； [0019] 图9是本发明提供的海绵城市用建筑屋顶雨水收集装置中的升降底座局部结构示意图； [0020] 图10是本发明提供的海绵城市用建筑屋顶雨水收集装置中的弹性防水单元与活动集水板安装剖视结构示意图。具体实施方式 [0021] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 [0022] 需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。 [0023] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。 [0024] 请参阅图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10，本实施例提供了一种海绵城市用建筑屋顶雨水收集装置，包括：雨水活动收集斗机构1、封堵机构2。 [0025] 所述雨水活动收集斗机构1设置于输送管体3的周向外壁，所述雨水活动收集斗机构1的出水口与所述输送管体3的进水口同心布置，当进行雨水收集时，所述雨水活动收集斗机构1的收水口半径大于所述雨水活动收集斗机构1的出水口半径，所述雨水活动收集斗机构1的出水口半径小于所述输送管体3的进水口半径，当不进行雨水收集时，所述雨水活动收集斗机构1的出水口半径增大至所述雨水活动收集斗机构1的收水口半径，所述雨水活动收集斗机构1降低至所述输送管体3的下端。 [0026] 具体的，当进行雨水收集时，所述雨水活动收集斗机构1的收水口半径大于所述雨水活动收集斗机构1的出水口半径，使得收集的雨水通过所述雨水活动收集斗机构1全部流入所述输送管体3，从而流入雨水储存装置。 [0027] 具体的，当不进行雨水收集时，所述雨水活动收集斗机构1的出水口半径增大至所述雨水活动收集斗机构1的收水口半径，使得落入的杂质从所述雨水活动收集斗机构1与所述输送管体3形成的空隙落地，防止杂质堵塞所述雨水活动收集斗机构1。 [0028] 具体的，所述雨水活动收集斗机构1降低至所述输送管体3的下端防止杂质将所述雨水活动收集斗机构1堆满杂质，从而堵塞所述雨水活动收集斗机构1。 [0029] 进一步的，所述雨水活动收集斗机构1包括雨水收集及伸缩组件11、收集斗升降组件12，所述雨水收集及伸缩组件11包括活动集水板111、固定环112、弹性元件113、安装环114、安装块115，所述活动集水板111的一端与所述固定环112转动连接，所述弹性元件113的一端与所述活动集水板111的另一端固定连接，所述弹性元件113的另一端与所述安装环 114的一侧固定连接。 [0030] 进一步的，所述安装环114靠近所述活动集水板111的一侧设置有伸缩驱动源116，所述伸缩驱动源116的输出端抵接至所述活动集水板111，所述伸缩驱动源116的固定端与所述安装环114固定连接，所述安装环114远离所述活动集水板111的一侧固定连接有所述安装块115，所述安装块115开设有上下贯穿的螺纹孔115a。 [0031] 进一步的，所述活动集水板111上设置有导流板117，将收集的雨水引流至所述输送管体3内。 [0032] 具体的，雨天时，所述伸缩驱动源116的输出端收缩，驱动多个所述活动集水板111的底端向所述输送管体3移动，使得所述雨水活动收集斗机构1的出水口半径小于所述输送管体3的进水口半径，使得通过所述活动收集板111收集的雨水流入所述输送管体3内。 [0033] 具体的，晴天时，所述伸缩驱动源116的输出端伸长，驱动多个所述活动集水板116的底端向远离所述输送管体3的方向移动，所述雨水活动收集斗机构1的出水口半径增大至所述雨水活动收集斗机构1的收水口半径，使得落入的杂质从所述雨水活动收集斗机构1与所述输送管体3形成的空隙落地，防止杂质堵塞所述雨水活动收集斗机构1。 [0034] 优选的，所述伸缩驱动源116选用电推杆驱动源，电推杆驱动源具有以下优点：1、便于安装和维护：电动推杆体积小，重量轻，安装方便，且维护简单；2、高精度定位：它具有较高的定位精度，综合定位精度可达0.1mm，适合高精度控制场合；3、安全性与自锁功能：电动推杆具备自锁功能，能够在断电情况下保持设定位置，增加设备的安全性；4、适应恶劣环境：电液推杆采用全液压传动，动作灵敏、运行平稳，能有效缓冲外来的冲击力。此外，其全封闭结构使工作油路循环于无压的封闭钢筒里，不吸尘、不进水，内部不锈蚀，适合在恶劣环境下使用。 [0035] 优选的，所述弹性元件113选用弹簧，在本实施例中，所述弹性元件113起柔性支撑作用。 [0036] 进一步的，所述输送管体3的周向开设有升降活动槽3a，所述升降活动槽3a内转动连接有升降传动杆121，所述安装块115与所述升降活动槽3a滑动连接，所述升降传动杆121的上端与所述安装块115螺纹转动连接。 [0037] 在本实施例中，所述升降传动杆121的外壁开设有螺纹，所述升降传动杆121的螺纹与所述安装块115的所述螺纹孔115a转动配合，当所述升降传动杆121转动时，带动所述安装块115上下方向移动从而带动所述雨水活动收集斗机构1相对于所述输送管体3上下移动。 [0038] 进一步的，所述收集斗升降组件12包括升降驱动源122、第一回转体123、第二回转体124及第三回转体125，所述升降驱动源122的输出端与所述第一回转体123驱动连接，所述第一回转体123及第三回转体125与所述第二回转体124内啮合驱动连接，所述第三回转体125的上端与所述升降传动杆121的下端固定连接。 [0039] 进一步的，所述收集斗升降组件12还包括升降底座126，所述升降底座126内开设有升降安装槽126a，所述第一回转体123、第二回转体124、第三回转体125及所述升降驱动源122均置于所述升降安装槽126a内。 [0040] 具体的，该装置通过所述升降底座126与屋顶上的雨水储存装置的进口端可拆卸式固定连接。 [0041] 具体的，所述升降驱动源122的输出轴驱动所述第一回转体123转动，所述第一回转体123带动第二回转体124转动，由于所述第三回转体125与所述第二回转体124转动连接，所述第二回转体124驱动所述第三回转体125转动，所述第三回转体125驱动所述升传动杆121转动。 [0042] 优选的，所述升降驱动源122选用伺服电机，伺服电机具有以下优点：1、高精度控制：伺服电机通过内置的编码器或其他反馈装置，能够实现位置、速度和扭矩的闭环控制，确保电机运动精确可靠，解决了传统步进电机易失步的问题；2、良好的适应性：伺服电机能够承受瞬时负载波动和快速启动的要求，其抗过载能力强，能承担三倍于额定转矩的负载，适用于起动转矩要求高的场合；3、运行稳定性：在低速运行时，伺服电机表现出良好的稳定性，不会出现步进电机那样的步进现象，适用于对低速运行稳定性要求高的应用场合。 [0043] 优选的，在本实施例中，所述第一回转体123与所述第三回转体125选用齿轮，所述第二回转体124选用齿轮环，齿轮传动具有以下优点：1、恒定的传动比：齿轮传动能够提供恒定的瞬时传动比，确保运动的平稳性和准确性；2、高效率：齿轮传动的效率通常很高，尤其是在精密加工的齿轮副中，效率可以达到0.99以上；3、结构紧凑：通过使用行星齿轮、少齿差齿轮或谐波齿轮等特殊齿轮，可以使得齿轮传动装置更加紧凑；4、维护简便：齿轮传动系统通常比较直观，便于检查和维护。 [0044] 进一步的，所述雨水活动收集斗机构1还包括弹性防水单元13，两个相邻所述活动集水板111支架设置有所述弹性防水单元13，当不进行雨水收集时，多个所述活动集水板111与多个所述弹性防水单元13形成筒状结构。 [0045] 具体的，所述弹性防水单元13选用防水布，该防水布选用弹性的防水材料制成。 [0046] 具体的，所述弹性防水单元13整体呈梯形状，所述弹性防水单元13的上端的宽度大于所述底端的下端，当在晴天，不需要收集雨水时，多个所述活动集水板111呈现竖直状态，但两个相邻的所述活动集水板111之间形成梯形状缝隙，此时处于折叠状的所述弹性防水单元13撑开填补该缝隙，使得多个所述活动集水板111与多个所述弹性防水单元13形成筒状结构，便于所述雨水活动收集斗机构1与所述输送管体3形成较大缝隙，防止杂质封堵所述雨水活动收集斗机构1。 [0047] 进一步的，所述封堵机构2包括封堵板21、封堵支架22及封堵驱动源23，所述输送管体3开设有封堵安装槽3b，所述封堵支架22与所述封堵安装槽3b滑动连接，所述封堵支架22的上端与所述封堵板21固定连接，所述封堵驱动源23设置于所述封堵安装槽3b的底端，所述封堵驱动源23的输出端与所述封堵支架22的底端固定连接以驱动所述封堵支架22升降。 [0048] 具体的，当在晴天、不需要收集雨水时，为防止杂质堵塞所述输送管体3，利用所述封堵机构2封堵所述输送管体3的进水口，所述封堵驱动源23的输出端收缩，驱动所述封堵支架22向下运动，从而驱动所述封堵板21封堵所述输送管体3的进水口。 [0049] 优选的，所述封堵驱动源23选用电推杆。 [0050] 工作原理：该发明提供的海绵城市用建筑屋顶雨水收集装置包括雨水活动收集斗机构1、封堵机构2。所述雨水活动收集斗机构1设置于输送管体3的周向外壁，所述雨水活动收集斗机构1的出水口与所述输送管体3的进水口同心布置，当进行雨水收集时，所述雨水活动收集斗机构1的收水口半径大于所述雨水活动收集斗机构1的出水口半径，所述雨水活动收集斗机构1的出水口半径小于所述输送管体3的进水口半径，当不进行雨水收集时，所述雨水活动收集斗机构1的出水口半径增大至所述雨水活动收集斗机构1的收水口半径，所述雨水活动收集斗机构1降低至所述输送管体3的下端。 [0051] 具体的，当雨天、需要收集雨水时，所述雨水活动收集斗机构1位于所述输送管体3的上端，所述伸缩驱动源116的输出端收缩，驱动多个所述活动集水板111向所述输送管体3方向移动，使得所述雨水活动收集斗机构1整体呈锥形，便于收集雨水及将雨水导流至所述输送管体3。 [0052] 当晴天、不需要收集雨水时，为了防止杂质堵塞所述雨水活动收集斗机1及所述输送管体3，所述升降驱动源驱122动所述第一回转体123转动，所述第一回转体123驱动所述第二回转体124转动，所述第二回转体124驱动所述第三回转体125转动，所述第三回转体125驱动所述升降传动杆121转动，从而驱动所述雨水活动收集斗机构1向下移动，移动至所述输送管体3的底端，同时，所述封堵驱动源23的输出端收缩，驱动所述封堵支架22向下运动，从而驱动所述封堵板21封堵所述输送管体3的进水口。 [0053] 以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

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