1.本发明涉及城市排水领域,尤其涉及一种基于物联网的智慧城市排水系统。
背景技术:
2.城市排水系统是处理和排出城市污水和雨水的工程设施系统,是城市公用设施的组成部分。现有技术中往往会在江河边排水管道尾端安装拍门,而拍门主要用于防止江河潮水倒灌进排水管道内,申请号为cn202010388277.1的中国专利,一种城市排水系统,通过门盖顶动顶杆,降低门盖的转动速度,减少门体的刚性撞击;减少密封圈的磨损,进而增加门盖与门体的密封性,但该排水系统在江河潮位逐渐上升时,由于其出水开口较小,使江河潮位位于该排水系统中下部时,该排水系统便需要及时封闭以防止河水倒灌,使排水管道无法继续向外排水,从而导致管内污水囤积,从城市排水口向道路四周溢出,造成城市内涝。
3.同时,由于现有防倒灌装置部分采用橡胶材质,且由于河水浸没防倒灌装置后,随着时间流逝,防倒灌装置逐渐老化变形,导致防倒灌装置出水口密闭不严,从而无法阻止河水倒灌,影响防倒灌装置使用效果。
技术实现要素:
4.为了克服现有防倒灌装置在江河潮位位于其装置中下部时,防倒灌装置便需要及时封闭以防止河水倒灌,从而导致管内污水囤积,同时河流浸没后的防倒灌装置易老化变形,导致防倒灌装置出水口密闭不严的缺点,本发明提供一种基于物联网的智慧城市排水系统。
5.本发明的技术方案是:一种基于物联网的智慧城市排水系统,包括有排水管道;还包括有防倒灌器身、防倒灌器头、挤压块、水位传感器和按压系统;排水管道左侧安装有用于防止水流倒灌的防倒灌器身,且防倒灌器身采用橡胶材质;防倒灌器身设置为向左倾倒的喇叭状,防倒灌器身左侧开设有上下两个用于排水的开口;防倒灌器身右侧设置有上下移动用于控制上开口开合的防倒灌器头;防倒灌器头上侧安装有活动用于挤压防倒灌器身的挤压块,且挤压块位于上开口处;排水管道内安装有用于封闭下开口的按压系统。
6.更为优选的是,还包括有水位传感器;排水管道上侧设置有用于感知防倒灌器身内水位变化的水位传感器。
7.更为优选的是,还包括有单向阀;防倒灌器头上开设有若干个限位孔,以从右往左看为基准,限位孔在防倒灌器头上呈梯形分布;每个限位孔内均固接有一个只能向左打开的单向阀。
8.更为优选的是,限位孔设置为斜向下状。
9.更为优选的是,还包括有固定杆、第一连接杆、弹性件和圆柱管;排水管道内固接有固定杆,且固定杆贯穿防倒灌器头;固定杆上滑动连接有第一连接杆,第一连接杆与挤压块固接;第一连接杆下侧固接有两个弹性件;防倒灌器头通过两个弹性件与第一连接杆活
动连接;防倒灌器头上固接有圆柱管,且圆柱管套接在固定杆上;防倒灌器头通过圆柱管在固定杆上上下滑动。
10.更为优选的是,按压系统包括有第二连接杆、第一引流板、第一气囊、气管、弧形板和第二气囊;防倒灌器头右侧固接有若干个第二连接杆;所有的第二连接杆右侧共同固接有一个第一引流板,且第一引流板右侧与一圆杆转动连接;第一引流板下侧固接有第一气囊,且第一气囊下侧通过一个圆板固接在排水管道内壁上;第一气囊左侧连通有伸缩用于传输气体的气管;防倒灌器身左侧固接有用于压紧防倒灌器身左侧下开口的弧形板;弧形板下侧与防倒灌器身之间固接有第二气囊。
11.更为优选的是,第一引流板设置为弧形。
12.更为优选的是,还包括有分流板;第一引流板左侧固接有分流板,且分流板设置为人字形。
13.更为优选的是,还包括有挡块;防倒灌器头上固接有挡块,且挡块将防倒灌器头上的下排单向阀遮罩。
14.更为优选的是,还包括有第二引流板;防倒灌器身左侧上开口处固接有第二引流板,且第二引流板位于挤压块下方;第二引流板设置为向右凹陷的弯曲状。
15.有益效果是:本发明实现了通过防倒灌器头带动挤压块上下移动,控制防倒灌器身左侧上开口进行开合,从而有效缓解城市内雨水的囤积,同时为工作人员提供足够的时间对城市排水系统进行及时的调整;通过水位传感器实时感知到防倒灌器身内的水位变化,将数据传输至工作人员处,从而便于工作人员对城市排水进行及时的调整,防止造成严重的人员伤亡以及财力损失;通过单向阀向左单向转动,确保雨停后,随着水位降低,排水管道内囤积的雨水迅速排出,进一步提高城市雨水排出的效率,进而使城市道路及时恢复以确保交通的正常运行;通过限位孔设置为斜向下状增大水流流速,同时便于水流排出,使漂浮垃圾更易被水流带向河流方向;通过第二气囊膨胀使弧形板左侧向下挤压防倒灌器身,使防倒灌器身左侧下开口最大程度上贴紧排水管道内壁,从而防止防倒灌器身左侧下开口密闭不严,导致河水倒灌,避免造成城市内涝;通过第一引流板引导排水管道内的水流,使水流从限位孔内向左侧喷出,进而有效避免垃圾堆积在防倒灌器身,防止造成防倒灌器身无法正常运行;通过分流板使第一引流板冲击而上的水流集中流向单向阀,从而有效增大从单向阀喷出的水量,进而增大水流从单向阀喷出的冲击力度,有效提高垃圾清除效果;通过挡块使第一引流板上的水流被短暂集中,从而使水流沿第一引流板上来后冲击到防倒灌器头,防止水流被冲散,减小冲击流速,避免水流无法从单向阀喷出;通过第二引流板将漂浮垃圾阻挡在防倒灌器身外,从而有效减少防倒灌器身漂浮垃圾的堆积,进一步避免影响防倒灌器身正常运行。
附图说明
16.图1为本发明的基于物联网的智慧城市排水系统立体结构示意图;图2为本发明的剖视图;图3为本发明的防倒灌器身、防倒灌器头和挤压块组合立体结构示意图;图4为本发明的防倒灌器身和防倒灌器头组合剖视图;图5为本发明的部分立体结构示意图;图6为本发明的单向阀立体结构示意图;图7为本发明的按压系统立体结构示意图;图8为本发明的按压系统剖视图;图9为本发明的按压系统部分立体结构示意图;图10为本发明的分流板和挡块组合立体结构示意图;图11为本发明的第二引流板立体结构示意图。
17.附图标记中:1-排水管道,2-防倒灌器身,3-防倒灌器头,3001-限位孔,4-挤压块,5-水位传感器,6-单向阀,101-固定杆,102-第一连接杆,103-弹性件,104-圆柱管,201-第二连接杆,202-第一引流板,203-第一气囊,204-气管,205-弧形板,206-第二气囊,301-分流板,302-挡块,401-第二引流板。
具体实施方式
18.下面参照附图对本发明的实施例进行详细描述。
19.实施例1如图3-图6所示,一种基于物联网的智慧城市排水系统,包括有排水管道1;还包括有防倒灌器身2、防倒灌器头3、挤压块4、水位传感器5和按压系统;排水管道1左侧安装有防倒灌器身2,且防倒灌器身2采用橡胶材质;防倒灌器身2设置为向左倾倒的喇叭状,防倒灌器身2左侧开设有上下两个开口;防倒灌器身2右侧设置有防倒灌器头3;防倒灌器头3上侧安装有挤压块4,且挤压块4位于上开口处;排水管道1内安装有按压系统;正常情况下,城市雨水通过排水管道1流至防倒灌器身2下侧,通过水流挤压,防倒灌器身2左侧下开口向上突起,开口打开,然后雨水通过防倒灌器身2左侧下开口流出至河流内,当城市下暴雨时,城市内排水紧张,同时河流涨水后,水流流入防倒灌器身2内,使防倒灌器身2产生形变,防倒灌器身2逐渐向下倾斜,此时防倒灌器身2左侧下开口受到水流挤压而闭合,城市排出的雨水逐渐在排水管道1内囤积,水流高度逐渐上升至防倒灌器身2左侧上开口处,与此同时,由于防倒灌器身2左侧的水流逐渐囤积,防倒灌器身2产生形变后带动防倒灌器头3向下移动,进而使挤压块4向下移动,对防倒灌器身2左侧上开口进行挤压,此时左侧上开口向下凹陷,防倒灌器身2左侧上开口打开,然后排水管道1内囤积的雨水从防倒灌器身2左侧上开口排出,当降雨量逐渐增大使河流迅速涨水,并逐渐淹没排水管道1时,此时河流内的水流逐渐向防倒灌器身2涌入,防倒灌器身2左侧上开口处受到水流挤压并逐渐闭合,与此同时,防倒灌器身2状态逐渐恢复,同时带动防倒灌器头3恢复至原位,当防倒灌器身2左侧上开口完全闭合后,河流内的水流无法倒灌入排水管道1内,通过上述运行过程,从而实现在城市发生强降雨时,最大程度上进行排水,从而有效缓解城市积水,现有技术仅仅依靠一个排水口进行排水,而当河流涨水使排水口进行闭合后,此时城市内雨水无法顺利
排出,从而极易导致城市内涝,通过防倒灌器头3带动挤压块4上下移动,控制防倒灌器身2左侧上开口进行开合,从而在防倒灌器身2下侧排水口闭合时,雨水将通过防倒灌器身2左侧上开口流出,从而有效缓解城市内雨水的囤积,同时为工作人员提供足够的时间对城市排水系统进行及时的调整。
20.还包括有水位传感器5;排水管道1上侧设置有水位传感器5;通过水位传感器5实时感知到防倒灌器身2内的水位变化,将数据传输至工作人员处,从而便于工作人员对城市排水进行及时的调整,防止造成严重的人员伤亡以及财力损失。
21.还包括有单向阀6;防倒灌器头3上开设有四个限位孔3001,以从右往左看为基准,限位孔3001在防倒灌器头3上呈梯形分布;每个限位孔3001内均固接有一个单向阀6;当停雨后,河流水位逐渐降低,同时防倒灌器身2内的水也逐渐跟随河流退去,防倒灌器身2上方压力逐渐减小,从而使防倒灌器身2逐渐向下侧倾斜,进而带动防倒灌器头3向下移动,继而使防倒灌器身2左侧上开口打开,水通过上开口流入左侧河流内,随着水流的排出,防倒灌器身2逐渐恢复原状,同时,当防倒灌器头3右侧的水压大于左侧水压,且右侧水位高于单向阀6时,水流通过单向阀6排出至左侧的河流内,从而保证在雨停后,随着水位降低,排水管道1内囤积的雨水迅速排出,进一步提高城市雨水排出的效率,进而使城市道路及时恢复以确保交通的正常运行。
22.限位孔3001设置为斜向下状;使排水管道1内水流从防倒灌器头3的限位孔3001流出时,有效增大水流流速,同时便于水流排出,使漂浮垃圾更易被水流带向河流方向。
23.还包括有固定杆101、第一连接杆102、弹性件103和圆柱管104;排水管道1内固接有固定杆101,且固定杆101贯穿防倒灌器头3;固定杆101上滑动连接有第一连接杆102,第一连接杆102与挤压块4固接;第一连接杆102下侧固接有两个弹性件103,弹性件103为弹簧;防倒灌器头3通过两个弹性件103与第一连接杆102活动连接;防倒灌器头3上固接有圆柱管104,且圆柱管104套接在固定杆101上;防倒灌器头3通过圆柱管104在固定杆101上上下滑动,当防倒灌器身2产生形变,使防倒灌器带动弹性件103进行上下移动,当弹性件103被压缩或拉伸至极致时,带动第一连接杆102进行上下移动,进而带动挤压块4对防倒灌器身2左侧上开口进行挤压,从而控制防倒灌器身2左侧上开口的开合。
24.实施例2在实施例1的基础上,如图7-图10所示,按压系统包括有第二连接杆201、第一引流板202、第一气囊203、气管204、弧形板205和第二气囊206;防倒灌器头3右侧固接有至少两个前后对称分布的第二连接杆201;所有的第二连接杆201右侧共同固接有一个第一引流板202,且第一引流板202右侧与一圆杆转动连接;第一引流板202下侧固接有第一气囊203,且第一气囊203下侧通过一个圆板固接在排水管道1内壁上;第一气囊203左侧连通有气管204;防倒灌器身2左侧固接有弧形板205;弧形板205下侧与防倒灌器身2之间固接有第二气囊206;当防倒灌器身2向下倾斜产生形变的过程中,防倒灌器身2左侧下开口极易打开,从而导致河流内的水流通过下开口进入排水管道1内,造成城市内涝,因此当防倒灌器头3向下移动时,带动第一引流板202向下移动,此时第一气囊203内的气体被压缩,通过气管204进入第二气囊206内,第二气囊206逐渐膨胀,使弧形板205右侧向上翘起一定距离,进而使弧形板205左侧向下挤压防倒灌器身2左侧下开口,使防倒灌器身2左侧下开口紧紧贴合在排水管道1内壁上,同时挤压防倒灌器身2下侧使其向下形变,从而使防倒灌器身2左侧下开
口最大程度上贴紧排水管道1内壁,从而防止防倒灌器身2左侧下开口密闭不严,导致河水倒灌,避免造成城市内涝。
25.第一引流板202设置为弧形,当河水退去时,防倒灌器头3逐渐向上移动并带动第一引流板202左侧向上运动,此时第一气囊203内的容积逐渐恢复,压强减小,此时第二气囊206内的压强大于第一气囊203内的压强,因此进入第二气囊206内的气体通过气管204回流至第一气囊203内,直至第一气囊203与第二气囊206内的压强相等,同时第一气囊203逐渐恢复至原状,直至第一引流板202左侧高度低于单向阀6,第一引流板202右侧接触到排水管道1内的向左侧排出的雨水,由于排水流速大,排出的水流通过第一引流板202向单向阀6冲击,从而使单向阀6打开,进而在限位孔3001内向左侧喷出,使由于河流涨水而导致防倒灌器身2堆积的漂浮垃圾向左侧漂出,同时利用河流水流流动方向,将漂浮垃圾带出防倒灌器身2内,进而有效避免垃圾堆积在防倒灌器身2,防止造成防倒灌器身2无法正常运行。
26.还包括有分流板301;第一引流板202左侧固接有分流板301,且分流板301设置为人字形;通过分流板301使第一引流板202冲击而上的水流集中流向单向阀6,从而有效增大从单向阀6喷出的水量,进而增大水流从单向阀6喷出的冲击力度,有效提高垃圾清除效果。
27.还包括有挡块302;防倒灌器头3上固接有挡块302,且挡块302将防倒灌器头3上的下排单向阀6遮罩;通过挡块302使第一引流板202上的水流被短暂集中,从而使水流沿第一引流板202上来后冲击到防倒灌器头3,防止水流被冲散,减小冲击流速,避免水流无法从单向阀6喷出。
28.实施例3在实施例2的基础上,如图1、图2和图11所示,还包括有第二引流板401;防倒灌器身2左侧上开口处固接有第二引流板401,且第二引流板401位于挤压块4下方;第二引流板401设置为向右凹陷的弯曲状;当挤压块4挤压防倒灌器身2左侧上开口时,防倒灌器身2左侧上开口向下凹陷,带动第二引流板401向下移动,从而当河流涨水时,防倒灌器身2逐渐升高,水位逐渐接触到第二引流板401,由于第二引流板401设置为向右凹陷的弯曲状,此时根据河流水流流向,极大部分河流携带的漂浮垃圾通过第二引流板401被阻挡在防倒灌器身2外,并跟随水流飘走,从而有效减少防倒灌器身2漂浮垃圾的堆积,进一步避免影响防倒灌器身2正常运行。
29.以上所述仅为本发明的实施例子而已,并不用于限制本发明。凡在本发明的原则之内,所作的等同替换,均应包含在本发明的保护范围之内。本发明未作详细阐述的内容属于本专业领域技术人员公知的已有技术。