一种城市高架桥雨水综合回收利用系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种城市高架桥雨水综合回收利用系统，本实用新型专利技术包括泵站、雨水收集装置、桥面喷淋装置、植被灌溉装置、路面状态传感器、雨雪传感器和土壤湿度传感器，PLC控制器接受来自雨雪传感器的信号，本实用新型专利技术实际需要，经PLC控制系统判断，控制打开相应的电磁阀，本实用新型专利技术各组成部分通过物联网组成整体，所收集的雨水能够根据外界环境的实际需要通过PLC控制系统进行调配，既满足了夏季高温天气对高架桥路面的喷水降温，还满足了对高架桥下植被的自动灌溉，同时在冬季下雪时，PLC控制系统能够根据外界温度需要，向路面喷洒除冰液避免路面结冰。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种城市高架桥雨水综合回收利用系统。
技术介绍
随着我国城市人口密度的快速增长，城市交通拥堵问题也越来越严重。为了达到提高市区交通通行能力，同时节约占地空间和降低建造成本的目的，越来越多的城市开始在市区修建高架桥。高架桥的修建改善了交通环境，但是也面临着雨季时大量雨水的排放和夏天高温季节路面温度过高，以及冬天时路面容易出现冰雪等问题。此类问题很容易给高架桥造成损坏，并引发严重的交通事故，继而给人民的生命财产安全带来巨大损失。为了解决上述问题，简单实用的做法是在高架桥面上安装雨水收集排放管路，使得雨水能够直接通过排放管路排放到高架桥下面的下水道中。但是这种方法不利于水资源的循环利用，特别是在雨季造成大量雨水的浪费。特别是夏天，高架桥面温度过高，常常还需要用洒水车进行洒水降温，并且高架桥下面的植被也需要洒水车进行人工浇灌。冬天时，为了防止高架桥路面结冰，往往也需要人工撒盐。这些方式都没有很好的循环利用雨水，导致一方面水资源不足，另一方面却在致使大量的水资源流失，不利于经济社会的可持续发展。因此开发一套集雨水收集与循环利用的智能化系统迫在眉睫。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是：提供了一种安装在城市高架桥上的运用物联网技术的高架桥雨水综合回收利用系统。为了解决上述问题，本技术包括泵站、雨水收集装置、桥面喷淋装置、植被灌溉装置、路面状态传感器、雨雪传感器和土壤湿度传感器，泵站包括PLC控制器和抽水泵，抽水泵通过变频器与PLC控制器连接，雨水收集装置包括雨水收集器、集水管路、设置在集水管路上的集水电磁阀、清水储存器和集水水泵，雨水收集器和清水储存器通过集水水泵连接；桥面喷淋装置包括喷淋管路和设置在桥面上方的喷嘴，灌溉装置包括灌溉管路和喷头，所述的喷淋管路和灌溉管路通过电磁换向阀与泵站连接，喷淋管路上还设置有喷淋电磁阀，路面状态传感器设置在高架桥的路面上，雨雪传感器设置在高架桥上，土壤湿度传感器设置在植被土壤中，所述的集水水泵、集水电磁阀、喷淋电磁阀、电磁换向阀、路面状态传感器、雨雪传感器和土壤湿度传感器均与PLC控制器连接。为了使喷嘴适合在高架桥上安装使用，本技术所述的喷嘴包括连接头、喷嘴体和喷孔防护装置，连接头和喷嘴体均为筒体，筒体均竖向设置，连接头与喷嘴体的上端固定连接，连接头与喷嘴体内部连通，喷嘴体的半侧筒壁上设置有喷孔，喷孔的内径从内端到外端逐渐增大，喷孔的最上端母线在水平方向上，喷孔内口的中心和外口的中心的连线与最上端母线的夹角为10°-20°，喷孔外口的中心低于喷孔内口的中心，喷孔防护装置包括防护盖、连接轴、齿轮、齿条、活塞和弹簧，防护盖为半筒体，半筒体的上边缘开有凹槽，连接轴转动插接到喷嘴体的筒壁上，连接轴一端与位于喷嘴体内的齿轮固定连接，连接轴的另一端与防护盖的上部固定连接，活塞滑动设置在喷嘴体内，弹簧一端与喷嘴体的底部固定连接，弹簧的另一端固定连接在活塞的下侧面上，齿条的一端固定在活塞的上侧面上，齿条与齿轮啮合，当弹簧处于自然状态时，活塞位于喷孔的上端，防护盖紧贴在喷嘴体的外筒壁上并覆盖在喷嘴体筒壁的喷孔上，当弹簧被压缩到一定程度时，活塞位于喷孔的下方，防护盖的轴线与喷嘴体的轴线夹角为90°，所述的凹槽的边缘贴在喷嘴体的筒壁上。喷嘴体的表面设置有喷孔防护盖，可以避免高架桥上的石灰、砂粒等阻塞喷孔，当喷嘴在使用时，水流作用于活塞上，让活塞向下运动，将通过齿轮齿条啮合，将活塞的直线运动转化成齿轮的转动，齿轮带动防护盖向上转动露出喷嘴，防护盖还可以阻挡喷孔喷出的过高的水珠，避免将水喷洒到行驶的车辆上，当活塞不使用时，弹簧依靠弹力伸展，防护盖重新覆盖住喷孔。为了方便泵站、雨水收集和清水储存器的布置，本技术所述的泵站、雨水收集器和清水储存器均设置在高架桥下方的地面上。为了收集比较干净的雨水和对喷淋管路进行监控，本技术所述的雨水收集器的底部还连接有排水电磁阀，排水电磁阀与PLC控制器连接，所述的喷淋管路上设置有压力传感器和流量传感器，压力传感器和流量传感器均与PLC控制器连接，由于开始的雨水较脏，开始时集水电磁阀和排水电磁阀同时打开，较脏的雨水直接流入下水道，在清洗雨水收集器时，清洗的脏水通过排水电磁阀流入下水道。为了达到对植被较好的灌溉效果，本技术所述的集水水泵为潜水泵，所述的灌溉管路和喷头埋藏在地下，喷头为地埋喷头。为了方便对雨水收集器和清水储存器进行水位监控，本技术所述的雨水收集器和清水储存器中均设置有液位传感器，液位传感器均与PLC控制器连接。为了让管理人员及时了解整个系统运转信息，本技术所述的PLC控制系统还分别连接有上位机和GPRS无线模块。为了能够检测路面温度、环境温度、水膜厚度和路面摩擦系数，本技术所述的路面状态传感器包括路面温度传感器、环境温度传感器、水膜厚度传感器和路面摩擦系数检测器。本技术的有益效果是：本技术各组成部分通过物联网组成整体，所收集的雨水能够根据外界环境的实际需要通过PLC控制系统进行调配，不需要人工去操作，既满足了夏季高温天气对高架桥路面的喷水降温，还满足了对高架桥下植被的自动灌溉，同时在冬季下雪时，PLC控制系统能够根据外界温度需要，向路面喷洒除冰液避免路面结冰，本技术实现了对高架桥雨水的收集以及对收集雨水的多功能利用，大大提高了对自然资源的利用率。附图说明图1为城市高架桥雨水综合回收利用系统的结构示意图；图2为城市高架桥雨水综合回收利用系统的控制原理图；图3为城市高架桥雨水综合回收利用系统的喷嘴的主视图；图4为城市高架桥雨水综合回收利用系统的喷嘴的侧视图；图5为城市高架桥雨水综合回收利用系统的喷嘴的主剖视图；图6为城市高架桥雨水综合回收利用系统的喷嘴的侧剖视图。其中：1、喷嘴，2、路面状态传感器，3、泵站，4、喷淋电磁阀，5、清水储存器，6、集水电磁阀，7、雨水收集器，8、土壤湿度传感器，9、地埋喷头，10、潜水泵，11、电磁换向阀，12、排水电磁阀，13、雨雪传感器，1-1、连接头，1-2、连接轴，1-3、防护盖，1-4、喷嘴体，1-5、喷孔，1-6、弹簧，1-7、活塞，1-8、活塞环，1-9、齿条，1-10、齿轮。具体实施方式如图1和图2所示的城市高架桥雨水综合回收利用系统，包括泵站3、雨水收集装置、桥面喷淋装置、植被灌溉装置、路面状态传感器2、雨雪传感器13和土壤湿度传感器8，路面状态传感器2、雨雪传感器13和土壤湿度传感器8均为现有的传感器装置，泵站3包括PLC控制器和抽水泵，抽水泵通过变频器与PLC控制器连接，雨水收集装置包括雨水收集器7、集水管路、设置在集水管路上的集水电磁阀6、清水储存器5和集水水泵，集水水泵为现有技术中的潜水泵10，雨水收集器7和清水储存器5通过潜水泵10连接，雨水收集器7的底部还连接有排水电磁阀12，雨水收集器7和清水储存器5中均设置有液位传感器；桥面喷淋装置包括喷淋管路和设置在桥面上方的喷嘴1，所述的喷淋管路上设置有压力传感器和流量传感器，用于检测喷淋管路中的水压和流量，在喷淋管路发生故障时，及时通过上位机和无线模块发出警报，灌溉装置包括灌溉管路和喷头，灌溉管路和喷头埋藏在地下，喷头为现有技术已经存在的地埋喷头9，所述的喷淋管路和灌溉管路通过电磁换本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种城市高架桥雨水综合回收利用系统，其特征在于：包括泵站、雨水收集装置、桥面喷淋装置、植被灌溉装置、路面状态传感器、雨雪传感器和土壤湿度传感器，泵站包括PLC控制器和抽水泵，抽水泵通过变频器与PLC控制器连接，雨水收集装置包括雨水收集器、集水管路、设置在集水管路上的集水电磁阀、清水储存器和集水水泵，雨水收集器和清水储存器通过集水水泵连接；桥面喷淋装置包括喷淋管路和设置在桥面上方的喷嘴，灌溉装置包括灌溉管路和喷头，所述的喷淋管路和灌溉管路通过电磁换向阀与泵站连接，喷淋管路上还设置有喷淋电磁阀，路面状态传感器设置在高架桥的路面上，雨雪传感器设置在高架桥上，土壤湿度传感器设置在植被土壤中，所述的集水水泵、集水电磁阀、喷淋电磁阀、电磁换向阀、路面状态传感器、雨雪传感器和土壤湿度传感器均与PLC控制器连接。

【技术特征摘要】
1.一种城市高架桥雨水综合回收利用系统，其特征在于：包括泵站、雨水收集装置、桥面喷淋装置、植被灌溉装置、路面状态传感器、雨雪传感器和土壤湿度传感器，泵站包括PLC控制器和抽水泵，抽水泵通过变频器与PLC控制器连接，雨水收集装置包括雨水收集器、集水管路、设置在集水管路上的集水电磁阀、清水储存器和集水水泵，雨水收集器和清水储存器通过集水水泵连接；桥面喷淋装置包括喷淋管路和设置在桥面上方的喷嘴，灌溉装置包括灌溉管路和喷头，所述的喷淋管路和灌溉管路通过电磁换向阀与泵站连接，喷淋管路上还设置有喷淋电磁阀，路面状态传感器设置在高架桥的路面上，雨雪传感器设置在高架桥上，土壤湿度传感器设置在植被土壤中，所述的集水水泵、集水电磁阀、喷淋电磁阀、电磁换向阀、路面状态传感器、雨雪传感器和土壤湿度传感器均与PLC控制器连接。2.根据权利要求1所述的城市高架桥雨水综合回收利用系统，其特征在于：所述的喷嘴包括连接头、喷嘴体和喷孔防护装置，连接头和喷嘴体均为筒体，筒体均竖向设置，连接头与喷嘴体的上端固定连接，连接头与喷嘴体内部连通，喷嘴体的半侧筒壁上设置有喷孔，喷孔的内径从内端到外端逐渐增大，喷孔的最上端母线在水平方向上，喷孔内口的中心和外口的中心的连线与最上端母线的夹角为10°-20°，喷孔外口的中心低于喷孔内口的中心，喷孔防护装置包括防护盖、连接轴、齿轮、齿条、活塞和弹簧，防护盖为半筒体，半筒体的上边缘开有凹槽，连接轴转动插接到喷嘴体的筒壁上，连接轴一端与位于喷嘴体内的齿轮固定连接，连接轴的另一端与防护盖的上部...

【专利技术属性】
技术研发人员：石庆国，孙大志，刘文江，丁晓冬，周学升，俞涛，陈杰，
申请(专利权)人：山东交通学院，
类型：新型
国别省市：山东;37