一种智慧城市污水分流治理管道

技术领域

本发明涉及智慧城市污水管道改进技术领域，特别是涉及一种智慧城市污水分流治理管道。

背景技术

智慧城市污水分流治理管道是一种应用智能技术和管道系统设计的解决方案，旨在有效管理城市污水排放和处理。它包括一系列管道和设备，通过准确分流不同类型的污水，将其引导到相应的处理管道或设施，以实现高效、环保的污水处理。现有智慧城市污水分流治理管道的现状可能存在以下问题：

1. 不准确的分流：现有管道可能缺乏准确的分流机制，无法将不同类型的污水（如重度污水、轻度污水和雨洪水）分别引导到相应的排放管道，导致污水处理的效果和效率下降。

2. 缺乏实时监测与调整能力：现有管道系统可能缺乏传感器和实时监测设备，无法对污水的流量、浓度、温度等参数进行准确监测和分析。缺乏实时数据反馈，难以及时调整处理策略和优化处理过程。

3. 清洁和维护困难：现有管道内部可能存在污垢和污物积累问题，导致排水通道堵塞和污水残留，降低了处理效果。同时，管道表面的污物覆盖可能影响传感器的灵敏度和准确性。

4. 缺乏环境保护和可持续性考虑：现有管道系统可能没有充分考虑资源利用和环境保护，导致污水资源未得到充分利用，造成对水资源和生态环境的浪费和污染。

由于现有智慧城市污水分流治理管道的现状可能存在分流不准确、缺乏实时监测与调整、清洁和维护困难以及环境保护和可持续性问题。这些问题影响了污水处理的效果和效率，需要进行改进和优化。

发明内容

针对目前城市污水处理过程中存在技术问题，本发明提供一种智慧城市污水分流治理管道，实现准确的污水分流、实时监测与调整、污水处理优化、空心柱体清洁以及环境保护与可持续发展。

本发明解决其技术问题的方案是：采用一种智慧城市污水分流治理管道，包括外管体、内管体、驱动机构和管芯件，所述的外管体包括总管、支管接口和支撑套，总管与污水管道连接，总管的端部有端壁，靠近端壁的外圆周均布有多个支管接口，各支管接口分别连接排污支管，端壁的中心向外延伸有支撑套，支撑套的贯穿端壁的装配孔；所述的内管体包括内套筒和内套管，内套筒的圆周侧壁设置有一个径孔，径孔的直径与所述支管接口的内径匹配，内套筒的后壁固定有内套管，内套管套装于所述支撑套的内侧，且在内套管与支撑套之间套装有前后轴承，所述内套管的中心设置有贯穿孔，用于装配管芯件，所述管芯件的内端分别有传感器组，所述驱动机构用于驱动内管体在外管体内往复转动一个角度。

优选地，所述的驱动机构包括轴架、蜗杆、伺服电机和蜗轮，轴架固定于外管体的端壁上，蜗杆横向安装有轴架的上端，轴架的一侧固定有伺服电机，伺服电机的转轴与所述蜗杆连接，同时在所述内套管的端部固定有蜗轮，确保蜗杆与蜗轮啮合。

优选地，所述的管芯件包括空心柱体，在空心柱体前侧分布有所述传感器组，空心柱体的后部设置有水腔，空心柱体的轴心设置补水通道，水腔的外端壁上安装有内层管接头，水腔向内与补水通道连通，在空心柱体外壁设置有轴向凹槽，轴向凹槽内分布有一系列排水孔，各排水孔分别与所述补水通道连通。

优选地，控制器将各传感器的发出的数据信息通过有线或无线模块发送至中央控制中心，中央控制中心根据各传感器反馈的水质量信号，确定应当选择相应的支管接口排放，中央控制中心将控制信息发送至控制器，由控制器控制伺服电机转动一个角度，确保内管体转动时，其径孔能够与相应的支管接口对应，实现选择性排污。

优选地，所述的后盖组件包括盖体和支撑罩，在所述总管的后部端壁上固定有支撑罩，且该支撑罩位于所述蜗轮的外侧，在支撑罩的端部边缘设置内法兰，同时在盖体的周边设置外法兰，内外法兰通过螺丝固定。

优选地，在所述盖体的中部设置向外凸出的复合罩，复合罩侧面设置有外层管接头，复合罩的中心设置排线孔，排线孔内套装有密封环，从所述引线孔引出的数据线，保留适当余量后，从排线孔中心的密封环内引出，安装于内层管接头的弹簧软管保留余量后与外层管接头的内端连接，外层管接头通过供水管与地面设置的清洁水源接头连接，使得清洁水能够持续将管芯件的各排水孔排出。

优选地，在总管的内腔中套装有辅架，辅架包括外环和内环，内外环之间连接有幅杆，外环套固于总管的内壁，内环周边固定有毛刷。

本发明的有益效果：本发明方案可以提高污水处理的准确性、效率和可持续性，保护环境，改善水质，为城市居民提供更清洁和健康的生活环境。

1. 污水准确分流：通过内管体的转动，确保径孔与相应的支管接口对应，实现选择性排污。这样可以将不同类型的污水（重度污水、轻度污水和雨洪水）分流到不同的排放管道，从而提高污水处理的精确性和效率。

2. 实时监测与调整：传感器组能够监测污水的流量、浓度、温度等参数，并将数据传输至中央控制中心。中央控制中心根据传感器反馈的数据信息，实时分析和评估污水情况，并根据需要调整分流方案和处理策略。这种实时监测和调整能够提高污水处理的准确性和效果。

3. 污水处理优化：通过实时数据分析和调整，可以优化污水处理过程。根据不同的污水特性和需求，可以调整排放比例、处理方法和处理设备的运行参数，以达到最佳的污水处理效果和资源利用效率。

4. 空心柱体清洁：管芯件的空心柱体表面通过清洁水源接头持续供水，清洗排水孔，并替代污水。同时，辅架上的毛刷对空心柱体进行清洁，避免污水和污物覆盖传感器，提高传感器的灵敏度。这样可以保持管芯件的清洁状态，减少污水残留和堵塞问题。

5. 环境保护与可持续发展：通过准确分流和优化处理，智慧城市污水分流治理管道方案可以有效减少对环境的污染。合理处理和利用污水资源，同时保护水资源和生态环境，促进可持续发展。

附图说明

图1是本发明污水分流治理管道的立体结构示意图；

图2是图1的正视图；

图3是图2中D-D剖面结构图；

图4是图3中A-A剖面结构图；

图5是图1中外管体的结构示意图；

图6是图4中管芯件的立体结构图。

图中标号：外管体1，内管体2，驱动机构3，管芯件4，微动机构5，后盖组件6，外管体1，总管11，支管接口12，支撑套13，辅架14，毛刷15，内管体2，内套筒21，径孔22，内套管23，轴承24，驱动机构3，轴架31，蜗杆32，伺服电机33，蜗轮34，管芯件4，空心柱体41，传感器组42，轴向凹槽43，排水孔44，内层管接头45，水腔46，补水通道47，微动机构5，滑动框51，框侧孔52，水压罩53，引线孔54，弹簧55，后盖组件6，盖体61，复合罩62，外层管接头63，排线孔64，密封环65，支撑罩66。

实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例1：一种如图1智慧城市污水分流治理管道，主要包括外管体1，内管体2，驱动机构3，管芯件4，微动机构5和后盖组件6等。

如图1和图5所示，所述的外管体1包括总管11，支管接口12，支撑套13，辅架14和毛刷15，其中，总管11与污水管道连接，总管11的端部有端壁，靠近端壁的外圆周均布有多个支管接口12，如图5所示，在总管11的外圆周间隔120度各分布一个支管解耦12，共3个支管接口12，每个支管接口边缘分别有法兰，各支管接口12分别连接相应的排污支管。三个支管接口12对应连接重度污水支管、轻度污水支管和雨洪支管，端壁的中心向外延伸有支撑套13，支撑套13的贯穿端壁的装配孔。

如图1和图4所示，所述的内管体2包括内套筒21，径孔22，内套管23和轴承24，其中，内套筒21的圆周侧壁设置有一个径孔22，径孔22的直径与所述支管接口12的内径匹配，内套筒21的后壁固定有内套管23，内套管23套装于所述支撑套13的内侧，且在内套管23与支撑套13之间套装有前后轴承24，从而内套管23能够在支撑套13内侧转动。所述内套管23的中心设置有贯穿孔，用于装配管芯件4。

如图1所示，所述的驱动机构3包括轴架31，蜗杆32，伺服电机33和蜗轮34，其中，轴架31固定于外管体1的端壁上，蜗杆32横向安装有轴架31的上端，轴架31的一侧固定有伺服电机33，伺服电机33的转轴与所述蜗杆32连接，同时在所述内套管23的端部固定有蜗轮34，确保蜗杆32与蜗轮34啮合。当伺服电机被控制器控制转动时，能够通过蜗杆驱动蜗轮在180度（通常是120度）范围内正反转动。

如图4和图6所示，所述的管芯件4包括空心柱体41，传感器组42，轴向凹槽43，排水孔44，内层管接头45，水腔46和补水通道47，其中，空心柱体41为圆柱体或棱柱体结构，以空心柱体41为载体，在其前侧分布有传感器组42，这些传感器可以监测污水的流量、浓度、温度等参数，并将数据传输至中央控制中心。通过对污水的准确监测，可以实时调整分流方案，优化污水处理过程。

空心柱体41的后部设置有水腔46，空心柱体41的轴心设置补水通道47，水腔46的外端壁上安装有内层管接头45，水腔46向内与补水通道47连通。

在空心柱体41外壁设置有轴向凹槽43，轴向凹槽43内分布有一系列排水孔44，各排水孔44分别与所述补水通道47连通。

控制器将各传感器的发出的数据信息通过有线或无线模块发送至中央控制中心，中央控制中心根据各传感器反馈的水质量信号，确定应当选择相应的支管接口排放，中央控制中心将控制信息发送至控制器，由控制器控制伺服电机转动一个角度，确保内管体2转动时，其径孔22能够与相应的支管接口对应，实现选择性排污。

如图1和图6所示，所述的微动机构5包括滑动框51，框侧孔52，水压罩53，引线孔54和弹簧55，其中，在所述空心柱体41外壁设置的轴向凹槽43为两侧对侧结构，在两侧对侧的轴心凹槽43内套装有滑动框51，滑动框51包括左右边框和前后边框，其左右边框匹配套装于相应的轴心凹槽43内，其前后边框的距离略大于空心柱体的长度，其左右边框上分布有框侧孔52，其前边框固定有水压罩53，其后边框的中心固定有引线孔54，且在引线孔内套装有弹簧55。各传感器的数据线分布从引线孔和弹簧中心引出。当排水管道有水流流动时，能够冲击水压罩53向后移动，在弹簧和水流动拨动的情况下，还会造成水压罩53前后往复移动，当水压罩向后移动时，框侧孔52能够与排水孔44的位置对应，使得排水能够被释放出来，释放的排水会渗流至空心柱体41的外表面，用于替代污水，确保空心柱体表面相对清洁。

如图1和图2所示，所述的后盖组件6包括盖体61，复合罩62，外层管接头63，排线孔64，密封环65和支撑罩66。其中，在所述总管11的后部端壁上固定有支撑罩66，且该支撑罩66位于所述蜗轮34的外侧，在支撑罩66的端部边缘设置内法兰，同时在盖体61的周边设置外法兰，内外法兰通过螺丝固定。在所述盖体61的中部设置向外凸出的复合罩62，复合罩62侧面设置有外层管接头63，复合罩62的中心设置排线孔64，排线孔64内套装有密封环65，从所述引线孔54引出的数据线，保留适当余量后，从排线孔64中心的密封环65内引出。安装于内层管接头45的弹簧软管保留余量后与外层管接头63的内端连接。外层管接头63通过供水管与地面设置的清洁水源接头连接，使得清洁水能够持续将管芯件4的各排水孔44排出，排出的清洁水能够替代空心柱体41表面的污水，确保空心柱体41表面相对清洁，进而提升各传感器的灵敏性。

进一步地，在总管11的内腔中套装有辅架14，辅架14包括外环和内环，内外环之间连接有幅杆，外环套固于总管11的内壁，内环周边固定有毛刷15。毛刷15环绕套装于空心柱体41前端外表面，由于毛刷15不能转动，而空心柱体41能够根据调节实时往复转动一个角度，所以可利用毛刷对其表面进行清理，避免污水污物覆盖相应传感器而影响其灵敏度。

智慧城市污水分流治理管道的使用过程包括安装、控制与监测、污水处理以及清洁与维护等阶段，通过精确的控制和监测，实现对污水的分流和处理，同时进行清洁和维护工作，以保证管道系统的正常运行和污水处理的高效性。上述关于智慧城市污水分流治理管道的使用过程如下：

1. 安装阶段：

 a. 准备工作：选择适当的安装位置，确保管道能够与污水管道连接，并连接清洁水源接头。

 b. 安装外管体1：将外管体1与污水管道连接，并通过支管接口12连接排污支管，包括重度污水支管、轻度污水支管和雨洪支管。

 c. 安装内管体2：将内管体2的内套筒21插入支管接口12，确保与支管接口对应。然后通过内套管23和轴承24固定内套筒21，使其能够在支撑套13内转动。

2. 控制与监测阶段：

 a. 配置控制器：设置控制器以接收传感器组42的数据信息，并与中央控制中心进行通信。

 b. 传感器监测：传感器组42实时监测污水的流量、浓度、温度等参数，并将数据传输至中央控制中心。

 c. 中央控制：中央控制中心根据传感器反馈的水质量信号，确定应选择相应的支管接口进行排放，将控制信息发送至控制器。

 d. 蜗杆驱动：控制器控制伺服电机33旋转一个角度，通过蜗杆32驱动蜗轮34，在180度范围内正反转动内管体2，使其径孔22与相应的支管接口对应，实现选择性排污。

3.污水处理阶段：

 a. 污水分流：根据中央控制中心的指令，内管体2转动并与相应的支管接口对应，将污水排放到相应的支管中。

 b. 传感器数据传输：各传感器的数据通过引线孔54和排线孔64引出，并通过有线或无线模块发送至中央控制中心，实现实时监测和数据反馈。

4. 清洁与维护阶段：

 a. 水压罩移动：当排水管道有水流流动时，水压罩53受到冲击而向后移动，通过框侧孔52与排水孔44的位置对应，实现排水的释放。

 b. 清洁水供应：外层管接头63通过供水管与地面清洁水源接头连接，保证清洁水源持续将管芯件4的各排水孔44冲洗，替代空心管38清洗内管体2，确保管道内部的清洁和畅通。在具有洁净水清洗的同时，通过静止的毛刷对转动的管芯件4表面进行转动清洁。

 c. 定期维护：根据使用情况，定期检查管道的运行状态和设备的工作情况，进行必要的维护和保养，确保管道系统的可靠运行和长期有效性。

本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。