一种用于高层建筑的废水管道发电设备的制作方法

1.本发明涉及废水发电技术领域，具体为一种用于高层建筑的废水管道发电设备。


背景技术：

2.随着我国经济的发展，高层建筑也越来越多，加之，节能节水高层建筑并未大规模的普及；城市的人们在高层建筑中生活工作过程中(城市酒店洗浴)会产生大量的污水，这些污水主要采用污水管道直接排出。由于建筑中每天所产生的污水量巨大，传统的管道一般是直来直上的连通，污水中含有巨大的重力势能直接的冲击管道底部，容易导致管道破裂。因此市面上已经出现了在管道中间加入发电设备来降低污水对管道的冲击并产生清洁能源的设备，但是这些设备结构依然简陋，无法良好的实现对污水中的重力势能进行最大化的回收利用，同时也难以良好的解决污水中的污物容易堵塞发电设备的问题。
3.如果发明一种易于清理维护不易堵塞并且能够良好利用污水中重力势能进行发电的新型废水管道发电设备就能够有效的解决此类问题，为此我们提供了一种用于高层建筑的废水管道发电设备。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种用于高层建筑的废水管道发电设备，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于高层建筑的废水管道发电设备，包括控制器、储能装置、发电处理装置和废水处理装置；
6.所述废水处理装置包括进液管、废水排污对接管和废水处理对接管，且进液管通过第一换向阀分别与废水排污对接管和废水处理对接管连接，所述废水处理对接管上设置有过滤装置，且过滤装置包括与废水处理对接管一体成型的过滤壳体，所述过滤壳体的前端固定安装有壳体封盖，且过滤壳体的侧面通过污物排放管与废水排污对接管连通，所述壳体封盖上固定安装有蜗轮蜗杆减速器和主电机，且主电机的输出端驱动蜗轮蜗杆减速器的输入端，所述蜗轮蜗杆减速器的输出端驱动有插入过滤壳体内腔的过滤转子，所述过滤转子包括与蜗轮蜗杆减速器输出端连接的转轴，且转轴上对称安装有一对封闭板，所述转轴在与封闭板呈九十度夹角位置处对称安装有一对滤网片；
7.所述发电处理装置包括发电排污对接管和发电排水对接管，且发电排污对接管和发电排水对接管之间通过第二换向阀连接，所述发电排水对接管上设置有发电装置，且发电装置包括蜗壳，所述蜗壳的前端固定安装有蜗壳封盖，且蜗壳封盖上固定安装有发电机，所述发电机的输出端驱动有插入蜗壳的转轮；
8.所述废水排污对接管和发电排污对接管之间通过污物连接管连接并组成污物排出主管道，且废水处理对接管和发电排水对接管之间通过污水连接管连接并组成污水排出主管道；
9.所述废水处理对接管在高于过滤装置的上端处连通有向上斜置布置的第一液位
检测支管，且第一液位检测支管内固定安装有第一液位检测传感器，所述发电排水对接管在高于发电装置的上端处连通有向上斜置布置的第二液位检测支管，且第二液位检测支管内固定安装有第二液位检测传感器，所述发电机与储能装置电性连接，且控制器分别与储能装置、第一液位检测传感器、第二液位检测传感器和主电机电性连接。
10.优选的，所述废水处理对接管的底端与污水连接管之间固定安装有废水缓存箱，且废水缓存箱的废水输出端设置有用于控制废水流量的电磁阀，所述废水缓存箱的上端固定安装有第三液位检测传感器，所述电磁阀和第三液位检测传感器均通过导线与控制器电性连接。
11.优选的，所述控制器和储能装置均通过卡扣或者螺栓固定安装在发电排水对接管上，且储能装置为蓄电池或者锂电池。
12.优选的，所述第一换向阀和第二换向阀结构相同，且第一换向阀和第二换向阀均包括阀体，所述阀体上一体成型有侧向出液口、进液口和主出液口，且阀体的前端固定安装有阀体封盖，所述阀体封盖上转动安装有手动转柄，且手动转柄上固定安装有插入阀体内部的手动轴，所述手动轴上固定安装有用于导流的隔离翻板，位于第一换向阀上的进液口、侧向出液口和主出液口依次与进液管、废水排污对接管和废水处理对接管对应连接，位于第二换向阀上的进液口、侧向出液口和主出液口依次与污水连接管、发电排污对接管和发电排水对接管对应连接。
13.优选的，所述进液管的侧面固定安装有侧面进水管，且废水处理对接管和污物排放管之间呈一百一十度至一百五十度夹角。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设计的发电设备能够有效的对建筑内产生的废水进行收集并进行发电，同时采用多级布置的方式也能够实现对高层建筑废水的阶梯式发电利用，从而提高发电效率，并且该装置结构简单，易于实现对现有建筑污水管道系统的改造安装，同时该装置本身易于清理维护，因此具有很高的实用价值。
附图说明
15.图1为本发明结构示意图；
16.图2为本发明结构的废水处理装置结构示意图；
17.图3为本发明换向阀的结构示意图；
18.图4为本发明废水缓存箱的结构示意图；
19.图5为本发明发电装置的结构示意图；
20.图6为本发明过滤装置的内部结构示意图。
21.图中：1、控制器；2、储能装置；3、发电处理装置；301、发电排污对接管；302、发电排水对接管； 4、发电装置；401、蜗壳；402、转轮；403、蜗壳封盖；404、发电机；5、过滤转子；501、转轴；502、封闭板；503、滤网片；6、废水缓存箱；7、过滤装置；701、过滤壳体；702、壳体封盖；703、蜗轮蜗杆减速器；704、主电机；8、第一换向阀；801、侧向出液口；802、阀体封盖；803、手动转柄；804、进液口；805、隔离翻板；806、手动轴；807、阀体；808、主出液口；9、废水处理装置；901、进液管；902、废水排污对接管；903、废水处理对接管；904、污物排放管；10、侧面进水管；11、第一液位检测传感器； 12、第一液位检测支管；13、第二液位检测传感器；14、第二液位检测支管；15、污物连接管；16、电磁阀；17、第三液位检测传感器；18、污水连接
管；19、第二换向阀。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的技术方案，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.请参阅图1至图6，本发明提供一种技术方案：一种用于高层建筑的废水管道发电设备，包括控制器 1、储能装置2、发电处理装置3和废水处理装置9；
24.请参阅图1图2和图6，废水处理装置9包括进液管901、废水排污对接管902和废水处理对接管903，且进液管901通过第一换向阀8分别与废水排污对接管902和废水处理对接管903连接，废水处理对接管 903上设置有过滤装置7，且过滤装置7包括与废水处理对接管903一体成型的过滤壳体701，过滤壳体 701的前端固定安装有壳体封盖702，且过滤壳体701的侧面通过污物排放管904与废水排污对接管902 连通，壳体封盖702上固定安装有蜗轮蜗杆减速器703和主电机704，且主电机704的输出端驱动蜗轮蜗杆减速器703的输入端，蜗轮蜗杆减速器703的输出端驱动有插入过滤壳体701内腔的过滤转子5，过滤转子5包括与蜗轮蜗杆减速器703输出端连接的转轴501，且转轴501上对称安装有一对封闭板502，转轴501在与封闭板502呈九十度夹角位置处对称安装有一对滤网片503，废水处理装置9用于对废水中的大颗粒污物进行分离，通过旋转过滤转子5至不同的角度位置来实现对大颗粒污物进行收集和分离至废水排污对接管902内；
25.请参阅图1和图5，发电处理装置3包括发电排污对接管301和发电排水对接管302，且发电排污对接管301和发电排水对接管302之间通过第二换向阀19连接，发电排水对接管302上设置有发电装置4，且发电装置4包括蜗壳401，蜗壳401的前端固定安装有蜗壳封盖403，且蜗壳封盖403上固定安装有发电机404，发电机404的输出端驱动有插入蜗壳401的转轮402，经过废水处理装置9处理后去除了大颗粒杂质的废水进入发电排水对接管302内，从而利用水流的冲击驱动转轮402旋转，进而带动发电机404 进行发电，发电产生的电能一部分送入储能装置2内维持本发电设备系统的正常工作，其余部分则可以并入电网中；
26.请参阅图1和图3，第一换向阀8和第二换向阀19结构相同，且第一换向阀8和第二换向阀19均包括阀体807，阀体807上一体成型有侧向出液口801、进液口804和主出液口808，且阀体807的前端固定安装有阀体封盖802，阀体封盖802上转动安装有手动转柄803，且手动转柄803上固定安装有插入阀体 807内部的手动轴806，手动轴806上固定安装有用于导流的隔离翻板805，位于第一换向阀8上的进液口 804、侧向出液口801和主出液口808依次与进液管901、废水排污对接管902和废水处理对接管903对应连接，位于第二换向阀19上的进液口804、侧向出液口801和主出液口808依次与污水连接管18、发电排污对接管301和发电排水对接管302对应连接；
27.请参阅图1，废水排污对接管902和发电排污对接管301之间通过污物连接管15连接并组成污物排出主管道，且废水处理对接管903和发电排水对接管302之间通过污水连接管18连接并组成污水排出主管道，进液管901的侧面固定安装有侧面进水管10，且废水处理对接管903和污物排放管904之间呈一百一十度至一百五十度夹角；
28.请参阅图1和图4，废水处理对接管903的底端与污水连接管18之间固定安装有废水缓存箱6，且废水缓存箱6的废水输出端设置有用于控制废水流量的电磁阀16，废水缓存箱6的上端固定安装有第三液位检测传感器17，电磁阀16和第三液位检测传感器17均通过导线与控制器1电性连接，废水缓存箱6主要用于存储经过废水处理装置9处理过后的废水，小流量废水不一定能够驱动转轮402进行正常运转，从而造成浪费，经过废水缓存箱6缓存收集并汇流成为预设流量的水流后能够有效的提高对水流的利用效率。
29.请参阅图1至图6，废水处理对接管903在高于过滤装置7的上端处连通有向上斜置布置的第一液位检测支管12，且第一液位检测支管12内固定安装有第一液位检测传感器11，发电排水对接管302在高于发电装置4的上端处连通有向上斜置布置的第二液位检测支管14，且第二液位检测支管14内固定安装有第二液位检测传感器13，通过在斜置设置的第一液位检测支管12和第二为检测支管14上安装相应的第一液位检测传感器11和第二液位检测传感器13能够有效的判断相应位置水位是否超出预设值，从而进一步的判断是否在相应位置发生了堵塞，进而采取后续处理；
30.发电机404与储能装置2电性连接，且控制器1分别与储能装置2、第一液位检测传感器11、第二液位检测传感器13和主电机704电性连接，控制器1和储能装置2均通过卡扣或者螺栓固定安装在发电排水对接管302上，且储能装置2为蓄电池或者锂电池。
31.工作原理：该装置在使用时，发电处理装置3和废水处理装置9分别放置在不同高度的楼层处，其中废水处理装置9的放置高度应当高于发电处理装置3的放置高度，而废水处理装置9和发电处理装置3之间的楼层则只需要布置污物连接管15和污水连接管18来连接废水处理装置9和发电处理装置3即可。该设备在初始状态下，第一换向阀8内调整至进液管901和废水处理对接管903之间连通，进液管901和污水排污对接管902之间通过位于第一换向阀8内的隔离翻板805封闭的状态；第二换向阀19内调整至污水连接管18与发电排水对接管302连通，污水连接管18与发电排污对接管301通过位于第二换向阀19 内的隔离翻板805封闭的状态；过滤装置7内调整至废水处理对接管903的上端与废水处理对接管903的下端之间通过滤网片503分隔，并且废水处理对接管903的上端与污物排放管904之间通过封闭板502隔离的状态。当污水由进液管901或者侧面进水管10进入后，首先通过位于过滤装置7内的滤网片503进行过滤，随后污水沿着废水处理对接管903流向废水缓存箱6内，当通过第三液位检测传感器17检测到位于废水缓存箱6内的废水水位上升至指定水位时，控制器1即可通过电磁阀16将位于废水缓存箱6内的废水以指定的流量排放至污水连接管18内，随后废水流入发电排水对接管302内并带动转轮402旋转，从而驱动发电机404发电。该装置在正常运行时，当第一液位检测传感器11检测到液位升高到指定位置并维持指定时长时即可判断过滤装置7内发生了堵塞，此时即可启动自动清理程序，自动清理程序启动后，主电机704带动过滤转子5进行逆时针旋转，从而使废水处理对接管903的上端和废水处理对接管903的下端之间通过封闭板502隔离，此时废水处理对接管903的上端和污物排放管904之间连通，同时原先用于过滤污物的滤网片504则运动至废水处理对接管903的上端与污水处理对接管904之间位置处，此时当污水由废水处理对接管903留下时，即可对滤网片504进行反向冲刷，从而将污物由污物排放管904冲入污水排污对接管902内，经过预设时间段后即可判定本次自动清理完成，过滤转子5沿着逆时针旋转回初始状态，完成自动清理流程，同时控制器记录此次自动清理的时间。当在指定的时间段，例如白天两小时内或者夜晚八小
时内出现执行多次自动清理程序时，控制器1即可通过与自身相连的警报设备或者通讯设备向维护人员发送请求人工维护的信号，人工维护时只需要手动拧动第一换向阀8上的手动转柄803从而使污水由进液管901直接流入污水排污对接管902内，随后打开壳体封盖702即可对过滤装置7内部进行维护，维护完毕后重新将第一换向阀8调整至初始状态即可。该装置正常运行时，当第二液位检测传感器 13检测到液位升高并且维持指定时间长度时即可判断出发电装置4内部发生堵塞，此时控制器1即可通过与自身相连的警报设备或者通讯设备向维护人员发送请求人工维护的信号，人工维护时，需要拧动第二换向阀19上的手动转柄803从而使污水直接由污水连接管18流向发电排污对接管301，随后人工打开蜗壳封盖403即可对发电装置4进行维护，维护完毕后重新将第二换向阀19调整至初始状态即可。另外当该装置的第三液位检测传感器17长时间例如24小时内未检测到正常水位信号时，即可判断该设备内部出现问题，需要请求人工检修。该装置在使用时，废水处理装置9和废水缓存箱6可以安装在同一楼层中，而废水缓存箱6和发电处理装置3之间可以间隔至少一个楼层安装，从而使位于废水缓存箱6内的废水具有足够的重力势能来驱动转轮402旋转，当楼层较高时也可以采用多个该设备由上至下进行分级串联布置，并且将上一级该设备的发电排污对接管301的底部连接至下一级该设备的废水排污对接管902上，同时将上一级该设备的发电排水对接管302的底部连接至下一级该设备的进液管901上，每级该设备均通过侧面进水管10对应接收相应楼层的污水，例如对于具有地上32层高度和地下两层的楼房，其第一级该设备的废水处理装置9安装在25层，并用于通过侧面进水管10接收来自第32层至第26层之间的污水，其第一级该设备的发电处理装置3位于20层，用于接收并利用第一级废水处理装置9处理后的污水，其第二级该设备的废水处理装置9安装在15层，并用于通过侧面进水管10接收来自第25层至第16层之间的污水，同时利用进液管901接收第一级该设备的发电排水对接管302内所排出的污水，其第二级该设备的发电处理装置3位于10层，用于接收并利用第二级废水处理装置9处理后的污水，其第三级该设备的废水处理装置9安装在2层，并用于通过侧面进水管10接收来自第15层至第3层之间的污水，同时利用进液管901 接收第二级该设备的发电排水对接管302内所排出的污水，其第三级该设备的发电处理装置3位于地下2 层，用于接收并利用第三级废水处理装置9处理后的污水，这样位于高层的污水经过串联起来的污水排出主管道的导流后能够阶梯式的被各级发电装置4进行利用，从而有效的提高发电的效率，同时采用多级发电也能够有效的解决传统高层水流沿着管道由楼层最高处直接冲刷位于底部的发电机构容易导致设备故障的问题。该装置结构简单，易于实现对现有建筑管道系统的改造利用，从而提供良好的废水发电能力，同时该装置易于检修维护，因此具有很高的实用价值。
32.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种用于高层建筑的废水管道发电设备，其特征在于：包括控制器(1)、储能装置(2)、发电处理装置(3)和废水处理装置(9)；所述废水处理装置(9)包括进液管(901)、废水排污对接管(902)和废水处理对接管(903)，且进液管(901)通过第一换向阀(8)分别与废水排污对接管(902)和废水处理对接管(903)连接，所述废水处理对接管(903)上设置有过滤装置(7)，且过滤装置(7)包括与废水处理对接管(903)一体成型的过滤壳体(701)，所述过滤壳体(701)的前端固定安装有壳体封盖(702)，且过滤壳体(701)的侧面通过污物排放管(904)与废水排污对接管(902)连通，所述壳体封盖(702)上固定安装有蜗轮蜗杆减速器(703)和主电机(704)，且主电机(704)的输出端驱动蜗轮蜗杆减速器(703)的输入端，所述蜗轮蜗杆减速器(703)的输出端驱动有插入过滤壳体(701)内腔的过滤转子(5)，所述过滤转子(5)包括与蜗轮蜗杆减速器(703)输出端连接的转轴(501)，且转轴(501)上对称安装有一对封闭板(502)，所述转轴(501)在与封闭板(502)呈九十度夹角位置处对称安装有一对滤网片(503)；所述发电处理装置(3)包括发电排污对接管(301)和发电排水对接管(302)，且发电排污对接管(301)和发电排水对接管(302)之间通过第二换向阀(19)连接，所述发电排水对接管(302)上设置有发电装置(4)，且发电装置(4)包括蜗壳(401)，所述蜗壳(401)的前端固定安装有蜗壳封盖(403)，且蜗壳封盖(403)上固定安装有发电机(404)，所述发电机(404)的输出端驱动有插入蜗壳(401)的转轮(402)；所述废水排污对接管(902)和发电排污对接管(301)之间通过污物连接管(15)连接并组成污物排出主管道，且废水处理对接管(903)和发电排水对接管(302)之间通过污水连接管(18)连接并组成污水排出主管道；所述废水处理对接管(903)在高于过滤装置(7)的上端处连通有向上斜置布置的第一液位检测支管(12)，且第一液位检测支管(12)内固定安装有第一液位检测传感器(11)，所述发电排水对接管(302)在高于发电装置(4)的上端处连通有向上斜置布置的第二液位检测支管(14)，且第二液位检测支管(14)内固定安装有第二液位检测传感器(13)，所述发电机(404)与储能装置(2)电性连接，且控制器(1)分别与储能装置(2)、第一液位检测传感器(11)、第二液位检测传感器(13)和主电机(704)电性连接。2.根据权利要求1所述的一种用于高层建筑的废水管道发电设备，其特征在于：所述废水处理对接管(903)的底端与污水连接管(18)之间固定安装有废水缓存箱(6)，且废水缓存箱(6)的废水输出端设置有用于控制废水流量的电磁阀(16)，所述废水缓存箱(6)的上端固定安装有第三液位检测传感器(17)，所述电磁阀(16)和第三液位检测传感器(17)均通过导线与控制器(1)电性连接。3.根据权利要求1所述的一种用于高层建筑的废水管道发电设备，其特征在于：所述控制器(1)和储能装置(2)均通过卡扣或者螺栓固定安装在发电排水对接管(302)上，且储能装置(2)为蓄电池或者锂电池。4.根据权利要求1所述的一种用于高层建筑的废水管道发电设备，其特征在于：所述第一换向阀(8)和第二换向阀(19)结构相同，且第一换向阀(8)和第二换向阀(19)均包括阀体(807)，所述阀体(807)上一体成型有侧向出液口(801)、进液口(804)和主出液口(808)，且阀体(807)的前端固定安装有阀体封盖(802)，所述阀体封盖(802)上转动安装有手动转柄(803)，且手动转柄(803)上固定安装有插入阀体(807)内部的手动轴(806)，所述手动轴
(806)上固定安装有用于导流的隔离翻板(805)，位于第一换向阀(8)上的进液口(804)、侧向出液口(801)和主出液口(808)依次与进液管(901)、废水排污对接管(902)和废水处理对接管(903)对应连接，位于第二换向阀(19)上的进液口(804)、侧向出液口(801)和主出液口(808)依次与污水连接管(18)、发电排污对接管(301)和发电排水对接管(302)对应连接。5.根据权利要求1所述的一种用于高层建筑的废水管道发电设备，其特征在于：所述进液管(901)的侧面固定安装有侧面进水管(10)，且废水处理对接管(903)和污物排放管(904)之间呈一百一十度至一百五十度夹角。
技术总结
本发明涉及废水发电技术领域，具体为一种用于高层建筑的废水管道发电设备，包括控制器、储能装置、发电处理装置和废水处理装置，所述废水处理装置包括进液管、废水排污对接管和废水处理对接管，且进液管通过第一换向阀分别与废水排污对接管和废水处理对接管连接，所述废水处理对接管上设置有过滤装置，且过滤装置包括与废水处理对接管一体成型的过滤壳体。本发明设计的发电设备能够有效的对建筑内产生的废水进行收集并进行发电，同时采用多级布置的方式也能够实现对高层建筑废水的阶梯式发电利用，从而提高发电效率，并且该装置结构简单，易于实现对现有建筑污水管道系统的改造安装，同时该装置本身易于清理维护。同时该装置本身易于清理维护。同时该装置本身易于清理维护。


技术研发人员：谢占山 田乾 施卫东
受保护的技术使用者：南通大学
技术研发日：2021.02.28
技术公布日：2021/6/29