雨水井蓋處積水智能增排方法
2023-06-25 11:47:11
雨水井蓋處積水智能增排方法
【專利摘要】本發明公開了一種雨水井蓋處積水智能增排方法，屬於城市道路路面排水的【技術領域】，可據雨水井蓋處積水情況自動控制的通氣系統，在路面雨水使排水井蓋口呈淹沒進流時，通過自控裝置形成自由式進流，自動增排路面雨水；或在排水井蓋口呈淹沒進流時自動形成吸入式負壓，增排雨水，具有實時性、主動性、自動化、智能化、無需看管，以及使用範圍廣，維護方便等優點。
【專利說明】雨水井蓋處積水智能增排方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種雨水井蓋處積水智能增排方法，具體是有兩種形式:一是據雨水井蓋處積水，由雨量感知系統，自動控制通氣系統，在雨水井蓋處積水呈淹沒狀態時自動形成自由式進流增排雨水；二是通過雨水井結構系統優化，在雨水井蓋處積水呈淹沒狀態時自動形成負壓吸入雨水增排；屬於城市道路路面排水的【技術領域】。
【背景技術】
[0002]目前城市道路路面排水，大多通過如圖1、2、3所示的雨水井蓋板的進水孔將路面雨水排入城市排水管網。採用這種結構的雨水井蓋，常出現排水不暢，有時中、小強度降雨就需要人工打開蓋板，這樣增排雨水增加工人工作量的同時還會引起交通事故等問題，維護、看管等不便。為此，工程中也採用了很多方法來增排積水:第一，增大進水孔的孔徑，通過擴大進流面積來增大排水量。這會帶來路面垃圾進入和交通安全問題；第二，增大在雨水井蓋進水孔上的分布密度，增大排水量。井蓋總面積一定的情況下效果不佳，同時蓋體結構強度會下降；第三，通過減小雨水蓋板的厚度，減少積水流與雨水井蓋的接觸面積，縮短積水流在雨水井蓋上的停留時間，進而增大排水量。蓋體結構強度會下降，引起路面安全問題。總之採用上述結構的雨水井蓋，路面積水增排效果並不理想。因此，需要一種新的積水增排方法。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種雨水井蓋處積水智能增排方法，具體是有兩種形式:一是據雨水井蓋處積水，由雨量感知系統，自動控制通氣系統，在雨水井蓋處積水呈淹沒狀態時自動形成自由式進流增排雨水；二是通過雨水井結構系統優化，在雨水井蓋處積水呈淹沒狀態時自動形成負壓吸入雨水增排；具有實時性、主動性、自動化、智能化、無需看管，以及使用範圍廣，維護方便等優點。
[0004]本發明的目的是通過以下兩類技術方案實現的，雨水井蓋處積水智能增排方法，包括通過窨井上的雨水井蓋上設置的進水孔排出路面積水，採用智能通氣式增排方法，當窨井上的雨水井蓋處積水較深形成淹沒進流時，由積水水量感知系統模塊啟動雨水井蓋下的機械傳動系統模塊，進一步啟動通氣系統模塊，通過通氣系統模塊中的通氣管將窨井內腔與大氣連通，在雨水井蓋處形成排水較快的自由式進流，增大雨水井蓋進水口流量，快速排去路面積水。
[0005]進一步地，所述智能通氣式增排方法包括:通過積水水量感知系統模塊比較感知裝置中進水量與出水量的大小關係，自動判別雨水井蓋處進流形態，當雨水井蓋被積水淹沒時，雨水井蓋進水孔進水口為淹沒式進流，積水水量感知系統模塊感知感知裝置中進水量大於出水量，積水水量感知系統模塊通過機械傳動系統模塊將通氣系統模塊啟動，雨水井蓋處形成通大氣的自由式進流，增大進水口流量；當路面積水減少，雨水井蓋進水孔進水口呈自由式進流時，積水水量感知系統模塊感知感知裝置中進水量小於出水量，積水水量感知系統模塊通過機械傳動系統模塊將通氣系統模塊關閉。
[0006]進一步地，所述積水水量感知系統模塊中設有水量感知裝置，該裝置通過進出、水量平衡進行工作。
[0007]進一步地，所述機械傳動系統模塊中設有滑輪、滑輪固定架，滑輪通過滑輪固定架設置在雨水井蓋背面，滑輪上設有連接積水水量感知裝置和所述通氣管的升降線。
[0008]進一步地，所述機械傳動系統模塊中設有包括槓桿、槓桿固定支架、槓桿固定軸，槓桿固定支架設置在雨水井蓋背面，槓桿通過槓桿固定軸設置槓桿固定支架上，槓桿兩端設置所述積水水量感知裝置和所述通氣管。
[0009]進一步地，所述通氣系統模塊中設有通氣管平衡裝置，通氣管平衡裝置設置在所述通氣管下方，所述通氣管上端對應所述雨水井蓋的進水孔。
[0010]本發明還有另一種實現的技術方案，雨水井蓋處積水智能增排方法，包括通過窨井上的雨水井蓋設置的進水孔排出路面積水，採用智能負壓增排方法，當窨井上的雨水井蓋處積水較深形成淹沒進流時，由雨水井蓋的負壓式邊界生成系統模塊，在雨水井蓋進水口處形成負壓區，進而形成管嘴出流，由於積水在進水孔內形成收縮斷面，收縮斷面處的進水孔邊緣形成負壓區，負壓區產生的真空自動抽吸雨水井蓋上積水，增大進水孔排水量；通過將進水孔進水口邊緣直角化，增加負壓區的真空度，進一步增加路面排水量。
[0011]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果:
第一，在現有的排水井蓋上增加據路面雨水量自動開啟的通氣系統裝置，這一裝置可保證雨水井柵蓋處排水始終處於自由式進流狀態；增加能夠根據路面雨水量的情況自動打開、關閉的增大排水的增排裝置，在路面積水使得柵蓋處進流呈淹沒狀態時，增排裝置自動啟動，通氣系統形成自由式進流，增加排水量；當路面積水減少，進口呈自由式進流時，增排裝置上通氣管系統自動關閉；本發明可利用滑輪、槓桿原理達到保證雨水井蓋板進水口自動處於自由式進流；本發明能根據路面積水量及其在雨水井蓋板處進流情況，自動形成進水口處自由式進流，本裝置能據路面水量自動打開、關閉；
第二，對現有排水井蓋進水口邊緣進行優化可提高進流量，使排水速度加快，增加排水量，是一種保持最佳排水效能的路表排水的方法；
第三，本發明使得雨期雨水井排水的維護方便；伸出通氣裝置採用塑性材料，具有通氣形成自由式進流功能的同時，還可以作為雨天進水口標誌，塑性材料通氣有利於防止交通事故；配套裝置簡易，可在現有雨水井上使用，無需對雨水井進行改造，大大方便了發明的使用推廣。
[0012]第四，本發明利用水力學管嘴出流原理設計的雨水井蓋板新型結構，能根據路面積水量及其在雨水井蓋板處進流情況，自動形成進水口處管嘴進流，增加路面排水。
[0013]第五，本發明使得雨期雨水井排水的維護方便；配套裝置簡易，可在現有雨水井上使用，無需對雨水井進行改造，大大方便了發明的使用推廣。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是現有雨水井蓋的結構示意圖；
圖2是圖1中A-A方向的剖視結構示意圖；
圖3是圖1中B-B方向的剖視結構示意圖； 圖4是本發明雨水井蓋處積水智能增排方法的流程示意圖；
圖5是實施例中滑輪平衡式的增排裝置的結構示意圖；
圖6是圖5中A-A方向的剖視圖；
圖7是實施例中槓桿平衡式增排裝置的結構示意圖；
圖8是圖7中A-A方向的剖視結構示意圖；
圖9是實施例中負壓式雨水井蓋的結構示意圖；
圖10是圖9中A-A方向的剖視結構示意圖；
圖11是圖9中B-B方向的剖視結構示意圖；
圖中:1雨水井蓋；2進水口 ；3滑輪；4升降線；5通氣管；6雨量感知杯；7出水孔；8滑輪固定架；9通氣管平衡塊；10通氣管固定夾；11通氣管固定軸；12通氣管固定支架；13通氣管平衡錘吊線；14通氣管平衡錘；15槓桿；16槓桿固定軸；17槓桿固定支架；18雨量感知鬥；19雨水井蓋板上積水；20進水口下洩的雨水；21負壓區；22進水口負壓產生邊框。
【具體實施方式】
[0015]雨水井蓋處積水智能增排方法，有以下兩類技術方法。
[0016]如圖4所示，雨水井蓋處積水智能增排方法，包括通過窨井上的雨水井蓋上設置的進水孔排出路面積水，採用智能通氣式增排方法，當窨井上的雨水井蓋處積水較深形成淹沒進流時，由積水水量感知系統模塊啟動雨水井蓋下的機械傳動系統模塊，進一步啟動通氣系統模塊，通過通氣系統模塊中的通氣管將窨井內腔與大氣連通，在雨水井蓋處形成排水較快的自由式進流，增大雨水井蓋進水口流量，快速排去路面積水。積水水量感知系統模塊通過機械傳動系統模塊連接通氣系統模塊。
[0017]智能通氣式增排方法包括:通過積水水量感知系統模塊比較感知裝置中進水量與出水量的大小關係，自動判別雨水井蓋處進流形態，當雨水井蓋被積水淹沒時，雨水井蓋進水孔進水口為淹沒式進流，積水水量感知系統模塊感知感知裝置中進水量大於出水量，積水水量感知系統模塊通過機械傳動系統模塊將通氣系統模塊啟動，雨水井蓋處形成通大氣的自由式進流，增大進水口流量；當路面積水減少，雨水井蓋進水孔進水口呈自由式進流時，積水水量感知系統模塊感知感知裝置中進水量小於出水量，積水水量感知系統模塊通過機械傳動系統模塊將通氣系統模塊關閉。
[0018]如圖5、6所示，積水水量感知系統模塊中感知裝置為雨量感知杯6，雨量感知杯底部設有出水孔7。機械傳動系統模塊中裝置包括滑輪3、升降線4、滑輪固定架8。通氣系統模塊中裝置包括通氣管5和通氣管平衡塊9。滑輪通過滑輪固定架設置在雨水井蓋進水口底部，滑輪上設有升降線。升降線一端設置雨量感知杯，升降線另一端設置通氣管。通氣管下端通過固定夾設置在升降線上，升降線底部設置通氣管平衡塊，通氣管上端對應所述雨水井蓋的進水口。雨量感知杯在自由式進流時，杯中進水量等於出水量，通氣管位於雨水井蓋下方。雨量感知杯在淹沒式進流時，杯中進水量大於出水量，雨量感知杯下降，通過滑輪連接的通氣管伸出進水口上方的積水外，保證進流為通氣的自由式進流，增大進水口流量。
[0019]如圖7、8所示，積水水量感知系統模塊中感知裝置為雨量感知鬥18，雨量感知鬥18底部設有出水孔7。機械傳動系統模塊中裝置包括槓桿15、槓桿固定支架17、槓桿固定軸16。通氣系統模塊中裝置包括通氣管5、通氣管平衡錘14。槓桿通過槓桿固定支架、槓桿固定軸設置在雨水井蓋進水口底部，槓桿一端設置所述雨量感知鬥，槓桿另一端設置通氣管。通氣管下方通過吊線13連接通氣管平衡錘，通氣管上端對應進水口。在自由式進流時，雨量感知鬥中進水量等於出水量，通氣管位於雨水井蓋下方。在淹沒式進流時，雨量感知鬥中進水量大於出水量，雨量感知鬥下降，通過槓桿連接的通氣管伸出進水口上方的積水外，保證進流為通氣的自由式進流，增大進水口流量。
[0020]進水口邊緣為圓弧形。對現有排水井蓋進水口邊緣圓弧化，增大進流係數，提高進流量，使排水速度加快，增加排水量，是一種保持最佳排水效能的路表排水的方法。
[0021 ] 通氣管可以為塑性管，通氣管外壁塗有交通警示標誌。伸出通氣裝置採用塑性材料，具有通氣形成自由式進流功能的同時，還可以作為雨天進水口標誌，塑性材料通氣有利於防止交通事故。
[0022]在現有的排水井蓋上增加據路面雨水量自動開啟的通氣系統裝置，這一裝置可保證雨水井柵蓋處排水始終處於自由式進流狀態；增加能夠根據路面雨水量的情況自動打開、關閉的增大排水的增排裝置，在路面積水使得柵蓋處進流呈淹沒狀態時，增排裝置自動啟動，通氣系統形成自由式進流，增加排水量；
當路面積水減少，進口呈自由式進流時，增排裝置上通氣管系統自動關閉；本發明可利用滑輪、槓桿原理達到保證雨水井蓋板進水口自動處於自由式進流；
本發明能根據路面積水量及其在雨水井蓋板處進流情況，自動形成進水口處自由式進流，本發明方法中的裝置能據路面水量自動打開、關閉。
[0023]如圖4、9、10、11所示，雨水井蓋處積水智能增排方法，還可以通過以下第二類技術方法實現:即雨水井蓋處積水智能負壓增排方法，該方法包括窨井上的雨水井蓋處積水較深形成淹沒進流時，由雨水井蓋新型結構的負壓式邊界生成系統模塊，在雨水井蓋進水口處形成負壓(真空)區，進而形成管嘴出流，由於積水在進水孔內形成收縮斷面，收縮斷面處的進水孔邊緣形成負壓區，負壓區產生的真空自動抽吸雨水井蓋上積水，增大進水孔排水量；通過將進水孔進水口邊緣直角化，增加負壓區的真空度，進一步增加路面排水量。
[0024]本發明利用水力學管嘴出流原理設計的雨水井蓋板新型結構，能根據路面積水量及其在雨水井蓋板處進流情況，自動形成進水口處管嘴進流，增加路面排水。雨水井蓋板上積水19形成淹沒出流時，由於採用進水孔的井蓋深度為進水口寬度3-4倍的管嘴結構，進水口形成管嘴出流，進水口內形成收縮斷面，收縮斷面處的進水口邊緣形成負壓(真空)區21，即進水口邊緣為進水口負壓產生邊框22，負壓區產生的真空自動增大進水口下洩的雨水20排水量，進水口邊緣直角化，增加負壓區的真空度，從而增加路面排水量；當路面積水減少，進水口呈自由式進流時，負壓區消失，形成孔口進流。
[0025]本發明使得雨期雨水井排水的維護方便；配套裝置簡易，可在現有雨水井上使用，無需對雨水井進行改造，大大方便了發明的使用推廣。
【權利要求】
1.雨水井蓋處積水智能增排方法，包括通過窨井上的雨水井蓋上設置的進水孔排出路面積水，其特徵是，採用智能通氣式增排方法，當窨井上的雨水井蓋處積水較深形成淹沒進流時，由積水水量感知系統模塊啟動雨水井蓋下的機械傳動系統模塊，進一步啟動通氣系統模塊，通過通氣系統模塊中的通氣管將窨井內腔與大氣連通，在雨水井蓋處形成排水較快的自由式進流，增大雨水井蓋進水口流量，快速排去路面積水。
2.根據權利要求1所述的雨水井蓋處積水智能增排方法，其特徵是，所述智能通氣式增排方法包括:通過積水水量感知系統模塊中感知裝置進水量與出水量的大小關係，自動判別雨水井蓋處進流形態，當雨水井蓋被積水淹沒時，雨水井蓋進水孔進水口為淹沒式進流，積水水量感知系統模塊感知感知裝置進水量大於出水量，積水水量感知系統模塊通過機械傳動系統模塊將通氣系統模塊啟動，雨水井蓋處形成通大氣的自由式進流，增大進水口流量；當路面積水減少，雨水井蓋進水孔進水口呈自由式進流時，積水水量感知系統模塊感知感知裝置進水量小於出水量，積水水量感知系統模塊通過機械傳動系統模塊將通氣系統豐吳塊關閉。
3.根據權利要求2所述的雨水井蓋處積水智能增排方法，其特徵是，所述積水水量感知系統模塊中設有水量感知裝置，水量感知裝置通過進出、水量平衡進行工作。
4.根據權利要求2所述的雨水井蓋處積水智能增排方法，其特徵是，所述機械傳動系統模塊中設有滑輪、滑輪固定架，滑輪通過滑輪固定架設置在雨水井蓋背面，滑輪上設有連接積水水量感知裝置和所述通氣管的升降線。
5.根據權利要求2所述的雨水井蓋處積水智能增排方法，其特徵是，所述機械傳動系統模塊中設有包括槓桿、槓桿固定支架、槓桿固定軸，槓桿固定支架設置在雨水井蓋背面，槓桿通過槓桿固定軸設置槓桿固定支架上，槓桿兩端設置所述積水水量感知裝置和所述通氣管。
6.根據權利要求1所述的雨水井蓋處積水智能增排方法，其特徵是，所述通氣系統模塊中設有通氣管平衡裝置，通氣管平衡裝置設置在所述通氣管下方，所述通氣管上端對應所述雨水井蓋的進水孔。
7.雨水井蓋處積水智能增排方法，包括通過窨井上的雨水井蓋設置的進水孔排出路面積水，其特徵是，採用智能負壓增排方法，當窨井上的雨水井蓋處積水較深形成淹沒進流時，由雨水井蓋的負壓式邊界生成系統模塊，在雨水井蓋進水口處形成負壓區，進而形成管嘴出流，由於積水在進水孔內形成收縮斷面，收縮斷面處的進水孔邊緣形成負壓區，負壓區產生的真空自動抽吸雨水井蓋上積水，增大進水孔排水量；通過將進水孔進水口邊緣直角化，增加負壓區的真空度，進一步增加路面排水量。
【文檔編號】E03F5/06GK103882937SQ201410113207
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月25日 優先權日:2014年3月25日
【發明者】奚斌 申請人:揚州大學