一種新型地下綜合管廊排水系統的製作方法

2023-06-25 15:45:16

本發明涉及一種管廊設施，特別是涉及一種新型地下綜合管廊排水系統。

背景技術：

地下綜合管廊，是在城市地下用於集中敷設電力、通信、廣播電視、給水、排水、熱力、燃氣等市政管線的公共隧道。推進城市地下綜合管廊建設，是創新城市基礎設施建設的重要舉措，不僅可以逐步消除「馬路拉鏈」、「空中蜘蛛網」等問題，用好地下空間資源，提高城市綜合承載能力，滿足民生之需，而且可以帶動有效投資、增加公共產品供給，提升新型城鎮化發展質量，打造經濟發展新動力。

地下綜合管廊的使用壽命是城市地下基礎設施建設的主要問題之一。地下環境相比地面更複雜，更易受到細菌、地下水等因素的影響，雖然地下環境相對固定，但地下綜合管廊也將長期漚在裡面，很容易造成滲漏。目前在將地下管廊內的滲水排出時，主要遇到兩方面的難題：一是由於管廊自身的埋設位置較深，難以與排汙管道產生較大的壓差，所以很難將管廊內的滲水抽入排汙管道；二是排汙管道內化學反應產生的氨氣、硫化氫、甲烷造成排汙管道內部氣壓增大，容易產生汙水廢氣倒灌管廊現象，容易引起爆炸，對管廊內部的環境安全造成嚴重威脅。

因此，亟需一種新型的地下綜合管廊設施，將管廊內的滲水直接排到管廊內的排汙管道中，在排水過程中輕鬆克服排汙管道內的壓力，並且不會發生倒流現象。這對於延長管廊使用壽命，降低管廊後期維修成本具有重要意義，對於完善城市基礎設施，促進城市空間整體協調發展具有深遠影響。

技術實現要素：

因此，本發明為了將管廊內的滲水及時抽入排汙管道內，提供一種新型地下綜合管廊排水系統，當管廊的地面出現積水時，吸水結構自動啟動，將積水抽入吸水結構內部，最終排入排汙管道內。

本發明所採用的技術方案是：新型地下綜合管廊排水系統，其特徵在於：包括吸水結構、水管、排汙管道三部分；其中吸水結構包括殼體、電機、斜面塞、滾珠、推動柱、活塞、彈簧、大軸承、小軸承、螺釘、傳感器。

所述電機安裝在殼體的頭部，殼體內由頭到尾依次裝有斜面塞、推動柱、彈簧、活塞，每個推動柱的頭部嵌有滾珠，內部尾端均裝有活塞，電機帶動斜面塞轉動，推動柱在斜面塞和彈簧之間往復運動，管廊地面的積水由殼體底面的進水孔吸入，經由推動柱的內部，最終從殼體頂面的排水孔排出，進入水管，最終進入排汙管道。

所述殼體為長方體，由頭部朝向尾部，縱向依次開設有圓柱形的大軸承腔、圓柱形的吸水腔、圓柱形的小軸承腔三個相連的腔室，環繞小軸承腔均勻開設多個細圓柱形的中轉腔，在殼體內部靠近尾端開設有排水腔，所述中轉腔將吸水腔和排水腔連通。

在殼體的底面，靠近殼體的頭部，向上開設有進水孔，將吸水腔與外界相連通；在殼體的頂面，靠近殼體的尾部，向下開設有出水孔，將排水腔與外界相連通。

在殼體的底面，靠近進水孔處，裝有傳感器；在殼體的兩側設有多個立柱形的支腳，支腳的底面比進水孔底部端面低1-2mm，螺釘向下穿過支腳上的通孔，將殼體固定在管廊的地面上。

進一步講，所述傳感器為水浸傳感器，設有兩極探頭，在常態下被空氣絕緣，浸水狀態下探頭導通，傳感器輸出幹接點信號。

所述電機的外殼上設有多個安裝片，所述殼體的頭部端面，環繞大軸承腔開設有多個螺釘孔，螺釘穿過安裝片上的通孔，將電機固定在殼體的頭部端面上；在電機軸的根部，環繞電機軸設有多個凸起的筋條，插在斜面塞的筋條孔中。

所述大軸承安裝在大軸承腔內，所述斜面塞為圓柱體，安裝在大軸承內圈上，斜面塞的尾端加工為斜面；沿著斜面塞的中心軸線開設有圓柱形的電機軸孔，環繞電機軸孔開設有多個筋條孔。

所述小軸承安裝在小軸承腔內，電機軸穿過斜面塞，外端部固定在小軸承的內圈中。

所述推動柱為長圓柱體，推動柱的頂端開設有滾珠腔，所述滾珠嵌在滾珠腔中；靠近推動柱的頂端，環繞推動柱的圓柱面，開設有多個推動柱進水孔；沿著推動柱的中心軸線，在推動柱的內部開設有圓柱形的流水腔；沿著推動柱的中心軸線，在流水腔的後側開設有圓柱形的活塞安裝腔，活塞安裝腔的頭部為錐形，尾部設有內螺紋，活塞安裝腔內安裝有一個活塞。

進一步講，所述推動柱有多個，推動柱的後半段安裝在中轉腔中。

殼體的中轉腔的頭部和中部均為圓柱形，中轉腔的尾部結構與推動柱的活塞安裝腔結構相同，尾部均安裝有一個活塞；所述彈簧安裝在中轉腔的圓柱形腔室內，靠在推動柱的尾端，彈簧的頂端頂在推動柱的尾端面上，彈簧的尾端頂在中轉腔的圓柱形腔室的尾端面上。

所述活塞由塞子、活塞彈簧、固定環三部分組成，塞子的頭端為錐形，固定環為中心開設有通孔的扁圓柱體，圓柱面上設有外螺紋；所述塞子安裝在活塞彈簧的頂端，所述固定環安裝在活塞彈簧的尾端。

進一步講，對應一個推動柱，安裝有兩個活塞，一個安裝在推動柱的活塞安裝腔中，另一個安裝在中轉腔的尾部。

所述水管的一端連接在殼體的出水孔中，水管另一端伸入排汙管道內部，將吸水結構排出的水導入排汙管道中。

本發明的原理為：由於彈簧的彈力作用，推動柱頂部的滾珠始終抵在斜面塞的斜面上，在電機帶動斜面塞旋轉時，每個推動柱都在做往復運動。

為方便描述，推動柱內的活塞稱第一活塞，中轉腔尾部的活塞稱第二活塞；殼體的吸水腔與推動柱內的水流腔內的水壓為p1，第一活塞與第二活塞間的水壓為p2，排水腔與排汙管道內的水壓為p3。由於吸水腔與外界相連通，而排汙管道內蓄積氨氣、硫化氫、甲烷等氣體，所以始終p1＜p3。

推動柱朝向殼體頭部運動時，第一活塞與第二活塞間的空間變大，p2迅速減小，直到p1＞p2，第一活塞被推開，水依次經過進水孔、吸水腔、推動柱進水孔、流水腔進入第一活塞與第二活塞之間的空間內，p2逐漸加大，最終p1=p2。在此過程中，由於p2＜p3，第二活塞始終處於封閉狀態。

推動柱朝向殼體尾部運動時，第一活塞與第二活塞間的空間變小，p2迅速增大，第一活塞封閉，直到p2＞p3，第二活塞被推開，水依次經過排水腔、水管，流入排汙管道中，直到p2=p3；隨後推動柱開始朝向殼體頭部運動，第一活塞與第二活塞間的空間變大，p2迅速減小，第二活塞重新封閉；當p1＞p2後，第一活塞再次被推開。

如此往復運動，將管廊地面的積水最終排到排汙管道中。

本發明一種新型地下綜合管廊排水系統具有如下優點：

（1）設計雙活塞結構，在兩個活塞間之間形成壓力不斷變化的空間，構思巧妙；

（2）利用水浸傳感器，準確獲知管廊地面的積水情況；

（3）設計斜面柱和滾珠結構，將旋轉運動轉換為直線往復運動。

所以，這種新型地下綜合管廊排水系統，當管廊的地面出現積水時，吸水結構自動啟動，將積水抽入吸水結構內部，最終排入排汙管道內。對於延長管廊使用壽命，降低管廊後期維修成本具有重要意義，對於完善城市基礎設施，促進城市空間整體協調發展具有深遠影響。

本發明的其他特徵和優點將在隨後的說明書中闡述，或者通過實施本發明而了解。

附圖說明

附圖僅用於示出具體實施例的目的，而並不認為是對本發明的限制，在整個附圖中，相同的參考符號表示相同的部件。

圖1是本發明的吸水結構在管廊中的裝配位置示意圖。

圖2是本發明在殼體側視角的吸水結構與排汙管道的連接示意圖。

圖3是本發明在排汙管道側視角的吸水結構與排汙管道的連接示意圖。

圖4是本發明的俯視角度的吸水結構和水管的連接示意圖。

圖5是本發明的仰視角度的吸水結構和水管的連接示意圖。

圖6是本發明在電機側視角的斜面塞、推動柱與殼體的拆解示意圖。

圖7是本發明在殼體側視角的斜面塞、推動柱與殼體的拆解示意圖。

圖8是在殼體側視角的殼體沿對稱面剖開後的頂端推動柱與殼體的裝配示意圖。

圖9是在電機側視角的殼體沿對稱面剖開後的頂端推動柱與殼體的裝配示意圖。

圖10是本發明的電機的結構示意圖。

圖11是本發明的斜面塞的結構示意圖。

圖12是本發明的推動柱及內部結構示意圖。

圖13是本發明的活塞的結構示意圖。

圖14是本發明在俯視角度的殼體的結構示意圖。

圖15是本發明在仰視角度的殼體的結構示意圖。

圖16是本發明在大軸承腔側視角的殼體的內部結構示意圖。

圖17是本發明在排水腔側視角的殼體的內部結構示意圖。

圖18是水流由吸水腔進入中轉腔時的斜面柱和推動柱的裝配示意圖。

圖19是水流由吸水腔進入中轉腔時的推動柱和彈簧的裝配示意圖。

圖20是水流由吸水腔進入中轉腔時的兩個活塞的不同狀態示意圖。

圖21是水流由中轉腔進入排水腔時的斜面柱和推動柱的裝配示意圖。

圖22是水流由中轉腔進入排水腔時的推動柱和彈簧的裝配示意圖。

圖23是水流由中轉腔進入排水腔時的兩個活塞的不同狀態示意圖。

圖中標號：1-殼體、101-螺釘孔、102-大軸承腔、103-進水孔、104-吸水腔、105-中轉腔、106-排水腔、107-出水孔、108-小軸承腔、109-支腳、2-電機、201-電機軸、202-筋條、203-安裝片、3-斜面塞、301-電機軸孔、302-筋條孔、4-滾珠、5-推動柱、501-滾珠腔、502-推動柱進水孔、503-流水腔、504-活塞安裝腔、6-活塞、601-塞子、602-活塞彈簧、603-固定環、7-彈簧、8-大軸承、9-小軸承、10-螺釘、11-傳感器、12-水管、13-排汙管道、14-管廊。

具體實施方式

以下將結合附圖和實施例對本發明一種新型地下綜合管廊排水系統作進一步的詳細描述，在各零件的方向描述上，以電機安裝端為頭部方向，水管安裝端為尾部方向。

新型地下綜合管廊排水系統，其特徵在於：包括吸水結構、水管12、排汙管道13三部分；其中吸水結構包括殼體1、電機2、斜面塞3、滾珠4、推動柱5、活塞6、彈簧7、大軸承8、小軸承9、螺釘10、傳感器11。

如圖1、圖2、圖5、圖6、圖8所示，所述電機2安裝在殼體1的頭部，殼體1內由頭到尾依次裝有斜面塞3、推動柱5、彈簧7、活塞6；每個推動柱5的頭部嵌有滾珠4，內部尾端均裝有活塞6，電機2帶動斜面塞3轉動，推動柱5在斜面塞3和彈簧7之間往復運動，管廊地面的積水由殼體1底面的進水孔103吸入，經由推動柱5的內部，最終從殼體1頂面的排水孔107排出，進入水管，最終進入排汙管道。

如圖14、圖15、圖16、圖17所示，所述殼體1為長方體，由頭部朝向尾部，縱向依次開設有圓柱形的大軸承腔102、圓柱形的吸水腔104、圓柱形的小軸承腔108這三個相連的腔室，環繞小軸承腔108均勻開設多個細圓柱形的中轉腔105，在殼體1內部靠近尾端開設有排水腔106，所述中轉腔105將吸水腔104和排水腔106連通。

在殼體1的底面，靠近殼體1的頭部，向上開設有進水孔103，將吸水腔104與外界相連通；在殼體1的頂面，靠近殼體1的尾部，向下開設有出水孔107，將排水腔106與外界相連通。

進一步講，所述大軸承腔102與殼體1的頭部端面相連通。

進一步講，所述排水腔106的水平截面為直槽口形。

如圖5、圖15所示，在殼體1的底面，靠近進水孔103處，裝有傳感器11；如圖2、圖3、圖4、圖5所示，在殼體1的兩側設有多個立柱形的支腳109，支腳109的底面比進水孔103底部端面低1-2mm，螺釘10向下穿過支腳109上的通孔，將殼體1固定在管廊的地面上。

進一步講，所述傳感器11為水浸傳感器，設有兩極探頭，在常態下被空氣絕緣，浸水狀態下探頭導通，傳感器輸出幹接點信號。

如圖8、圖9、圖10所示，所述電機2的外殼上設有多個安裝片203，所述殼體1的頭部端面，環繞大軸承腔102開設有多個螺釘孔101，螺釘10穿過安裝片203上的通孔，將電機2固定在殼體1的頭部端面上；在電機軸201的根部，環繞電機軸201設有多個凸起的筋條202，插在斜面塞3的筋條孔302中。

如圖8、圖9、圖11所示，所述大軸承8安裝在大軸承腔102內，所述斜面塞3為圓柱體，安裝在大軸承8內圈上，斜面塞3的尾端加工為斜面；沿著斜面塞3的中心軸線開設有圓柱形的電機軸孔301，環繞電機軸孔301開設有多個筋條孔302。

如圖8、圖9所示，所述小軸承9安裝在小軸承腔108內，電機軸201穿過斜面塞3，外端部固定在小軸承9的內圈中。

進一步講，所述大軸承8和小軸承9均為密封軸承，軸承內提前注有潤滑劑。

如圖12、圖20、圖23所示，所述推動柱5為長圓柱體，推動柱5的頂端開設有滾珠腔501，所述滾珠4嵌在滾珠腔501中；靠近推動柱5的頂端，環繞推動柱5的圓柱面，開設有多個推動柱進水孔502；沿著推動柱5的中心軸線，在推動柱5的內部開設有圓柱形的流水腔503；沿著推動柱5的中心軸線，在流水腔503的後側開設有圓柱形的活塞安裝腔504，活塞安裝腔504的頭部為錐形，尾部設有內螺紋，活塞安裝腔504內安裝有一個活塞6。

進一步講，所述推動柱5有多個，推動柱5的後半段安裝在中轉腔105中。

進一步講，所述推動柱進水孔502將流水腔503與吸水腔104連通。

進一步講，所述滾珠4的材質為玻璃鋼，即纖維強化塑料，機械強度高並且耐腐蝕。

如圖12、圖17、圖20、圖23所示，殼體1的中轉腔105的頭部和中部均為圓柱形，中轉腔105的尾部結構與推動柱5的活塞安裝腔504結構相同，尾部均安裝有一個活塞6；所述彈簧7安裝在中轉腔105的圓柱形腔室內，靠在推動柱5的尾端，彈簧7的頂端頂在推動柱5的尾端面上，彈簧7的尾端頂在中轉腔105的圓柱形腔室的尾端面上。

如圖13所示，所述活塞6由塞子601、活塞彈簧602、固定環603三部分組成，塞子601的頭端為錐形，固定環603為中心開設有通孔的扁圓柱體，圓柱面上設有外螺紋；所述塞子601安裝在活塞彈簧602的頂端，所述固定環603安裝在活塞彈簧602的尾端。

進一步講，如圖20、圖23所示，對應一個推動柱5，安裝有兩個活塞6，一個安裝在推動柱5的活塞安裝腔504中，另一個安裝在中轉腔105的尾部。

所述水管12的一端連接在殼體1的出水孔107中，水管12另一端伸入排汙管道13內部，將吸水結構排出的水導入排汙管道13中。

由於彈簧7的彈力作用，推動柱5頂部的滾珠4始終抵在斜面塞3的斜面上，在電機2帶動斜面塞3旋轉時，每個推動柱5都在做往復運動。

為方便描述，推動柱5內的活塞6稱第一活塞，中轉腔105尾部的活塞6稱第二活塞；殼體1的吸水腔104與推動柱5內的水流腔503內的水壓為p1，第一活塞與第二活塞間的水壓為p2，排水腔106與排汙管道13內的水壓為p3。由於吸水腔104與外界相連通，而排汙管道13內蓄積氨氣、硫化氫、甲烷等氣體，所以始終p1＜p3。

如圖18、圖19、圖20所示，推動柱5朝向殼體1頭部運動時，第一活塞與第二活塞間的空間變大，p2迅速減小，直到p1＞p2，第一活塞被推開，水依次經過進水孔103、吸水腔104、推動柱進水孔502、流水腔503進入第一活塞與第二活塞之間的空間內，p2逐漸加大，最終p1=p2。在此過程中，由於p2＜p3，第二活塞始終處於封閉狀態。

如圖21、圖22、圖23所示，推動柱5朝向殼體1尾部運動時，第一活塞與第二活塞間的空間變小，p2迅速增大，第一活塞封閉，直到p2＞p3，第二活塞被推開，水依次經過排水腔106、水管12，流入排汙管道13中，直到p2=p3；隨後推動柱5開始朝向殼體1頭部運動，第一活塞與第二活塞間的空間變大，p2迅速減小，第二活塞重新封閉；當p1＞p2後，第一活塞再次被推開。

如此往復運動，將管廊地面的積水最終排到排汙管道13中。

所述電機2內裝有mcu，內部集成處理器和i/o埠，當管廊地面出現積水後，mcu接收到水浸傳感器11的幹接點信號，通過閉合某管腳，接通常開繼電開關的線圈電流，常開繼電開關閉合，電機2開始轉動；反之，當積水被排走後，mcu斷開某管腳，常開繼電開關的線圈斷電，常開繼電開關復原，電機2停止轉動。

以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。