低洼路段防積水自動翻轉井箅的製作方法
2023-06-07 23:00:41 1
專利名稱：低洼路段防積水自動翻轉井箅的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於公共設施技術領域，特別涉及一種節能型低洼路段防積水自動翻轉井箅子。
背景技術：
隨著城市的發展，雨後城市低洼路段積水已經成為絕大多數城市不得不面對的棘手問題。2010年8月19日長春的一場大雨造成了有史以來最大的交通堵塞，城市交通功能陷於癱瘓，市民的生活受到了極大的影響。改造城市雨水系統已經成為廣大市民的共同呼聲，也是政府相關部門急需解決的難題。經過實地考察以及理論計算得出，現有的城市道路排水系統無法做到及時排水，問題的關鍵在於雨水箅子的洩水量。目前的雨水箅子只能人為手動的掀起進行洩水，工作效率低且不能保證洩水的及時性。為了改善長久以來形成的路面積水問題，創新性的提出以雨水箅子自動翻轉的方式排除積水。本項目通過對國內外現狀的分析、實地考察、發放調查問卷和人員訪談的形式展開研究，通過對現有排水系統的分析和相關國家標準的研究，開發研製了一套利用雨水自身特性連續改變槓桿力矩、應用於低洼路段的防積水自動翻轉箅子裝置。城市雨水系統是保證城市功能的一個重要組成部分。影響城市雨水系統能力的因素很多，從外部看，隨著城市的發展，鋪裝路面不斷增多，土地的自然滲水功能逐步減低，城市雨水系統的負荷也越來越大。同時由於環境變化，水土流失等造成河道上升，也給城市雨水系統帶來新的威脅。從雨水系統本身看，系統的每一個環節對整個系統都有不同的影響，影響城市雨水系統功能的因素主要歸納為以下三點I.雨水口設置存在的問題。雨水口起截流並洩除雨水的作用。雨水口設置的好壞直接影響道路雨水及時順暢排除、雨水衝刷雜物的截留，間接影響城市交通和城市環境衛生及人體健康。雨水口設置存在的主要問題是因雨水口堵塞、雨水口設置位置不當、設置數量不足等造成的路面積水。2.雨水渠管設計的流量問題。在滿負荷狀態下，洩流能力取決於雨水渠管的設計直徑。如果渠管直徑選擇不當，就會造成洩流量小，積水時間長。3.蓄水池容量的問題。隨著城市的不斷擴大，需要排入雨水系統的水量也在增加，原有的蓄水池容量會滿足不了洩流蓄水的要求，使整個雨水主管道內水面升高，也能影響洩流速度，形成積水。就其結構而言城市雨水系統是由雨水箅子、雨水井、雨水渠管、雨水主管道、蓄水池、泵站及外河等部分構成。雨水經過雨水箅子的會流收集，洩流進入雨水井後通過雨水渠管流入城市雨水主管道，匯集到雨水系統的蓄水池，並通過水泵排入到外部河流。在設計一個城市的雨水系統時，首先要掌握當地的暴雨強度，設定出匯水時間並計算出單位面積上的降雨量，然後按照國家相關設計標準、結合實際路面的情況設計出雨水箅子的間距和雨水箅子的形式和數量，設計出雨水渠管的直徑、蓄水池的容量、泵站的能力等。綜上現有技術的論述，我們可以判斷開發一種如遇洪水、大雨時能夠自動翻轉的井箅子就顯得十分必要。
發明內容本實用新型為了解決現有技術中井箅子的不足和缺陷問題，提供一種低洼路段的防積水自動翻轉箅子裝置。針對所要解決的技術問題，本實用新型是這樣設計的設計一種低洼路段防積水自動翻轉井箅，其特徵在於包括防護板I、限位轉軸2、箅子3、變容量漏鬥4，其中箅子3的一端安裝有防護板1，箅子3的另一端 與防護板I之間安裝有限位轉軸2，所述的變容量漏鬥4通過掛鈎掛在箅子3的下面。 開發研製的一套利用雨水自身特性連續改變槓桿力矩、應用於低洼路段的防積水自動翻轉箅子裝置。由於它是由積水排水單元，助力洩水單元及安全保護單元三大部分組成的一套完整系統。該裝置主要功能是當路面積水達到裝置洩水標準時，箅子自動開啟，洩除路面積水後，箅子自動復位，及時的保證良好的路面狀況。即在真正意義上實現了「立積立翻，以水治水」的設計目標。經過對裝置的不斷完善和實驗驗證，現已充分證明裝置的可行性、便利性和高效性。此裝置具有結構簡潔、工作原理可靠、無需人員看守、節能、安全等特點，解決了現有雨水口不能及時充分排水的難題，實現了「立積立翻，以水治水」的洩水功倉泛。
以下結合
及具體實施方式
對本實用新型做進一步說明。圖I為本實用新型結構示意圖圖中I-防護板，2-限位轉軸，3-箅子，4-變容量漏鬥
具體實施方式
如圖I所示，本實用新型包括防護板I、限位轉軸2、箅子3、變容量漏鬥4，其中箅子3的一端安裝有防護板1，箅子3的另一端與防護板I之間安裝有限位轉軸2，所述的變容量漏鬥4通過掛鈎掛在箅子3的下面。也就是該套自動洩水裝置主要由三部分組成，即排水單元，助力單元以及安全保護單元。排水單元利用槓桿原理，在標準的雨水箅子上設定一根固定軸作為槓桿原理的支點，當施加於箅子一端的力加大時就會使其繞此軸翻轉一定角度，但考慮到路人的安全問題，翻轉角度應限制在一定範圍內，避免踩空事故發生，在這裡我們採用結構簡單且易於加工的遮擋板作為安全保護單元。助力單元，也就是要給箅子提供翻轉動力的單元我們也採用易於實現的結構，將圓柱形的小塑料桶懸掛於箅子一側，去除上表面材料，再於下表面打通幾個小圓孔，形成噴頭狀，上下形成類似於漏鬥的原理。當雨水從上方進入到圓筒內，雨水雖然不會立即全部從下方流出，但卻是一個逐漸減少的過程，也就相應的減少了施加於箅子一端的力，當筒中的雨水全部流出時，箅子也就恢復了原先的狀態，又處於關閉狀態。具體工作過程(I)雨水箅子初始時受力平衡，處於關閉狀態，當路面形成一定積水或有雨水降落時，雨水沿箅子縫隙落到助力單元圓筒內，由於圓筒內雨水重力的增加，打破原有的受力平衡狀態，使懸掛端降低，而另一端升高，進而開啟箅子，增大過流面積，提高洩水能力，快速排除積水。(2)隨著圓筒底部的水向外洩漏，重力隨之減少，作用在懸掛端的力也相應減少，最終恢復到初始狀態，箅子復位，關閉開啟口。槓桿原理及軸的確定計算該裝置主要利用的是槓桿原理，槓桿原理亦稱「槓桿平衡條件」。要使槓桿平衡，作用在槓桿上的兩個力(用力點、支點和阻力點)的大小跟它們的力臂就要成反比，即動力X動力臂=阻力X阻力臂，用代數式表示為Fl · L1=F2 · L2 (Fl表示動力，LI表示動力臂，F2表示阻力，L2表示阻力臂)。從上式可看出，欲使槓桿達到平衡，動力臂是阻力臂的幾倍，動力就是阻力的幾分之一。生活中利用槓桿的例子很多，如關節，門，剪刀，羊角錘等等。是否省力的關鍵在於支點位置的選取。在該裝置中計算支點的位置涉及到的相關數據主要是標準雨水箅子的外形尺寸及其重量，其中箅子外形尺寸如左圖所示，其中X表示箅子下沉端長度，M為洩水裝置和水的總質量，等效開啟箅子的最小力。根據槓桿平衡原理有MXX/2=mX (750/2-X)其中m=35kg為雨水箅子的質量；則MXX/2=35X (375-X)當M=IOkg 時，得 X=328mm此時左右兩端長度比例為328/750 : (750-328) /750=44% 56%=11:14設定安全空檔為90mm,則安全擋板為328_-90_=238_則綜合利用率為[238X55%+(750-238) ]/750=0. 86=86%同理可計算出M=15kg ；20kg ；25kg時的相應數據。其中國家標準箅子利用率為55%本次項目研究的裝置具有四大特點I.及時性當路面產生積水後，該裝置能夠及時的進入洩水狀態，避免嚴重的積水情況發生，保證良好的路面交通狀況和市民的正常生活。2.節能性利用雨水的自身特性是本裝置的另一大亮點，無能源耗費充分體現了該設計的節能性，且無人看守能夠節省不必要的勞動資源，這些都充分體現了其綠色環保的理念，3.安全性圍繞以人為本的設計思想，安全性的考慮貫穿整個設計過程。安全擋板的設計避免了危險事故的發生，排除了人們對於安全的擔憂。4.民生性一個小點子解決一個大問題，城市積水問題的產生由來已久，切實的解決人們生活中的問題，服務於社會使這次項目的研究具有了一定的社會價值。目前路面積水問題已經引起了城建部門的注意，城市給排水工程的改造已迫在眉睫。據相關報導指出2009年鄭州市10個積水點的改造工程就投入了 1400萬元，可想而知如果改造長春市現有的24個低洼路段積水點將需要動用多大一筆資金，況且這其中還將耗費大量的人力和物力。而本次研究的裝置不僅結構簡單，且易於加工製造，生產成本低，相應於大規模的改造工程而言，具有相當大的經濟價值和社會價值。如果該研究成果能夠大批量的投入生產並大範圍的投入到低洼路段積水點中，相信將會帶來一定的社會效益 。
權利要求1.一種低洼路段防積水自動翻轉井箅，其特徵在於包括防護板(I)、限位轉軸(2)、箅子(3)、變容量漏鬥(4)，其中箅子(3)的一端安裝有防護板(1)，箅子(3)的另一端與防護板(I)之間安裝有限位轉軸(2)，所述的變容量漏鬥(4)通過掛鈎掛在箅子(3)的下面。
專利摘要一種低洼路段防積水自動翻轉井箅，屬於公共設施技術領域，包括防護板、限位轉軸、箅子、變容量漏鬥，其中箅子的一端安裝有防護板，箅子的另一端與防護板之間安裝有限位轉軸，所述的變容量漏鬥通過掛鈎掛在箅子的下面；該裝置主要功能是當路面積水達到裝置洩水標準時，箅子自動開啟，洩除路面積水後，箅子自動復位，及時的保證良好的路面狀況；即真正實現了「立積立翻，以水治水」的設計目標；經過對裝置的不斷完善和實驗驗證，現已充分證明裝置的可行性、便利性和高效性；此裝置具有結構簡潔、工作原理可靠、無需人員看守、節能、安全等特點，解決了現有雨水口不能及時充分排水的難題，實現了「立積立翻，以水治水」的洩水功能。
文檔編號E03F5/06GK202787479SQ20122044799
公開日2013年3月13日 申請日期2012年9月5日 優先權日2012年9月5日
發明者肖雪杉, 李金華, 李浩源 申請人:李金華