CN103882937B - 雨水井盖处积水智能增排方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种雨水井盖处积水智能增排方法，属于城市道路路面排水的技术领域，可据雨水井盖处积水情况自动控制的通气系统，在路面雨水使排水井盖口呈淹没进流时，通过自控装置形成自由式进流，自动增排路面雨水；或在排水井盖口呈淹没进流时自动形成吸入式负压，增排雨水，具有实时性、主动性、自动化、智能化、无需看管，以及使用范围广，维护方便等优点。

Description

雨水井盖处积水智能增排方法

技术领域

本发明涉及一种雨水井盖处积水智能增排方法，具体是有两种形式：一是据雨水井盖处积水，由雨量感知系统，自动控制通气系统，在雨水井盖处积水呈淹没状态时自动形成自由式进流增排雨水；二是通过雨水井结构系统优化，在雨水井盖处积水呈淹没状态时自动形成负压吸入雨水增排；属于城市道路路面排水的技术领域。

背景技术

目前城市道路路面排水，大多通过如图1、2、3所示的雨水井盖板的进水孔将路面雨水排入城市排水管网。采用这种结构的雨水井盖，常出现排水不畅，有时中、小强度降雨就需要人工打开盖板，这样增排雨水增加工人工作量的同时还会引起交通事故等问题，维护、看管等不便。为此，工程中也采用了很多方法来增排积水：第一，增大进水孔的孔径，通过扩大进流面积来增大排水量。这会带来路面垃圾进入和交通安全问题；第二，增大在雨水井盖进水孔上的分布密度，增大排水量。井盖总面积一定的情况下效果不佳，同时盖体结构强度会下降；第三，通过减小雨水盖板的厚度，减少积水流与雨水井盖的接触面积，缩短积水流在雨水井盖上的停留时间，进而增大排水量。盖体结构强度会下降，引起路面安全问题。总之采用上述结构的雨水井盖，路面积水增排效果并不理想。因此，需要一种新的积水增排方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种雨水井盖处积水智能增排方法，具体是有两种形式：一是据雨水井盖处积水，由雨量感知系统，自动控制通气系统，在雨水井盖处积水呈淹没状态时自动形成自由式进流增排雨水；二是通过雨水井结构系统优化，在雨水井盖处积水呈淹没状态时自动形成负压吸入雨水增排；具有实时性、主动性、自动化、智能化、无需看管，以及使用范围广，维护方便等优点。

本发明的目的是通过以下两类技术方案实现的，雨水井盖处积水智能增排方法，包括通过窨井上的雨水井盖上设置的进水孔排出路面积水，采用智能通气式增排方法，当窨井上的雨水井盖处积水较深形成淹没进流时，由积水水量感知系统模块启动雨水井盖下的机械传动系统模块，进一步启动通气系统模块，通过通气系统模块中的通气管将窨井内腔与大气连通，在雨水井盖处形成排水较快的自由式进流，增大雨水井盖进水口流量，快速排去路面积水。

进一步地，所述智能通气式增排方法包括：通过积水水量感知系统模块比较感知装置中进水量与出水量的大小关系，自动判别雨水井盖处进流形态，当雨水井盖被积水淹没时，雨水井盖进水孔进水口为淹没式进流，积水水量感知系统模块感知感知装置中进水量大于出水量，积水水量感知系统模块通过机械传动系统模块将通气系统模块启动，雨水井盖处形成通大气的自由式进流，增大进水口流量；当路面积水减少，雨水井盖进水孔进水口呈自由式进流时，积水水量感知系统模块感知感知装置中进水量小于出水量，积水水量感知系统模块通过机械传动系统模块将通气系统模块关闭。

进一步地，所述积水水量感知系统模块中设有水量感知装置，该装置通过进出、水量平衡进行工作。

进一步地，所述机械传动系统模块中设有滑轮、滑轮固定架，滑轮通过滑轮固定架设置在雨水井盖背面，滑轮上设有连接积水水量感知装置和所述通气管的升降线。

进一步地，所述机械传动系统模块中设有包括杠杆、杠杆固定支架、杠杆固定轴，杠杆固定支架设置在雨水井盖背面，杠杆通过杠杆固定轴设置杠杆固定支架上，杠杆两端设置所述积水水量感知装置和所述通气管。

进一步地，所述通气系统模块中设有通气管平衡装置，通气管平衡装置设置在所述通气管下方，所述通气管上端对应所述雨水井盖的进水孔。

本发明还有另一种实现的技术方案，雨水井盖处积水智能增排方法，包括通过窨井上的雨水井盖设置的进水孔排出路面积水，采用智能负压增排方法，当窨井上的雨水井盖处积水较深形成淹没进流时，由雨水井盖的负压式边界生成系统模块，在雨水井盖进水口处形成负压区，进而形成管嘴出流，由于积水在进水孔内形成收缩断面，收缩断面处的进水孔边缘形成负压区，负压区产生的真空自动抽吸雨水井盖上积水，增大进水孔排水量；通过将进水孔进水口边缘直角化，增加负压区的真空度，进一步增加路面排水量。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

第一，在现有的排水井盖上增加据路面雨水量自动开启的通气系统装置，这一装置可保证雨水井栅盖处排水始终处于自由式进流状态；增加能够根据路面雨水量的情况自动打开、关闭的增大排水的增排装置，在路面积水使得栅盖处进流呈淹没状态时，增排装置自动启动，通气系统形成自由式进流，增加排水量；当路面积水减少，进口呈自由式进流时，增排装置上通气管系统自动关闭；本发明可利用滑轮、杠杆原理达到保证雨水井盖板进水口自动处于自由式进流；本发明能根据路面积水量及其在雨水井盖板处进流情况，自动形成进水口处自由式进流，本装置能据路面水量自动打开、关闭； 

第二，对现有排水井盖进水口边缘进行优化可提高进流量，使排水速度加快，增加排水量，是一种保持最佳排水效能的路表排水的方法；

第三，本发明使得雨期雨水井排水的维护方便；伸出通气装置采用塑性材料，具有通气形成自由式进流功能的同时，还可以作为雨天进水口标志，塑性材料通气有利于防止交通事故；配套装置简易，可在现有雨水井上使用，无需对雨水井进行改造，大大方便了发明的使用推广。

第四，本发明利用水力学管嘴出流原理设计的雨水井盖板新型结构，能根据路面积水量及其在雨水井盖板处进流情况，自动形成进水口处管嘴进流，增加路面排水。

第五，本发明使得雨期雨水井排水的维护方便；配套装置简易，可在现有雨水井上使用，无需对雨水井进行改造，大大方便了发明的使用推广。

附图说明

图1是现有雨水井盖的结构示意图；

图2是图1中A-A方向的剖视结构示意图；

图3是图1中B-B方向的剖视结构示意图；

图4是本发明雨水井盖处积水智能增排方法的流程示意图；

图5是实施例中滑轮平衡式的增排装置的结构示意图；

图6是图5中A-A方向的剖视图；

图7是实施例中杠杆平衡式增排装置的结构示意图；

图8是图7中A-A方向的剖视结构示意图；

图9是实施例中负压式雨水井盖的结构示意图；

图10是图9中A-A方向的剖视结构示意图；

图11是图9中B-B方向的剖视结构示意图；

图中：1雨水井盖；2进水口；3滑轮；4升降线；5通气管；6雨量感知杯；7出水孔；8滑轮固定架 ；9通气管平衡块； 10通气管固定夹；11通气管固定轴；12通气管固定支架；13通气管平衡锤吊线；14通气管平衡锤；15杠杆；16杠杆固定轴；17杠杆固定支架；18雨量感知斗；19雨水井盖板上积水；20进水口下泄的雨水；21负压区；22进水口负压产生边框。

具体实施方式

雨水井盖处积水智能增排方法， 有以下两类技术方法。

如图4所示，雨水井盖处积水智能增排方法，包括通过窨井上的雨水井盖上设置的进水孔排出路面积水，采用智能通气式增排方法，当窨井上的雨水井盖处积水较深形成淹没进流时，由积水水量感知系统模块启动雨水井盖下的机械传动系统模块，进一步启动通气系统模块，通过通气系统模块中的通气管将窨井内腔与大气连通，在雨水井盖处形成排水较快的自由式进流，增大雨水井盖进水口流量，快速排去路面积水。积水水量感知系统模块通过机械传动系统模块连接通气系统模块。 

智能通气式增排方法包括：通过积水水量感知系统模块比较感知装置中进水量与出水量的大小关系，自动判别雨水井盖处进流形态，当雨水井盖被积水淹没时，雨水井盖进水孔进水口为淹没式进流，积水水量感知系统模块感知感知装置中进水量大于出水量，积水水量感知系统模块通过机械传动系统模块将通气系统模块启动，雨水井盖处形成通大气的自由式进流，增大进水口流量；当路面积水减少，雨水井盖进水孔进水口呈自由式进流时，积水水量感知系统模块感知感知装置中进水量小于出水量，积水水量感知系统模块通过机械传动系统模块将通气系统模块关闭。

如图5、6所示，积水水量感知系统模块中感知装置为雨量感知杯6，雨量感知杯底部设有出水孔7。机械传动系统模块中装置包括滑轮3、升降线4、滑轮固定架8。通气系统模块中装置包括通气管5和通气管平衡块9。滑轮通过滑轮固定架设置在雨水井盖进水口底部，滑轮上设有升降线。升降线一端设置雨量感知杯，升降线另一端设置通气管。通气管下端通过固定夹设置在升降线上，升降线底部设置通气管平衡块，通气管上端对应所述雨水井盖的进水口。雨量感知杯在自由式进流时，杯中进水量等于出水量，通气管位于雨水井盖下方。雨量感知杯在淹没式进流时，杯中进水量大于出水量，雨量感知杯下降，通过滑轮连接的通气管伸出进水口上方的积水外，保证进流为通气的自由式进流，增大进水口流量。

如图7、8所示，积水水量感知系统模块中感知装置为雨量感知斗18，雨量感知斗18底部设有出水孔7。机械传动系统模块中装置包括杠杆15、杠杆固定支架17、杠杆固定轴16。通气系统模块中装置包括通气管5、通气管平衡锤14。杠杆通过杠杆固定支架、杠杆固定轴设置在雨水井盖进水口底部，杠杆一端设置所述雨量感知斗，杠杆另一端设置通气管。通气管下方通过吊线13连接通气管平衡锤，通气管上端对应进水口。在自由式进流时，雨量感知斗中进水量等于出水量，通气管位于雨水井盖下方。在淹没式进流时，雨量感知斗中进水量大于出水量，雨量感知斗下降，通过杠杆连接的通气管伸出进水口上方的积水外，保证进流为通气的自由式进流，增大进水口流量。

进水口边缘为圆弧形。对现有排水井盖进水口边缘圆弧化，增大进流系数，提高进流量，使排水速度加快，增加排水量，是一种保持最佳排水效能的路表排水的方法。

通气管可以为塑性管，通气管外壁涂有交通警示标志。伸出通气装置采用塑性材料，具有通气形成自由式进流功能的同时，还可以作为雨天进水口标志，塑性材料通气有利于防止交通事故。

在现有的排水井盖上增加据路面雨水量自动开启的通气系统装置，这一装置可保证雨水井栅盖处排水始终处于自由式进流状态；增加能够根据路面雨水量的情况自动打开、关闭的增大排水的增排装置，在路面积水使得栅盖处进流呈淹没状态时，增排装置自动启动，通气系统形成自由式进流，增加排水量；

当路面积水减少，进口呈自由式进流时，增排装置上通气管系统自动关闭；本发明可利用滑轮、杠杆原理达到保证雨水井盖板进水口自动处于自由式进流；

本发明能根据路面积水量及其在雨水井盖板处进流情况，自动形成进水口处自由式进流，本发明方法中的装置能据路面水量自动打开、关闭。

如图4、9、10、11所示，雨水井盖处积水智能增排方法，还可以通过以下第二类技术方法实现：即雨水井盖处积水智能负压增排方法，该方法包括窨井上的雨水井盖处积水较深形成淹没进流时，由雨水井盖新型结构的负压式边界生成系统模块，在雨水井盖进水口处形成负压（真空）区，进而形成管嘴出流，由于积水在进水孔内形成收缩断面，收缩断面处的进水孔边缘形成负压区，负压区产生的真空自动抽吸雨水井盖上积水，增大进水孔排水量；通过将进水孔进水口边缘直角化，增加负压区的真空度，进一步增加路面排水量。

本发明利用水力学管嘴出流原理设计的雨水井盖板新型结构，能根据路面积水量及其在雨水井盖板处进流情况，自动形成进水口处管嘴进流，增加路面排水。雨水井盖板上积水19形成淹没出流时，由于采用进水孔的井盖深度为进水口宽度3-4倍的管嘴结构，进水口形成管嘴出流，进水口内形成收缩断面，收缩断面处的进水口边缘形成负压（真空）区21，即进水口边缘为进水口负压产生边框22，负压区产生的真空自动增大进水口下泄的雨水20排水量，进水口边缘直角化，增加负压区的真空度，从而增加路面排水量；当路面积水减少，进水口呈自由式进流时，负压区消失，形成孔口进流。

本发明使得雨期雨水井排水的维护方便；配套装置简易，可在现有雨水井上使用，无需对雨水井进行改造，大大方便了发明的使用推广。

Claims (6)

1.雨水井盖处积水智能增排方法，包括通过窨井上的雨水井盖上设置的进水孔排出路面积水，其特征是，采用智能通气式增排方法，当窨井上的雨水井盖处积水较深形成淹没进流时，由积水水量感知系统模块启动雨水井盖下的机械传动系统模块，进一步启动通气系统模块，通过通气系统模块中的通气管将窨井内腔与大气连通，在雨水井盖处形成排水较快的自由式进流，增大雨水井盖进水口流量，快速排去路面积水。

2.根据权利要求1所述的雨水井盖处积水智能增排方法，其特征是，所述智能通气式增排方法包括：通过积水水量感知系统模块中感知装置进水量与出水量的大小关系，自动判别雨水井盖处进流形态，当雨水井盖被积水淹没时，雨水井盖进水孔进水口为淹没式进流，积水水量感知系统模块感知感知装置进水量大于出水量，积水水量感知系统模块通过机械传动系统模块将通气系统模块启动，雨水井盖处形成通大气的自由式进流，增大进水口流量；当路面积水减少，雨水井盖进水孔进水口呈自由式进流时，积水水量感知系统模块感知感知装置进水量小于出水量，积水水量感知系统模块通过机械传动系统模块将通气系统模块关闭。

3.根据权利要求2所述的雨水井盖处积水智能增排方法，其特征是，所述积水水量感知系统模块中设有水量感知装置，水量感知装置通过进出、水量平衡进行工作。

4.根据权利要求3所述的雨水井盖处积水智能增排方法，其特征是，所述机械传动系统模块中设有滑轮、滑轮固定架，滑轮通过滑轮固定架设置在雨水井盖背面，滑轮上设有连接水量感知装置和所述通气管的升降线。

5.根据权利要求3所述的雨水井盖处积水智能增排方法，其特征是，所述机械传动系统模块中设有包括杠杆、杠杆固定支架、杠杆固定轴，杠杆固定支架设置在雨水井盖背面，杠杆通过杠杆固定轴设置杠杆固定支架上，杠杆两端设置所述水量感知装置和所述通气管。

6.根据权利要求1所述的雨水井盖处积水智能增排方法，其特征是，所述通气系统模块中设有通气管平衡装置，通气管平衡装置设置在所述通气管下方，所述通气管上端对应所述雨水井盖的进水孔。