CN110984233A - 一种聚合物复合材料窨井盖底座及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种聚合物复合材料窨井盖底座，包括底座，所述底座的下端开设有第一通孔，所述底座的上端开设有第二通孔，所述第二通孔的内壁上滑动连接有窨井盖本体。本发明还提出了一种聚合物复合材料窨井盖底座的制造方法，包括以下步骤：S1、向耐磨层中加入提高窨井盖本体聚乙烯醇纤维；S2、对增强复合材料窨井盖本体的增强纤维表面进行化学改性；S3、进行有限元优化设计；S4、实现成型尺寸精度和结构稳定性控制；S5、改善加工工艺，改良生产方法。本发明通过加入聚乙烯醇纤维提高井盖的耐磨性和耐老化性，从而提高窨井盖的使用寿命，通过在个部件的联动下压缩气体将窨井盖表面的杂物吹走，以防止杂物遮挡排水。

Description

一种聚合物复合材料窨井盖底座及其制造方法

技术领域

本发明涉及窨井盖相关设备技术领域，尤其涉及一种聚合物复合材料窨井盖底座及其制造方法。

背景技术

窨井盖，用于遮盖道路或家中深井，防止人或者物体坠落。按材质可分为金属井盖、高强度纤维水泥混凝土井盖、树脂井盖等。

由于窨井盖是直接设置道路上的，其上表面经常受到车辆碾压，使得窨井盖上表层磨损较为严重，从而使得窨井盖的使用寿命较短。同时窨井盖上一般设有通孔，以在雨季时，能够将路面上的积水排入水道内，由于窨井盖长期裸露在外，窨井盖上的排水通孔经常会被杂物所遮挡，进而导致在需要排水时形成阻碍。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种聚合物复合材料窨井盖底座，其通过加入聚乙烯醇纤维提高井盖的耐磨性和耐老化性，从而提高窨井盖的使用寿命，通过在个部件的联动下压缩气体将窨井盖表面的杂物吹走，以防止杂物遮挡排水；通过设置伸缩气囊，并在喷气孔内设置泄压阀，可在伸缩气囊内储存一定量的气体后才排气，这样排出的气体气压大，速度快，可以产生足够的动力将窨井盖上的杂物吹走；通过利用汽车碾压窨井盖的动能对窨井盖表面进行清理工作，可将碾压窨井盖的动能转化为喷出气体的动能，从而车辆碾压减小对窨井盖的冲击，可延长窨井盖的使用寿命。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种聚合物复合材料窨井盖底座，包括底座，所述底座的下端开设有第一通孔，所述底座的上端开设有第二通孔，所述第二通孔的内壁上滑动连接有窨井盖本体，所述窨井盖本体包括设置在其上端的耐磨层，所述耐磨层的下端设置有承重层，所述第二通孔的内壁开设有多个喷气孔，所述底座的侧壁开设有条形槽，所述条形槽内安装有向喷气孔排气的排气装置，所述窨井盖本体的上端开设有排水孔。

优选地，所述排气装置包括滑动连接在条形槽内壁上的伸缩气囊，所述条形槽的内顶部固定连接有第一固定块，所述第一固定块的侧壁开设有与伸缩气囊出气端连通的第一气孔，所述条形槽的内底部固定连接有第二固定块，所述第二固定块的侧壁开设有 与伸缩气囊进气端连通的第二气孔，所述底座的侧壁开设有抽气槽，所述抽气槽内密封滑动连接有滑塞，所述抽气槽内安装有驱动滑塞上下移动的驱动机构。

优选地，所述驱动机构包括转动连接在滑塞上端的支撑杆，是是是支撑杆上绕设有弹簧，且所述弹簧的一端与底座的上端相抵，所述弹簧的另一端与窨井盖本体的下端相抵，所述抽气槽的内底部开进气孔，所述底座的侧壁开设有连通抽气槽与第二气孔的出气孔，且所述进气孔内安装有第一单向阀，所述出气孔内安装有第二单向阀。

优选地，所述窨井盖本体的侧壁开设有通槽，所述通槽的内壁上开设有第一滑槽与第二滑槽，且所述第一滑槽与第二滑槽呈一定角度设置，所述第一滑槽内滑动连接有限位块，且所述限位块固定连接在支撑杆的侧壁上。

优选地，所述支撑杆的上端通过连杆固定连接有拧动环，所述通槽的内壁上转动连接有盖板。

优选地，所述第一单向阀只允许气体从进气孔内流入抽气槽内，所述第二单向阀只允许气体从出气孔流入第二气孔内。

本发明还提出一种聚合物复合材料窨井盖底座的制造方法，包括以下步骤：

S1、向窨井盖本体上端的耐磨层中加入提高窨井盖本体耐磨性和耐老化性的聚乙烯醇纤维；

S2、对增强复合材料窨井盖本体的增强纤维表面进行化学改性，改善其与基体树脂的浸润性能，形成复合材料强韧性界面；

S3、进行有限元优化设计，减少连续纤维复合材料窨井盖本体界面的应力，改善纤维与其周围的基体之间的应力传递；

S4、探明纤维复合材料在固化过程中的化学变化、凝聚态变化、非线性力学行为、纱线织物结构、边界条件及其协同效应对复合材料窨井盖本体宏观固化变形的影响机理，实现连续纤维复合材料窨井盖本体结构的成型尺寸精度和结构稳定性控制；

S5、改善加工工艺，改良生产方法，减少复合材料窨井盖本体成型过程中产生的气泡等缺陷，以提高复合材料窨井盖本体的强度。

优选地，所述步骤S1中，添加聚乙烯醇纤维时，向溶解的聚乙烯醇纤维中添加适量的分散剂并充分搅拌，以获得质地均匀的聚乙烯醇纤维上表面耐磨层。

优选地，所述步骤S2中，根据复合材料在不同温度下计算出两种材料因热膨胀系数产生差异值，而形成应力集中，并根据相关结果进行化学改性。

本发明具有以下有益效果：

1、通过在窨井盖的制造过程中，在其上表面中加入聚乙烯醇纤维提高井盖的耐磨性和耐老化性，从而提高窨井盖的使用寿命，通过车辆的来回碾压时产生的动力驱动窨井盖本体上下移动，可在个部件的联动下产生压缩气体将窨井盖表面的杂物吹走，以防止杂物遮挡排水通孔；

2、通过设置伸缩气囊，并在喷气孔内设置泄压阀，可在伸缩气囊内储存一定量的气体后才排气，这样排出的气体气压大，速度快，可以产生足够的动力将窨井盖上的杂物吹走；

3、通过利用汽车碾压窨井盖的动能对窨井盖表面进行清理工作，可将碾压窨井盖的动能转化为喷出气体的动能，从而车辆碾压减小对窨井盖的冲击，可延长窨井盖的使用寿命。

附图说明

图1为本发明提出的一种聚合物复合材料窨井盖底座的结构示意图；

图2为本发明提出的一种聚合物复合材料窨井盖底座的A处结构放大示意图；

图3为本发明提出的一种聚合物复合材料窨井盖底座的B处结构放大示意图；

图4为本发明提出的一种聚合物复合材料窨井盖底座的俯视结构示意图；

图5为本发明提出的一种聚合物复合材料窨井盖底座的C-C处剖视结构示意图。

图中：1底座、2第一通孔、3第二通孔、4窨井盖本体、41耐磨层、42承重层、5抽气槽、6滑塞、7进气孔、8出气孔、9条形槽、10伸缩气囊、11排水孔、12第一固定块、13喷气孔、14第一气孔、15通槽、16拧动环、17支撑杆、18弹簧、19排气孔、20限位块、21第一滑槽、22盖板、23第二固定块、24第二气孔、25第二滑槽。

具体实施方式

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参照图1-5，一种聚合物复合材料窨井盖底座，包括底座1，底 座1的下端开设有第一通孔2，底座1的上端开设有第二通孔3，第 二通孔3的内壁上滑动连接有窨井盖本体4，窨井盖本体4包括设置 在其上端的耐磨层41，耐磨层41的下端设置有承重层42，第二通孔3的内壁开设有多个喷气孔13，底座1的侧壁开设有条形槽9，条形 槽9内安装有向喷气孔13排气的排气装置，窨井盖本体4的上端开 设有排水孔11。

值得一提的是，喷气孔13与水平面呈一定角度斜向设置，使得喷气孔13喷出的气体能够一定的切向力，从而能够将杂物吹力排水孔11。

排气装置包括滑动连接在条形槽9内壁上的伸缩气囊10，条形槽9的内顶部固定连接有第一固定块12，第一固定块12的侧壁开设有与伸缩气囊10出气端连通的第一气孔14，条形槽9的内底部固定连接有第二固定块23，第二固定块23的侧壁开设有 与伸缩气囊10进气端连通的第二气孔24，底座1的侧壁开设有抽气槽5，抽气槽5内密封滑动连接有滑塞6，抽气槽5内安装有驱动滑塞6上下移动的驱动机构。需要说明的是，第二通孔3的内底部开设有与抽气槽5内部连通的排气孔19，使得滑塞6能够无阻碍的在抽气槽5内上下移动。

驱动机构包括转动连接在滑塞6上端的支撑杆17，是是是支撑杆17上绕设有弹簧18，且弹簧18的一端与底座1的上端相抵，弹簧18的另一端与窨井盖本体4的下端相抵，抽气槽5的内底部开进气孔7，底座1的侧壁开设有连通抽气槽5与第二气孔24的出气孔8，且进气孔7内安装有第一单向阀，出气孔8内安装有第二单向阀，第一单向阀只允许气体从进气孔7内流入抽气槽5内，第二单向阀只允许气体从出气孔8流入第二气孔24内。

窨井盖本体4的侧壁开设有通槽15，通槽15的内壁上开设有第一滑槽21与第二滑槽25，且第一滑槽21与第二滑槽25呈一定角度设置，第一滑槽21内滑动连接有限位块20，且限位块20固定连接在支撑杆17的侧壁上，支撑杆17的上端通过连杆固定连接有拧动环16，通槽15的内壁上转动连接有盖板22。

需要说明的时，第一滑槽21的槽宽略大于限位块20的宽度，这样第一滑槽21能够卡住限位块20，使得窨井盖本体4上下移动时，能够带动限位块20一起上下移动，从而推动支撑杆17不断的上下移动，而第二滑槽20的槽宽与第二滑槽25箱体，这样转动支撑杆17将限位块20旋入第二滑槽25内时，可将窨井盖本体4与支撑杆17进行分离，以方便对窨井盖本体4的检修和维护工作。

本发明还包括一种聚合物复合材料窨井盖底座的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、向窨井盖本体4上端的耐磨层41中加入提高窨井盖本体4耐磨性和耐老化性的聚乙烯醇纤维；

S2、对增强复合材料窨井盖本体4的增强纤维表面进行化学改性，改善其与基体树脂的浸润性能，形成复合材料强韧性界面；

S3、进行有限元优化设计，减少连续纤维复合材料窨井盖本体4界面的应力，改善纤维与其周围的基体之间的应力传递；

S4、探明纤维复合材料在固化过程中的化学变化、凝聚态变化、非线性力学行为、纱线织物结构、边界条件及其协同效应对复合材料窨井盖本体4宏观固化变形的影响机理，实现连续纤维复合材料窨井盖本体4结构的成型尺寸精度和结构稳定性控制；

S5、改善加工工艺，改良生产方法，减少复合材料窨井盖本体4成型过程中产生的气泡等缺陷，以提高复合材料窨井盖本体4的强度。

其中，步骤S1中，添加聚乙烯醇纤维时，向溶解的聚乙烯醇纤维中添加适量的分散剂并充分搅拌，以获得质地均匀的聚乙烯醇纤维上表面耐磨层。

步骤S2中，根据复合材料在不同温度下计算出两种材料因热膨胀系数产生差异值，而形成应力集中，并根据相关结果进行化学改性。

本装置在使用过程中，道路上来回行驶的车辆会不断的碾压窨井盖本体4，使得窨井盖本体4向下移动，当车辆行驶过后，弹簧18推动窨井盖本体4上移复位，在大量的车辆经过后，窨井盖本体4将不断的上下移动。

如此可带动支撑杆17及滑塞6不断的上下移动，当滑塞6上移时，可将空气有进气孔7及设置在其内的第一单向阀吸入抽气槽5内，当滑塞6下移时，可将抽气槽5内的空气由第二气孔24排入伸缩气囊10内，当伸缩气囊10内储存了一定量的气体后，其内的气压随之上升到一定值，当到达泄压阀的设定阀值时，泄压阀打开，可将伸缩气囊10内储存的高压空气由喷气孔13喷出，这样喷出的高速气体具有较高的动能，可将窨井盖本体4表面的杂物吹走，避免杂物遮挡住排水孔11。

当需要掀开窨井盖本体4时进行检修维护时，可翻开盖板22，并转动拧动环16，使得与之同轴固定连接的支撑杆17转动，将支撑杆17两侧的限位块20由第一滑槽21转入第二滑槽25内，此时上提窨井盖本体4即可将其打开。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种聚合物复合材料窨井盖底座，包括底座（1），其特征在于，所述底座（1）的下端开设有第一通孔（2），所述底座（1）的上端开设有第二通孔（3），所述第二通孔（3）的内壁上滑动连接有窨井盖本体（4），所述窨井盖本体（4）包括设置在其上端的耐磨层（41），所述耐磨层（41）的下端设置有承重层（42），所述第二通孔（3）的内壁开设有多个喷气孔（13），所述底座（1）的侧壁开设有条形槽（9），所述条形槽（9）内安装有向喷气孔（13）排气的排气装置，所述窨井盖本体（4）的上端开设有排水孔（11），所述排气装置包括滑动连接在条形槽（9）内壁上的伸缩气囊（10），所述条形槽（9）的内顶部固定连接有第一固定块（12），所述第一固定块（12）的侧壁开设有与伸缩气囊（10）出气端连通的第一气孔（14），所述条形槽（9）的内底部固定连接有第二固定块（23），所述第二固定块（23）的侧壁开设有 与伸缩气囊（10）进气端连通的第二气孔（24），所述底座（1）的侧壁开设有抽气槽（5），所述抽气槽（5）内密封滑动连接有滑塞（6），所述抽气槽（5）内安装有驱动滑塞（6）上下移动的驱动机构。

2.根据权利要求1所述的一种聚合物复合材料窨井盖底座，其特征在于，所述驱动机构包括转动连接在滑塞（6）上端的支撑杆（17），是是是支撑杆（17）上绕设有弹簧（18），且所述弹簧（18）的一端与底座（1）的上端相抵，所述弹簧（18）的另一端与窨井盖本体（4）的下端相抵，所述抽气槽（5）的内底部开进气孔（7），所述底座（1）的侧壁开设有连通抽气槽（5）与第二气孔（24）的出气孔（8），且所述进气孔（7）内安装有第一单向阀，所述出气孔（8）内安装有第二单向阀。

3.根据权利要求2所述的一种聚合物复合材料窨井盖底座，其特征在于，所述窨井盖本体（4）的侧壁开设有通槽（15），所述通槽（15）的内壁上开设有第一滑槽（21）与第二滑槽（25），且所述第一滑槽（21）与第二滑槽（25）呈一定角度设置，所述第一滑槽（21）内滑动连接有限位块（20），且所述限位块（20）固定连接在支撑杆（17）的侧壁上。

4.根据权利要求3所述的一种聚合物复合材料窨井盖底座，其特征在于，所述支撑杆（17）的上端通过连杆固定连接有拧动环（16），所述通槽（15）的内壁上转动连接有盖板（22）。

5.根据权利要求2所述的一种聚合物复合材料窨井盖底座，其特征在于，所述第一单向阀只允许气体从进气孔（7）内流入抽气槽（5）内，所述第二单向阀只允许气体从出气孔（8）流入第二气孔（24）内。

6.一种聚合物复合材料窨井盖底座的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、向窨井盖本体（4）上端的耐磨层（41）中加入提高窨井盖本体（4）耐磨性和耐老化性的聚乙烯醇纤维；

S2、对增强复合材料窨井盖本体（4）的增强纤维表面进行化学改性，改善其与基体树脂的浸润性能，形成复合材料强韧性界面；

S3、进行有限元优化设计，减少连续纤维复合材料窨井盖本体（4）界面的应力，改善纤维与其周围的基体之间的应力传递；

S4、探明纤维复合材料在固化过程中的化学变化、凝聚态变化、非线性力学行为、纱线织物结构、边界条件及其协同效应对复合材料窨井盖本体（4）宏观固化变形的影响机理，实现连续纤维复合材料窨井盖本体（4）结构的成型尺寸精度和结构稳定性控制；

S5、改善加工工艺，改良生产方法，减少复合材料窨井盖本体（4）成型过程中产生的气泡等缺陷，以提高复合材料窨井盖本体（4）的强度。

7.根据权利要求6所述的一种聚合物复合材料窨井盖底座的制造方法，其特征在于，所述步骤S1中，添加聚乙烯醇纤维时，向溶解的聚乙烯醇纤维中添加适量的分散剂并充分搅拌，以获得质地均匀的聚乙烯醇纤维上表面耐磨层。

8.根据权利要求6所述的一种聚合物复合材料窨井盖底座的制造方法，其特征在于，所述步骤S2中，根据复合材料在不同温度下计算出两种材料因热膨胀系数产生差异值，而形成应力集中，并根据相关结果进行化学改性。

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