CN112252371B - 一种脉冲式补气市政污水井盖 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种脉冲式补气市政污水井盖，包括连接设置的基座和盖板，盖板上沿轴向开设有上下贯通的第一安装孔，第一安装孔内套设有可向上移动复位的按压组件，按压组件下方连接设置有传动组件，传动组件与设置在基座下方的活动压缩板相连，活动压缩板上设置有气囊；通过结构设计，使得按压组件、传动组件和气囊构成空气通路，外界空气可以经空气通路进入气囊，进一步将外界空气引入污水管道系统，以改善污水管道系统内的气相成分。本发明借助过往行人和车辆提供动力，挤压按压组件，将外界新鲜空气吸入污水管道内，可有效降低污水管道有害气体浓度，避免大量易燃易爆有毒性的有害气体的集聚。
Description
技术领域
本发明属于污水管道优化技术领域，具体涉及一种脉冲式补气市政污水井盖。
背景技术
污水管道是一个相对密闭的空间体系，难以与外界进行有效的气体交换。污水在污水管道中输送的过程中，溶解的氧被逐渐消耗，导致污水管道内的污水逐渐形成厌氧状态。在厌氧条件下，污水中的有机物被微生物分解产生大量有毒有害气体，污水管道中产生的危害性气体不断累积可以引发爆炸、腐蚀和污水泄漏等危害，严重危害居民的生命财产安全。此外，污水管道内产生的温室气体对全球环境温室效应的加剧具有潜在的影响，可能会引发全球气候变暖、海平面上升等次生灾害。
目前，对污水管道内有害气体的控制手段包括投加化学药剂和鼓风曝气等。这些有害气体的控制手段往往会消耗大量化学药剂或产生很大能耗，且很难形成长期有效的控制效果，而且这些控制手段还有可能对下游的污水处理带来负面影响。因此，急需一种具有长久控制效果、成本低、能耗小、无副作用的污水管道内有害气体的控制设备。
发明内容
为了克服上述技术存在的缺陷和不足，本发明的目的是提供一种脉冲式补气市政污水井盖，通过对污水井盖结构的合理设计，借助过往行人和车辆产生的压力，将外界空气送至污水管道系统，进入污水管道的外界空气一方面可以防止有害气体大量聚集，另一方面，可以对污水管道内消耗的氧气进行补充，以缓解污水管道内的厌氧状态，控制污水管道内厌氧微生物的繁殖，从而有效抑制污水管道内有害性气体的产生，从而解决现有技术中污水管道内有害气体的控制效果不稳定、容易产生副作用的技术问题
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：
一种脉冲式补气市政污水井盖，一种脉冲式补气市政污水井盖，包括连接设置的基座和盖板，所述基座包括固定板及沿固定板周向竖直设置的若干支撑杆，所述盖板上沿轴向开设有上下贯通的第一安装孔，所述第一安装孔内套设有按压组件，所述按压组件包括连接设置的中空按压通气单元、按压柱和复位弹簧，所述中空按压通气单元的外壁上开设有通气孔，所述按压柱内设置有与通气孔连通的第一空气管道；所述复位弹簧设置在中空按压通气单元的下方；
所述按压柱通过设置在固定板上方的传动组件与活动压缩板活动连接；所述传动组件包括与按压柱同轴连接的螺杆，所述螺杆的内部设置有与第一空气管道连通的第二空气管道；所述活动压缩板设置于固定板下方且活动压缩板上设置有气囊；所述气囊上表面与第二通气管道对应的位置上开设有进气口；所述进气口通过进气元件与第二空气管道可密封连接；所述气囊下表面与进气口对应的位置上开设有排气口，所述排气口上设置有排气元件；
所述按压组件带动传动组件进而带动活动压缩板沿竖向上下移动，使得设置在活动压缩板与固定板之间的气囊被挤压或放松。
本发明还具有以下技术特征：
可选地，所述螺杆靠近固定板一端啮合连接有至少一个套装在传动轴上的传动齿轮，所述传动轴通过轴承座固定在固定板上，所述传动齿轮的两侧同轴连接有转盘，所述转盘上设置有牵引绳，所述牵引绳通过设置在固定板上且与传动齿轮位置相对的滑轮连接活动压缩板。
可选地，所述进气元件包括喇叭形进气筒和活动设置在喇叭形进气筒内部的第一浮球，所述喇叭形进气筒与进气口相连的端为大径端，与螺杆相连的端为小径端，大径端的直径大于小径端的直径，所述第一浮球的直径大于小径端的直径。
可选地，所述排气元件包括喇叭形排气筒和活动设置在喇叭形排气筒中的第二浮球，所述喇叭形排气筒与排气口相连的端为径端，远离排气口的端为小径端，大径端的直径大于小径端的直径，所述第二浮球的直径大于小径端的直径。
可选地，所述盖板的外边缘轮廓为由上至下内缩形成的台阶状结构。
可选地，所述通气孔呈阵列式均匀布设在中空按压通气单元的外壁上。可选地，所述第一安装孔向内缩进形成限位台阶。
可选地，所述螺杆靠近盖板的一端套装有导流片。
本发明与现有技术相比具有以下技术效果：
(1)本发明的脉冲式补气市政污水井盖，通过对部件结构的合理设置，经过的行人或者车辆踩踏、挤压，可以将外界空气输送至污水管道内部。
(2)本发明的脉冲式补气市政污水井盖，通过对部件结构的合理设置，微小的按压就能通过传动组件得到放大，可以获得更好的吸气效果。
(3)本发明的脉冲式补气市政污水井盖可以有效吸入外界空气，同时可以防止污水管道内的有害气体向 外界扩散。
附图说明
图1为本发明实施例1的污水井盖初始结构示意图；
图2为本发明实施例1的污水井盖按压状态示意图；
图3为本发明实施例1的按压组件结构示意图；
图4为本发明实施例1的传动组件结构示意图；
图5为本发明实施例1的传动组件结构俯视图；
图6为本发明实施例1的进气元件结构示意图；
图7为本发明实施例1的排气元件结构示意图；
图8为本发明实施例1的污水管道内H2S(g)浓度变化变化情况；
图9为本发明实施例1的的污水管道内溶解态硫化物浓度变化情况；
图中各标号表示为：1-基座，2-盖板，3-按压组件，4-传动组件，5-活动压缩板，6-气囊；11-固定板，12-支撑杆；21-第一安装孔，22-限位台阶； 31-中空按压通气单元，32-按压柱，33-复位弹簧，34-导流片，311-通气孔， 321-第一空气管道；41-螺杆，42-传动轴，43-传动齿轮，44-轴承座，45-转盘，46-牵引绳，47-滑轮，411-第二空气管道；61-进气口，62-排气口，611- 进气元件，621-排气元件，6111-喇叭形进气筒，6112-第一浮球，6211-喇叭形排气筒，6212-第二浮球。
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，
具体实施方式
以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。
本发明在进行方位描述时，需要理解的是，以图1所示的方位进行描述，图中第一圆形端口所在的位置为横向前端，第二圆形端口所在的位置为横向后端。术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指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。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或
暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
需要说明的是，本实施例中涉及到的所有部件，除特殊说明的之外，其余部件均为现有技术中可以通过购买获得的部件。
实施例1
如图1至图7所示，本发明提出一种脉冲式补气市政污水井盖，包括连接设置的基座1和盖板2，基座1包括固定板11及沿固定板11周向竖直设置的若干支撑杆12，盖板2上沿轴向开设有上下贯通的第一安装孔21，第一安装孔21内套设有按压组件3，按压组件3包括连接设置的中空按压通气单元31、按压柱32和复位弹簧33，中空按压通气单元31的外壁上开设有通气孔311，按压柱32内设置有与通气孔311连通的第一空气管道321；复位弹簧33设置在中空按压通气单元31的下方；复位弹簧33用于带动传动组件4 向上复位。
在本实施例中，固定板11为圆形，沿圆形固定板11的外圆周均匀设置多根支撑杆12，固定板11与支撑杆12之间形成安置空间。
按压柱32通过设置在固定板上方的传动组件4与活动压缩板5活动连接；传动组件4包括与按压柱32同轴连接的螺杆41，螺杆41的内部设置有与第一空气管道321连通的第二空气管道411；活动压缩板5设置于固定板11下方且活动压缩板5上设置有气囊6；气囊6上表面与第二通气管道 411对应的位置上开设有进气口61；进气口61通过进气元件611与第二空气管道411可密封连接；气囊6下表面与进气口61对应的位置上开设有排气口62，排气口上设置有排气元件621；
按压组件3带动传动组件4进而带动活动压缩板5沿竖向上下移动，使得设置在活动压缩板5与固定板11之间的气囊6被挤压或放松。气囊6 固定设置在活动压缩板5的上方，分别在固定板11和活动压缩板5中心的相对位置上开设通孔。气囊6用于存储外界空气，传动组件4用于将按压组件3受到的压力传送给气囊6。通气孔311、第一空气管道321、第二空气管道411、进气元件611、进气口61、排气口62、排气元件621和开设在活动压缩板5上的通孔构成空气通路，外界空气可以经空气通路进入气囊6，进而进入污水管道系统，以改善污水管道系统内的气相成分。
螺杆41靠近固定板11一端啮合连接有至少一个套装在传动轴42上的传动齿轮43，传动轴42通过轴承座44固定在固定板11上，传动齿轮43 的两侧同轴连接有转盘45，转盘45上设置有牵引绳46，牵引绳46通过设置在固定板11上且与传动齿轮43位置相对的滑轮47连接活动压缩板5。作为优选，沿螺杆41周向均匀布设3个套装有传动齿轮43的传动轴42且传动轴42的直径小于转盘45的直径，其作用在于对压力进行放大，螺杆 41外壁上设置有轮齿，且螺杆上的轮齿与传动齿轮43的轮齿啮合。
进气元件611包括喇叭形进气筒6111和活动设置在喇叭形进气筒内部的第一浮球6112，喇叭形进气筒6111与进气口61相连的端为大径端，与螺杆41相连的端为小径端，大径端的直径大于小径端的直径，第一浮球6112 的直径大于小径端的直径。
排气元件621包括喇叭形排气筒6211和活动设置在喇叭形排气筒6211 中的第二浮球6212，喇叭形排气筒6211与排气口62相连的端为径端，远离排气口62的端为小径端，大径端的直径大于小径端的直径，第二浮球6212 的直径大于小径端的直径，作为一种优选方案，在喇叭形排气筒6211的下方设置了一个用于在第二浮球下沉时拦截第二浮球，防止其调入污水管道系统内的拦截网622，拦截网622与喇叭形排气筒6211的边缘相连。
喇叭形进气筒6111、喇叭形排气筒6211、第一浮球6112和第二浮球 6212的作用在于确保气体实现单向流动，使外界空气进入污水管道系统；当气体向上流动时，第一浮球6112向上浮动堵住喇叭形进气筒6111的小径端，当气体向下流时，第二浮球6212下沉落入设置在喇叭形排气元筒6021 下方的支撑网中，使外界气体进入污水管道系统。
盖板2的外边缘轮廓为由上至下内缩形成的台阶状结构。
通气孔311呈阵列式均匀布设在中空按压通气单元31的外壁上。
作为本实施例的一种优选方案，第一安装孔21向内缩进形成限位台阶 22。在限位台阶22于中空按压通气单元31之间竖直设置复位弹簧33，复位弹簧33用于在施加给中空按压通气单元31的下压力消失后，实现按压组件3的向上移动复位，复位弹簧33沿限位台阶的周向均匀布设，数量至少为2个。
螺杆41靠近盖板2的一端套装有导流片34，在本实施例中，导流片 34底面为锥形圆片状，盖板上积聚并进入污水井中的雨水或污水可沿导流片34的轮廓落入污水管道系统。
本发明的使用过程如下：
本发明以一种脉冲式补气市政污水井盖替代现有的污水井盖，借助过往行人和车辆施加压力给按压组件3，使按压柱32、螺杆41向下运动，螺杆41带动套装传动齿轮43的传动轴42转动，从而带动转盘45转动，由于转盘45的直径大于传动齿轮43的直径且为同轴设计，所以，转盘45末端的转动幅度大于传动齿轮43的转动幅度，转盘45 与活动压缩板5借助牵引绳46连接，转盘45的转动引起活动压缩板5向上运动，实现对气囊6 的挤压。通过喇叭形进气筒6111、喇叭形排气筒6211、第一浮球6112和第二浮球6212的特殊设计确保气体实现单向流动，
行人和车辆通过后，按压组件3在复位弹簧33的作用下实现复位，按压柱32、螺杆41向上移动，带动传动齿轮43和转盘45逆时针转动，活动压缩板5实现复位，同时气囊6内气体少，气压不足，外界新鲜空气通过由通气孔311、第一空气管道321、第二空气管道411、进气元件611和进气口61构成的空气通路进入气囊6，气囊6恢复到充气状态。
在此脉冲式补气市政污水井盖作用下，外界新鲜空气源源进入污水管道系统中，改善内部的气相组成。
脉冲补气可以改善污水管道内的厌氧环境，增加污水管道内O2的含量，既可以促进硫化物的生物及化学氧化，又可以抑制相关微生物的活性。
实验结果分析：
如图8所示，与传统通风不畅的污水管道相比，脉冲补气条件下的污水管道内的H2S含量显著降低。
此外，脉冲补气条件下污水管道中溶解态硫化物的浓度也发生了显著变化。如图9所示，脉冲补气可以从源头上减少约78.48％的溶解态硫化物的产生。
综上所述，与传统缺乏有效通风的污水管道相比，井盖脉冲补气条件下，上游及下游污水管道中总硫化物的浓度分别降低了39.08％和58.74％。从经济效益的角度来看，井盖脉冲补气方法的控制成本可能远远低于注入 O2的方法。因此，井盖脉冲补气对于控制重力流污水管道H2S的产生具有一定的实践和推广意义。
上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明的实施范围，故凡以本发明权利要求内容所做的等同变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。
Claims (8)
1.一种脉冲式补气市政污水井盖，包括连接设置的基座(1)和盖板(2)，所述基座(1)包括固定板(11)及沿固定板(11)周向竖直设置的若干支撑杆(12)，其特征在于，所述盖板(2)上沿轴向开设有上下贯通的第一安装孔(21)，所述第一安装孔(21)内套设有按压组件(3)，所述按压组件(3)包括连接设置的中空按压通气单元(31)、按压柱(32)和复位弹簧(33)，所述中空按压通气单元(31)的外壁上开设有通气孔(311)，所述按压柱(32)内设置有与通气孔(311)连通的第一空气管道(321)；所述复位弹簧(33)设置在中空按压通气单元(31)的下方；
所述按压柱(32)通过设置在固定板上方的传动组件(4)与活动压缩板(5)活动连接；所述传动组件(4)包括与按压柱(32)同轴连接的螺杆(41)，所述螺杆(41)的内部设置有与第一空气管道(321)连通的第二空气管道(411)；所述活动压缩板(5)设置于固定板(11)下方且活动压缩板(5)上设置有气囊(6)；所述气囊(6)上表面与第二通气管道(411)对应的位置上开设有进气口(61)；所述进气口(61)通过进气元件(611)与第二空气管道(411)可密封连接；所述气囊(6)下表面与进气口(61)对应的位置上开设有排气口(62)，所述排气口上设置有排气元件(621)；
所述按压组件(3)带动传动组件(4)进而带动活动压缩板(5)沿竖向上下移动，使得设置在活动压缩板(5)与固定板(11)之间的气囊(6)被挤压或放松。
2.如权利要求1所述的脉冲式补气市政污水井盖，其特征在于，所述螺杆(41)靠近固定板(11)一端啮合连接有至少一个套装在传动轴(42)上的传动齿轮(43)，所述传动轴(42)通过轴承座(44)固定在固定板(11)上，所述传动齿轮(43)的两侧同轴连接有转盘(45)，所述转盘(45)上设置有牵引绳(46)，所述牵引绳(46)通过设置在固定板(11)上且与传动齿轮(43)位置相对的滑轮(47)连接活动压缩板(5)。
3.如权利要求1所述的脉冲式补气市政污水井盖，其特征在于，所述进气元件(611)包括喇叭形进气筒(6111)和活动设置在喇叭形进气筒内部的第一浮球(6112)，所述喇叭形进气筒(6111)与进气口(61)相连的端为大径端，与螺杆(41)相连的端为小径端，大径端的直径大于小径端的直径，所述第一浮球(6112)的直径大于小径端的直径。
4.如权利要求1所述的脉冲式补气市政污水井盖，其特征在于，所述排气元件(621)包括喇叭形排气筒(6211)和活动设置在喇叭形排气筒(6211)中的第二浮球(6212)，所述喇叭形排气筒(6211)与排气口(62)相连的端为径端，远离排气口(62)的端为小径端，大径端的直径大于小径端的直径，所述第二浮球(6212)的直径大于小径端的直径。
5.如权利要求1所述的脉冲式补气市政污水井盖，其特征在于，所述盖板(2)的外边缘轮廓为由上至下内缩形成的台阶状结构。
6.如权利要求1所述的脉冲式补气市政污水井盖，其特征在于，所述通气孔(311)呈阵列式均匀布设在中空按压通气单元(31)的外壁上。
7.如权利要求1所述的脉冲式补气市政污水井盖，其特征在于，所述第一安装孔(21)向内缩进形成限位台阶(22)。
8.如权利要求1所述的脉冲式补气市政污水井盖，其特征在于，所述螺杆(41)靠近盖板(2)的一端套装有导流片(34)。
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