CN112282014A - 一种安全密封型排水体系 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种安全密封型排水体系，包括排水管，该排水管上设置有沙井，该沙井将所述排水管分为上游管段和下游管段，上游管段和下游管段分别与沙井连通，沙井上扣盖有井盖，沙井的井口固定设置有井口座圈，该井口座圈上设有井盖，所述井盖与所述井口座圈之间设有弹性密封圈,井盖与沙井之间设有锁定机构，该锁定机构与井盖之间设有外部解锁机构。本发明的有益效果：当沙井内水位较高或排水管内水流冲击时，井盖与沙井之间保持锁定状态，并能防止水外溢，设置外部解锁机构方便井盖的安装和打开。

Description

一种安全密封型排水体系

技术领域

本发明属于城市排水体系结构领域，具体涉及一种安全密封型排水体系。

背景技术

城市下水道系统包括雨水管系、污水管系，在排水管道上每隔一段距离均设置有沙井。沙井的作用在于：一方面作为泥沙杂物的沉积池，便于清理疏通；另一方面，作为检修施工人员的进出口。为了保证行人安全，沙井上扣盖有井盖。对于污水管道，井盖也起到减少下水道臭味逸出的作用。然而，当排水管堵塞使流通截面减小，同样大小的水流在排水管内的流通速度加快，冲击力增大，可能导致井盖被冲走移位；或者因为连续降雨导致城市内涝，井盖也可能被冲走。这些现象造成巨大的安全隐患，由此引发的行人伤亡也见诸报道。因此，改进沙井及井盖的结构设计是非常必要的。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种安全密封型排水体系。

其技术方案如下：

一种安全密封型排水体系，包括排水管，该排水管上设置有沙井，该沙井将所述排水管分为上游管段和下游管段，所述上游管段和下游管段分别与所述沙井连通，所述沙井上扣盖有井盖，其关键在于，

所述沙井的井口固定设置有井口座圈，该井口座圈上设有井盖，所述井盖与所述井口座圈之间设有弹性密封圈；

所述井盖与所述沙井之间设有锁定机构，该锁定机构与所述井盖之间设有外部解锁机构。

采用以上设计，其优点在于当沙井内水位较高或排水管内水流冲击时，井盖与沙井之间保持锁定状态，并能防止水外溢，设置外部解锁机构方便井盖的安装和打开。

作为优选技术方案，上述锁定机构包括锁杆孔、锁盘、锁杆和拉簧；

所述沙井的井口内壁开设有至少两个所述锁杆孔，所述锁杆孔环向均匀分布在所述沙井内壁上；

所述井盖下表面中部连接有所述锁盘，所述锁盘水平设置，所述锁盘上表面连接有所述锁杆，所述锁杆与所述锁杆孔一一对应，所述锁杆沿着所述锁盘径向设置，其内端与所述锁盘铰接，其外端插设在相应的所述锁杆孔内；

所述锁盘通过拉簧悬挂在所述井盖下方，所述拉簧维持所述锁杆插入所述锁杆孔。

采用以上设计，其优点在于井盖安装完成后，在拉簧的作用下锁杆外端插设在相应的锁环和锁杆孔内以防止井盖脱出，实现自动锁定。

作为优选技术方案，上述锁盘下表面设置有浮力块，所述浮力块受到向上浮力作用时，推动所述锁盘上行，带动所述锁杆向上移动并转动，以使所述锁杆位于所述锁杆孔内的伸入段长度增加。

采用以上设计，其优点在于当沙井内水位较高时，浮力块的浮力作用使得井盖进一步被锁紧，能够抵挡水流冲击。

作为优选技术方案，上述外部解锁机构包括导向解锁孔，该导向解锁孔竖向贯穿于所述井盖中部，该导向解锁孔内活动穿设有解锁推杆，所述解锁推杆固定设置在所述锁盘上表面，该解锁推杆自由穿过所述拉簧。

采用以上设计，解锁推杆和导向解锁孔相配合，对锁盘的升降起到稳定导向作用，防止横向偏移，解锁时，操作人员在地面向下推动解锁推杆，使锁盘下降从而带动锁杆向外脱出锁杆孔实现解锁。

作为优选技术方案，上述导向解锁孔的内径从其下端到上端逐渐减小，所述解锁推杆的形状与所述导向解锁孔形状相适应，且不穿出所述导向解锁孔的上端。

采用以上设计，当沙井内水位较高时，浮力块上升，锁盘和解锁推杆也随之升高，与导向解锁孔内壁贴合度更高，从而防止水从导向解锁孔溢出。

作为优选技术方案，上述井盖下表面固定设置有锁环，所述锁环靠近井口内壁，所述锁环与所述锁杆孔一一对应，所述锁杆孔的开口与所述锁环内孔正对连通；

所述锁杆穿过相应的所述锁环后插设在相应的所述锁杆孔内。

采用以上设计，锁环对锁杆的运动起到限位导向作用，方便锁定和解锁，并且锁环靠近锁杆孔，锁环形成锁杆的杠杆支点，锁盘对锁杆内端的拉力在锁杆外端得到放大，使锁杆外端稳定插设在锁杆孔内。

作为优选技术方案，上述锁环包括n形架，该n形架固定连接在所述井盖上，该n形架的两臂自由端之间连接有防脱杆，该防脱杆与所述n形架形成所述锁环；

所述防脱杆与相应的所述锁杆之间通过限位连杆连接，所述锁杆上对应所述限位连杆开设有条形孔，所述限位连杆的一端连接有铰接柱，该铰接柱穿设在所述条形孔内，所述限位连杆的另一端与所述防脱杆铰接。

采用以上设计，有利于维持锁杆与锁环的相对位置，使锁杆仅能绕防脱杆在竖直面内转动和小幅度移动，当井盖受到向上的推力作用时，锁环也受有向上运动的趋势，连杆对锁杆的约束作用可以防止锁杆外端脱出。

作为优选技术方案，上述锁杆孔为楔形孔，所述锁杆孔内径较大端为开口端，所述锁杆孔的内壁顶部倾斜设置，所述锁杆孔的内壁顶部斜向上延伸至靠近所述锁环的内孔上边缘；

所述锁杆外端上表面为与所述锁杆孔相适配的楔斜面。

采用以上设计，锁杆进入锁杆孔后，锁杆孔的内壁顶部对锁杆外端上表面起下压作用，有利于维持锁杆外端伸入锁杆孔后的稳定性，减少晃动，防止松脱；此外，锁杆孔的内壁顶部倾斜设置的作用还在于，锁杆外端插入锁杆孔内，继续向下移动，使得锁杆本身发生转动，锁定状态更为稳固。

作为优选技术方案，上述井口座圈包括竖向筒和水平环，所述竖向筒的下边缘与所述水平环的外边缘连接，以形成所述井口座圈，该井口座圈的内侧壁形成安装台阶，所述井盖落在该安装台阶上，所述井盖与所述竖向筒的内腔相适应；

所述弹性密封圈呈环套状，所述弹性密封圈的外侧面贴靠所述安装台阶的筒状内壁，所述弹性密封圈的内侧面贴靠所述井盖的环形侧壁；

所述弹性密封圈包括密封圈本体，该密封圈本体的下端面两边缘分别沿着所述密封圈本体的外侧面和内侧面的方向向下延伸，以形成外侧和内侧的两个贴合部，两个所述贴合部之间的区域形成防逆流腔。

采用以上设计，密封圈本体起主要的密封作用，两个贴合部具有变形作用，水进入防逆流腔后水压使贴合部外展，与安装台阶的内壁或井盖环形侧壁的贴合度高，密封性好。

作为优选技术方案，上述竖向筒的内壁倾斜设置，倾角为5°～15°。

采用以上设计，由于筒状内壁内径由上到下逐渐减小，当井盖受到作用力向下移动时，井盖与竖向筒的内侧圆周面之间距离减小，密封圈本体被压缩，与井盖与竖向筒之间的贴合更紧密，提高密封性。

与现有技术相比，本发明的有益效果：当沙井内水位较高或排水管内水流冲击时，井盖与沙井之间保持锁定状态，并能防止水外溢，设置外部解锁机构方便井盖的安装和打开。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的俯视示意图；

图3为图2中A-A剖视图；

图4为图3中m1部放大图；

图5为图3中m2部放大图；

图6为锁杆插设在锁杆孔内的示意图，图中未示出井盖；

图7为井盖的仰视图；

图8为图7中m3部放大图；

图9为井口座圈的结构示意图；

图10为密封圈的结构示意图；

图11为图10中B-B剖视图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

如图1～4所示，一种安全密封型排水体系，包括排水管600，该排水管600上设置有沙井100，该沙井100将所述排水管600分为上游管段601和下游管段602，所述上游管段601和下游管段602分别与所述沙井100连通。沙井100的井口固定设置有井口座圈200，该井口座圈200上设有井盖300，井盖300与井口座圈200之间设有弹性密封圈400。

所述井盖300与所述沙井100之间设有锁定机构，该锁定机构包括锁杆孔204、锁盘510、锁杆520和拉簧560。所述沙井100的井口内壁开设有至少两个所述锁杆孔204，所述锁杆孔204环向均匀分布在所述沙井100内壁上。所述井盖300下表面中部连接有所述锁盘510，所述锁盘510水平设置，所述锁盘510上表面连接有所述锁杆520，所述锁杆520与所述锁杆孔204一一对应，所述锁杆520沿着所述锁盘510径向设置，其内端与所述锁盘510铰接，其外端插设在相应的所述锁杆孔204内。所述锁盘510通过拉簧560悬挂在所述井盖300下方，所述拉簧560维持所述锁杆520插入所述锁杆孔204。为便于拉簧560与井盖300连接，井盖300下表面中部固定设置有导套，拉簧560上端套设在导套外壁。

锁定机构能够防止水流冲击导致井盖300移位，与弹性密封圈400配合，在沙井内水位较高时，也能防止水流溢出。特别适合重点区域的排水体系，例如图1所示的区域，由于上游管段601处于地势较高地区，因而在下游管段601堵塞或者上游水量较大时，现有的井盖结构势必出现水流溢出的情况，然而使用本发明的井盖结构，则能有效预防。

为方便井盖安装和打开，所述锁定机构与所述井盖300之间设有外部解锁机构。如图5所示，该外部解锁机构包括导向解锁孔301，该导向解锁孔301竖向贯穿于所述井盖300中部，该导向解锁孔301与导套的内孔正对连通。该导向解锁孔301内活动穿设有解锁推杆550，解锁推杆550固定设置在锁盘510上表面，该解锁推杆550自由穿过所述拉簧560和导套。解锁推杆550和导向解锁孔301相配合，也对锁盘510的升降起到稳定导向作用，防止横向偏移。解锁时，操作人员在地面向下推动解锁推杆550，使锁盘510下降，从而带动锁杆520向外脱出锁杆孔204，实现解锁。

如图3，为进一步增强井盖300的安装稳固度，所述锁盘510下表面设置有浮力块540，所述浮力块540受到向上浮力作用时，推动所述锁盘510上行，带动所述锁杆520内端向上移动并转动，以使所述锁杆520位于所述锁杆孔204内的伸入段长度增加。这样，沙井100内较高的水位促进了锁杆520的伸入，从而提高稳固度。所述浮力块540呈盘状，其上表面与所述锁盘510贴合，其厚度从其中部到边缘逐渐减薄，形成流线型，即便浸入水中，对水流阻力较小。

如图4，为防止溢流，导向解锁孔301的内径从其下端到上端逐渐减小，所述解锁推杆550的形状与所述导向解锁孔301形状相适应，且不穿出所述导向解锁孔301的上端。这样，当沙井100内水位较高时，浮力块540上升，锁盘510和解锁推杆550也随之升高，与导向解锁孔301内壁贴合度更高，从而防止水从导向解锁孔301溢出。

如图3和4所示，为使锁杆520进出锁杆孔204时路线稳定，井盖300下表面固定设置有锁环310，所述锁环310靠近井口内壁，所述锁环310与所述锁杆孔204一一对应，所述锁杆孔204的开口与所述锁环310内孔正对连通。所述锁杆520穿过相应的所述锁环310后插设在相应的所述锁杆孔204内，锁杆孔204对锁杆520的移动起到导向作用。

为进一步提高井盖300锁定状态时的稳定性：如图6～8所示，锁环310包括n形架311，该n形架311固定连接在所述井盖300上，该n形架311的两臂自由端之间连接有防脱杆312，该防脱杆312与所述n形架311形成所述锁环310。所述防脱杆312与相应的所述锁杆520之间通过限位连杆530连接，所述锁杆520上对应所述限位连杆530开设有条形孔521，所述限位连杆530的一端连接有铰接柱，该铰接柱穿设在所述条形孔521内，所述限位连杆530的另一端与所述防脱杆312铰接。锁杆520外端插设在锁杆孔204内时，限位连杆530的铰接柱较防脱杆312靠近锁杆孔204，以形成防脱死点，防止井盖300在受到向上的作用力时锁杆520脱出。

如图4所示，所述锁杆孔204为楔形孔，所述锁杆孔204内径较大端为开口端，所述锁杆孔204的内壁顶部倾斜设置，所述锁杆孔204的内壁顶部斜向上延伸至靠近锁环310的内孔上边缘。所述锁杆520外端上表面为与所述锁杆孔204相适配的楔斜面。这样设计的目的在于，与锁杆520的运动轨迹相适应，即锁盘510向上运动带动锁杆520内端向上转动，锁杆520外端则向外移动并向下转动，方便锁杆520进入锁杆孔204。同时，该楔形孔与楔斜面之间形成斜楔机构，使得锁杆520外端进入锁杆孔204时，锁杆520外端带动限位连杆530下行，对防脱杆312起到下压作用，从而增加对锁环310的下压力，传导至井盖300，将井盖300压紧在安装台阶上。

所述锁杆520为向上弯曲的弧形杆，所述锁杆520的上表面与所述楔斜面平滑过渡。该设计方便锁杆520进入和解锁时滑出锁杆孔204。

本实施例中，如图6和7所示，所述沙井100的井口内壁开设有三个所述锁杆孔204，三个所述锁杆孔204环向均匀分布在所述沙井100内壁上。所述井盖(300)上对应连接有三个所述锁环310和锁杆520。

如图9所示，所述井口座圈200包括竖向筒201和水平环202，所述竖向筒201的下边缘与所述水平环202的外边缘连接，以形成所述井口座圈200，该井口座圈200的内侧壁形成安装台阶，所述井盖300落在该安装台阶上，所述井盖300与所述竖向筒201的内腔相适应。

在井口座圈200的水平环202下表面一体成型有锁块203，锁块203上开设有锁杆孔204。这样，在加工时可以控制加工质量使得锁杆孔204与井盖300以及锁环310配合度更好，也方便安装，无需在井壁单独加工出锁杆孔204。

如图10和11所示，所述弹性密封圈400呈环套状，所述弹性密封圈400的外侧面贴靠所述安装台阶的筒状内壁，所述弹性密封圈400的内侧面贴靠所述井盖300的环形侧壁。所述弹性密封圈400包括密封圈本体401，该密封圈本体401的下端面两边缘分别沿着所述密封圈本体401的外侧面和内侧面的方向向下延伸，以形成外侧和内侧的两个贴合部402，两个所述贴合部402之间的区域形成防逆流腔。

所述竖向筒201的内壁倾斜设置，倾角为5°～15°。具体地，经过所述竖向筒201中心线的任意平面与所述竖向筒201的内侧圆周面相交形成的直线与所述竖向筒201中心线的夹角为5～15。这样，其内径由上到下逐渐减小。当井盖300受到作用力向下移动时，井盖300与竖向筒201的内侧圆周面之间距离减小，密封圈本体401被压缩，与井盖300与竖向筒201之间的贴合更紧密，提高密封性。这一效果在浮力块540受浮力作用向上顶推锁盘510时尤为明显。

所述贴合部402的厚度从所述密封圈本体401到其自由边逐渐减小。位于内侧的所述贴合部402的宽度小于外侧的所述贴合部402的宽度。这样，当少量水上溢时较容易进入防逆流腔，在水压力作用下撑开两个贴合部402，促使其贴紧井口座圈200的内侧壁或井盖300的环形侧壁。

所述密封圈本体401上贯穿有渗流孔403，所述渗流孔403的一端开口于所述密封圈本体401朝向所述防逆流腔的端面，所述渗流孔403的另一端开口于所述密封圈本体401的另一端面。

所述渗流孔403的截面为椭圆形，所述渗流孔403的较长内径沿着所述密封圈本体401的环向分布。在一般条件下，渗流孔403为通路状态，地面的少量水流可以经渗流孔403进入沙井100，也不影响沙井100内少量气体的逸出；当井盖300向下压紧时，渗流孔403被封闭。所述弹性密封圈400由橡胶材料制成。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种安全密封型排水体系，包括排水管(600)，该排水管(600)上设置有沙井(100)，该沙井(100)将所述排水管(600)分为上游管段(601)和下游管段(602)，所述上游管段(601)和下游管段(602)分别与所述沙井(100)连通，所述沙井(100)上扣盖有井盖(300)，其特征在于：

所述沙井(100)的井口固定设置有井口座圈(200)，该井口座圈(200)上设有井盖(300)，所述井盖(300)与所述井口座圈(200)之间设有弹性密封圈(400)；

所述井盖(300)与所述沙井(100)之间设有锁定机构，该锁定机构与所述井盖(300)之间设有外部解锁机构。

2.根据权利要求1所述的一种安全密封型排水体系，其特征在于：所述锁定机构包括锁杆孔(204)、锁盘(510)、锁杆(520)和拉簧(560)；

所述沙井(100)的井口内壁开设有至少两个所述锁杆孔(204)，所述锁杆孔(204)环向均匀分布在所述沙井(100)内壁上；

所述井盖(300)下表面中部连接有所述锁盘(510)，所述锁盘(510)水平设置，所述锁盘(510)上表面连接有所述锁杆(520)，所述锁杆(520)与所述锁杆孔(204)一一对应，所述锁杆(520)沿着所述锁盘(510)径向设置，其内端与所述锁盘(510)铰接，其外端插设在相应的所述锁杆孔(204)内；

所述锁盘(510)通过拉簧(560)悬挂在所述井盖(300)下方，所述拉簧(560)维持所述锁杆(520)插入所述锁杆孔(204)。

3.根据权利要求2所述的一种安全密封型排水体系，其特征在于：所述锁盘(510)下表面设置有浮力块(540)，所述浮力块(540)受到向上浮力作用时，推动所述锁盘(510)上行，带动所述锁杆(520)向上移动并转动，以使所述锁杆(520)位于所述锁杆孔(204)内的伸入段长度增加。

4.根据权利要求2所述的一种安全密封型排水体系，其特征在于：所述外部解锁机构包括导向解锁孔(301)，该导向解锁孔(301)竖向贯穿于所述井盖(300)中部，该导向解锁孔(301)内活动穿设有解锁推杆(550)，所述解锁推杆(550)固定设置在所述锁盘(510)上表面，该解锁推杆(550)自由穿过所述拉簧(560)。

5.根据权利要求4所述的一种安全密封型排水体系，其特征在于：所述导向解锁孔(301)的内径从其下端到上端逐渐减小，所述解锁推杆(550)的形状与所述导向解锁孔(301)形状相适应，且不穿出所述导向解锁孔(301)的上端。

6.根据权利要求2所述的一种安全密封型排水体系，其特征在于：所述井盖(300)下表面固定设置有锁环(310)，所述锁环(310)靠近井口内壁，所述锁环(310)与所述锁杆孔(204)一一对应，所述锁杆孔(204)的开口与所述锁环(310)内孔正对连通；

所述锁杆(520)穿过相应的所述锁环(310)后插设在相应的所述锁杆孔(204)内。

7.根据权利要求6所述的一种安全密封型排水体系，其特征在于：所述锁环(310)包括n形架(311)，该n形架(311)固定连接在所述井盖(300)上，该n形架(311)的两臂自由端之间连接有防脱杆(312)，该防脱杆(312)与所述n形架(311)形成所述锁环(310)；

所述防脱杆(312)与相应的所述锁杆(520)之间通过限位连杆(530)连接，所述锁杆(520)上对应所述限位连杆(530)开设有条形孔(521)，所述限位连杆(530)的一端连接有铰接柱，该铰接柱穿设在所述条形孔(521)内，所述限位连杆(530)的另一端与所述防脱杆(312)铰接。

8.根据权利要求6所述的一种安全密封型排水体系，其特征在于：所述锁杆孔(204)为楔形孔，所述锁杆孔(204)内径较大端为开口端，所述锁杆孔(204)的内壁顶部倾斜设置，所述锁杆孔(204)的内壁顶部斜向上延伸至靠近所述锁环(310)的内孔上边缘；

所述锁杆(520)外端上表面为与所述锁杆孔(204)相适配的楔斜面。

9.根据权利要求1所述的一种安全密封型排水体系，其特征在于：所述井口座圈(200)包括竖向筒(201)和水平环(202)，所述竖向筒(201)的下边缘与所述水平环(202)的外边缘连接，以形成所述井口座圈(200)，该井口座圈(200)的内侧壁形成安装台阶，所述井盖(300)落在该安装台阶上，所述井盖(300)与所述竖向筒(201)的内腔相适应；

所述弹性密封圈(400)呈环套状，所述弹性密封圈(400)的外侧面贴靠所述安装台阶的筒状内壁，所述弹性密封圈(400)的内侧面贴靠所述井盖(300)的环形侧壁；

所述弹性密封圈(400)包括密封圈本体(401)，该密封圈本体(401)的下端面两边缘分别沿着所述密封圈本体(401)的外侧面和内侧面的方向向下延伸，以形成外侧和内侧的两个贴合部(402)，两个所述贴合部(402)之间的区域形成防逆流腔。

10.根据权利要求9所述的一种安全密封型排水体系，其特征在于：所述竖向筒(201)的内壁倾斜设置，倾角为5°～15°。

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