CN113431981B - 一种防止结晶堵塞的隧道排水管 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防止结晶堵塞的隧道排水管，包括外管和作为隧道排水管的弹性排水管，弹性排水管的两端均设置有轴承，弹性排水管的两端与两个轴承内圈的一端均相连接，两个轴承内圈的另一端分别与弹性排水管前后的固定管道转动连接；至少有一个轴承的内圈内均设置有扇叶；弹性排水管的外壁上设置有多个第一磁铁，外管的内壁上设置有多个第二磁铁，第一磁铁与第二磁铁相对的面为磁性相斥的同性磁面。本发明在使用时，可以带动弹性排水管发生细微的形变，也可以有效的避免弹性排水管发生结晶堵塞的现象，整体的原理简单，结构也很简单，不需要人为的操作就可以保证隧道排水管内不会产生结晶堵塞的现象，成本低廉而效果明显。

Description

一种防止结晶堵塞的隧道排水管
技术领域
本发明属于隧道防排水技术领域，具体涉及一种防止结晶堵塞的隧道排水管。
背景技术
目前在隧道工程领域采用复合式衬砌的隧道结构中，通常在初期支护和二次衬砌之间铺设排水管，包括环向排水管、纵向排水管、横向排水管、中央水沟等，用于对二次衬砌及防水板后的渗水进行排放，以消除水压。但是在隧道运营期间，由于渗水带出的泥沙和淤积通常会造成排水管低部位置的堵塞，如陈理公开的文献《铁路隧道施工中排水管堵塞问题探究》(《技术与市场》，2015年，第22卷第4期，第80页，2015年4月)，指出隧道排水系统易受到泥沙、钙质结晶物的影响而形成堵塞，造成水压积聚或者衬砌开裂渗水等后果。在岩溶发育地区修建的隧道，地下水中通常富含镁质、钙质离子，在水流的底部逐渐形成结晶物，堵塞隧道排水管。
由于隧道修建完毕后，排水管通常被封闭在二次衬砌背后，无法将衬砌结构打开以检查和清理排水管，所以目前有效的清淤措施较少。通常采取的对策是在中央水沟中设置检查井和沉砂池，但此举只能清理中央水沟部位的淤堵。也有采用高压水和高压空气的方式对衬砌两侧的局部排水管进行清理，但能清理的排水管范围也很有限。以上措施，均无法有效地对隧道排水系统的堵塞进行清理，使其恢复排水能力。
针对隧道排水管易被堵塞的问题，部分专家提出了一些方法：如周卓发表的论文《岩溶地区地下水渗流结晶堵塞隧道排水管机理研究及处治建议》(长安大学硕士学位论文，第57-60页，2015年6月)，提出采用化灌防水和化灌-电防渗技术、改变排水坡度、隧道排水管放入碳酸酐酶的细菌、加压清除堵塞物和隧道加入除垢剂等措施。以上措施，或存在构造复杂清除不够彻底的问题，或短期效果有效，或需要对隧道的结构进行改变，或成本较高，总体上不能完全解决目前隧道排水管堵塞的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种防止结晶堵塞的隧道排水管，用以解决现有技术中存在的上述问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种防止结晶堵塞的隧道排水管，包括外管和作为隧道排水管的弹性排水管，所述弹性排水管的两端均设置有轴承，弹性排水管的两端与两个轴承内圈的一端均相连接，两个轴承内圈的另一端分别与弹性排水管前后的固定管道转动连接；至少有一个轴承的内圈内均设置有扇叶，用以通过水流的冲击使扇叶带动轴承的内圈一起旋转；所述弹性排水管的外壁上设置有多个第一磁铁，外管的内壁上设置有多个第二磁铁，第一磁铁与第二磁铁相对的面为磁性相斥的同性磁面。
进一步优选的是，两个轴承的外圈均安装于外管的内壁上。
更进一步优选的是，两个轴承的外圈均通过多个连接件连接于外管的内壁上
更进一步优选的是，两个轴承之间设置有多个磁铁组，多个磁铁组沿弹性排水管的长度方向依次设置，每相邻的两个磁铁组之间均间隔设置，每个磁铁组均包括位于同一截面上的第一磁铁和第二磁铁。
更进一步优选的是，每个磁铁组均包括多个第一磁铁，每个磁铁组的所有第一磁铁均匀的分布于弹性排水管的外壁上，且每个磁铁组的所有第一磁铁中，至少含有两个第一磁铁的磁力不同。
更进一步优选的是，每个磁铁组的所有第一磁铁中，任意相邻的两个第一磁铁的磁力均不相同。
更进一步优选的是，每个磁铁组均包括多个第二磁铁，每个磁铁组的所有第二磁铁均匀的分布于外管的内壁上，且每个磁铁组的所有第二磁铁中，至少含有两个第二磁铁的磁力不同。
更进一步优选的是，每个磁铁组的所有第二磁铁中，任意相邻的两个第二磁铁的磁力均不相同。
更进一步优选的是，两个轴承内圈靠近弹性排水管的一端均设置有第一法兰，弹性排水管的两端均设置有第二法兰，两个第二法兰分别与两个第一法兰对应连接。
更进一步优选的是，第一磁铁与第二磁铁相对的面为磁性相斥的同性磁面。
有益效果：本发明在使用时，会利用隧道排水管内的水流冲击扇叶，进而带动扇叶转动，扇叶转动带动其连接的轴承内圈同步转动，从而使得轴承内圈带动弹性排水管一起转动，弹性排水管带动其外壁上的第一磁铁一起转动，外管内壁上的第二磁铁与第一磁铁之间会达到相吸或相斥的效果，进而带动弹性排水管发生细微的形变，也可以有效的避免弹性排水管发生结晶堵塞的现象，整体的原理简单，结构也很简单，不需要人为的操作就可以保证隧道排水管内不会产生结晶堵塞的现象，成本低廉而效果明显。
附图说明
图1为本发明的剖视图；
图2为本发明图1中A-A向剖视图。
图中：1-外管；2-弹性排水管；3-轴承；4-扇叶；5-第一磁铁；6-第二磁铁；7-连接件。
具体实施方式
实施例一：
如图1和图2所示，本实施例提供了一种防止结晶堵塞的隧道排水管，包括外管1和作为隧道排水管的弹性排水管2，弹性排水管2安装于外管1内，并且两者之间同轴设置，进而使得弹性排水管2与外管1的内壁之间的任何一处均保持充足的空间；所述弹性排水管2的两端均设置有轴承3，弹性排水管2的两端与两个轴承3内圈的一端均相连接，两个轴承3内圈的另一端分别与弹性排水管2前后的固定管道转动连接，正常情况下，弹性排水管2前后的固定管道是固定不动的，当弹性排水管2与两个轴承3的内圈同步转动时，也可以使得弹性排水管2保持相对独立，从而不会与弹性排水管2前后的固定管道产生影响；至少有一个轴承3的内圈内均设置有扇叶4，用以通过水流的冲击使扇叶4带动轴承3的内圈一起旋转，当弹性排水管2流过水流时，水流会冲击扇叶4，进而带动扇叶4转动，扇叶4转动带动其连接的轴承3内圈同步转动，从而使得轴承3内圈带动弹性排水管2一起转动；所述弹性排水管2的外壁上设置有多个第一磁铁5，外管1的内壁上设置有多个第二磁铁6，第二磁铁6与第一磁铁5之间会达到相吸或相斥的效果，进而带动弹性排水管2发生细微的形变，也可以有效的避免弹性排水管2发生结晶堵塞的现象。
需要说明的是，第一磁铁5朝向外管1内壁的一端可以为N极，也可以是S极，同样的，第二磁铁6朝向弹性排水管2的一面也可以是N极，也可以是S极，都可以与第一磁铁5发生反应，通过第一磁铁5为止发生细微的变化，从而带动弹性排水管2发生细微的形变。
本发明在使用时，会利用隧道排水管内的水流冲击扇叶4，进而带动扇叶4转动，扇叶4转动带动其连接的轴承3内圈同步转动，从而使得轴承3内圈带动弹性排水管2一起转动，弹性排水管2带动其外壁上的第一磁铁5一起转动，外管1内壁上的第二磁铁6与第一磁铁5之间会达到相吸或相斥的效果，进而带动弹性排水管2发生细微的形变，也可以有效的避免弹性排水管2发生结晶堵塞的现象，整体的原理简单，结构也很简单，不需要人为的操作就可以保证隧道排水管内不会产生结晶堵塞的现象，成本低廉而效果明显。
本实施例中需要进一步说明的是，两个轴承3的外圈均安装于外管1的内壁上，可以是轴承3的外圈与外管1的内壁直接焊接，也可以是通过其他结构进行连接，不做具体的限制，保证轴承3的稳定性，进而保证弹性排水管2及弹性排水管2前后固定管道的稳定性。
本实施例中需要更进一步说明的是，两个轴承3之间设置有多个磁铁组，多个磁铁组沿弹性排水管2的长度方向依次设置，每相邻的两个磁铁组之间均间隔设置，减小彼此之间的影响，每个磁铁组均包括位于同一截面上的第一磁铁5和第二磁铁6，在第一磁铁5和第二磁铁6发生反应时，主要利用每个磁铁组中的第一磁铁5和第二磁铁6相互反应即可，使得弹性排水管2的变化更加稳定，且具有一定的规律性，进而保证弹性排水管2的使用寿命。
本实施例中需要更进一步说明的是，每个磁铁组均包括多个第一磁铁5，每个磁铁组的所有第一磁铁5均匀的分布于弹性排水管2的外壁上，且每个磁铁组的所有第一磁铁5中，至少含有两个第一磁铁5的磁力不同，更加优选的是，每个磁铁组的所有第一磁铁5中，任意相邻的两个第一磁铁5的磁力均不相同，而此时，即使所有第二磁铁6的磁力均相同，也可以使得弹性排水管2在转动的过程中，其直径也一直是在细微的变化的，保证弹性排水管2可以高效的除去其内部可能产生的结晶。
实施例二：
本实施例是在实施例一基础上做出的进一步改进，本实施例与实施例一的具体区别是：
本实施例中需要更进一步说明的是，两个轴承3的外圈均通过多个连接件7连接于外管1的内壁上，这样可以根据弹性排水管2的大小来选择轴承3的大小，使得轴承3的大小不一定需要特定去设计，节约成本。
实施例三：
本实施例是在实施例一或实施例二基础上做出的进一步改进，本实施例与实施例一或实施例二的具体区别是：
本实施例中需要更进一步说明的是，每个磁铁组均包括多个第二磁铁6，每个磁铁组的所有第二磁铁6均匀的分布于外管1的内壁上，且每个磁铁组的所有第二磁铁6中，至少含有两个第二磁铁6的磁力不同，更加优选的是，每个磁铁组的所有第二磁铁6中，任意相邻的两个第二磁铁6的磁力均不相同，这样即使所有第一磁铁5的磁力均相同，也可以使得弹性排水管2在转动的过程中，其直径也一直是在细微的变化的，保证弹性排水管2可以高效的除去其内部可能产生的结晶。
实施例四：
本实施例是在实施例一至实施例三中任一实施例基础上做出的进一步改进，本实施例与实施例一至实施例三中任一实施例的具体区别是：
本实施例中需要更进一步说明的是，两个轴承3内圈靠近弹性排水管2的一端均设置有第一法兰，弹性排水管2的两端均设置有第二法兰，两个第二法兰分别与两个第一法兰对应连接，使得弹性排水管2与两个轴承3内圈的连接更加简单而方便。
实施例五：
本实施例是在实施例一至实施例四中任一实施例基础上做出的进一步改进，本实施例与实施例一至实施例四中任一实施例的具体区别是：
本实施例中需要更进一步说明的是，第一磁铁5与第二磁铁6相对的面为磁性相斥的同性磁面，可以使得弹性排水管2在转动的过程中，第一磁铁5始终是被第二磁铁6相斥的，可以避免第一磁铁5与第二磁铁6吸住，从而影响弹性排水管2转动的可能性。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种防止结晶堵塞的隧道排水管，其特征在于，包括外管(1)和作为隧道排水管的弹性排水管(2)，所述弹性排水管(2)的两端均设置有轴承(3)，弹性排水管(2)的两端与两个轴承(3)内圈的一端均相连接，两个轴承(3)内圈的另一端分别与弹性排水管(2)前后的固定管道转动连接；至少有一个轴承(3)的内圈内均设置有扇叶(4)，用以通过水流的冲击使扇叶(4)带动轴承(3)的内圈一起旋转；所述弹性排水管(2)的外壁上设置有多个第一磁铁(5)，外管(1)的内壁上设置有多个第二磁铁(6)；
两个轴承(3)之间设置有多个磁铁组，多个磁铁组沿弹性排水管(2)的长度方向依次设置，每相邻的两个磁铁组之间均间隔设置，每个磁铁组均包括位于同一截面上的第一磁铁(5)和第二磁铁(6)；每个磁铁组均包括多个第一磁铁(5)，每个磁铁组的所有第一磁铁(5)均匀的分布于弹性排水管(2)的外壁上，且每个磁铁组的所有第一磁铁(5)中，至少含有两个第一磁铁(5)的磁力不同。
2.根据权利要求1所述的一种防止结晶堵塞的隧道排水管，其特征在于，两个轴承(3)的外圈均安装于外管(1)的内壁上。
3.根据权利要求1所述的一种防止结晶堵塞的隧道排水管，其特征在于，两个轴承(3)的外圈均通过多个连接件(7)连接于外管(1)的内壁上。
4.根据权利要求1所述的一种防止结晶堵塞的隧道排水管，其特征在于，每个磁铁组的所有第一磁铁(5)中，任意相邻的两个第一磁铁(5)的磁力均不相同。
5.根据权利要求1或4所述的一种防止结晶堵塞的隧道排水管，其特征在于，每个磁铁组均包括多个第二磁铁(6)，每个磁铁组的所有第二磁铁(6)均匀的分布于外管(1)的内壁上，且每个磁铁组的所有第二磁铁(6)中，至少含有两个第二磁铁(6)的磁力不同。
6.根据权利要求5所述的一种防止结晶堵塞的隧道排水管，其特征在于，每个磁铁组的所有第二磁铁(6)中，任意相邻的两个第二磁铁(6)的磁力均不相同。
7.根据权利要求1所述的一种防止结晶堵塞的隧道排水管，其特征在于，两个轴承(3)内圈靠近弹性排水管(2)的一端均设置有第一法兰，弹性排水管(2)的两端均设置有第二法兰，两个第二法兰分别与两个第一法兰对应连接。
8.根据权利要求1所述的一种防止结晶堵塞的隧道排水管，其特征在于，第一磁铁(5)与第二磁铁(6)相对的面为磁性相斥的同性磁面。
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