CN113619917A - 集水箱及摄像机 - Google Patents

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CN113619917A CN202110918651.9A CN202110918651A CN113619917A CN 113619917 A CN113619917 A CN 113619917A CN 202110918651 A CN202110918651 A CN 202110918651A CN 113619917 A CN113619917 A CN 113619917A
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    • Y02A20/108—Rainwater harvesting

Abstract

本申请提供集水箱及摄像机，集水箱包括水箱本体和泄水孔。水箱本体包括底壳、上盖以及连接所述底壳与所述上盖的围壁，所述底壳、所述上盖以及所述围壁三者共同围成的空腔形成所述水箱本体的集水腔。泄水孔设置于所述围壁，且沿所述围壁的厚度方向贯穿所述围壁的内表面和外表面，所述集水腔通过所述泄水孔与外界连通。通过设置泄水孔可以在满足摄像机不同安装角度的要求下，解决水箱本体在低温条件下开裂的问题。

Description

集水箱及摄像机
技术领域
本申请涉及摄像机技术领域，尤其涉及一种集水箱及摄像机。
背景技术
常见集水箱制造工艺会产生结合线，结合线位置强度较低，易产生裂缝当集水箱内的水在低温结冰后，集水箱的结合线位置容易开裂，同时设置在集水箱进水口处的水箱盖板也容易被顶脱开，使得集水箱的耐久差，也存在一定的安全隐患。
发明内容
本申请提供一种集水箱及摄像机，以解决水箱本体在低温条件下易开裂的问题。
本申请提供一种集水箱，其中包括：
水箱本体，包括底壳、上盖以及连接所述底壳与所述上盖的围壁，所述底壳、所述上盖以及所述围壁三者共同围成的空腔形成所述水箱本体的集水腔；及
泄水孔，设置于所述围壁，且沿所述围壁的厚度方向贯穿所述围壁的内表面和外表面，所述集水腔通过所述泄水孔与外界连通。
可选的，所述泄水孔包括形成于所述围壁的外表面的第一开口和形成于所述围壁的内表面的第二开口，所述第一开口的流通面积大于所述第二开口的流通面积。
可选的，所述泄水孔包括从所述内表面向所述外表面延伸的内侧孔段以及从所述外表面向所述内表面延伸的外侧孔段，所述内侧孔段的孔径相等，所述外侧孔段的孔径沿延伸方向逐渐减小，所述外侧孔段的小端与所述内侧孔段相接。
可选的，以垂直于所述外侧孔段的轴线的平面截取所述外侧孔段得到的多个截面中，包括半径为e的第一截面，所述第一截面的半径大于所述外侧孔段的小端的半径，且小于所述外侧孔段的大端的半径，所述外侧孔段设置成在所述第一截面所在的位置处供所述集水箱内的水从所述泄水孔滴出，水在表面张力的作用下在所述第一截面处形成向所述外表面凸出的球形轮廓面，所述球形轮廓面的曲率半径为R，R与e满足如下关系式：
Figure BDA0003206622640000021
其中，σ为水的表面张力系数，ρ水为水的密度，g为重力加速度。
可选的，所述球形轮廓面凸出所述外侧孔段的轴向距离为d，其中，
Figure BDA0003206622640000022
可选的，所述上盖设有进水口，所述进水口设于所述上盖的边缘位置处，所述水箱本体在倾斜状态下，所述上盖形成底端和顶端，所述进水口所在的位置更靠近所述顶端。
可选的，所述围壁包括沿长度方向相对设置的第一侧壁和第二侧壁，以及沿宽度方向相对设置的第三侧壁和第四侧壁，所述泄水孔设置于所述第一侧壁，所述泄水孔距离所述底壳的高度尺寸h与所述水箱本体的高度H的比值
Figure BDA0003206622640000023
可选的，所述第一侧壁沿宽度方向的尺寸为L，所述上盖设有进水口，所述进水口靠近所述第三侧壁，所述水箱本体相对于竖直方向倾斜且所述第三侧壁高于所述第四侧壁的状态下，所述集水腔的储水量的范围为所述集水腔容积的
Figure BDA0003206622640000024
其中，
Figure BDA0003206622640000025
P1为从水变成冰时膨胀压强，P2为所述围壁和所述上盖的接合线处的接合强度，θ为所述水箱本体倾斜时的锐角角度。
可选的，所述泄水孔与所述第四侧壁的距离为l，其中，
Figure BDA0003206622640000026
本申请提供一种摄像机，其中包括如上述任一实施例所述的集水箱。
本申请提供的集水箱，包括水箱本体和泄水孔，水箱本体包括底壳、上盖以及连接所述底壳与所述上盖的围壁，泄水孔设置于围壁，并沿所述围壁的厚度方向贯穿所述围壁的内表面和外表面，设置泄水孔可以在满足摄像机不同安装角度的要求下，解决水箱本体在低温条件下开裂的问题，
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1所示为本申请一示例性实施例示出的集水箱的结构示意图；
图2所示为本申请一示例性实施例示出的集水箱在水平放置时的剖视图；
图3所示为本申请一示例性实施例示出的集水箱倾斜呈一定锐角角度时的剖视图；
图4所示为本申请一示例性实施例示出的集水箱在泄水孔位置的剖视图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
本申请实施例提供一种集水箱，集水箱可以应用于摄像机等设备中，摄像机在不同工况下安装的角度不同，集水箱在设计时不仅需要适应摄像机不同的安装角度，还要满足集水箱在不同角度时的储水量最大。在一般情况下，水平放置和倾斜放置储水量最大时，由于水在结冰后质量不变，密度减小，体积会变大，因此水在低温结冰后易导致集水箱开裂。
本申请实施例提供一种集水箱及摄像机，可以解决水在低温结冰后容易导致集水箱开裂的问题。下面结合附图，对本申请的分配器及空调系统进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。
请参考图1，图1所示为本申请一示例性实施例示出的集水箱的结构示意图。
集水箱100包括水箱本体10和泄水孔20。所述水箱本体10包括底壳11、上盖12以及连接所述底壳11与所述上盖12的围壁13，水箱本体10的围壁13与上盖12之间通常采用熔接工艺进行结合，结合处会产生结合线。所述底壳11、所述上盖12以及所述围壁13三者共同围成的空腔形成所述水箱本体10的集水腔，集水腔内可以容纳用于摄像机自清洁或散热的水。泄水孔20，设置于所述围壁13，且沿所述围壁13的厚度方向贯穿所述围壁13的内表面和外表面，所述集水腔通过所述泄水孔20与外界连通，通过设置泄水孔20可以使得集水箱100处于水平放置和倾斜放置的情况下，水位线都只能达到泄水孔20的位置，使得水位线远离结合线，解决集水箱100在低温条件下易开裂的问题。
在一个实施例中，所述上盖12设有进水口16，所述进水口16设于所述上盖12的边缘位置处，进水口16用来向集水腔内注水，实现集水箱100的重复利用。集水箱100还包括水箱盖板30，水箱盖板30盖设于进水口16，并与水箱本体10连接，水箱盖板30用于防止外部灰尘落入水中，也可以防止在摄像机倾斜后，水从集水腔14中流出。在本实施例中，水箱本体10与水箱盖板30通过卡接的方式固定在一起，在其他实施例中，水箱盖板30与水箱本体10也可以使用螺栓进行连接。所述水箱本体10在倾斜状态下，所述上盖12形成底端和顶端，所述进水口16所在的位置更靠近所述顶端，使得水箱本体10倾斜状态下水位线无法达到进水口16与水箱盖板30的位置，降低水在低温结冰后，水箱盖板30易脱离水箱本体10的风险。
在本实施例中，集水箱100应用于摄像机，水箱本体10包括设置于所述围壁13外表面的卡槽15，卡槽的数目可以是一个，也可以是两个，本申请不对数目进行限制，卡槽可以设置在围壁的同一侧，也可以对称设置在围壁的相对侧壁上，摄像机上设有与所述卡槽15配合的卡扣，可以通过卡接的方式将水箱本体10固定于摄像机上，也可以采用例如磁吸等其他固定方式，本申请不做限制。
在本实施例中，所述围壁13靠近所述底壳11的位置处设有与所述集水腔14连通的出水口17，所述出水口17与摄像机连接，用于向摄像机提供来自集水腔的水。水箱本体10靠近所述出水口17的位置设有凹陷18，便于与摄像机进行连接，也起到一定的固定支撑作用。
在一个实施例中，所述围壁13包括沿长度方向相对设置的第一侧壁131和第二侧壁，以及沿宽度方向相对设置的第三侧壁和第四侧壁132，所述泄水孔20设置于所述第一侧壁131，所述进水口16靠近所述第三侧壁。所述泄水孔20的数目也可以是两个，所述两个泄水孔20对称设置于所述第一侧壁131和第二侧壁。
请参考图2，图2所示为本申请一示例性实施例示出的集水箱在水平放置时的剖视图。
围壁13上泄水孔20的位置决定了集水腔14的储水量和水箱本体10在低温条件下会不会出现开裂的情况。集水箱100水平放置时，在满足集水腔14最大储水量的前提下，泄水孔20的位置要保证集水腔14内的水在结冰后的体积与集水腔14的体积相等，才可以使得水箱本体10在低温条件下结合线处不会开裂，m冰＝m水，ρ冰＝0.9ρ水，
Figure BDA0003206622640000061
即当
Figure BDA0003206622640000062
时水箱具有最大储水量且水在结冰后不会引起结合线位置开裂，也不会顶脱水箱盖板30。因此只需要满足泄水孔20距离所述底壳11的高度尺寸h与所述水箱本体10的高度H的比值
Figure BDA0003206622640000063
即可实现集水箱100内水在结冰后不会引起结合线开裂的要求。
请参考图3，图3所示为本申请一示例性实施例示出的集水箱倾斜呈一定锐角角度时的剖视图。
为满足集水箱100水量的要求，集水箱100倾斜呈一定锐角角度θ时，水仍部分覆盖水箱本体10结合线，此时水结冰后对上盖12产生的压力需要小于上盖12与围壁13之间的结合强度。所述第一侧壁131沿宽度方向的尺寸为L，水位面水位线靠近上盖12的一端与第四侧壁132之间的距离为a，a＝nL，n由水变为冰的膨胀压强P1和上盖12与底壳11之间的结合强度P2决定，假设水变冰各方向上的膨胀变化一致，即P1恒定，在一般情况下，P1可达到200MPa。P2可根据实物测量，可以在上盖12处施加载荷以实际测算极限的结合强度，其中，
Figure BDA0003206622640000064
(n一般小于1)。
水位面水位线靠近底壳11的一端与第四侧壁132之间的距离为b，
Figure BDA0003206622640000065
从而可以计算出所述泄水孔20与所述第四侧壁132的距离
Figure BDA0003206622640000066
在满足以上条件的情况下，水虽然部分覆盖水箱本体10结合线，但由水变冰的膨胀压强并不会使得水箱本体10开裂。
当集水箱100水平放置时，
Figure BDA0003206622640000067
当所述水箱本体10相对于竖直方向倾斜且所述第三侧壁高于所述第四侧壁132的状态下，且倾斜呈一定锐角角度θ时，
Figure BDA0003206622640000071
因此所述集水腔14的储水量的范围为所述集水腔14容积的
Figure BDA0003206622640000072
请参考图4，图4所示为本申请一示例性实施例示出的集水箱在泄水孔位置的剖视图。
在一个实施例中，所述泄水孔20包括形成于所述围壁13的外表面的第一开口21和形成于所述围壁13的内表面的第二开口22，所述第一开口21的流通面积大于所述第二开口22的流通面积。为消除水表面张力的影响，使实际水位线更接近设计的水位线，泄水孔20第一开口21的流通面积大于第二开口22的流通面积，使水更易流出。
在一个实施例中，所述泄水孔20包括从所述内表面向所述外表面延伸的内侧孔段23以及从所述外表面向所述内表面延伸的外侧孔段24，所述内侧孔段23的孔径相等，所述外侧孔段24的孔径沿延伸方向逐渐减小，所述外侧孔段24的小端与所述内侧孔段23相接，可以在内侧孔段23的基础上设计外侧孔段24，便于集水箱100的加工。
在本实施例中，泄水孔20为圆孔，泄水孔20的半径为r，以垂直于所述外侧孔段24的轴线的平面截取所述外侧孔段24得到的多个截面中，包括半径为e的第一截面，所述第一截面的半径大于所述外侧孔段24的小端的半径，且小于所述外侧孔段24的大端的半径，所述外侧孔段24设置成在所述第一截面所在的位置处供所述集水箱100内的水从所述泄水孔20滴出，水在表面张力的作用下在所述第一截面处形成向所述外表面凸出的球形轮廓面，所述球形轮廓面的曲率半径为R，所述球形轮廓面凸出所述外侧孔段24的轴向距离为d。当集水腔14内的水没过泄水孔20时，会在泄水孔20处形成水滴，水滴界面两侧的压强差
Figure BDA0003206622640000073
(R1和R2表示为曲面上两个正交截面所在的曲率半径；σ为水的表面张力系数)，为方便计算，将水滴形状看作球体，即可以认为R1＝R2＝R，此时，
Figure BDA0003206622640000074
假设集水腔14内水位不超过泄水孔20高度，那么泄水孔20处的压强P＝ρ水gr(ρ水为水的密度，g为重力加速度)。
水滴界面两侧压强平衡，则ΔP＝P，即
Figure BDA0003206622640000081
由此可知，泄水孔20的半径越小，水滴的曲率半径越大，越不容易形成水滴，水也越难流出。
水在流出泄水孔20前会在表面张力的影响下，先形成一个水滴，当水滴变大至一定大小，其重力势能超过了水滴本身的表面能，水滴就会分解出小水滴滴落，水滴外露部分越大，水滴的重力势能越大，水滴越容易滴落。
水滴的表面积S＝2πed，水滴的体积
Figure BDA0003206622640000082
水滴的表面能为W水＝σS＝2σπed，水滴的重力势能
Figure BDA0003206622640000083
当水滴处于滴落的临界状态时W水＝Wg，即
Figure BDA0003206622640000084
其中
Figure BDA0003206622640000085
则可以知道关于第一截面的半径e的关系式为
Figure BDA0003206622640000086
Figure BDA0003206622640000087
假设摄像机处于室温环境，在20℃下，σ＝0.0728N/m，当泄水孔20的半径设计r＝1.5mm时，水滴的最大曲率半径R＝9.9mm。当e＝r时，水滴表面能W水＝0.078J，水滴的重力势能Wg＝0.017J，水滴的重力势能远小于水滴的表面能，故水滴不能滴落。当e＞r时，通过
Figure BDA0003206622640000088
获得临界值e＝3.1mm，此时d＝0.5mm，小于集水箱100的一般设计壁厚1.5mm，即有足够的空间设计外侧孔段24。
本申请实施例提供一种集水箱100，在满足摄像机不同安装角度要求前提下，可以通过控制泄水口设置于围壁13的位置及泄水口的流通面积，解决水低温结冰后集水箱100开裂和水箱盖板30被顶脱开问题，使得集水箱100能够适应高低温环境等不同的工作条件。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种集水箱，其特征在于，包括：
水箱本体，包括底壳、上盖以及连接所述底壳与所述上盖的围壁，所述底壳、所述上盖以及所述围壁三者共同围成的空腔形成所述水箱本体的集水腔；及
泄水孔，设置于所述围壁，且沿所述围壁的厚度方向贯穿所述围壁的内表面和外表面，所述集水腔通过所述泄水孔与外界连通。
2.根据权利要求1所述的集水箱，其特征在于，所述泄水孔包括形成于所述围壁的外表面的第一开口和形成于所述围壁的内表面的第二开口，所述第一开口的流通面积大于所述第二开口的流通面积。
3.根据权利要求2所述的集水箱，其特征在于，所述泄水孔包括从所述内表面向所述外表面延伸的内侧孔段以及从所述外表面向所述内表面延伸的外侧孔段，所述内侧孔段的孔径相等，所述外侧孔段的孔径沿延伸方向逐渐减小，所述外侧孔段的小端与所述内侧孔段相接。
4.根据权利要求3所述的集水箱，其特征在于，以垂直于所述外侧孔段的轴线的平面截取所述外侧孔段得到的多个截面中，包括半径为e的第一截面，所述第一截面的半径大于所述外侧孔段的小端的半径，且小于所述外侧孔段的大端的半径，所述外侧孔段设置成在所述第一截面所在的位置处供所述集水箱内的水从所述泄水孔滴出，水在表面张力的作用下在所述第一截面处形成向所述外表面凸出的球形轮廓面，所述球形轮廓面的曲率半径为R，R与e满足如下关系式：
Figure FDA0003206622630000011
其中，σ为水的表面张力系数，ρ水为水的密度，g为重力加速度。
5.根据权利要求4所述的集水箱，其特征在于，所述球形轮廓面凸出所述外侧孔段的轴向距离为d，其中，
Figure FDA0003206622630000012
6.根据权利要求1所述的集水箱，其特征在于，所述上盖设有进水口，所述进水口设于所述上盖的边缘位置处，所述水箱本体在倾斜状态下，所述上盖形成底端和顶端，所述进水口所在的位置更靠近所述顶端。
7.根据权利要求1所述的集水箱，其特征在于，所述围壁包括沿长度方向相对设置的第一侧壁和第二侧壁，以及沿宽度方向相对设置的第三侧壁和第四侧壁，所述泄水孔设置于所述第一侧壁，所述泄水孔距离所述底壳的高度尺寸h与所述
Figure FDA0003206622630000021
8.根据权利要求7所述的集水箱，其特征在于，所述第一侧壁沿宽度方向的尺寸为L，所述上盖设有进水口，所述进水口靠近所述第三侧壁，所述水箱本体相对于竖直方向倾斜且所述第三侧壁高于所述第四侧壁的状态下，所述集水腔的储水量的范围为所述集水腔容积的
Figure FDA0003206622630000022
其中，
Figure FDA0003206622630000023
P1为从水变成冰时膨胀压强，P2为所述围壁和所述上盖的接合线处的接合强度，θ为所述水箱本体倾斜时的锐角角度。
9.根据权利要求8所述的集水箱，其特征在于，所述泄水孔与所述第四侧壁的距离为l，其中，
Figure FDA0003206622630000024
10.一种摄像机，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的集水箱。
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