CN115125909A - 地铁入口防水侵入装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了地铁入口防水侵入装置，由集水排气装置和气动挡水装置组成；其中，集水排气装置由集水箱、气压箱和气动管组成，所述气动挡水装置由气动管、水动力槽、挡水门体、止水条和升力板组成；集水箱内的水位升高，气压箱内的气体将会被压缩，气压增大，由气动管通过等压传递到水动力槽，水动力槽的气压也会升高，在增大气压的作用下，水动力槽中的水将会推动升力板上升，从而带动挡水门体的上升。挡水门体在水平水压力的作用下，将与止水紧密接触，从而防止雨水泄露进入地下通道；整个过程完全自动化，无需人为操作，能够及时地阻挡在极端天气下外部雨水进入地下通道，也避免在极端天气下人为操作伴的危险性。
Description
技术领域
本发明涉及一种地铁入口防水侵入装置。
背景技术
近年来，随着城市的建设，地铁在越来越多的城市得以应用，虽然地铁入口在设计时会高于地面，但是在遇到极端天气的情况下，地铁入口处雨水可能会倒灌进入地下通道，影响地下通道的安全运行。目前，地铁入口处的防倒灌措施往往需要人工操作，这样不仅不能及时地阻挡雨水倒灌进入地下通道，而且在极端天气下依赖于人工作业伴有一定的危险性，且时效性差；还有一些防倒灌措施虽然可以实现自动挡水的目的，但是当雨水退去，不能及时的打开通道，影响行人的通行。对于建设完工或者是在建的地铁通道入口，都需要一种易于施工且自动化的控制系统来预防极端天气下，雨水倒灌进入地下通道的情况的发生。
发明内容
发明目的：本发明针对现有技术中存在的雨水倒灌入侵地铁入口的问题，提供一种依靠水动力实现挡水门体的自动升降功能的地铁入口防水侵入装置。
技术方案：本发明所述的地铁入口防水侵入装置，由集水排气装置和气动挡水装置组成；其中，集水排气装置由集水箱、气压箱和气动管I组成，集水箱内部设置气压箱，气压箱通过支架固定在集水箱中，气压箱为顶部闭合底部开口的箱体，集水箱为上表面设置数个进水口的箱体；气动管I连接气压箱和气动挡水装置，保持气压箱和水动力槽中的气压相等；所述气动挡水装置由气动管II、水动力槽、挡水门体、止水条和升力板组成；在水动力槽中间设置挡水门体，挡水门体的底部固定有升力板，水动力槽内填充有水，水动力槽中部设有相对设置的隔板，挡水门体放置在隔板围合的区域中，挡水门体通过顶部外延的弧形端部架设在相对设置的隔板上，隔板的末端部没入水中，挡水门体两侧的空间通过气动管II相连；在挡水门体的背水侧与地铁入口两侧的墙体接触的位置设置止水条。
优选的，在地铁入口两侧各设置一个集水排气装置。
优选的，所述集水箱的侧面连接雨水管，雨水管连接到雨水井。
优选的，所述集水箱的箱体设置部分露出地面。
优选的，所述挡水门体由空心的硬塑性的材料制成。
优选的，所述止水条的材料为柔性硅胶条。
优选的，所述止水条远离墙体的一端为圆弧形。
本发明工作原理：在正常情况下，雨水通过集水箱的进水口进入，然后直接通过城市雨水管排出进入雨水井。气压箱和水动力槽中的气压不发生变化，挡水门体不会上升。此时，挡水门体的顶部与地铁入口齐平。在极端天气下，城市的排水系统无法排出雨水，此时雨水通过集水箱的进水口进入，从而集水箱内的水位升高，气压箱内的气体将会被压缩，气压增大，由气动管通过等压传递到水动力槽，水动力槽的气压也会升高，在增大气压的作用下，水动力槽中的水将会推动升力板上升，从而带动挡水门体的上升。挡水门体在水平水压力的作用下，将与止水紧密接触，从而防止雨水泄露进入地下通道。在城市的排水系统恢复正常之后，集水箱内的雨水将会通过城市雨水管排出进入雨水井，从而集水箱内的水位下降，气压箱内的气压将会降低，由于气动管的连接，通过等压传递，水动力槽的气压也会降低，水动力槽中升力板随之下降，从而带动挡水门体下降。最终挡水门体的顶部会与地铁入口地面齐平。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：
(1)本发明的地铁入口防水侵入装置，其防水入侵的整个过程完全自动化，无需人为操作，能够及时地阻挡在极端天气下外部雨水进入地下通道，也避免在极端天气下人为操作伴有一定的危险性；同时，无需外部的能源，避免在极端天气下，电路系统故障的情况；
(2)本发明地铁入口防水侵入装置施工方便，可以在未建的地铁入口中直接应用，在已建的地铁入口进行改造时，不会影响行人的正常通行；适用性广泛，由于不同的地铁入口尺寸设计不一致，采用现场调试的方法适用性更为广泛。
附图说明
图1为本发明地铁入口防水侵入装置的示意图；
图2为本发明地铁入口防水侵入装置的剖视图；
图3为本发明水动力槽初始状态图；
图4为本发明水动力槽最终状态图；
图5为本发明气压箱内水位初始状态图；
图6为本发明气压箱内水位最终状态图；
其中，图3～图6中，对应尺寸单位为厘米。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1
如图1～2所示，该系统设置于地铁入口处地面，由集水箱1、气压箱2、气动管I3、进水口4、雨水管5、水动力槽6、挡水门体7、止水条8、地铁入口两侧墙体9、升力板10、雨水井11组成。集水箱1设置在地铁入口两侧，在集水箱1的上部开设雨水进水口4，集水箱1部分露出地面，在集水箱1的侧面连接雨水管5，雨水管5连接到雨水井11，雨水管5的位置位于与集水箱1顶部垂直距离0.4m处的侧壁上。在集水箱1中设置有气压箱2，气压箱2通过支架固定在集水箱1中，气压箱2下边沿距集水箱1底板的距离为40cm，气压箱2顶部与集水箱1顶部的距离为10cm，气压箱2为顶部闭合底部开口的箱体，气压箱2通过气动管I3与水动力槽6相连，保持气压箱2和水动力槽6中的气压相等，在水动力槽6中间设置挡水门体7，挡水门体的底部固定有升力板10，水动力槽6内填充有水，水动力槽6中部设有相对设置的隔板，挡水门体7放置在隔板围合的区域中，挡水门体7通过顶部外延的弧形端部架设在相对设置的隔板上，隔板的末端部没入水中；挡水门体7两侧的空间也通过气动管II13相连。通过预先控制水动力槽6和气压箱2中的气压，使得挡水门体7处于平衡状态。雨天时，雨水通过集水箱1的进水口4进入集水箱1，集水箱1内水位升高，进入气压箱2内的雨水将气压箱2内的气体压缩至水动力槽6中，即气压箱2内气压增大，由于气动管I3的连接，通过等压传递，水动力槽6的气压也会升高，在气压的作用下，水动力槽6中的水将会推动升力板10上升，从而带动挡水门体7的上升。挡水门体7在水平水压力的作用下，将与止水条8紧密接触，从而防止雨水泄露进入地下通道。止水条8的高度与所需的挡水高度一致。
首先在地铁站入口外的集水箱1和地铁站入口处的水动力槽6中预装部分水，集水箱1内水位高度为0.3m，水动力槽6两侧空间内水位高度为0.4m，使气压箱2的下边沿没入水中，使隔板的末端部没入水中；用气动管I3连接气压箱2和水动力槽6。通过水动力槽6中的气压变化，使得升力板10带动挡水门体7的升降。在集水箱1的上部开设雨水进水口4，集水箱1部分露出地面，在集水箱1的侧面连接城市雨水管5。地铁入口处水动力槽6挡水门体7两侧同样采用气动管II13连接，以保持门体7两侧的气压相同。集水箱1在地铁入口两侧各布置一个，保证气压箱2有足够的空间。在挡水门体7的背水侧布置止水条8，在水平水压力的作用下，挡水门体7会与止水条紧密接触，防止雨水渗漏，进入地下通道。
实施例2
如图3～图6所示，设置水动力槽6长度为4m，高度为2m，宽为0.9m。设置挡水门体7的长度为4m，高度为1.5m(包含升力板10)，宽为0.1m，挡水门体7为中空结构，空心部分占挡水门体7总体积的70％，挡水门体7材料采用PVC，密度假定为1.3g/cm3。初始状态，挡水门体7处水位比其两侧空间内的水位高0.1m，水动力槽6内水位为0.4m，挡水门体7处水位为0.5m，最终状态下，实现挡水门体7升高1m。设置气压箱2的长度为2m，宽为2m，高度为2.3m，集水箱1长度为2.4m，宽为2.4m，高度为2.5m。初始状态下，气压箱2内气体体积为2m×2m×2m。
挡水门体7重量G＝1.3×103×0.1×4×1.5×9.8×0.3＝2293.2N
由挡水门体7产生的压强P1＝2293.2/(0.1×4)＝5733Pa
水动力槽6的气压P2＝5733+103×9.8×0.1＝6713Pa
最终挡水门体7升高1m，则水动力槽中的水位下降0.125m。
此时水动力槽6中的气压P3＝5733+103×9.8×1.225＝17738Pa
根据等温压缩的原理，气体压强与体积成反比：
初始状态气压箱和水动力槽中的气体体积V1为：
V1＝4×1.6×0.8+2×2×2×2＝21.12m3
最终状态和初始气压之比：17738/6713＝2.64
最终气体体积V2不超过21.12/2.64＝8m3气体压强可以满足要求。
最终气压箱内空气体积为2×2×2×0.3＝2.4m3
V2＝4×1.725×0.8+2×2×2×0.3＝7.92m3＜8m3满足要求，可以实现在雨水入侵的过程，完全自动化升起挡水门体，形成屏障防止雨水泄入地下通道。
Claims (7)
1.一种地铁入口防水侵入装置，其特征在于，由集水排气装置和气动挡水装置组成；其中，集水排气装置由集水箱(1)、气压箱(2)和气动管I(3)组成，集水箱(1)内部设置气压箱(2)，气压箱(2)通过支架固定在集水箱(1)中，气压箱(2)为顶部闭合底部开口的箱体，集水箱(1)为顶部设有数个进水口(4)的箱体，气动管I(3)连接集水排气装置的气压箱(2)和气动挡水装置的水动力槽(6)，保持气压箱(2)和水动力槽(6)中的气压相等；
所述气动挡水装置由气动管II(13)、水动力槽(6)、挡水门体(7)和止水条(8)组成；在水动力槽(6)中间设置挡水门体(7)，挡水门体的底部固定有升力板(10)，水动力槽(6)内填充有水，水动力槽(6)中部设有相对设置的隔板，挡水门体(7)放置在隔板围合的区域中，挡水门体(7)通过顶部外延的弧形端部架设在相对设置的隔板上，隔板的末端部没入水中，挡水门体(7)两侧的空间通过气动管II(13)相连；在挡水门体(6)的背水侧与地铁入口两侧的墙体(9)接触的位置设置止水条(8)。
2.根据权利要求1所述的地铁入口防水侵入装置，其特征在于，在地铁入口两侧各设置一个集水排气装置。
3.根据权利要求1所述的地铁入口防水侵入装置，其特征在于，所述集水箱(1)的侧壁上连接雨水管(5)，雨水管(5)连接到雨水井(11)，雨水管(5)设置于集水箱(1)的上部侧壁上。
4.根据权利要求1所述的地铁入口防水侵入装置，其特征在于，所述集水箱(1)的箱体顶部伸出地面。
5.根据权利要求1所述的地铁入口防水侵入装置，其特征在于，所述挡水门体(6)由空心的硬塑性制备而成。
6.根据权利要求1所述的地铁入口防水侵入装置，其特征在于，所述止水条(8)的材料为柔性硅胶条。
7.根据权利要求1所述的地铁入口防水侵入装置，其特征在于，所述止水条(8)远离墙体(9)的一端为圆弧形。
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