CN202787479U - 低洼路段防积水自动翻转井箅 - Google Patents

Abstract

一种低洼路段防积水自动翻转井箅，属于公共设施技术领域，包括防护板、限位转轴、箅子、变容量漏斗，其中箅子的一端安装有防护板，箅子的另一端与防护板之间安装有限位转轴，所述的变容量漏斗通过挂钩挂在箅子的下面；该装置主要功能是当路面积水达到装置泄水标准时，箅子自动开启，泄除路面积水后，箅子自动复位，及时的保证良好的路面状况；即真正实现了“立积立翻，以水治水”的设计目标；经过对装置的不断完善和实验验证，现已充分证明装置的可行性、便利性和高效性；此装置具有结构简洁、工作原理可靠、无需人员看守、节能、安全等特点，解决了现有雨水口不能及时充分排水的难题，实现了“立积立翻，以水治水”的泄水功能。

Description

低洼路段防积水自动翻转井箅

技术领域

本实用新型属于公共设施技术领域，特别涉及一种节能型低洼路段防积水自动翻转井箅子。

背景技术

随着城市的发展，雨后城市低洼路段积水已经成为绝大多数城市不得不面对的棘手问题。2010年8月19日长春的一场大雨造成了有史以来最大的交通堵塞，城市交通功能陷于瘫痪，市民的生活受到了极大的影响。改造城市雨水系统已经成为广大市民的共同呼声，也是政府相关部门急需解决的难题。经过实地考察以及理论计算得出，现有的城市道路排水系统无法做到及时排水，问题的关键在于雨水箅子的泄水量。目前的雨水箅子只能人为手动的掀起进行泄水，工作效率低且不能保证泄水的及时性。为了改善长久以来形成的路面积水问题，创新性的提出以雨水箅子自动翻转的方式排除积水。本项目通过对国内外现状的分析、实地考察、发放调查问卷和人员访谈的形式展开研究，通过对现有排水系统的分析和相关国家标准的研究，开发研制了一套利用雨水自身特性连续改变杠杆力矩、应用于低洼路段的防积水自动翻转箅子装置。

城市雨水系统是保证城市功能的一个重要组成部分。影响城市雨水系统能力的因素很多，从外部看，随着城市的发展，铺装路面不断增多，土地的自然渗水功能逐步减低，城市雨水系统的负荷也越来越大。同时由于环境变化，水土流失等造成河道上升，也给城市雨水系统带来新的威胁。从雨水系统本身看，系统的每一个环节对整个系统都有不同的影响，影响城市雨水系统功能的因素主要归纳为以下三点：

1.雨水口设置存在的问题。雨水口起截流并泄除雨水的作用。雨水口设置的好坏直接影响道路雨水及时顺畅排除、雨水冲刷杂物的截留，间接影响城市交通和城市环境卫生及人体健康。雨水口设置存在的主要问题是因雨水口堵塞、雨水口设置位置不当、设置数量不足等造成的路面积水。

2.雨水渠管设计的流量问题。在满负荷状态下，泄流能力取决于雨水渠管的设计直径。如果渠管直径选择不当，就会造成泄流量小，积水时间长。

3.蓄水池容量的问题。随着城市的不断扩大，需要排入雨水系统的水量也在增加，原有的蓄水池容量会满足不了泄流蓄水的要求，使整个雨水主管道内水面升高，也能影响泄流速度，形成积水。

就其结构而言城市雨水系统是由雨水箅子、雨水井、雨水渠管、雨水主管道、蓄水池、泵站及外河等部分构成。雨水经过雨水箅子的会流收集，泄流进入雨水井后通过雨水渠管流入城市雨水主管道，汇集到雨水系统的蓄水池，并通过水泵排入到外部河流。在设计一个城市的雨水系统时，首先要掌握当地的暴雨强度，设定出汇水时间并计算出单位面积上的降雨量，然后按照国家相关设计标准、结合实际路面的情况设计出雨水箅子的间距和雨水箅子的形式和数量，设计出雨水渠管的直径、蓄水池的容量、泵站的能力等。综上现有技术的论述，我们可以判断开发一种如遇洪水、大雨时能够自动翻转的井箅子就显得十分必要。

发明内容

本实用新型为了解决现有技术中井箅子的不足和缺陷问题，提供一种低洼路段的防积水自动翻转箅子装置。

针对所要解决的技术问题，本实用新型是这样设计的：设计一种低洼路段防积水自动翻转井箅，其特征在于：包括防护板1、限位转轴2、箅子3、变容量漏斗4，其中箅子3的一端安装有防护板1，箅子3的另一端与防护板1之间安装有限位转轴2，所述的变容量漏斗4通过挂钩挂在箅子3的下面。

开发研制的一套利用雨水自身特性连续改变杠杆力矩、应用于低洼路段的防积水自动翻转箅子装置。由于它是由积水排水单元，助力泄水单元及安全保护单元三大部分组成的一套完整系统。该装置主要功能是当路面积水达到装置泄水标准时，箅子自动开启，泄除路面积水后，箅子自动复位，及时的保证良好的路面状况。即在真正意义上实现了“立积立翻，以水治水”的设计目标。经过对装置的不断完善和实验验证，现已充分证明装置的可行性、便利性和高效性。此装置具有结构简洁、工作原理可靠、无需人员看守、节能、安全等特点，解决了现有雨水口不能及时充分排水的难题，实现了“立积立翻，以水治水”的泄水功能。

附图说明

下面结合附图说明及具体实施方式对本实用新型做进一步说明。

图1为本实用新型结构示意图

图中1-防护板，2-限位转轴，3-箅子，4-变容量漏斗

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括防护板1、限位转轴2、箅子3、变容量漏斗4，其中箅子3的一端安装有防护板1，箅子3的另一端与防护板1之间安装有限位转轴2，所述的变容量漏斗4通过挂钩挂在箅子3的下面。也就是该套自动泄水装置主要由三部分组成，即排水单元，助力单元以及安全保护单元。排水单元利用杠杆原理，在标准的雨水箅子上设定一根固定轴作为杠杆原理的支点，当施加于箅子一端的力加大时就会使其绕此轴翻转一定角度，但考虑到路人的安全问题，翻转角度应限制在一定范围内，避免踩空事故发生，在这里我们采用结构简单且易于加工的遮挡板作为安全保护单元。助力单元，也就是要给箅子提供翻转动力的单元我们也采用易于实现的结构，将圆柱形的小塑料桶悬挂于箅子一侧，去除上表面材料，再于下表面打通几个小圆孔，形成喷头状，上下形成类似于漏斗的原理。当雨水从上方进入到圆筒内，雨水虽然不会立即全部从下方流出，但却是一个逐渐减少的过程，也就相应的减少了施加于箅子一端的力，当筒中的雨水全部流出时，箅子也就恢复了原先的状态，又处于关闭状态。

具体工作过程：

(1)雨水箅子初始时受力平衡，处于关闭状态，当路面形成一定积水或有雨水降落时，雨水沿箅子缝隙落到助力单元圆筒内，由于圆筒内雨水重力的增加，打破原有的受力平衡状态，使悬挂端降低，而另一端升高，进而开启箅子，增大过流面积，提高泄水能力，快速排除积水。

(2)随着圆筒底部的水向外泄漏，重力随之减少，作用在悬挂端的力也相应减少，最终恢复到初始状态，箅子复位，关闭开启口。

杠杆原理及轴的确定计算

该装置主要利用的是杠杆原理，杠杆原理亦称“杠杆平衡条件”。要使杠杆平衡，作用在杠杆上的两个力（用力点、支点和阻力点）的大小跟它们的力臂就要成反比，即动力×动力臂=阻力×阻力臂，用代数式表示为F1·L1=F2·L2（F1表示动力，L1表示动力臂，F2表示阻力，L2表示阻力臂）。从上式可看出，欲使杠杆达到平衡，动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一。

生活中利用杠杆的例子很多，如关节，门，剪刀，羊角锤等等。是否省力的关键在于支点位置的选取。在该装置中计算支点的位置涉及到的相关数据主要是标准雨水箅子的外形尺寸及其重量，其中箅子外形尺寸如左图所示,其中X表示箅子下沉端长度，M为泄水装置和水的总质量，等效开启箅子的最小力。

根据杠杆平衡原理有：

M×X/2=m×(750/2-X)

其中：m=35kg为雨水箅子的质量；则

M×X/2=35×（375-X）

当M=10kg时，得X=328mm

此时左右两端长度比例为：

328/750：（750-328）/750=44%：56%=11:14

设定安全空档为90mm，

则安全挡板为328mm-90mm=238mm

则综合利用率为[238×55%+（750-238）]/750=0.86=86%

同理可计算出M=15kg；20kg；25kg时的相应数据。

其中国家标准箅子利用率为55%

本次项目研究的装置具有四大特点：

1.及时性：当路面产生积水后，该装置能够及时的进入泄水状态，避免严重的积水情况发生，保证良好的路面交通状况和市民的正常生活。

2.节能性：利用雨水的自身特性是本装置的另一大亮点，无能源耗费充分体现了该设计的节能性，且无人看守能够节省不必要的劳动资源，这些都充分体现了其绿色环保的理念，

3.安全性：围绕以人为本的设计思想，安全性的考虑贯穿整个设计过程。安全挡板的设计避免了危险事故的发生，排除了人们对于安全的担忧。

4.民生性：一个小点子解决一个大问题，城市积水问题的产生由来已久，切实的解决人们生活中的问题，服务于社会使这次项目的研究具有了一定的社会价值。

目前路面积水问题已经引起了城建部门的注意，城市给排水工程的改造已迫在眉睫。据相关报道指出2009年郑州市10个积水点的改造工程就投入了1400万元，可想而知如果改造长春市现有的24个低洼路段积水点将需要动用多大一笔资金，况且这其中还将耗费大量的人力和物力。而本次研究的装置不仅结构简单，且易于加工制造，生产成本低，相应于大规模的改造工程而言，具有相当大的经济价值和社会价值。如果该研究成果能够大批量的投入生产并大范围的投入到低洼路段积水点中，相信将会带来一定的社会效益。

Claims (1)

1.一种低洼路段防积水自动翻转井箅，其特征在于：包括防护板（1）、限位转轴（2）、箅子（3）、变容量漏斗（4），其中箅子（3）的一端安装有防护板（1），箅子（3）的另一端与防护板（1）之间安装有限位转轴（2），所述的变容量漏斗（4）通过挂钩挂在箅子（3）的下面。

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