一种无动力控制开合防臭防杂物雨水口的制作方法

本发明属于排水技术领域，具体地，本发明涉及一种无动力控制开合防臭防杂物雨水口。

背景技术：

目前我国大部分地区城市雨水口均面临堵塞严重的问题，落叶污泥是造成雨水口堵塞的最主要原因之一，此外，人们向雨水口倾倒垃圾的行为也会导致雨水口严重堵塞。堵塞后的雨水口严重影响城市的排水能力，雨季时，容易引起城市内涝，从而严重影响城市正常秩序，给市民的出行带来极大的不便。落入雨水井里的落叶和垃圾不仅难以清理、严重堵塞城市排水系统，久而久之还会散发出异味，给居民健康、城市环境带来严重的负面影响。在一些老城区，由于存在雨污合流排水体制，污水管道里的臭气可以畅通无阻的由雨水口散发出来。这同样会在给人们的嗅觉带来不悦之时，辅之给人们的健康带来隐患。

传统的自动开合型雨水口多采用弹簧式或者杠杆式，存在装置寿命短，结构复杂，并伴有机械疲劳的问题，大批量生产使用的性价比较低。本发明根据熟知的帕斯卡定律，采用简单的液压控制系统自动控制防臭防杂物装置的开启和关闭，原理简单，故障率低，极大程度的改善了当下传统自动开合雨水口结构复杂、效果差的问题；并能实现截污防臭的功能，具有很大应用前景。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种无动力控制开合防臭防杂物雨水口，目的是解决现有传统雨水口散发臭气、经常因杂物进入而发生堵塞的问题，保证雨天排水顺畅，晴天无杂物进入。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：一种无动力控制开合防臭防杂物雨水口，主要包括集雨井(1)、集雨口(2)、泄水管(3)、密闭止回阀(4)、液压控制系统(5)、雨水井(6)、雨水篦子(7)、滑道(8)、保护板(9)、防臭防杂物装置(10)。其特征在于：防臭防杂物装置(10)设置于保护板(9)之内,保护板(9)与滑道(8)可为一体成型结构，防臭防杂物装置(10)的一端与液压控制系统(5)的活塞相连接，液压控制系统(5)的另一端活塞设置于集雨井(1)内，活塞与集雨井(1)井壁保持光滑、密闭，集雨井(1)上设置集雨口(2)，集雨井(1)在液压控制系统(5)活塞上方设置泄水管(3)，泄水管(3)坡向雨水井(6)，并在雨水井(6)一侧设有密闭止回阀(4)，雨水井(6)上方设有雨水篦子(7)。

本发明所述的一种无动力控制开合防臭防杂物雨水口，其所述集雨井(1)内部设有拦污网(11)，拦污网(11)材质应为防腐蚀材料，并且透水性良好且不与水发生化学反应。

本发明所述的一种无动力控制开合防臭防杂物雨水口，其所述集雨口(2)表面设有均匀分布的进水小孔，材质包括但不限于铸铁，集雨口(2)设有便于开启、锁定的装置。

本发明所述的一种无动力控制开合防臭防杂物雨水口，其所述泄水管(3)在集雨井(1)的一侧设置有格栅(12)，其材质采用防腐蚀材质，包括但不限于铸铁。

本发明所述的一种无动力控制开合防臭防杂物雨水口，其所述液压控制系统(5)由动力活塞(13)、工作活塞(14)、液压油(15)、液压油缸(16)组成，动力活塞(13)共一个，设置于液压油缸(16)大面积一端，并和集雨井(1)的内径吻合，工作活塞(14)共二个，设置于液压油缸(16)小面积一端，并和保护板(9)的滑道(8)内径吻合。

本发明所述的一种无动力控制开合防臭防杂物雨水口，其所述滑道(8)可与保护板(9)一体成型。

本发明所述的一种无动力控制开合防臭防杂物雨水口，其所述保护板(9)为中空扁平板，一端封闭一端开口，保护板(9)内的空间应刚好可以存放防臭防杂物装置(10)并略有富余。

本发明所述的一种无动力控制开合防臭防杂物雨水口，其所述防臭防杂物装置(10)为高强度光滑轻质矩形扁平板，其大小与相应的雨水口匹配，并与保护板(9)配套；并具有防止风吹日晒而引起的老化措施，其材质包括但不限于高强度塑料、惰性金属。

本发明所述的一种无动力控制开合防臭防杂物雨水口，其所述液压控制系统(5)的动力活塞(13)、工作活塞(14)应为坚固刚性材料、且不与水和液压油(15)发生化学反应。

本发明所述的一种无动力控制开合防臭防杂物雨水口，其所述液压控制系统(5)的动力活塞(13)、工作活塞(14)的面积和质量应满足帕斯卡定律，并在无外力作用下动力活塞(13)上表面低于工作活塞(14)的上缘一定高度。

本发明所述的一种无动力控制开合防臭防杂物雨水口，其所述液压控制系统(5)的液压油(15)应防冻无污染，且为不可压缩流体；

本发明所述的一种无动力控制开合防臭防杂物雨水口，其所述液压控制系统(5)的液压油缸(16)应坚固耐压、且密闭不漏液。

本发明所述的一种无动力控制开合防臭防杂物雨水口，其所述的工作周期分为四种情况：待机时、工作准备时、工作时、待机准备时。

本发明所述的一种无动力控制开合防臭防杂物雨水口，其所述的待机时发生在非降雨时段。此时一种雨水自动控制开合防臭防杂物雨水口的集雨井(1)内部无水，关联集雨井(1)和雨水井(6)的液压控制系统(5)两端活塞的外部压强相等，等于大气压力，动力活塞(12)和工作活塞(13)的上缘具有一定的高度差，防臭防杂物装置(10)恰好覆盖于雨水井(6)之上、雨水篦子(7)之下，起到防止臭气散发和防止外部杂物落入的作用。

本发明所述的一种无动力控制开合防臭防杂物雨水口，其所述的工作准备时发生在降雨开始时段。此时由于雨水篦子(7)被防臭防杂物装置(10)所封闭，地面产生径流时，相应汇水面积内的雨水汇流至一种雨水自动控制开合防臭防杂物雨水口附近，会首先通过集雨口(2)流入集雨井(1)内，集雨井(1)底部、动力活塞(13)上缘侧壁连接泄水管(3)。在降雨强度不大、地面径流较小的时段，流进集雨井(1)的雨水量小于等于泄水管(3)的泄流量，此时雨水直接被格栅(12)拦污后从泄水管(3)泄流至雨水井(6)之内。随着降雨强度的不断增大，地面径流亦逐步增大，当流进集雨井(1)的雨水量大于泄水管(3)的泄流量时，多余的雨水开始在集雨井(1)内部汇集，水位逐渐上升，井内雨水的质量不断增加、作用在动力活塞(13)上的雨水重力亦随之增大。根据帕斯卡定律，待机时液压控制系统(5)两边力的平衡被打破；动力活塞(13)上因为持续接受来自集雨井(1)内水的不断增加的重力，导致动力活塞(13)下降，集雨井(1)内的雨水对工作活塞(14)做功，工作活塞(14)在力的作用下推动防臭防杂物装置(10)离开雨水井(6)上方，进入保护板(9)之内，雨水井(6)上方被解除封闭。此时，工作准备时结束，工作时开始，地面雨水排水开始进行。

本发明所述的一种无动力控制开合防臭防杂物雨水口，其所述的工作时发生在降雨过程时段。由于降雨的持续性，加上一种无动力控制开合防臭防杂物雨水口设置点为相应汇水面积内最低点，因此即便在其工作时，仍然会有源源不断的雨水通过集雨口(2)流入集雨井(1)内；此时集雨井(1)的雨水量大于泄水管(3)的泄流量，集雨井(1)内部水位逐渐上升，一直到雨水将集雨井(1)灌满为止，使作用在动力活塞(13)上的雨水重力保持恒定，通过液压控制系统(5)将大小基本不变的恒力作用给工作活塞(14)，工作活塞(14)将恒力传给防臭防杂物装置(10)，使其稳定的固定在保护板(9)之内。因此，工作时不会发生防臭防杂物装置(11)误关闭的可能。

本发明所述的一种无动力控制开合防臭防杂物雨水口，其所述的待机准备时发生在降雨结束时段。降雨结束后地面径流慢慢结束，再无地面雨水流入集雨井(1)内，此时集雨井(1)内的雨水通过泄水管(3)慢慢流进雨水井(6)，导致集雨井(1)内水面持续下降，作用在动力活塞(13)之上的雨水量逐渐减小、重力下降。根据帕斯卡定律及力的平衡原理，动力活塞(13)的外力逐渐消失，会导致动力活塞(13)慢慢上升，直到集雨井(1)内的雨水完全泄流完毕，动力活塞(13)恢复原位，牵连工作活塞(14)恢复原位，从而拖动防臭防杂物装置(10)离开保护板(9)，最终完全覆盖于雨水井(6)之上、雨水篦子(7)之下，再次起到防止臭气散发和防止外部杂物落入的作用。至此，本发明雨水口待机准备时结束，待机时开始。

本发明所述的一种无动力控制开合防臭防杂物雨水口，其所述的集雨井(1)、泄水管(3)、液压控制系统(5)为本发明的技术核心。集雨井(1)、泄水管(3)利用基本的流体力学原理，以及收集的水量动态变化、平衡的特点，自动控制本发明雨水口四种工作状态的交替运行。液压控制系统(5)的基本原理为帕斯卡定律，利用液压油缸(16)两边活塞压强相等的特点，通过设计动力活塞(13)、工作活塞(14)的不同面积大小、不同质量，使活塞两边在待机平衡时有一定的高差，满足本发明正常运转的受力平衡。此外，集雨井(1)的容积同时起到安全缓冲容积的作用，即如果有人企图晴天打开防臭防杂物装置(10)倾倒垃圾，必须向集雨口(2)倾倒足够量的水，且倾倒水量持续、大于泄水管(3)的泄流量方可，而一般人们无法就近取得相应水源；从实际生活来讲，为了倾倒一次垃圾而首先用大量的水灌入集雨井(1)而联动打开防臭防杂物装置(10)，也是及其不方便的。

本发明所述的一种无动力控制开合防臭防杂物雨水口，其有益效果为：整个系统原理简单，无复杂机械构造，便于生产和施工；不需人为参与，实现了无动力的雨水排水工况与防臭防杂物坠落工况的交替运行；保障了雨天雨水安全排水的同时，保障了居民的健康，提高了雨水口的使用效率；集雨井(1)的核心设计思想有效防止了人们恶意灌水图谋打开防臭防杂物装置(10)进行倾倒垃圾的行为。

附图说明

图1是本发明的整体结构雨水汇流鸟瞰示意图；

图2是本发明的整体结构平面示意图；

图3是本发明的整体结构剖面示意图；

图4是本发明核心部件分体结构示意图；

图5是本发明待机时工作原理示意图；

图6是本发明工作准备时工作原理示意图；

图7是本发明工作时工作原理示意图；

图8是本发明待机准备时工作原理示意图(一)；

图9是本发明待机准备时工作原理示意图(二)；

图中，(1)、集雨井；(2)、集雨口；(3)、泄水管；(4)、密闭止回阀；(5)、液压控制系统；(6)、雨水井；(7)、雨水篦子；(8)、滑道；(9)、保护板；(10)、防臭防杂物装置；(11)、拦污网、(12)、格栅；(13)、动力活塞；(14)、工作活塞；(15)、液压油；(16)、液压油缸；(17)、雨水管；(18)、传动杆。

具体实施方式

本发明提供一种无动力控制开合防臭防杂物雨水口，为使本发明的目的、技术方案及使用效果更加清楚、明确，以下参照附图对本发明进一步详细说明。

请参阅图2和图3，本发明提供的一种无动力控制开合防臭防杂物雨水口，其特征在于：防臭防杂物装置(10)设置于保护板(9)之内,保护板(9)与滑道(8)可为一体成型结构，防臭防杂物装置(10)的一端与液压控制系统(5)的活塞相连接，液压控制系统(5)的另一端活塞设置于集雨井(1)内，活塞与集雨井(1)井壁保持光滑、密闭，集雨井(1)上设置集雨口(2)，集雨井(1)在液压控制系统(5)活塞上方设置泄水管(3)，泄水管(3)坡向雨水井(6)，并在雨水井(6)一侧设有密闭止回阀(4)，雨水井(6)上方设有雨水篦子(7)。

请参阅图1和图2，本实例中，集雨井(1)为井口正方形的井室。

请参阅图1和图2，本实例中，集雨口(2)为正方形，设有均匀布置集雨孔。

请参阅图2和图3，本实例中，泄水管(3)管径为dn40。

请参阅图2和图3，本实例中，密闭止回阀(4)为圆形管件，套在泄水管(3)的雨水井(1)一端。

请参阅图2和图3和图4，本实例中，液压控制系统(5)由动力活塞(13)、工作活塞(14)、液压油(15)、液压油缸(16)所组成。

请参阅图2和图3和图4，本实例中，动力活塞(13)的面积为工作活塞(14)面积的13.0倍。动力活塞(13)的形状为正方形，面积为2025.0平方厘米，尺寸为：450×450(平方厘米)。单个工作活塞(14)的形状为圆形，面积为78.5平方厘米，直径为10厘米。

请参阅图5，本实例中，动力活塞(13)和工作活塞(14)在待机状态下保持受力平衡，动力活塞(13)低于工作活塞(14)500.0厘米。

请参阅图5，本实例中，动力活塞(13)的质量为102.05千克，重力为1000.09牛顿。

请参阅图2和图3和图4，本实例中，动力活塞(13)的材质为外包塑料的铸铁，动力活塞(13)与液压油缸(16)内壁光滑接触且密闭。

请参阅图2和图3和图4，本实例中，工作活塞(13)的材质为刚性轻质塑料，质量可忽略不计，工作活塞(14)与液压油缸(16)内壁光滑接触且密闭。

请参阅图2和图3和图4，本实例中，液压油缸(16)为两端被动力活塞(13)、工作活塞(14)封堵的u型管，其材质为刚性塑料。液压油缸(16)一端与集雨井(1)横截面形状吻合，另一端与滑道(8)内径吻合。

请参阅图2和图3和图4，本实例中，滑道(8)与保护板(9)一体成型。

请参阅图2和图3和图4，本实例中，拦污网(11)材质为防腐蚀塑料绳，透水性良好。

请参阅图2和图3和图4，本实例中，格栅(12)材质为铸铁。

本发明所述的一种水力自动控制开合防臭防杂物雨水口，其所述的工作周期分为四种情况：待机时、工作准备时、工作时、待机准备时，请参阅图5和图6和图7和图8。

本发明所述的一种无动力控制开合防臭防杂物雨水口，其所述的待机时发生在非降雨时段。此时一种雨水自动控制开合防臭防杂物雨水口的集雨井(1)内部无水，关联集雨井(1)和雨水井(6)的液压控制系统(5)两端活塞的外部压强相等，等于大气压力，动力活塞(12)和工作活塞(13)的上缘具有一定的高度差，防臭防杂物装置(10)恰好覆盖于雨水井(6)之上、雨水篦子(7)之下，起到防止臭气散发和防止外部杂物落入的作用。具体情况请参阅图5。

本发明所述的一种无动力控制开合防臭防杂物雨水口，其所述的工作准备时发生在降雨开始时段。此时由于雨水篦子(7)被防臭防杂物装置(10)所封闭，地面产生径流时，相应汇水面积内的雨水汇流至一种雨水自动控制开合防臭防杂物雨水口附近，会首先通过集雨口(2)流入集雨井(1)内，集雨井(1)底部、动力活塞(13)上缘侧壁连接泄水管(3)。在降雨强度不大、地面径流较小的时段，流进集雨井(1)的雨水量小于等于泄水管(3)的泄流量，此时雨水直接被格栅(12)拦污后从泄水管(3)泄流至雨水井(6)之内。随着降雨强度的不断增大，地面径流亦逐步增大，当流进集雨井(1)的雨水量大于泄水管(3)的泄流量时，多余的雨水开始在集雨井(1)内部汇集，水位逐渐上升，井内雨水的质量不断增加、作用在动力活塞(13)上的雨水重力亦随之增大。根据帕斯卡定律，待机时液压控制系统(5)两边力的平衡被打破；动力活塞(13)上因为持续接受来自集雨井(1)内水的不断增加的重力，导致动力活塞(13)下降，集雨井(1)内的雨水对工作活塞(14)做功，工作活塞(14)在力的作用下推动防臭防杂物装置(10)离开雨水井(6)上方，进入保护板(9)之内，雨水井(6)上方被解除封闭。此时，工作准备时结束，工作时开始，地面雨水排水开始进行。具体情况请参阅图6。

本发明所述的一种无动力控制开合防臭防杂物雨水口，其所述的工作时发生在降雨过程时段。由于降雨的持续性，加上一种无动力控制开合防臭防杂物雨水口设置点为相应汇水面积内最低点，因此即便在其工作时，仍然会有源源不断的雨水通过集雨口(2)流入集雨井(1)内；此时集雨井(1)的雨水量大于泄水管(3)的泄流量，集雨井(1)内部水位逐渐上升，一直到雨水将集雨井(1)灌满为止，使作用在动力活塞(13)上的雨水重力保持恒定，通过液压控制系统(5)将大小基本不变的恒力作用给工作活塞(14)，工作活塞(14)将恒力传给防臭防杂物装置(10)，使其稳定的固定在保护板(9)之内。因此，工作时不会发生防臭防杂物装置(11)误关闭的可能。具体情况请参阅图7。

本发明所述的一种无动力控制开合防臭防杂物雨水口，其所述的待机准备时发生在降雨结束时段。降雨结束后地面径流慢慢结束，再无地面雨水流入集雨井(1)内，此时集雨井(1)内的雨水通过泄水管(3)慢慢流进雨水井(6)，导致集雨井(1)内水面持续下降，作用在动力活塞(13)之上的雨水量逐渐减小、重力下降。根据帕斯卡定律及力的平衡原理，动力活塞(13)的外力逐渐消失，会导致动力活塞(13)慢慢上升，直到集雨井(1)内的雨水完全泄流完毕，动力活塞(13)恢复原位，牵连工作活塞(14)恢复原位，从而拖动防臭防杂物装置(10)离开保护板(9)，最终完全覆盖于雨水井(6)之上、雨水篦子(7)之下，再次起到防止臭气散发和防止外部杂物落入的作用。至此，本发明雨水口待机准备时结束，待机时开始。具体情况请参阅图8。

本具体实施方式为理想状态下的工作原理模型，液压油(15)按水来进行设计，密度取1kg/l，未考虑滑道(8)、保护板(9)与防臭防杂物装置(10)的摩擦阻力。

可以理解的是，本发明的上述部件制作时应尽量光滑，工作过程应尽量减少摩擦阻力。现实设计、生产时，可以综合考虑各种阻力因素，进行详细设计、计算。

可以理解的是，本发明可以全部一体化生产和施工，便于日后维护。

可以理解的是，对本领域的从业者来说，可以根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明的保护范围。