一种高速公路桥梁排水孔自锁型防堵装置及实施方法与流程

1.本发明涉及公路桥梁技术领域，具体是涉及一种高速公路桥梁排水孔自锁型防堵装置及实施方法。


背景技术：

2.目前，高速公路桥梁泄水孔设置为开放式泄水孔，常有过往车辆散落垃圾遗留路面后跌入泄水孔内，特别是塑料制品垃圾、生活垃圾、以及较大颗粒的建筑垃圾，极易随风随车跌入开放式泄水孔内，造成泄水孔堵塞，特别是雨季较大雨量不能及时排除桥面，导致桥面长时间积水对桥面形成侵蚀性病害，桥面长时间积水会对过往车辆碾压积水形成较大安全隐患，所以加强道路桥梁的排水施工就比较关键，只有通过科学化的方法应用，将排水施工的质量得到了有效控制，才能有助于保护路面材料的强度，延长路面的使用寿命，有些高速公路桥梁泄水孔的防堵装置的防堵效果有限，且堵塞后的清理工作较难。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题。
4.本技术提供了一种高速公路桥梁排水孔自锁型防堵装置，包括：管头、自锁机构、防堵机构、顶滤机构和内部动力机构，管头安装在桥梁排水口内，自锁机构安装在管头中心，防堵机构的上端安装在管头的上端，防堵机构的下端位于管头内部，顶滤组件安装在管头顶端且位于自锁机构的外侧，内部动力机构安装在管头内侧中心，内部动力机构与防堵机构传动连接，自锁机构安装在内部动力机构上。
5.进一步的，所述管头的顶部开设有顶沉积槽、主排水口和滤网槽，主排水口位于管头轴心处，滤网槽位于主排水口外侧和顶沉积槽内侧之间，顶沉积槽的底部开设有若干个辅助排水口。
6.进一步的，所述自锁机构包括主浮盖、套管和浮升组件，主浮盖设置在管头的顶部且位于主排水口的上方，主浮盖的下端与套管的上端固定连接，套管的下端与浮升组件连接，主浮盖与顶滤机构连接，套管套接在内部动力机构上，主浮盖的下表面通过导轨与顶滤组件滑动连接，导轨固定设置在主覆盖的下表面。
7.进一步的，所述浮升组件包括浮架和浮罩，浮架固定设置在浮罩外侧，浮罩旋接在套管的下端，浮架上安装有若干个浮球，浮罩旋接在套管底部后能够与套管形成半球形空心结构。
8.进一步的，所述防堵机构包括顶沉积滤网、底沉积组件和清刮组件，顶沉积滤网通过限位滑轨滑动连接在顶沉积槽内，限位滑轨固定设置在顶沉积滤网的外缘，顶沉积槽槽壁上开设有限位滑槽，限位滑轨与限位滑槽之间滑动连接，底沉积组件安装在管头下端内侧，清刮组件安装在底沉积组件上，清刮组件与内部动力机构传动连接，顶沉积滤网为螺旋状且螺旋间距与顶沉积槽深度相同。
9.进一步的，所述底沉积组件包括底沉积盒和底滤板，底沉积盒旋接在管头的下端
内侧，底滤板安装在底沉积盒上方且套设在内部动力机构下端。
10.进一步的，所述清刮组件包括刮刀和铲刀，刮刀安装在底滤板的上表面且与内部动力机构传动连接，铲刀安装在底沉积盒内且与底沉积盒滑动连接，刮刀的刀头与铲刀的上端抵接，刮刀为弧形状。
11.进一步的，所述顶滤机构包括顶滤板、第一滤网、第二滤网和副滤板，顶滤板安装在在管头的顶部且位于顶沉积槽的上方，第一滤网的上端通过轨槽与主浮盖上的导轨滑动连接，第一滤网的下端设置有滑块，第一滤网与第二滤网之间通过升降槽滑动连接，升降槽竖直开设在第二滤网内侧，滑块与升降槽滑动连接，第一滤网和第二滤网均插设在滤网槽内，副滤网安装在顶沉积槽内。
12.进一步的，所述内部动力机构包括转轴、内管座、叶轮和若干个导流板，转轴能够转动的安装在内管座上，内管座旋接在底沉积盒上，叶轮固定安装在转轴的下端，套管套设在转轴的上端，刮刀套设在转轴上且与转轴固定连接，刮刀位于内管座和叶轮之间，内管座位于底滤板的下方，所有导流板均固定安装在主排水口处，导流板的下端正对叶轮，导流板为螺旋状。
13.一种高速公路桥梁排水孔自锁型防堵装置的实施方法：
14.步骤一：当水量较小时，水流经顶滤板进入顶沉积槽，由顶沉积滤网和副滤板过滤，从辅助排水口流入至管头内，再经底滤板和底沉积盒排出；
15.步骤二：当水量过大时，水流进入管头内部，管内的水会推动浮架和浮罩上升，进而推动套管和主浮盖上升，浮球则为了增大浮力和受力面，浮罩旋接在套管底部后能够与套管形成半球形空心结构，进而利用浮罩保留罩内空气，增强浮力，主浮盖上升，打开主排水口，主浮盖带动第一滤网上升，当第一滤网下端的滑块滑至第二滤网升降槽的最上端时，第一滤网则带动第二滤网上升，第一滤网和第二滤网的升降高度由水量大小决定，水流经第一滤网和第二滤网过滤流入主排水口；
16.步骤三：水流经螺旋状的导流板将水流导向冲击叶轮，使水流形成漩涡带动叶轮和转轴转动，进而带动刮刀转动，刮刀对底滤板上的沉积物进行刮除，刮刀在旋转时，能够将底滤板上的沉积物刮起，使得沉积物不会堵塞底滤板，同时由于刮刀为弧形，其在旋转时，刮起的沉积物沿刮刀的弧面离心滑至底沉积盒内，而且刮刀转动能够带动铲刀沿底沉积盒圆周方向转动，进而将底沉积盒内的沉积物铲起，使得沉积物不能堵塞底沉积盒的排水口；
17.步骤四：在需要对装置进行清理时，可以取出装置，卸下顶滤板和底沉积盒，由于顶沉积滤网为螺旋状，在需要对顶沉积槽进行清理时，只需转动顶沉积滤网，由顶沉积滤网将顶沉积槽内的沉积物清出，通过转动铲刀，铲刀沿底沉积盒圆周方向转动，进而将底沉积盒内的沉积物铲起，即可将底沉积盒内的沉积物倒出。
18.本发明与现有技术相比具有的有益效果是：
19.1.本技术通过自锁机构能够根据水量的大小调节排水孔的开闭，以及控制排水口的大小。
20.2.本技术通过内部动力机构实现了对水流的冲击力的利用，进而为防堵机构提供动力，环保节能。
21.3.本技术通过防堵机构对装置进行防堵和清理，保证在排水过程中不会堵塞排水
口，同时也能够对装置进行清理。
22.4.本技术通过顶滤机构对排水口进行初步的防堵和过滤，利用防堵机构和自锁机构优化排水过程，通过排水效率。
附图说明
23.图1为本发明的立体结构示意图一；
24.图2为本发明的立体结构示意图二；
25.图3为本发明的俯视图；
26.图4为本发明的仰视图；
27.图5为本发明的部分结构的立体结构示意图一；
28.图6为本发明的内部结构的分解图；
29.图7为本发明的部分结构的立体结构示意图二；
30.图8为图3中a-a处的剖视图；
31.图9为本发明的部分结构的立体结构示意图三；
32.图10为图8中b处的放大图。
33.图中标号为：
34.1-管头；
35.1a-顶沉积槽；1a1-辅助排水口；1a2-限位滑槽；
36.1b-主排水口；
37.1c-滤网槽；
38.2-自锁机构；
39.2a-主浮盖；2a1-导轨；
40.2b-套管；
41.2c-浮升组件；2c1-浮架；2c2-浮球；2c3-浮罩；
42.3-防堵机构；
43.3a-顶沉积滤网；3a1-限位滑轨；
44.3b-底沉积组件；3b1-底沉积盒；3b2-底滤板；
45.3c-清刮组件；3c1-刮刀；3c2-铲刀；
46.4-顶滤机构；
47.4a-顶滤板；
48.4b-第一滤网；4b1-轨槽；4b2-滑块；
49.4c-第二滤网；4c1-升降槽；
50.4d-副滤板；
51.5-内部动力机构；
52.5a-转轴；
53.5b-内管座；
54.5c-导流板；
55.5d-叶轮。
具体实施方式
56.以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
57.如图1至图5所示，提供以下优选技术方案：
58.一种高速公路桥梁排水孔自锁型防堵装置，包括：管头1、自锁机构2、防堵机构3、顶滤机构4和内部动力机构5，管头1安装在桥梁排水口内，自锁机构2安装在管头1中心，防堵机构3的上端安装在管头1的上端，防堵机构3的下端位于管头1内部，顶滤组件安装在管头1顶端且位于自锁机构2的外侧，内部动力机构5安装在管头1内侧中心，内部动力机构5与防堵机构3传动连接，自锁机构2安装在内部动力机构5上。
59.具体的，为了解决高速公路桥梁排水的技术问题，本发明针对其排水孔易堵塞、清理不便的特点，设计一种高速公路桥梁排水孔自锁型防堵装置，通过管头1进行排水，同时由自锁机构2实现主排水口1b的自动开合与锁闭，利用顶滤机构4对排水过程进行初步过滤，防止堵塞排水孔，通过内部动力机构5和防堵机构3对管头1内部进行清理防堵。
60.如图5和图7所示，提供以下优选技术方案：
61.管头1的顶部开设有顶沉积槽1a、主排水口1b和滤网槽1c，主排水口1b位于管头1轴心处，滤网槽1c位于主排水口1b外侧和顶沉积槽1a内侧之间，顶沉积槽1a的底部开设有若干个辅助排水口1a1。
62.具体的，为了方便排水以及对排水过程进行过滤，本发明通过管头1的设置实现对排水口的改造，利用管头1的主排水口1b和辅助排水口1a1进行排水和过滤。
63.如图6和图8所示，提供以下优选技术方案：
64.所述自锁机构2包括主浮盖2a、套管2b和浮升组件2c，主浮盖2a设置在管头1的顶部且位于主排水口1b的上方，主浮盖2a的下端与套管2b的上端固定连接，套管2b的下端与浮升组件2c连接，主浮盖2a与顶滤机构4连接，套管2b套接在内部动力机构5上，主浮盖2a的下表面通过导轨2a1与顶滤组件滑动连接，导轨2a1固定设置在主覆盖的下表面。
65.具体的，为了实现主排水口1b的自动开闭，本发明通过主浮盖2a以及浮升组件2c控制主排水口1b的开闭，当水量变大，仅靠辅助排水孔无法满足排水需求时，水排入管头1后，浮升组件2c由于浮力作用，推动套管2b以及主浮盖2a上升，使得主排水口1b打开，进而加速排水，当排水结束或者水量变小时，主浮盖2a和浮升组件2c由于重力自然落下，将主排水口1b锁闭。
66.如图6和图8所示，提供以下优选技术方案：
67.浮升组件2c包括浮架2c1和浮罩2c3，浮架2c1固定设置在浮罩2c3外侧，浮罩2c3旋接在套管2b的下端，浮架2c1上安装有若干个浮球2c2，浮罩2c3旋接在套管2b底部后能够与套管2b形成半球形空心结构。
68.具体的，为了解决主浮盖2a自动抬升和下落的技术问题，本发明通过浮架2c1和浮罩2c3作为主要的浮力受力组件，当水量变大后，管内的水会推动浮架2c1和浮罩2c3上升，进而推动套管2b和主浮盖2a上升，浮球2c2则为了增大浮力和受力面，浮罩2c3旋接在套管2b底部后能够与套管2b形成半球形空心结构，进而利用浮罩2c3保留罩内空气，增强浮力。
69.如图6至图9所示，提供以下优选技术方案：
70.防堵机构3包括顶沉积滤网3a、底沉积组件3b和清刮组件3c，顶沉积滤网3a通过限
位滑轨3a1滑动连接在顶沉积槽1a内，限位滑轨3a1固定设置在顶沉积滤网3a的外缘，顶沉积槽1a槽壁上开设有限位滑槽1a2，限位滑轨3a1与限位滑槽1a2之间滑动连接，底沉积组件3b安装在管头1下端内侧，清刮组件3c安装在底沉积组件3b上，清刮组件3c与内部动力机构5传动连接，顶沉积滤网3a为螺旋状且螺旋间距与顶沉积槽1a深度相同。
71.具体的，为了解决排水口易堵塞，且不方便清理的技术问题，本发明通过顶沉积滤网3a对进入顶沉积槽1a内的水流进行二次过滤，进入管内的水则会经底沉积组件3b进行过滤沉积，由清刮组件3c对底沉积组件3b进行清刮，防止堵塞，而且由于顶沉积滤网3a为螺旋状，在需要对顶沉积槽1a进行清理时，只需转动顶沉积滤网3a，由顶沉积滤网3a将顶沉积槽1a内的沉积物清出。
72.如图6和图8所示，提供以下优选技术方案：
73.底沉积组件3b包括底沉积盒3b1和底滤板3b2，底沉积盒3b1旋接在管头1的下端内侧，底滤板3b2安装在底沉积盒3b1上方且套设在内部动力机构5下端。
74.具体的，为了能够对进入管内的水进行下一次的过滤，本发明通过底滤板3b2和底沉积盒3b1对进入管内的水进行最后的过滤，同时利用底沉积盒3b1对沉积物进行收纳。
75.如图6和图8所示，提供以下优选技术方案：
76.清刮组件3c包括刮刀3c1和铲刀3c2，刮刀3c1安装在底滤板3b2的上表面且与内部动力机构5传动连接，铲刀3c2安装在底沉积盒3b1内且与底沉积盒3b1滑动连接，刮刀3c1的刀头与铲刀3c2的上端抵接，刮刀3c1为弧形状。
77.具体的，为了防止沉积物堵塞管头1底部，本发明通过刮刀3c1对底滤板3b2上的沉积物进行刮除，刮刀3c1在旋转时，能够将底滤板3b2上的沉积物刮起，使得沉积物不会堵塞底滤板3b2，同时由于刮刀3c1为弧形，其在旋转时，刮起的沉积物沿刮刀3c1的弧面离心滑至底沉积盒3b1内，而且刮刀3c1转动能够带动铲刀3c2沿底沉积盒3b1圆周方向转动，进而将底沉积盒3b1内的沉积物铲起，使得沉积物不能堵塞底沉积盒3b1的排水口。
78.如图5至图10所示，提供以下优选技术方案：
79.顶滤机构4包括顶滤板4a、第一滤网4b、第二滤网4c和副滤板4d，顶滤板4a安装在在管头1的顶部且位于顶沉积槽1a的上方，第一滤网4b的上端通过轨槽4b1与主浮盖2a上的导轨2a1滑动连接，第一滤网4b的下端设置有滑块4b2，第一滤网4b与第二滤网4c之间通过升降槽4c1滑动连接，升降槽4c1竖直开设在第二滤网4c内侧，滑块4b2与升降槽4c1滑动连接，第一滤网4b和第二滤网4c均插设在滤网槽1c内，副滤网安装在顶沉积槽1a内。
80.具体的，为了能够对进入排水孔和管头1的水进行过滤，防止排泄时，一些杂物随着水量进入管头1堵塞排水口，本发明通过顶滤板4a对水流进行初步的过滤，当水量较小时，水量自顶滤板4a进入顶沉积槽1a，再经顶沉积滤网3a和副滤板4d进行过滤，通过顶沉积槽1a内的辅助排水口1a1进入管头1内部，当水量较大时，主浮盖2a上升，打开主排水口1b，主浮盖2a带动第一滤网4b上升，当第一滤网4b下端的滑块4b2滑至第二滤网4c升降槽4c1的最上端时，第一滤网4b则带动第二滤网4c上升，第一滤网4b和第二滤网4c的升降高度由水量大小决定，水流经第一滤网4b和第二滤网4c过滤流入主排水口1b。
81.如图6和图8所示，提供以下优选技术方案：
82.内部动力机构5包括转轴5a、内管座5b、叶轮5d和若干个导流板5c，转轴5a能够转动的安装在内管座5b上，内管座5b旋接在底沉积盒3b1上，叶轮5d固定安装在转轴5a的下
端，套管2b套设在转轴5a的上端，刮刀3c1套设在转轴5a上且与转轴5a固定连接，刮刀3c1位于内管座5b和叶轮5d之间，内管座5b位于底滤板3b2的下方，所有导流板5c均固定安装在主排水口1b处，导流板5c的下端正对叶轮5d，导流板5c为螺旋状。
83.具体的，为了能够利用水流的冲击力，为防堵机构3提供动力，本发明通过螺旋状的导流板5c将水流导向冲击叶轮5d，使水流形成漩涡带动叶轮5d和转轴5a转动，进而带动刮刀3c1转动。
84.如图1至图10所示：
85.一种高速公路桥梁排水孔自锁型防堵装置的实施方法：
86.步骤一：当水量较小时，水流经顶滤板4a进入顶沉积槽1a，由顶沉积滤网3a和副滤板4d过滤，从辅助排水口1a1流入至管头1内，再经底滤板3b2和底沉积盒3b1排出；
87.步骤二：当水量过大时，水流进入管头1内部，管内的水会推动浮架2c1和浮罩2c3上升，进而推动套管2b和主浮盖2a上升，浮球2c2则为了增大浮力和受力面，浮罩2c3旋接在套管2b底部后能够与套管2b形成半球形空心结构，进而利用浮罩2c3保留罩内空气，增强浮力，主浮盖2a上升，打开主排水口1b，主浮盖2a带动第一滤网4b上升，当第一滤网4b下端的滑块4b2滑至第二滤网4c升降槽4c1的最上端时，第一滤网4b则带动第二滤网4c上升，第一滤网4b和第二滤网4c的升降高度由水量大小决定，水流经第一滤网4b和第二滤网4c过滤流入主排水口1b；
88.步骤三：水流经螺旋状的导流板5c将水流导向冲击叶轮5d，使水流形成漩涡带动叶轮5d和转轴5a转动，进而带动刮刀3c1转动，刮刀3c1对底滤板3b2上的沉积物进行刮除，刮刀3c1在旋转时，能够将底滤板3b2上的沉积物刮起，使得沉积物不会堵塞底滤板3b2，同时由于刮刀3c1为弧形，其在旋转时，刮起的沉积物沿刮刀3c1的弧面离心滑至底沉积盒3b1内，而且刮刀3c1转动能够带动铲刀3c2沿底沉积盒3b1圆周方向转动，进而将底沉积盒3b1内的沉积物铲起，使得沉积物不能堵塞底沉积盒3b1的排水口；
89.步骤四：在需要对装置进行清理时，可以取出装置，卸下顶滤板4a和底沉积盒3b1，由于顶沉积滤网3a为螺旋状，在需要对顶沉积槽1a进行清理时，只需转动顶沉积滤网3a，由顶沉积滤网3a将顶沉积槽1a内的沉积物清出，通过转动铲刀3c2，铲刀3c2沿底沉积盒3b1圆周方向转动，进而将底沉积盒3b1内的沉积物铲起，即可将底沉积盒3b1内的沉积物倒出。
90.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。