高速公路隧道用积水排放装置的制作方法

1.本发明涉及高速公路隧道排水技术领域，尤其涉及一种高速公路隧道用积水排放装置。


背景技术：

2.高速公路隧道是专供汽车运输行驶的通道。随着社会经济和生产的发展，高速公路大量出现，对道路的修建技术提出了较高的标准，要求线路顺直、坡度平缓、路面宽敞等。因此在道路穿越山区时，过去盘山绕行的方案多改为隧道方案。隧道的修建在改善高速公路技术状态、缩短运行距离、提高运输能力、减少事故等方面起到重要的作用，高速隧道的主体建筑物一般由洞身、衬砌和洞门组成，在洞口容易坍塌的地段，还加建明洞。隧道的附属构筑物有防水、通风和照明设施、交通信号设施以及应急设施等。
3.在降水量较多的季节，伴随着大量的降雨，隧道内两侧下水道的排水速度不及路面的积水速度，加上积水中含有大量的泥沙杂物，易对下水道造成组成，从而在隧道内部形成积水，严重影响车辆的正常通行，高速公路隧道工作人员在了解到某一隧道处内产生积水时，需要迅速赶往现场，使用积水排放装置，对隧道内的积水进行排出，以快速回复路面的正常通行。
4.但是，一方面从隧道内产生积水到工作人员赶往现场需要较长的时间，使得路面的拥堵情况不断加重，从而导致积水排放效率较低，另一方面积水排放装置灵活性较差，受隧道长度影响，不能够将积水排放至合适位置，而且水中的大量泥沙杂质易造成排水管的堵塞，进而影响整体的使用寿命。


技术实现要素：

5.本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
6.本发明还有一个目的是提供高速公路隧道用积水排放装置，其一方面实现了在隧道内发生积水的第一时间进行排水处理，避免积水过高影响通行，另一方面实现了排水过程中的资源利用，在形成电量的存储，为辅助元件进行供电，减少电力的额外消耗。
7.为实现上述目的和一些其他的目的，本发明采用如下技术方案：
8.一种高速公路隧道用积水排放装置，包括：
9.检修道，其设置在高速公路隧道内部的两侧，用于日常隧道内部检修以及积水排放装置的安装；
10.排水总管，其设置在检修道的内部，所述排水总管与检修道之间呈平行设置，所述排水总管的一端穿过检修道延伸至隧道外部的河道或者溪流中，所述排水总管的一端设置有出水口；
11.排水支管，其设置在排水总管的一侧，所述排水支管的数量根据隧道长度进行设置，排水支管的一端与排水支管密封固定，且排水支管的另一端延伸至检修道的外部，所述排水支管的另一端设置有进水口；
12.金属过滤网，其设置在排水支管靠近进水口一端的内部，所述金属过滤网的一侧安装有旋转头，且旋转头与金属过滤网转动连接，所述旋转头的外部设有四个呈环形均匀分布的防堵刮片；
13.元件箱，其设置在排水支管的下端，所述元件箱内部的中间位置处安装有发电机，所述发电机的一侧安装有控制器，所述发电机的另一侧安装有蓄电池；
14.水泵，其设置在排水支管靠近排水总管的一端，且水泵与排水支管密封固定，所述水泵靠近排水总管的一端设置有电控阀，且电控阀与排水支管密封固定。
15.优选的是，所述排水支管的中间位置处设置有收束通道，且收束通道的所在平面与排水支管所在平面之间的夹角为二十度，所述收束通道的中间位置处安装有飞轮，且飞轮与收束通道通过弧形安装座转动连接，水流可从收束通道与弧形安装座之间的缝隙通过，所述飞轮的下端与发电机的输出轴通过联轴器传动连接，所述发电机的输出端与蓄电池的输入端电性连接。
16.优选的是，所述排水支管的两侧均设置有分流管，且分流管的两端均与排水支管密封固定，所述分流管的直径小于排水支管。
17.优选的是，所述排水支管靠近进水口一端的下方固定设置有安装箱，所述安装箱与排水支管之间密封固定有密封管，所述安装箱的内部安装有电动马达，且电动马达的输入端与蓄电池的输出端电性连接，所述电动马达的上端安装有第二旋转轴，且第二旋转轴延伸至排水支管的内部，所述第二旋转轴的一端固定设置有第二锥形齿轮，所述旋转头的后端固定设置有第一旋转轴，所述第一旋转轴的一端固定设置有第一锥形齿轮，且第一锥形齿轮与第二锥形齿轮啮合连接。
18.优选的是，所述第一旋转轴的外部安装有轴承套，且轴承套与第一旋转轴转动连接，所述轴承套的下端与排水支管固定连接。
19.优选的是，所述进水口的一侧固定安装有第一水位传感器，且第一水位传感器的输出端与控制器的输入端电性连接，所述进水口的外部设置有警示灯，且警示灯与进水口通过螺丝固定，所述警示灯的输入端与控制器的输出端电性连接。
20.优选的是，所述第一水位传感器与地面的间距为一点五厘米。
21.优选的是，所述排水支管的上方设置有第二水位传感器，且第二水位传感器与检修道通过螺栓固定，所述第二水位传感器的输出端与控制器的输入端电性连接，所述控制器的输出端还设置有显示屏和播报器，且显示屏和播报器均安装于高速公路隧道的进口处。
22.优选的是，所述第二水位传感器与地面的间距为十五厘米。
23.本发明至少包括以下有益效果：
24.1、本发明通过在进水口下端的一侧安装有第一水位传感器，第一水位传感器的检测端距离地面1.5厘米，在暴雨环境下，高速公路隧道内的积水不断上升，达到第一水位传感器检测端时，发送信号至控制器，控制器打开电控阀以及水泵，在水泵的作用下，迅速将进水口处的积水输送至排水支管的内部，在金属过滤网的作用下，能够将积水中的泥沙杂质进行过滤，避免在排水支管的内部造成堵塞，从而确保整体的畅通，积水不断地通过排水支管汇集至排水总管，排水总管的一端延伸至隧道外部的河道或者溪流中，从而形成对积水的合理排放，通过这种方式，一方面能够实时响应，在路面形成积水的第一时间即可进行
排水工作，节省了隧道内产生积水到工作人员赶往现场所花费的时间，确保在暴雨环境下车辆的正常通行，另一方面整体的灵活性较高，由于不同的隧道长度各不相同，每个排水支管之间都能够形成一个排放区域，通过截止阀的启闭进行实现对区域积水的排放，以避免多个水泵同时开启造成额外的电力浪费。
25.2、通过在排水支管的中间位置处安装有电力回收装置，电力回收装置由飞轮、发电机和蓄电池组成，在积水进入排水支管时，首先进入至收束通道，收束通道的所在平面与排水支管所在平面之间小于九十度的夹角为二十度，那么在管道的收束下，在该位置处下形成挤压，从而提高了积水的流动速度，积水接触至飞轮时，在压力作用下使得飞轮高速转动，将水能转换成机械能，飞轮的转轴又带动发电机的转子，将机械能转换成电能而输出，输出的电能在蓄电池内部进行储存，蓄电池分别为第一水位传感器、第二水位传感器、警示灯以及电动马达进行供电，进一步降低电能的额外效果，提高了对资源的利用效率，另外在排水支管的两侧分别设置有分流管，分流管的两端与排水支管相连通，由于收束通道的孔径较小，在进水量较大时会对排水效率产生影响，而分流管在进水量较大的时对收束通道进行分担压力，在不影响排水效率的同时形成电力转化。
26.3、通过在金属过滤网的前端安装有旋转头，旋转头的外部设有四个呈环形均匀分布的防堵刮片，排水支管工作的同时，蓄电池为电动马达进行供电，其输出轴带动上方装有第二锥形齿轮的第二旋转轴进行旋转，在齿轮的啮合作用下，带动装有第一锥形齿轮的第一旋转轴进行转动，第一旋转轴的一端与旋转头固定连接，因此，在电动马达的驱动下，令防堵刮片快速旋转，而防堵刮片的内侧与金属过滤网相贴合，能够将附着于金属过滤网表面的泥沙杂质进行清理，以确保积水的通过流畅度。
27.4、通过排水支管靠近进水口的一端安装有两个警示灯，排水支管在积水进行排出的过程中，通过控制器打开警示灯，以提醒通过车辆，路面存在积水，减速行驶，进一步提高了安全性，通过在进水口的上方安装有第二水位传感器，第二水位传感器固定于检修道的一侧，与地面间距为15厘米，在特大暴雨的环境下，路面积水上升速度过快达到第二水位传感器的检测端时，表示隧道内水位堆积过高，已不适合车辆的通行，将信号发送至控制器，控制器在隧道外部的显示屏上通知隧道内部信息，并通过播放器提醒车辆停留在隧道外部，等待内部排水。
附图说明
28.图1是本发明提供的整体结构立体图；
29.图2是本发明提供的积水排放装置与检修道安装结构立体图；
30.图3是本发明提供的图1中a区域局部放大图；
31.图4是本发明提供的排水支管内部结构侧视图；
32.图5是本发明提供的排水支管内部结构俯视图；
33.图6是本发明提供的积水排放装置系统原理图。
具体实施方式
34.下面结合附图对本发明做详细说明，以令本领域普通技术人员参阅本说明书后能够据以实施。
35.如图1
‑
6所示，一种高速公路隧道用积水排放装置，包括：检修道1，其设置在高速公路隧道内部的两侧，用于日常隧道内部检修以及积水排放装置的安装；
36.排水总管2，其设置在检修道1的内部，排水总管2与检修道1之间呈平行设置，排水总管2的一端穿过检修道1延伸至隧道外部的河道或者溪流中，排水总管2的一端设置有出水口3；
37.排水支管4，其设置在排水总管2的一侧，排水支管4的数量根据隧道长度进行设置，排水支管4的一端与排水支管4密封固定，且排水支管4的另一端延伸至检修道1的外部，排水支管4的另一端设置有进水口7；
38.金属过滤网12，其设置在排水支管4靠近进水口7一端的内部，金属过滤网12的一侧安装有旋转头13，且旋转头13与金属过滤网12转动连接，旋转头13的外部设有四个呈环形均匀分布的防堵刮片14；
39.元件箱6，其设置在排水支管4的下端，元件箱6内部的中间位置处安装有发电机24，发电机24的一侧安装有控制器26，发电机24的另一侧安装有蓄电池25；
40.水泵8，其设置在排水支管4靠近排水总管2的一端，且水泵8与排水支管4密封固定，水泵8靠近排水总管2的一端设置有电控阀9，且电控阀9与排水支管4密封固定。
41.在上述方案中，一方面能够实时响应，在路面形成积水的第一时间即可进行排水工作，节省了隧道内产生积水到工作人员赶往现场所花费的时间，确保在暴雨环境下车辆的正常通行，另一方面整体的灵活性较高，由于不同的隧道长度各不相同，每个排水支管之间都能够形成一个排放区域，通过截止阀的启闭进行实现对区域积水的排放，以避免多个水泵同时开启造成额外的电力浪费。
42.一个优选方案中，排水支管4的中间位置处设置有收束通道22，且收束通道22的所在平面与排水支管4所在平面之间的夹角为二十度，收束通道22的中间位置处安装有飞轮23，且飞轮23与收束通道22通过弧形安装座28转动连接，水流可从收束通道22与弧形安装座28之间的缝隙通过，飞轮23的下端与发电机24的输出轴通过联轴器传动连接，发电机24的输出端与蓄电池25的输入端电性连接。
43.在上述方案中，在积水进入排水支管时，首先进入至收束通道，收束通道的所在平面与排水支管所在平面之间小于九十度的夹角为二十度，那么在管道的收束下，在该位置处下形成挤压，从而提高了积水的流动速度，积水接触至飞轮时，在压力作用下使得飞轮高速转动，将水能转换成机械能，飞轮的转轴又带动发电机的转子，将机械能转换成电能而输出，输出的电能在蓄电池内部进行储存，蓄电池分别为第一水位传感器、第二水位传感器、警示灯以及电动马达进行供电，进一步降低电能的额外效果，提高了对资源的利用效率。
44.一个优选方案中，排水支管4的两侧均设置有分流管5，且分流管5的两端均与排水支管4密封固定，分流管5的直径小于排水支管4。
45.在上述方案中，由于收束通道的孔径较小，在进水量较大时会对排水效率产生影响，而分流管在进水量较大的时对收束通道进行分担压力，在不影响排水效率的同时形成电力转化。
46.一个优选方案中，排水支管4靠近进水口7一端的下方固定设置有安装箱19，安装箱19与排水支管4之间密封固定有密封管27，安装箱19的内部安装有电动马达20，且电动马达20的输入端与蓄电池25的输出端电性连接，电动马达20的上端安装有第二旋转轴31，且
第二旋转轴31延伸至排水支管4的内部，第二旋转轴31的一端固定设置有第二锥形齿轮18，旋转头13的后端固定设置有第一旋转轴16，第一旋转轴16的一端固定设置有第一锥形齿轮17，且第一锥形齿轮17与第二锥形齿轮18啮合连接。
47.在上述方案中，蓄电池为电动马达进行供电，其输出轴带动上方装有第二锥形齿轮的第二旋转轴进行旋转，在齿轮的啮合作用下，带动装有第一锥形齿轮的第一旋转轴进行转动，第一旋转轴的一端与旋转头固定连接，因此，在电动马达的驱动下，令防堵刮片快速旋转，而防堵刮片的内侧与金属过滤网相贴合，能够将附着于金属过滤网表面的泥沙杂质进行清理，以确保积水的通过流畅度。
48.一个优选方案中，第一旋转轴16的外部安装有轴承套21，且轴承套21与第一旋转轴16转动连接，轴承套21的下端与排水支管4固定连接。
49.在上述方案中，轴承套21能够提高第一旋转轴16的安装稳固性。
50.一个优选方案中，进水口7的一侧固定安装有第一水位传感器10，且第一水位传感器10的输出端与控制器26的输入端电性连接，进水口7的外部设置有警示灯15，且警示灯15与进水口7通过螺丝固定，警示灯15的输入端与控制器26的输出端电性连接。
51.在上述方案中，高速公路隧道内的积水不断上升，达到第一水位传感器检测端时，发送信号至控制器，控制器打开电控阀以及水泵，在水泵的作用下，迅速将进水口处的积水输送至排水支管的内部。同时排水支管在积水进行排出的过程中，通过控制器打开警示灯，以提醒通过车辆，路面存在积水，减速行驶，进一步提高了安全性。
52.一个优选方案中，第一水位传感器10与地面的间距为一点五厘米。
53.在上述方案中，此距离为排水支管中水泵、电控阀、警示灯以及电动马达的开启高度。
54.一个优选方案中，排水支管4的上方设置有第二水位传感器11，且第二水位传感器11与检修道1通过螺栓固定，第二水位传感器11的输出端与控制器26的输入端电性连接，控制器26的输出端还设置有显示屏29和播报器30，且显示屏29和播报器30均安装于高速公路隧道的进口处。
55.在上述方案中，在特大暴雨的环境下，路面积水上升速度过快达到第二水位传感器的检测端时，表示隧道内水位堆积过高，已不适合车辆的通行，将信号发送至控制器，控制器在隧道外部的显示屏上通知隧道内部信息，并通过播放器提醒车辆停留在隧道外部，等待内部排水。
56.一个优选方案中，第二水位传感器11与地面的间距为十五厘米。
57.在上述方案中，此距离为安全警示的警戒高度。
58.尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里所示出与描述的图例。