一种新型金属建筑屋面自由落水装置的制作方法

本发明涉及建筑屋面技术领域，尤其涉及一种新型金属建筑屋面自由落水装置。

背景技术：

钢结构建筑的金属屋面排水，通常都为金属外天沟或内天沟配合金属彩钢板落水管或pvc落水管的做法。在年降水量大或短时降雨强度大，经常会出现因落水管排水不畅而导致天沟满沟外溢甚至雨水反流进室内导致漏水的现象，使天沟的集水作用失效，给实际的生产及使用过程中带来极大的不便利性。

因此，需要开发一种开放型落水装置，在不改变建筑天沟的情况下，同样实现了屋面的有组织排水，此外现有技术中，建筑天沟处极易积累泥土、灰尘，这些泥土、灰尘长期积累极易造成排水不畅，从而导致雨水积攒在屋顶，进一步导致漏水等不良后果。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中的问题，而提出的一种新型金属建筑屋面自由落水装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种新型金属建筑屋面自由落水装置，包括设置在屋顶边缘的屋檐，所述屋檐竖直设置在屋顶的边缘处，所述屋檐上固定有一个天沟，所述天沟的下壁连通有一个分雨槽，所述分雨槽下部贯通并固定连接有一个引流网，所述引流网的下端面固定有若干个竖直的引雨帘，所述屋檐底部固定贯穿连通有多个雨水管，每个所述雨水管的下端均连通至分雨槽内；

所述天沟的下侧内壁水平滑动连接有一个方形套，所述方形套为矩形框体结构，所述方形套内套设有一个可沿其竖直方向运动的内齿板，所述内齿板内壁啮合有齿轮，所述齿轮过盈配合有齿轮轴，所述齿轮轴贯穿天沟的侧壁并连接有一个伺服电机，所述伺服电机与天沟的外壁焊接固定，所述伺服电机的输出轴与齿轮轴同轴焊接，所述内齿板的侧壁焊接有一个硬质的连杆，所述连杆上设置有支撑组件，所述屋檐的外壁固定连接有一个挡板，所述支撑组件与挡板相抵。

在上述的新型金属建筑屋面自由落水装置中，所述连杆上焊接固定有一个u型管，所述u型管的两端分别位于屋檐的两侧，所述u型管位于天沟内的一侧固定连通有一个波纹管，所述波纹管的下端固定连通在分雨槽内，所述屋檐的底部设置有一个压力传感器。

在上述的新型金属建筑屋面自由落水装置中，所述支撑组件包括圆轴、圆套，所述圆轴焊接固定在连杆上，所述圆套转动连接在圆轴上，所述圆轴为台阶轴，所述圆轴大直径处的内径大于圆套的内径小于圆套的外径，所述圆套的一端与连杆相抵，所述圆套的另一端与圆轴的台阶处相抵。

在上述的新型金属建筑屋面自由落水装置中，所述u型管远离波纹管的一端固定连接有一个滑块，所述屋檐上开设有一个水平的滑槽，所述滑块滑动连接在滑槽内部，所述滑块侧壁开设有一个块腔，所述u型管与块腔相对的部分开设有一个侧孔，所述块腔内密封滑动连接有一个活塞。

在上述的新型金属建筑屋面自由落水装置中，所述块腔侧壁开设有一个块槽，所述块槽内滑动连接有一个同步块，所述同步块与活塞固定连接，所述同步块位于滑块外的部分通过销轴转动连接有一个转动杆，所述转动杆远离滑块的一端转动连接有一个套管，所述套管滑动套接在u型管上。

在上述的新型金属建筑屋面自由落水装置中，所述伺服电机的输出轴上通过同步器连接有一个转轴，所述转轴通过销轴转动连接在分雨槽的外壁，所述分雨槽的下壁固定连接有一个复位弹簧，所述复位弹簧的下端固定连接有一个击打板，所述转轴上固定连接有一个凸轮。

在上述的新型金属建筑屋面自由落水装置中，所述凸轮外缘距转轴的最远距离和最短距离差大于3mm、小于8mm；所述击打板的一端弯曲且向上勾起，所述击打板使用橡胶材料制成。

在上述的新型金属建筑屋面自由落水装置中，所述同步器包括两个带轮和一个同步带，两个所述带轮分别固定连接在伺服电机的输出轴和转轴上，所述同步带套设在两个带轮上。

在上述的新型金属建筑屋面自由落水装置中，所述内齿板外轮廓为方形，所述内齿板内轮廓为腰型结构且内壁设置有轮齿，所述内齿板内壁两侧为半圆形结构。

在上述的新型金属建筑屋面自由落水装置中，所述挡板的长度等于内齿板内壁长度的二分之一，所述挡板在竖直方向的宽度等于方形套内壁与内齿板外壁在竖直方向的最大宽度差，所述挡板的两端为半圆形结构。

与现有的技术相比，本发明的优点在于：

1、在下雨时，雨水会汇集到屋檐处并经雨水管、引流网向下流出，实现自由落水，本发明中设置有多个引雨帘，引雨帘对雨水形成引流效果，使得自由落水更加美观，而在雨水量较大时，伺服电机带动齿轮转动，齿轮与内齿板啮合可带动内齿板运动，连杆随方形套一起在水平方向运动，对屋檐中的积水产生搅拌效果；

2、本发明中在u型管处的虹吸效果开始时，伺服电机才开始工作带动连杆和u型管往复运动，u型管对屋檐中的积水产生一定的搅拌效果，在此效果下，可将沉积在屋檐底部的泥土搅拌至悬浮状态，从而降低屋檐底部的泥土量；

3、本发明中设置有滑块部分结构，当u型管内开始流动雨水时，由于其两端具有明显的高度差，从而使得u型管内的流速较大；根据伯努利定律可知，侧孔处的压强降低，从而带动活塞向侧孔方向运动，活塞带动同步块同步向侧孔方向运动，此过程中，转动杆产生转动推动套管向下滑动，间接使得u型管向下运动至屋檐底部，从而使得u型管部分对屋檐处的搅拌更加彻底，初始状态下u型管并未延伸至屋檐的底部可避免泥土堵塞u型管。

4、本发明中的支撑组件包括圆轴、圆套，圆轴大直径处的内径大于圆套的内径小于圆套的外径，圆套的一端与连杆相抵，圆套的另一端与圆轴的台阶处相抵，将挡板与支撑组件的滑动连接变更为滚动连接，减小了挡板与支撑组件所受的摩擦力，使运动更加的顺畅。

附图说明

图1为本发明提出的一种新型金属建筑屋面自由落水装置的结构示意图；

图2为本发明提出的一种新型金属建筑屋面自由落水装置中a部分结构的放大示意图；

图3为本发明提出的一种新型金属建筑屋面自由落水装置中方向套部分的侧视图；

图4为本发明提出的一种新型金属建筑屋面自由落水装置中支撑组件部分的放大图；

图5为本发明提出的一种新型金属建筑屋面自由落水装置中滑块部分的放大示意图。

图中：1屋顶、2屋檐、3天沟、4分雨槽、5引流网、6引雨帘、7雨水管、8方形套、9伺服电机、10齿轮、11内齿板、12连杆、13挡板、14支撑组件、15压力传感器、16u型管、17波纹管、18滑块、19侧孔、20套管、21块腔、22活塞、23同步块、24块槽、25转动杆、26同步器、27转轴、28凸轮、29击打板、30复位弹簧、141圆轴、142圆套。

具体实施方式

以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。

实施例

参照图1-5，一种新型金属建筑屋面自由落水装置，包括设置在屋顶1边缘的屋檐2，屋檐2竖直设置在屋顶1的边缘处，屋檐2上固定有一个天沟3，天沟3的下壁连通有一个分雨槽4，分雨槽4下部贯通并固定连接有一个引流网5，引流网5的下端面固定有若干个竖直的引雨帘6，屋檐2底部固定贯穿连通有多个雨水管7，每个雨水管7的下端均连通至分雨槽4内；

天沟3的下侧内壁水平滑动连接有一个方形套8，方形套8为矩形框体结构，方形套8内套设有一个可沿其竖直方向运动的内齿板11，内齿板11内壁啮合有齿轮10，齿轮10过盈配合有齿轮轴，齿轮轴贯穿天沟3的侧壁并连接有一个伺服电机9，伺服电机9与天沟3的外壁焊接固定，伺服电机9的输出轴与齿轮轴同轴焊接，内齿板11的侧壁焊接有一个硬质的连杆12，连杆12上设置有支撑组件14，屋檐2的外壁固定连接有一个挡板13，支撑组件14与挡板13相抵。

连杆12上焊接固定有一个u型管16，u型管16的两端分别位于屋檐2的两侧，u型管16位于天沟3内的一侧固定连通有一个波纹管17，波纹管17的下端固定连通在分雨槽4内，屋檐2的底部设置有一个压力传感器15。

支撑组件14包括圆轴141、圆套142，圆轴141焊接固定在连杆12上，圆套142转动连接在圆轴141上，圆轴141为台阶轴，圆轴141大直径处的内径大于圆套142的内径小于圆套142的外径，圆套142的一端与连杆12相抵，圆套142的另一端与圆轴141的台阶处相抵，将挡板3与支撑组件14的滑动连接变更为滚动连接，减小了挡板13与支撑组件14所受的摩擦力，使运动更加的顺畅。

u型管16远离波纹管17的一端固定连接有一个滑块18，屋檐2上开设有一个水平的滑槽，滑块18滑动连接在滑槽内部，滑块18侧壁开设有一个块腔21，u型管16与块腔21相对的部分开设有一个侧孔19，块腔21内密封滑动连接有一个活塞22。

本发明中设置有滑块18部分结构，当u型管16内开始流动雨水时，由于其两端具有明显的高度差，从而使得u型管16内的流速较大；根据伯努利定律可知，侧孔19处的压强降低，从而带动活塞22向侧孔19方向运动（活塞22与块腔21的内壁共同固定连接有一个拉伸弹簧，以使活塞22复位），活塞22带动同步块23同步向侧孔19方向运动，此过程中，转动杆25产生转动推动套管20向下滑动，间接使得u型管16向下运动至屋檐2底部，从而使得u型管16部分对屋檐2处的搅拌更加彻底，初始状态下u型管16并未延伸至屋檐2的底部可避免泥土堵塞u型管16。

块腔21侧壁开设有一个块槽24，块槽24内滑动连接有一个同步块23，同步块23与活塞22固定连接，同步块23位于滑块18外的部分通过销轴转动连接有一个转动杆25，转动杆25远离滑块18的一端转动连接有一个套管20，套管20滑动套接在u型管16上。

伺服电机9的输出轴上通过同步器26连接有一个转轴27，转轴27通过销轴转动连接在分雨槽4的外壁，分雨槽4的下壁固定连接有一个复位弹簧30，复位弹簧30的下端固定连接有一个击打板29，转轴27上固定连接有一个凸轮28。

凸轮28外缘距转轴27的最远距离和最短距离差大于3mm、小于8mm；击打板29的一端弯曲且向上勾起，击打板29使用橡胶材料制成；同步器26包括两个带轮和一个同步带，两个带轮分别固定连接在伺服电机9的输出轴和转轴27上，同步带套设在两个带轮上。

本发明中还设置有击打板29部分结构，伺服电机9通过同步器26带动转轴27转动，转轴27带动其上的凸轮28转动，复位弹簧30使得击打板29向上运动与引流网5相抵，凸轮28转动间歇性的向下推动击打板29，击打板29在复位弹簧30的作用下不断的撞击引流网5，避免泥土等杂质堵塞引流网5。

内齿板11外轮廓为方形，内齿板11内轮廓为腰型结构且内壁设置有轮齿，内齿板11内壁两侧为半圆形结构；挡板13的长度等于内齿板11内壁长度的二分之一，挡板13在竖直方向的宽度等于方形套8内壁与内齿板11外壁在竖直方向的最大宽度差，挡板13的两端为半圆形结构。挡板13离方形套8的竖直方向距离大于内齿板11的内宽，避免支撑组件14与方形套8发生干涉的现象，

在下雨时，雨水会汇集到屋檐处并经雨水管7向下流动至分雨槽4中，最终透过引流网5向下流出，实现自由落水，本发明中在引流网5下壁设置有多个引雨帘6，引雨帘6对雨水形成引流效果，使得自由落水更加美观。

当雨水量较大时，压力传感器15上感受到较强的压力，发出电信号控制伺服电机9启动使其带动齿轮10转动，齿轮10与内齿板11啮合可带动内齿板11运动，当齿轮10与内齿板11的左侧壁或右侧壁啮合时，可带动内齿板11上下移动，由于内齿板11只能相对方形套8上下滑动，所以当内齿板11左右运动时，方形套8会随内齿板11一起运动，当齿轮10与内齿板11的两端的弧形部分啮合时，内齿板11在方形套8内上下移动，在此期间，连杆12随方形套8一起在水平方向运动。

本发明中，当雨水量较大时，雨水管7无法快速将雨水完全排出，屋檐2处会积累大量的雨水，让雨水量达到u型管16的最高点时，u型管16处会形成虹吸效应，且u型管16两端具有较大的高度差，在这个高度差之下，虹吸效果会非常明显，此时屋檐2处积累的雨水会快速从u型管16排出。

值得说明的是：在u型管16处的虹吸效果开始时，伺服电机9才开始工作带动连杆12和u型管16往复运动，u型管16对屋檐2中的积水产生一定的搅拌效果，在此效果下，可将沉积在屋檐2底部的泥土搅拌至悬浮状态，从而降低屋檐2底部的泥土量；本发明中u型管16与波纹管17连通，波纹管17可产生一定的伸缩效果，从而使得u型管16内的水可只需流动至分雨槽4内。

尽管本文较多地使用了屋顶1、屋檐2、天沟3、分雨槽4、引流网5、引雨帘6、雨水管7、方形套8、伺服电机9、齿轮10、内齿板11、连杆12、挡板13、支撑组件14、压力传感器15、u型管16、波纹管17、滑块18、侧孔19、套管20、块腔21、活塞22、同步块23、块槽24、转动杆25、同步器26、转轴27、凸轮28、击打板29、复位弹簧30、圆轴141、圆套142等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。