一种井盖的弹性伸缩和啮合系统的制作方法

本实用新型涉及埋地管网技术领域，具体涉及一种井盖的弹性伸缩和啮合系统。

背景技术：

路面井盖作为一种古老而常见的产品，材质可以石头井盖、水泥井盖、生铁井盖、熟铁井盖到玻璃钢纤维井盖。

其本质的意义在于：井盖创造一个地下空间，并根据人民的需求，需要打开时即可打开井盖，需要关闭时即可关闭井盖。

井盖的深层意义在于：

井盖不开启的时候，盖面可以抵御外力冲击和压迫，不发出噪音，井盖关闭的最高境界即是井盖关闭即为路面；

井盖开启的时候，盖面可以顺利打开，且较少耗费人力，无需借助专用或大型工具；井盖开启的最高境界应该是轻松开启即为井口；

井盖在日常运行中，它又是一种社会固定资产，故而必须考虑到防盗的作用；

井盖的故障，其问题产生的各类因素和技术变量比较多，以下为常见故障和分析。

(1)水泥井盖破裂的问题：水泥的脆性和质量标准的难以控制。这种井盖钢筋的数量决定成本，往往供货到最后会缺少钢筋。而且水泥井盖在大货车急速碾压的时候，受到猛烈冲击。尤其是盖面和井框的接触面为止疲劳冲击更加强烈，加之自身制造的不精确程度所产生的缝隙，更加剧了疲劳冲击。从而产生破裂。那么我们可以说这样的情况，井盖关闭时，即不是路面了。

(2)塑料井盖材质的普遍性问题：塑料(涵盖所有复合树脂之类的) 的耐冲击强度、蠕变性和高摩擦系数决定了这类井盖的瓶颈；在机动车道中，不可预见的重型车辆和不可预见的速度造成的不可预见的猛烈冲击强度，所以塑料井盖在这种情况下必须设计更厚的质量去应对，从而造成了成本过高。虽然大多数塑料井盖静态测试可以达到标准要求，然而塑料的易老化、动态耐冲击强度、应力集中性高，表面硬度低等瓶颈束缚它难以用在机动车道。故而日常中很少见到塑料井盖在机动车道的情景。

(3)生铁井盖和球铁井盖(铸钢井盖)的普遍性问题：

生铁井盖的脆性过大，决定了必须设计厚度大于2厘米才能用在机动车道上，然而这样的井盖已经成本很高，重量难以施工，特别在1平方米的井口上，单个生铁井盖基本可以达到200kg。球铁井盖目前是多数井盖的主流，皆因球铁有一定的韧性，可以耐冲击。强度虽比钢低却比塑料高多，做井盖强度已满足，且铸造球铁理论上又不能回收，天然防盗；目前做井盖最合适的材料应该是铸钢，市面上部分球铁井盖经过测试很多都是铸钢，主要原因是回收废铁多为钢铁。这样一混淆，球铁井盖天然防盗的功能在小偷面前已经不存在了。

球铁井盖(铸钢井盖)最大的难度在于打开问题，因为盖面和井框势必存在缝隙，这个缝隙在地面中势必被泥沙填满，这些泥沙在车辆碾压过程中势必压实缝隙，造成了井盖打开的困难。所以我们可以看到市面有很多开启井盖的大型专用工具贩卖，甚至动用液压开启井盖；

综上所述：水泥井盖的难题在于脆性和偷工减料难控制；塑料井盖的难题在于无论如何强度都比不上铸铁井盖，且打开问题也是头疼；铸铁井盖的难题在于防盗和开启问题普遍存在；传统做法无法做到“稳固、耐久、快捷”的使用标准。

故而我们实用新型了一种路面井盖的弹性伸缩和啮合系统，经使用测试，可以解决铸铁井盖(球铁或铸钢)和塑料井盖的顺利轻松开启；解决了泥沙对井盖的阻碍；解决了铸铁井盖在日常使用中的噪音问题；解决了铸铁井盖在日常使用中的防盗问题。

技术实现要素：

本实用新型的解决问题和方法如下：

我们为了解决井盖的噪音、井盖的开启、井盖的防盗三大技术难题，我们构思和测试了一种井盖的伸缩和啮合系统：

(1)井盖的盖面自带旋转轴，并与井框的旋转轴配合。承接配合的螺丝在施工之后，将埋入土中，从而使盖面和井框连为一体；盖面无法轻易被人从井框上分离，从而解决防盗的问题；

(2)在井盖的盖面上制造若干个缝隙，这些缝隙呈现相互有序对应的关系，或接近平行，或接近垂直，从而使井盖的盖面在外力的作用下可以产生收缩与回弹；

(3)在井盖的盖面一侧，制造若干个啮合齿和受力槽；同时在对应的井框上制造若干个啮合齿结构；啮合齿之间的结构可以分离和结合，井框上的啮合齿水平高度高于盖面啮合齿；

(4)通过盖面上的受力槽，使外力(例如撬棍的使用)使盖面整体变形，从而使盖面的啮合齿脱离井框的啮合齿，实现开启；由于盖面的整体变形，盖面与井框缝隙之间的沙石可以脱离或不卡死井盖；从而实现了对井盖的顺利开启；

(5)在关闭井盖时，利用重力或人力(脚踩)，提供给盖面整体变形的动力，从而使盖面的啮合齿镶入井框的啮合齿里面，实现关闭；由于井框的啮合齿在井盖啮合齿之上，从而持续地提供一种向下的压力给盖面，从而保证盖面与井框结合紧密，减少之间缝隙。从而实现了对井盖的防噪功能；

(6)该设计中存在的弱点在于盖面将产生提供盖面收缩伸张的开缝，作为设计悖论，难以克服的弱点，将导致井盖无法形成一个密闭的空间；然而在燃气井的使用上，这种做法反而提高了安全性，所以燃气井以及要求不高的其他井盖允许若干开缝；

为了克服盖面的开缝问题，我们设计了使用易变形的材料(如橡胶、塑料、冲压不锈钢等)对开缝进行镶嵌，从而使得整个盖面是连续的，又能产生收缩。进而，对井盖的盖面和井框设计提供了一种比较完美的交代。

本实用新型是在论证了国内外现实施工情况而提出，见证了各种日常井盖的情况，具有不可争辩的创新性。

附图说明

图1为井盖的盖面弹性伸缩和啮合系统的结构示意图；

图2a为盖面啮合齿居于井框啮合齿之上的示意图；

图2b为盖面啮合齿收缩示意图(交叉量为变形量)；

图2c为盖面啮合齿伸张，居于井框啮合齿下方的示意图；

图2d为撬开井盖，盖面啮合齿收缩的示意图；

为利用了弹性伸缩和啮合系统技术的盖面和井框的运动示意图；

图3为利用了井盖的盖面弹性伸缩和啮合系统技术的方型井盖的实例；

图4为利用了井盖的盖面弹性伸缩和啮合系统技术的方型井盖的实例；

图5为利用了井盖的盖面弹性伸缩和啮合系统技术的圆形井盖的实例；

图6为使用了井盖的盖面弹性伸缩和啮合系统技术的嵌入柔性材料的实例。

附图标记：

1：井框；2：盖面的连续界面(硬性界面)；3：盖面的开缝(柔性界面)；4：盖面的啮合齿；5：盖面的外力施加处；6：旋转轴连接件；7：井框旋转轴；8：盖面旋转轴；9：井框啮合齿；10：柔性材料。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

参阅图1，一种井盖的盖面弹性伸缩和啮合系统，包括：

井框1、若干井框旋转轴7、若干盖面旋转轴8、若干旋转轴连接件6、盖面连续界面2、若干盖面开缝3、若干盖面啮合齿4、若干井框啮合齿9。

进一步地，盖面旋转轴8可通过旋转轴连接件6对井框旋转轴7进行固定和旋摆运动。

进一步地，盖面开缝3不完全断开盖面连续界面2；盖面连续界面2 可以通过盖面开缝3收缩和伸张；盖面连续界面2的运动可以带动盖面啮合齿4同时运动。

进一步地，井盖开启状态时盖面啮合齿4居于井框啮合齿9之上，井盖关闭状态时盖面啮合齿4居于井框啮合齿9之下。

进一步地，盖面开缝3可使用柔性材料10进行嵌合，该柔性材料10 可以是：橡胶、塑料或冲压件等。

一、我们构建的这种井盖系统，旋转轴的具备三个作用：

(1)赋予盖面防盗功能：在施工完毕的时候，盖面和井框的连接栓埋入地下，如果要将井盖和井框分离，则必须破开路面或者将盖面锯断。这样造成了偷井的成本比不偷井的成本要高，故而井盖将天然防盗；

(2)给予盖面伸缩的反方向外力：一旦给盖面的侧面施加压力，则相对的方向，旋转轴将固定不动，从而可以受力将盖面收缩；一旦盖面的侧面没有压力，则相对的方向，旋转轴固定不动，则可以将盖面从伸缩状态恢复到正常状态，即伸张；

(3)给予盖面相对井框约1/4圆周运动的圆点，在使用过程中，我们设计的盖面和井框打开状态时，其盖面与井框以大于90度的夹角为佳，这样可以保证盖面打开后不会自然掉回井框中。

二、我们构建的这种井盖系统，盖面上的连续界面具备三个作用：

(1)赋予井盖的最主要的覆盖功能；连续界面越多，此时井盖的密实性越大；

(2)赋予井盖主要的力学支撑作用；在连续界面地下，则可以通过构建若干加强筋，从而支撑起整个连续界面；

(3)赋予表面花纹和信息的定制作用：通过在盖面上对花纹的构建，也可以将各类公司信息，井盖信息制作上去，从而更具美感和信息表达性；三、我们构建的这种井盖系统，盖面上的开缝界面具备三个作用：

(1)提供给盖面伸缩的空间，当受到侧面外力挤压的时候则缝隙收小，从而带动盖面啮合齿脱离井框啮合齿，实现盖面脱离井框或盖面插入井框的功能；

(2)提供给燃气领域的阀门井防止密闭空间的功能：天然气的密度小于空气，则一旦阀门泄漏，燃气不会在阀门井内堆积，从而增加了燃气井的安全性；

(3)提供给燃气运行部门探测泄漏的空间：燃气运行部门可以通过盖面的开缝将气体收集器放入井内，判断是否阀门泄漏的情况发生。当然，开缝位置设计得当也可以运用于自来水的听音探漏的作用。

四、我们构建的这种井盖系统，盖面上的啮合齿和井框上的啮合齿具备三大作用：

(1)给予盖面和井框相互运动的分离和结合，比如打开井盖，防止沙石的阻碍打开：

我们先构建了一个空间可以放置撬棍，撬棍的杠杆作用对盖面进行巨大力气的挤压，从而使盖面沿着开缝处整体收缩，当然开缝和盖面连续界面的同个位置我们已经做了加强。此时，促使盖面啮合齿脱离井框啮合齿。从而使一侧盖面脱离井框。因为打开时具备了盖面的收缩，所以盖面和井框上的缝隙沙石填充，则不阻碍井盖的运动，故而只需要一个支点，它即刻便捷打开井盖。

(2)给予盖面和井框相互运动的结合和分离作用，比如关闭井盖，防止噪音产生：

在盖面沿着旋转轴自然掉下，以及人为的用脚大力踩的情况下。我们可以把井盖的盖面沿着旋转轴，看成一个杠杠，沿着杠杠的末端则是盖面的啮合面和井框的啮合面。由盖面的啮合面本身的斜角，对应井框的啮合面斜角，相互运动的过程中，产生巨大的侧面挤压力，迫使盖面收缩，顶到井框啮合齿顶端又自然回弹入井框啮合齿下端，从而使盖面“咬入”井框。

因为这个过程都非常自然，故而只需要一脚踩，盖面则与井框密实嵌入，且在没有产生盖面巨大挤压力的情况下，盖面除非破坏，将与井框永久嵌在一起，增加了运行的安全性；

(3)因为关闭井盖过程结束后，井框的啮合齿居于盖面的啮合齿之上，可以给井盖提供一个恒定向下的压力，进而减少甚至去除盖面和井框的缝隙，故而盖面和井框之间磕碰情况极大下降，在汽车碾压情况下减少了发出声响的概率。

五、我们构建的这种井盖系统，其优化措施更在于如何减少开缝面积和更低的降噪，以及引入阀门编号镶嵌件。

(1)我们通过制造与盖面开缝一样形状的柔性镶嵌件，如塑料、橡胶、薄板冲压件，对开缝处进行镶嵌。从而既保证了盖面界面的连续性，又保证了盖面的伸缩性。这可以根据用户的实际需求进行增减。

(2)通过对盖面和井框之间的接触区域，我们又增加了橡胶、硬质塑料件作为缓冲，从而更好地发挥井框啮合齿对盖面啮合齿的压着力。从而完全使噪音消失。

(3)通过对盖面或井框的凹槽设计，我们增加了一种硬质编号牌，在填充水泥混凝土之时，将硬质编号牌镶入井盖。从而使井盖具备了身份证功能。

六、安装后使用这种井盖系统：

(1)关闭井盖：顺势推倒盖面，或脚踩下盖面，井盖啮合产生变化，盖面和井框咬合住，完成。

(2)打开井盖：顺势用撬棍在盖面的撬棍孔一撬，井盖啮合产生变化，盖面和井框分离，完成。

(3)从而达到了：稳固、耐久、快捷的使用标准。

本新型如是本行业之人能体会其奥义之所在。本新型是在论证了国内外各种井盖构造和原理情况而提出，各个结构细节具有强烈的创新性、实用性、缜密性。

本实用新型使用性能强，对提升产品安全性、提高劳动效率、减轻劳动强度等诸多好处。本实用新型的最大创新在于诠释了井盖盖面的长度变化与井框的配合产生的系列好处，量产并投放市场取得成效。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。