一种排水用井盖装置的制作方法

本实用新型涉及下水井盖技术领域，具体涉及一种排水用井盖装置。

背景技术：

井盖，用于遮盖道路或家中深井，防止人或者物体坠落。井盖按材质可分为金属井盖、高强度纤维水泥混凝土井盖、树脂井盖等。一般采用圆形。可用于绿化带、人行道、机动车道、码头、小巷等。

近年来，受天气影响，部分城市内涝现象严重，普通排水井盖无法及时有效排除积水。当积水量过大时，需通过人工开启井盖的方式排除积水。人工开启井盖需要耗费大量的人力物力，费时费力且无法及时快速地排出积水，导致车辆和行人无法出行。

因此，有必要设计一种快速排出积水的井盖装置。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术中所存在的上述技术问题，提供了一种排水用井盖装置，能够根据积水量通过连杆机构带动井盖垂直上升，使积水快速排入下水井内，解决了人为开启井盖费时费力的问题。

为实现上述技术目的，本实用新型实施例提供了一种排水用井盖装置，包括：盖板，设置在下水井的上端，所述盖板上设置有第一进水孔；井盖，设置于所述下水井的上端口处；伸缩管，与所述第一进水孔连通，所述伸缩管为可伸缩式管状；集水箱，套设在所述下水井的外侧，所述集水箱与所述伸缩管连通；所述集水箱的重量小于所述井盖的重量；所述集水箱的底部设置有与所述伸缩管相对应的第一出水孔；连杆机构，包括多个支撑组件，每个所述支撑组件包括首尾相连的第一连杆、第二连杆和第三连杆，所述第一连杆的第一端与所述井盖的底部固定连接、第二端与所述第二连杆的第一端铰接，所述第二连杆的第二端穿过所述下水井的井壁并向外延伸与所述第三连杆的第一端铰接，所述第三连杆的第二端与所述集水箱的顶部铰接；所述第一连杆垂直于所述井盖所在的平面。

进一步地，所述下水井的井壁上设置有多个支撑孔，所述支撑孔包括第一孔部和第二孔部，所述第一孔部的截面大致呈直角梯形，所述第二孔部的截面大致呈直角梯形，所述第一孔部的斜边与所述第二孔部的斜边平行，所述第一孔部上与所述第二孔部连接的直角边与所述第二孔部的斜边之间形成钝角。

进一步地，所述井盖装置还包括连通机构，所述连通机构用于控制积水进入集水箱内或从集水箱内流出；所述连通机构包括第一连板、第二连板和驱动机构，所述第一连板设置在所述盖板的底部并与所述盖板可转动连接，所述第一连板上设置有第二进水孔；所述第二连板设置在所述集水箱的底部并与所述集水箱可转动连接，所述第二连板上设置有第二出水孔；所述驱动机构与第一连板、第二连板传动连接，所述驱动机构能够驱动所述第一连板转动，以使所述第二进水孔与所述第一进水孔连通或非连通而对积水流入所述集水箱内的流路进行开闭；所述驱动机构能够驱动所述第二连板转动，以使所述第一出水孔与所述第二出水孔连通或非连通而对积水流出所述集水箱的流路进行开闭。

进一步地，所述第一连板的外缘部设置有第一齿形部，所述第二连板的外缘部设置有第二齿形部；所述驱动机构包括第一齿轮、第二齿轮和驱动装置，所述第一齿轮与所述第一齿形部相啮合，所述第二齿轮与所述第二齿形部相啮合；所述第一连板上的第二进水孔与所述第二连板上的第二出水孔错位设置；所述第一齿轮与所述第二齿轮同轴连接，所述驱动装置与所述第一齿轮传动连接，所述驱动装置驱动所述第一齿轮转动，带动所述第一连板转动，第二进水孔与所述第一进水孔连通，第二齿轮转动带动第二连板转动，第二出水孔与所述第一出水孔非连通。

进一步地，所述第二齿轮的厚度大于所述井盖上升或下降至极限位置时所述第二连板的行程长度。

进一步地，所述驱动装置包括控制机构、电机和第三齿轮，所述控制机构与所述电机电连接，所述电机与所述第三齿轮传动连接，所述第三齿轮与所述第一齿轮啮合连接；所述控制机构控制所述电机正转或反转，带动所述第三齿轮正转或反转，带动所述第一连板和所述第二连板正向或反向转动，以使积水流入或流出所述集水箱内的流路在开闭状态之间切换。

进一步地，所述控制机构包括控制装置和流量传感器，所述流量传感器设置于所述井盖上，用于检测并反馈井盖上的积水量；所述流量传感器的输出端与所述控制装置的输入端电连接，所述控制装置的输出端与所述电机电连接；当所述流量传感器检测到所述积水量大于预设值时，向所述控制装置发出相应的电信号，所述控制装置控制所述电机正转，带动所述第三齿轮正向转动，进而带动第一连板和第二连板正向转动，使所述第一进水孔与所述第二进水孔连通，同时所述第一出水孔与所述第二出水孔非连通；当流量流量传感器检测到所述积水量小于预设值时，向所述控制装置发出相应的电信号，所述控制装置控制所述电机反转，带动所述第三齿轮反向转动，进而带动第一连板和第二连板反向转动，使所述第一进水孔与所述第二进水孔非连通，同时所述第一出水孔与所述第二出水孔连通。

进一步地，所述井盖装置还包括设置在所述第一连板底部的固定板，所述固定板套设在所述下水井的外侧并与所述下水井固定连接；所述固定板上开设有开口朝向所述第一连板的第一凹槽，所述第一凹槽环绕所述固定板的中心轴线设置，所述第一连板的底部设置有与所述第一凹槽相匹配的第一导轨；所述盖板的底部设置有开口朝向所述第一连板的第二凹槽，所述第二凹槽环绕所述下水井的中心轴线设置，所述第一连板的顶部设置有与所述第二凹槽相匹配的第二导轨。

进一步地，所述集水箱的底部设置有开口朝向所述第二连板的第三凹槽，所述第三凹槽环绕所述集水箱的中心轴线设置，所述第二连板的顶部设置有与所述第三凹槽相匹配的第三导轨。

进一步地，所述井盖装置还包括供能装置，所述供能装置包括依次电连接的太阳能电池板、蓄电池和逆变器，所述太阳能电池板用于将太阳能转变为电能并储存在所述蓄电池内；所述蓄电池用于为所述控制装置、所述电机和所述流量传感器供电。

本实用新型实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1、本实用新型实施例中积水通过第一进水孔和伸缩管进入集水箱内，当集水箱重量和集水箱内积水的重量之和大于井盖时，集水箱在重力的作用下向下移动，带动第三连杆向下移动，第二连杆的第一端向上倾斜，第一连杆带动井盖竖直上升，使得积水快速从下水井的上端口内流入下水道内，提高排水速率，解决了人为开启井盖费时费力的问题。

2、本实用新型实施例中第一连板上的第二进水孔与第二连板上的第二出水孔错位设置，可以通过驱动装置同时驱动第一连板和第二连板转动实现井盖装置进水和排水的目的，相对增加了井盖装置的便捷性。

3、本实用新型实施例中通过流量传感器检测并反馈井盖上的积水量，使井盖的开闭可以自动控制，不需人为控制井盖的开合，增加了井盖装置的自动性，提高了及时排水的效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例中井盖装置的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例中井盖装置的装配剖视图；

图3为本实用新型实施例中连杆机构的结构示意图；

图4为图2中的局部放大图a；

图5为本实用新型实施例中第二连板的俯视图；

图6为本实用新型实施例中井盖上升状态时的主视图；

图7为本实用新型实施例中控制系统流程图；

图8为图2中的局部放大图b；

图9为图2中的局部放大图c。

附图标记说明

1-盖板，2-井盖，3-第一进水孔，4-伸缩管，5-集水箱，501-第一出水孔，502-第三凹槽，6-下水井；

7-支撑组件，701-第一连杆，702-第二连杆，703-第三连杆，704-销轴；

8-支撑孔，801-第一孔部，802-第二孔部；

9-第一连板，10-第二连板，11-第二进水孔，12-第二出水孔，13-第一齿形部，14-第二齿形部，15-第一齿轮，16-第二齿轮，17-连接轴，18-电机，19-电机座，20-第三齿轮，21-流量传感器，22-控制装置，23-固定板，24-第三进水孔，25-第一凹槽，26-第一导轨，27-第二凹槽，28-第二导轨，29-第三导轨，30-太阳能电池板，31-蓄电池，32-逆变器，33-容纳槽，34-排水孔。

具体实施方式

通过解释以下本实用新型的优选实施方案，本实用新型的其他目的和优点将变得清楚。

图1-图9示出了本实用新型提出的一种排水用井盖装置的结构示意图。为叙述方便，下文中所称的“上”、“下”、“左”、“右”与附图本身的上、下、左、右方向一致，但不对本实用新型结构起限定作用。

如图1-图3所示，一种排水用井盖装置，包括盖板1、井盖2、伸缩管4、集水箱5和连杆机构。下水井6的上部外围设置有容纳槽33，该容纳槽33环绕下水井6设置，容纳槽33的顶部开口。盖板1设置于容纳槽33的开口处，且盖板1的边沿与容纳槽33的开口处做密封处理。盖板1上设置有多个第一进水孔3(例如4个)，积水可以从第一进水孔3流入。井盖2设置于下水井6的上端口处，初始状态时井盖2的上端面与盖板1的上端面平齐，不影响道路行车。伸缩管4包括多个(例如4个)，多个伸缩管4设置在容纳槽33内并与第一进水孔3连通，伸缩管4为可伸缩式管状。集水箱5设置在容纳槽33内并套设在下水井6的外侧，集水箱5能够沿下水井6的轴向上下移动。集水箱5与伸缩管4连通，集水箱5的底部设置有与伸缩管4相对应的第一出水孔501，第一出水孔501的数目与伸缩管4的数目一致，集水箱5内部没有积水时集水箱5的重量小于井盖2的重量。

连杆机构包括多个支撑组件7，每个支撑组件7包括首尾相连的第一连杆701、第二连杆702和第三连杆703，第一连杆701的第一端与井盖2的底部固定连接、第二端与第二连杆702的第一端通过销轴704铰接，第二连杆702的第二端穿过下水井6的井壁并向外延伸与第三连杆703的第一端通过销轴704铰接，第三连杆703的第二端与集水箱5的顶部通过销轴704铰接；第一连杆701垂直于井盖2所在的平面。井盖2盖在下水井6的上端口时，第二连杆702垂直于第一连杆701、第三连杆703平行于第一连杆701。

本实用新型实施例中积水通过盖板1上的第一进水孔3和伸缩管4进入集水箱5内，当集水箱5重量和集水箱5内积水的重量之和大于井盖2时，集水箱5在重力的作用下向下移动，带动第三连杆703向下移动，第二连杆702的第一端向上倾斜，第一连杆701带动井盖2竖直上升，使得积水快速从下水井6的上端口流入下水道内，提高排水速率，解决了人为开启井盖2费时费力的问题。

在一些实施例中，如图2所示，井盖2为倒圆台形，且圆台的小径端朝向下水井6内；下水井6的上端和盖板1上形成有与井盖2外壁相匹配的倾斜孔形状。采用上述形状，路面积水中的污渍流入下水井6时不会堵塞住下水井6、盖板1与井盖2之间的缝隙，导致井盖2下降时无法与下水井6和盖板1配合，提高井盖装置的运行稳定性。

在一些实施例中，如图2所示，下水井6的井壁上设置有多个支撑孔8，支撑孔8连通容纳槽33和下水井6内部，支撑孔8的数目与支撑组件7的数目一致。第二连杆702的第二端穿过该支撑孔8并向容纳槽33内延伸与第三连杆703通过销轴704铰接。支撑孔8包括相互连通的第一孔部801和第二孔部802，第一孔部801的第一端与第二孔部802的第一端连接、第二端沿下水井6井壁的径向延伸至下水井6内部，第一孔部801的截面大致呈直角梯形，第一孔部801的第二端的内径大于第一孔部801的第一端的内径。第二孔部802的第二端沿下水井6井壁的径向延伸至容纳槽33，第二孔部802的截面大致呈直角梯形，第二孔部802的第一端的内径小于第二孔部802第二端的内径。第一孔部801的斜边与第二孔部802的斜边平行，第一孔部801上与第二孔部802连接的直角边与第二孔部802的斜边之间形成钝角。初始状态时第一孔部801上的直角边对井盖2起到一定的支撑作用，支撑组件7支撑井盖2上升时以第一孔部801和第二孔部802的连接处为支点通过杠杆作用将井盖2撑起。

在一些实施例中，如图2、图4和图5所示，本实用新型提供的一种排水用井盖装置还包括连通机构，该连通机构用于控制积水进入集水箱5内或从集水箱5内流出。连通机构包括设置在容纳槽33内的第一连板9、第二连板10和驱动机构。其中，第一连板9套设在下水井6的外侧，第一连板9与盖板1可转动连接，以使第一连板9能够绕下水井6的中心轴线转动；第一连接板上设置有多个第二进水孔11，第二进水孔11的数目与第一进水孔3、伸缩管4的数目一致。第二连板10套设在下水井6的外侧并位于集水箱5的底部，第二连板10与集水箱5可转动连接，以使第二连板10能够绕下水井6的中心轴线转动；第二连板10上设置有多个第二出水孔12，第二出水孔12的数目与第一出水孔501的数目一致。驱动机构与第一连板9、第二连板10传动连接，驱动机构能够驱动第一连板9转动，以使第二进水孔11与第一进水孔3连通或非连通而对积水流入所述集水箱5内的流路进行开闭；驱动机构能够驱动第二连板10转动，以使第一出水孔501与第二出水孔12连通或非连通而对积水流出集水箱5内的流路进行开闭。第一进水孔3与第二进水孔11连通时，第二出水孔12与第一出水孔501非连通，积水通过伸缩管4进入集水箱5，当集水箱5的重量和集水箱5内积水的重量之和大于井盖2的重量时，在重力的作用下通过支撑组件7使井盖2上升，实现积水快速流出的目的；第二出水孔12与第一出水孔501连通时第一进水孔3与第二进水孔11非连通，积水从集水箱5内流出至容纳槽33，直至集水箱5的重量和积水的重量之和小于井盖2的重量，井盖2在自身的重力作用下，恢复至初始位置，避免井盖2长期打开造成行车不便。下水井6的井壁上设置有排水孔34，该排水孔34连通容纳槽33和下水井6内部，集水箱5内流出的积水通过容纳槽33进入下水井6直至进入下水道，避免容纳槽33内积水过多影响井盖装置的使用。

在一些实施例中，如图2和图6所示，第一连板9的外缘部设置有第一齿形部13，第二连板10的外缘部设置有第二齿形部14。驱动机构包括第一齿轮15、第二齿轮16、连接轴17和驱动装置，第一齿轮15与第一齿形部13相啮合，第二齿轮16与第二齿形部14相啮合。连接轴17的第一端与第一齿轮15通过键连接、第二端与第二齿轮16通过键连接，以使第一齿轮15和第二齿轮16同轴传动连接。第一连板9上的第二进水孔11与第二连板10上的第二出水孔12错位设置。驱动装置与第一齿轮15传动连接，驱动装置能够驱动第一齿轮15转动，带动第一连板9转动，使第二进水孔11与第一进水孔3连通即积水流入集水箱5内的通路处于打开状态。第一齿轮15带动第二齿轮16转动，第二连板10转动，由于第一连板9上的第二进水孔11与第二连板10上的第二出水孔12错位设置，使第二出水孔12与第二进水孔11处于非连通状态，即积水流出集水箱5的流路处于关闭状态，此时积水通过伸缩管4能够进入集水箱5实现井盖2升起。驱动装置驱动第一齿轮15反向转动，带动第一连板9反向转动，使第二进水孔11与第一进水孔3非连通。第一齿轮15带动第二齿轮16反向转动，第二连板10反向转动，由于第一连板9上的第二进水孔11与第二连板10上的第二出水孔12错位设置，使第二出水孔12与第二进水孔11处于连通状态，此时积水从集水箱5内流出直至实现井盖2下降至初始位置。通过驱动机构和第二进水孔11、第二出水孔12的位置设置，使驱动装置能够同时驱动第一连板9和第二连板10转动即使积水流入集水箱5的流路和积水从集水箱5流出的流路错位开闭，实现井盖装置排水的目的，相对增加了井盖装置的便捷性。

在一些实施例中，如图6所示，第二齿轮16的厚度大于井盖2上升或下降至极限位置时第二连板10的行程长度，使第二齿轮16与第二连板10上的第二齿形部14始终相啮合，避免第二齿轮16与第二齿形部14错位影响井盖装置的正常使用。

在一些实施例中，如图2和图6所示，驱动机构包括控制机构、电机18和第三齿轮20，控制机构与电机18电连接，电机18通过电机座19固定连接在容纳槽33内。电机18与第三齿轮20传动连接，具体的，电机18的电机轴与第三齿轮20通过键连接以使电机18能够驱动第三齿轮20转动。第三齿轮20与第一齿轮15啮合连接。控制机构控制电机18正转或反转，带动第三齿轮20正转或反转，带动第一连板9和第二连板10正转或反转，以使积水流入或流出集水箱5的流路在打开状态或关闭状态之间切换，实现井盖2上升或下降的目的。

在一些实施例中，如图1和图7所示，控制机构包括控制装置22和流量传感器21，流量传感器21设置于井盖2上，用于检测并反馈井盖2上的积水量。流量传感器21的输出端与控制装置22的输入端电连接，控制装置22的输出端与电机18的输入端电连接。当流量传感器21检测到积水量大于预设值时，向控制装置22发出相应的电信号，控制装置22控制电机18正转，带动第三齿轮20转动，进而通过第一齿轮15和第二齿轮16带动第一连板9和第二连板10转动，使第一进水孔3与第二进水孔11连通，同时第一出水孔501与第二出水孔12非连通，积水通过伸缩管4进入集水箱5内；当流量传感器21检测到积水量小于预设值时，向控制装置22发出相应的电信号，控制装置22控制电机18反转，带动第三齿轮20反向转动，进而带动第一连板9和第二连板10反向转动，使第一进水孔3与第二进水孔11非连通，同时第一出水孔501与第二出水孔12连通使集水箱5内的水可向下水井6排出。本实用新型实施例中通过流量传感器21检测并反馈井盖2上的积水量，使井盖2的开闭可以自动控制，不需人为控制井盖2的开合，增加了井盖装置的自动性，提高了及时排水的效率。

在一些实施例中，如图2、图4和图8所示，本实用新型提供的一种排水用井盖装置还包括设置在第一连板9底部的固定板23，固定板23套设在下水井6的井壁外侧并与下水井6固定连接；固定板23上设置有多个第三进水孔24，第三进水孔24的数目与第一进水孔3的数目一致，且第三进水孔24与第一进水孔3相对应设置。伸缩管4背向集水箱5的一端与固定板23连接且与第三进水孔24连通。固定板23上开设有开口朝向第一连板9的第一凹槽25，第一凹槽25环绕固定板23的中心轴线设置，第一连板9的底部设置有与第一凹槽25相匹配的第一导轨26；盖板1的底部设置有开口朝向第一连板9的第二凹槽27，第二凹槽27环绕下水井6的中心轴线设置，第一连板9的顶部设置有与第二凹槽27相匹配的第二导轨28。通过设置第一凹槽25、第一导轨26、第二凹槽27、第二导轨28使第一连板9能够绕下水井6的中心轴线旋转，相对增加了第一连板9的转动稳定性。

在一些实施例中，如图2和图9所示，集水箱5的底部设置有开口朝向第二连板10的第三凹槽502，第三凹槽502环绕集水箱5的中心轴线设置，第二连板10的顶部设置有与第三凹槽502相匹配的第三导轨29。优选的，第三凹槽502的截面为t型，第三导轨29的截面为t型，相对增加了第二连板10的转动稳定性。

在一些实施例中，如图1和图7所示，本实用新型提供的一种排水用井盖装置还包括供能装置，该功能装置包括依次电连接的太阳能电池板30、蓄电池31和逆变器32，太阳能电池板30、逆变器32和蓄电池31的连接方式与现有技术中相同。太阳能电池板30固定设置在盖板1的上端面，用于将太阳能转变为电能；蓄电池31设置在容纳槽33内，能够储存太阳能组件转化的电能，为电路系统供电。逆变器32，与蓄电池31电性连接，用于将蓄电池31的直流电逆变成交流电，为各电器元件提供电能，更加节能。

本实用新型实施例中各电气件之间先后工作顺序完成电性连接，其详细连接手段，为本领域公知技术，下述主要介绍工作原理以及过程，不再对电气控制做说明。

下列为本案中的电气件采用的种类以及作用：

逆变器32，选用深圳市博瑞丰科技有限公司生产的高频纯正弦波逆变器3235brf-300w系列，通过高频dc/ac变换技术，将低压直流电逆变为高频低压交流电，然后经过高频变压器升压后，再经过高频整流滤波电路整流成通常均在300v以上的高压直流电，最后通过工频逆变电路得到220v工频交流电供负载使用。

控制装置22，可以选用51系列单片机。单片机(microcontrollers)是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器cpu、随机存储器ram、只读存储器rom、多种i/o口和中断系统、定时器/计数器等功能(还可以包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、a/d转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。

流量传感器21，可以选用yf-2102-a型号的水流量传感器，当水通过水流转子组件时，磁性转子转动并且转速随着流量变化而变化，霍尔传感器输出相应脉冲信号，反馈给控制器，由控制器判断水流量的大小，进行调控。

需要说明的是，本实用新型实施例中采用的太阳能电池板30、逆变器32、蓄电池31、电机18和控制装置22均为现有技术，本实用新型并未对其内部结构做出改进。本实用新型中的各电气元件均依据现有技术进行防水处理。

本实用新型一种实施例的工作原理是：下雨时，流量传感器21检测井盖2上的积水量，当流量传感器21检测到积水量大于预设值时，向控制装置22发出相应的电信号，控制装置22控制电机18正转，带动第三齿轮20转动，进而通过第一齿轮15和第二齿轮16带动第一连板9和第二连板10转动，使第一进水孔3与第二进水孔11连通，同时第一出水孔501与第二出水孔12非连通；积水通过伸缩管4进入集水箱5内，当集水箱5重量和集水箱5内积水的重量之和大于井盖2时，集水箱5在重力的作用下向下移动，带动第三连杆703向下移动，第二连杆702的第一端向上倾斜，第一连杆701带动井盖2竖直上升，使得积水快速从下水井6的上端口流入下水道内；当流量传感器21检测到积水量小于预设值时，向控制装置22发出相应的电信号，控制装置22控制电机18反转，带动第三齿轮20反向转动，进而带动第一连板9和第二连板10反向转动，使第一进水孔3与第二进水孔11非连通，同时第一出水孔501与第二出水孔12连通，集水箱5内的积水通过排水孔34排至下水道内，当集水箱5重量和集水箱5内积水的重量低于井盖2的重量时，井盖2利用自身重力下降，恢复至初始位置。

参考本实用新型的优选技术方案详细描述了本实用新型的排水用井盖装置，然而，需要说明的是，在不脱离本实用新型的精神的情况下，本领域技术人员可在上述公开内容的基础上做出任何改造、修饰以及变动。本实用新型包括上述具体实施方案及其任何等同形式。