雨水井蓋處積水智能增排方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雨水井蓋處積水智能增排方法，屬于城市道路路面排水的【技術領域】，可據(jù)雨水井蓋處積水情況自動控制的通氣系統(tǒng)，在路面雨水使排水井蓋口呈淹沒進流時，通過自控裝置形成自由式進流，自動增排路面雨水；或在排水井蓋口呈淹沒進流時自動形成吸入式負壓，增排雨水，具有實時性、主動性、自動化、智能化、無需看管，以及使用范圍廣，維護方便等優(yōu)點。
【專利說明】雨水井蓋處積水智能增排方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種雨水井蓋處積水智能增排方法，具體是有兩種形式:一是據(jù)雨水井蓋處積水，由雨量感知系統(tǒng)，自動控制通氣系統(tǒng)，在雨水井蓋處積水呈淹沒狀態(tài)時自動形成自由式進流增排雨水；二是通過雨水井結構系統(tǒng)優(yōu)化，在雨水井蓋處積水呈淹沒狀態(tài)時自動形成負壓吸入雨水增排；屬于城市道路路面排水的【技術領域】。
【背景技術】
[0002]目前城市道路路面排水，大多通過如圖1、2、3所示的雨水井蓋板的進水孔將路面雨水排入城市排水管網(wǎng)。采用這種結構的雨水井蓋，常出現(xiàn)排水不暢，有時中、小強度降雨就需要人工打開蓋板，這樣增排雨水增加工人工作量的同時還會引起交通事故等問題，維護、看管等不便。為此，工程中也采用了很多方法來增排積水:第一，增大進水孔的孔徑，通過擴大進流面積來增大排水量。這會帶來路面垃圾進入和交通安全問題；第二，增大在雨水井蓋進水孔上的分布密度，增大排水量。井蓋總面積一定的情況下效果不佳，同時蓋體結構強度會下降；第三，通過減小雨水蓋板的厚度，減少積水流與雨水井蓋的接觸面積，縮短積水流在雨水井蓋上的停留時間，進而增大排水量。蓋體結構強度會下降，引起路面安全問題?？傊捎蒙鲜鼋Y構的雨水井蓋，路面積水增排效果并不理想。因此，需要一種新的積水增排方法。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種雨水井蓋處積水智能增排方法，具體是有兩種形式:一是據(jù)雨水井蓋處積水，由雨量感知系統(tǒng)，自動控制通氣系統(tǒng)，在雨水井蓋處積水呈淹沒狀態(tài)時自動形成自由式進流增排雨水；二是通過雨水井結構系統(tǒng)優(yōu)化，在雨水井蓋處積水呈淹沒狀態(tài)時自動形成負壓吸入雨水增排；具有實時性、主動性、自動化、智能化、無需看管，以及使用范圍廣，維護方便等優(yōu)點。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下兩類技術方案實現(xiàn)的，雨水井蓋處積水智能增排方法，包括通過窨井上的雨水井蓋上設置的進水孔排出路面積水，采用智能通氣式增排方法，當窨井上的雨水井蓋處積水較深形成淹沒進流時，由積水水量感知系統(tǒng)模塊啟動雨水井蓋下的機械傳動系統(tǒng)模塊，進一步啟動通氣系統(tǒng)模塊，通過通氣系統(tǒng)模塊中的通氣管將窨井內腔與大氣連通，在雨水井蓋處形成排水較快的自由式進流，增大雨水井蓋進水口流量，快速排去路面積水。
[0005]進一步地，所述智能通氣式增排方法包括:通過積水水量感知系統(tǒng)模塊比較感知裝置中進水量與出水量的大小關系，自動判別雨水井蓋處進流形態(tài)，當雨水井蓋被積水淹沒時，雨水井蓋進水孔進水口為淹沒式進流，積水水量感知系統(tǒng)模塊感知感知裝置中進水量大于出水量，積水水量感知系統(tǒng)模塊通過機械傳動系統(tǒng)模塊將通氣系統(tǒng)模塊啟動，雨水井蓋處形成通大氣的自由式進流，增大進水口流量；當路面積水減少，雨水井蓋進水孔進水口呈自由式進流時，積水水量感知系統(tǒng)模塊感知感知裝置中進水量小于出水量，積水水量感知系統(tǒng)模塊通過機械傳動系統(tǒng)模塊將通氣系統(tǒng)模塊關閉。
[0006]進一步地，所述積水水量感知系統(tǒng)模塊中設有水量感知裝置，該裝置通過進出、水量平衡進行工作。
[0007]進一步地，所述機械傳動系統(tǒng)模塊中設有滑輪、滑輪固定架，滑輪通過滑輪固定架設置在雨水井蓋背面，滑輪上設有連接積水水量感知裝置和所述通氣管的升降線。
[0008]進一步地，所述機械傳動系統(tǒng)模塊中設有包括杠桿、杠桿固定支架、杠桿固定軸，杠桿固定支架設置在雨水井蓋背面，杠桿通過杠桿固定軸設置杠桿固定支架上，杠桿兩端設置所述積水水量感知裝置和所述通氣管。
[0009]進一步地，所述通氣系統(tǒng)模塊中設有通氣管平衡裝置，通氣管平衡裝置設置在所述通氣管下方，所述通氣管上端對應所述雨水井蓋的進水孔。
[0010]本發(fā)明還有另一種實現(xiàn)的技術方案，雨水井蓋處積水智能增排方法，包括通過窨井上的雨水井蓋設置的進水孔排出路面積水，采用智能負壓增排方法，當窨井上的雨水井蓋處積水較深形成淹沒進流時，由雨水井蓋的負壓式邊界生成系統(tǒng)模塊，在雨水井蓋進水口處形成負壓區(qū)，進而形成管嘴出流，由于積水在進水孔內形成收縮斷面，收縮斷面處的進水孔邊緣形成負壓區(qū)，負壓區(qū)產(chǎn)生的真空自動抽吸雨水井蓋上積水，增大進水孔排水量；通過將進水孔進水口邊緣直角化，增加負壓區(qū)的真空度，進一步增加路面排水量。
[0011]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
第一，在現(xiàn)有的排水井蓋上增加據(jù)路面雨水量自動開啟的通氣系統(tǒng)裝置，這一裝置可保證雨水井柵蓋處排水始終處于自由式進流狀態(tài)；增加能夠根據(jù)路面雨水量的情況自動打開、關閉的增大排水的增排裝置，在路面積水使得柵蓋處進流呈淹沒狀態(tài)時，增排裝置自動啟動，通氣系統(tǒng)形成自由式進流，增加排水量；當路面積水減少，進口呈自由式進流時，增排裝置上通氣管系統(tǒng)自動關閉；本發(fā)明可利用滑輪、杠桿原理達到保證雨水井蓋板進水口自動處于自由式進流；本發(fā)明能根據(jù)路面積水量及其在雨水井蓋板處進流情況，自動形成進水口處自由式進流，本裝置能據(jù)路面水量自動打開、關閉；
第二，對現(xiàn)有排水井蓋進水口邊緣進行優(yōu)化可提高進流量，使排水速度加快，增加排水量，是一種保持最佳排水效能的路表排水的方法；
第三，本發(fā)明使得雨期雨水井排水的維護方便；伸出通氣裝置采用塑性材料，具有通氣形成自由式進流功能的同時，還可以作為雨天進水口標志，塑性材料通氣有利于防止交通事故；配套裝置簡易，可在現(xiàn)有雨水井上使用，無需對雨水井進行改造，大大方便了發(fā)明的使用推廣。
[0012]第四，本發(fā)明利用水力學管嘴出流原理設計的雨水井蓋板新型結構，能根據(jù)路面積水量及其在雨水井蓋板處進流情況，自動形成進水口處管嘴進流，增加路面排水。
[0013]第五，本發(fā)明使得雨期雨水井排水的維護方便；配套裝置簡易，可在現(xiàn)有雨水井上使用，無需對雨水井進行改造，大大方便了發(fā)明的使用推廣。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是現(xiàn)有雨水井蓋的結構示意圖；
圖2是圖1中A-A方向的剖視結構示意圖；
圖3是圖1中B-B方向的剖視結構示意圖； 圖4是本發(fā)明雨水井蓋處積水智能增排方法的流程示意圖；
圖5是實施例中滑輪平衡式的增排裝置的結構示意圖；
圖6是圖5中A-A方向的剖視圖；
圖7是實施例中杠桿平衡式增排裝置的結構示意圖；
圖8是圖7中A-A方向的剖視結構示意圖；
圖9是實施例中負壓式雨水井蓋的結構示意圖；
圖10是圖9中A-A方向的剖視結構示意圖；
圖11是圖9中B-B方向的剖視結構示意圖；
圖中:1雨水井蓋；2進水口 ；3滑輪；4升降線；5通氣管；6雨量感知杯；7出水孔；8滑輪固定架；9通氣管平衡塊；10通氣管固定夾；11通氣管固定軸；12通氣管固定支架；13通氣管平衡錘吊線；14通氣管平衡錘；15杠桿；16杠桿固定軸；17杠桿固定支架；18雨量感知斗；19雨水井蓋板上積水；20進水口下泄的雨水；21負壓區(qū)；22進水口負壓產(chǎn)生邊框。
【具體實施方式】
[0015]雨水井蓋處積水智能增排方法，有以下兩類技術方法。
[0016]如圖4所示，雨水井蓋處積水智能增排方法，包括通過窨井上的雨水井蓋上設置的進水孔排出路面積水，采用智能通氣式增排方法，當窨井上的雨水井蓋處積水較深形成淹沒進流時，由積水水量感知系統(tǒng)模塊啟動雨水井蓋下的機械傳動系統(tǒng)模塊，進一步啟動通氣系統(tǒng)模塊，通過通氣系統(tǒng)模塊中的通氣管將窨井內腔與大氣連通，在雨水井蓋處形成排水較快的自由式進流，增大雨水井蓋進水口流量，快速排去路面積水。積水水量感知系統(tǒng)模塊通過機械傳動系統(tǒng)模塊連接通氣系統(tǒng)模塊。
[0017]智能通氣式增排方法包括:通過積水水量感知系統(tǒng)模塊比較感知裝置中進水量與出水量的大小關系，自動判別雨水井蓋處進流形態(tài)，當雨水井蓋被積水淹沒時，雨水井蓋進水孔進水口為淹沒式進流，積水水量感知系統(tǒng)模塊感知感知裝置中進水量大于出水量，積水水量感知系統(tǒng)模塊通過機械傳動系統(tǒng)模塊將通氣系統(tǒng)模塊啟動，雨水井蓋處形成通大氣的自由式進流，增大進水口流量；當路面積水減少，雨水井蓋進水孔進水口呈自由式進流時，積水水量感知系統(tǒng)模塊感知感知裝置中進水量小于出水量，積水水量感知系統(tǒng)模塊通過機械傳動系統(tǒng)模塊將通氣系統(tǒng)模塊關閉。
[0018]如圖5、6所示，積水水量感知系統(tǒng)模塊中感知裝置為雨量感知杯6，雨量感知杯底部設有出水孔7。機械傳動系統(tǒng)模塊中裝置包括滑輪3、升降線4、滑輪固定架8。通氣系統(tǒng)模塊中裝置包括通氣管5和通氣管平衡塊9?；喭ㄟ^滑輪固定架設置在雨水井蓋進水口底部，滑輪上設有升降線。升降線一端設置雨量感知杯，升降線另一端設置通氣管。通氣管下端通過固定夾設置在升降線上，升降線底部設置通氣管平衡塊，通氣管上端對應所述雨水井蓋的進水口。雨量感知杯在自由式進流時，杯中進水量等于出水量，通氣管位于雨水井蓋下方。雨量感知杯在淹沒式進流時，杯中進水量大于出水量，雨量感知杯下降，通過滑輪連接的通氣管伸出進水口上方的積水外，保證進流為通氣的自由式進流，增大進水口流量。
[0019]如圖7、8所示，積水水量感知系統(tǒng)模塊中感知裝置為雨量感知斗18，雨量感知斗18底部設有出水孔7。機械傳動系統(tǒng)模塊中裝置包括杠桿15、杠桿固定支架17、杠桿固定軸16。通氣系統(tǒng)模塊中裝置包括通氣管5、通氣管平衡錘14。杠桿通過杠桿固定支架、杠桿固定軸設置在雨水井蓋進水口底部，杠桿一端設置所述雨量感知斗，杠桿另一端設置通氣管。通氣管下方通過吊線13連接通氣管平衡錘，通氣管上端對應進水口。在自由式進流時，雨量感知斗中進水量等于出水量，通氣管位于雨水井蓋下方。在淹沒式進流時，雨量感知斗中進水量大于出水量，雨量感知斗下降，通過杠桿連接的通氣管伸出進水口上方的積水外，保證進流為通氣的自由式進流，增大進水口流量。
[0020]進水口邊緣為圓弧形。對現(xiàn)有排水井蓋進水口邊緣圓弧化，增大進流系數(shù)，提高進流量，使排水速度加快，增加排水量，是一種保持最佳排水效能的路表排水的方法。
[0021 ] 通氣管可以為塑性管，通氣管外壁涂有交通警示標志。伸出通氣裝置采用塑性材料，具有通氣形成自由式進流功能的同時，還可以作為雨天進水口標志，塑性材料通氣有利于防止交通事故。
[0022]在現(xiàn)有的排水井蓋上增加據(jù)路面雨水量自動開啟的通氣系統(tǒng)裝置，這一裝置可保證雨水井柵蓋處排水始終處于自由式進流狀態(tài)；增加能夠根據(jù)路面雨水量的情況自動打開、關閉的增大排水的增排裝置，在路面積水使得柵蓋處進流呈淹沒狀態(tài)時，增排裝置自動啟動，通氣系統(tǒng)形成自由式進流，增加排水量；
當路面積水減少，進口呈自由式進流時，增排裝置上通氣管系統(tǒng)自動關閉；本發(fā)明可利用滑輪、杠桿原理達到保證雨水井蓋板進水口自動處于自由式進流；
本發(fā)明能根據(jù)路面積水量及其在雨水井蓋板處進流情況，自動形成進水口處自由式進流，本發(fā)明方法中的裝置能據(jù)路面水量自動打開、關閉。
[0023]如圖4、9、10、11所示，雨水井蓋處積水智能增排方法，還可以通過以下第二類技術方法實現(xiàn):即雨水井蓋處積水智能負壓增排方法，該方法包括窨井上的雨水井蓋處積水較深形成淹沒進流時，由雨水井蓋新型結構的負壓式邊界生成系統(tǒng)模塊，在雨水井蓋進水口處形成負壓(真空)區(qū)，進而形成管嘴出流，由于積水在進水孔內形成收縮斷面，收縮斷面處的進水孔邊緣形成負壓區(qū)，負壓區(qū)產(chǎn)生的真空自動抽吸雨水井蓋上積水，增大進水孔排水量；通過將進水孔進水口邊緣直角化，增加負壓區(qū)的真空度，進一步增加路面排水量。
[0024]本發(fā)明利用水力學管嘴出流原理設計的雨水井蓋板新型結構，能根據(jù)路面積水量及其在雨水井蓋板處進流情況，自動形成進水口處管嘴進流，增加路面排水。雨水井蓋板上積水19形成淹沒出流時，由于采用進水孔的井蓋深度為進水口寬度3-4倍的管嘴結構，進水口形成管嘴出流，進水口內形成收縮斷面，收縮斷面處的進水口邊緣形成負壓(真空)區(qū)21，即進水口邊緣為進水口負壓產(chǎn)生邊框22，負壓區(qū)產(chǎn)生的真空自動增大進水口下泄的雨水20排水量，進水口邊緣直角化，增加負壓區(qū)的真空度，從而增加路面排水量；當路面積水減少，進水口呈自由式進流時，負壓區(qū)消失，形成孔口進流。
[0025]本發(fā)明使得雨期雨水井排水的維護方便；配套裝置簡易，可在現(xiàn)有雨水井上使用，無需對雨水井進行改造，大大方便了發(fā)明的使用推廣。
【權利要求】
1.雨水井蓋處積水智能增排方法，包括通過窨井上的雨水井蓋上設置的進水孔排出路面積水，其特征是，采用智能通氣式增排方法，當窨井上的雨水井蓋處積水較深形成淹沒進流時，由積水水量感知系統(tǒng)模塊啟動雨水井蓋下的機械傳動系統(tǒng)模塊，進一步啟動通氣系統(tǒng)模塊，通過通氣系統(tǒng)模塊中的通氣管將窨井內腔與大氣連通，在雨水井蓋處形成排水較快的自由式進流，增大雨水井蓋進水口流量，快速排去路面積水。
2.根據(jù)權利要求1所述的雨水井蓋處積水智能增排方法，其特征是，所述智能通氣式增排方法包括:通過積水水量感知系統(tǒng)模塊中感知裝置進水量與出水量的大小關系，自動判別雨水井蓋處進流形態(tài)，當雨水井蓋被積水淹沒時，雨水井蓋進水孔進水口為淹沒式進流，積水水量感知系統(tǒng)模塊感知感知裝置進水量大于出水量，積水水量感知系統(tǒng)模塊通過機械傳動系統(tǒng)模塊將通氣系統(tǒng)模塊啟動，雨水井蓋處形成通大氣的自由式進流，增大進水口流量；當路面積水減少，雨水井蓋進水孔進水口呈自由式進流時，積水水量感知系統(tǒng)模塊感知感知裝置進水量小于出水量，積水水量感知系統(tǒng)模塊通過機械傳動系統(tǒng)模塊將通氣系統(tǒng)豐吳塊關閉。
3.根據(jù)權利要求2所述的雨水井蓋處積水智能增排方法，其特征是，所述積水水量感知系統(tǒng)模塊中設有水量感知裝置，水量感知裝置通過進出、水量平衡進行工作。
4.根據(jù)權利要求2所述的雨水井蓋處積水智能增排方法，其特征是，所述機械傳動系統(tǒng)模塊中設有滑輪、滑輪固定架，滑輪通過滑輪固定架設置在雨水井蓋背面，滑輪上設有連接積水水量感知裝置和所述通氣管的升降線。
5.根據(jù)權利要求2所述的雨水井蓋處積水智能增排方法，其特征是，所述機械傳動系統(tǒng)模塊中設有包括杠桿、杠桿固定支架、杠桿固定軸，杠桿固定支架設置在雨水井蓋背面，杠桿通過杠桿固定軸設置杠桿固定支架上，杠桿兩端設置所述積水水量感知裝置和所述通氣管。
6.根據(jù)權利要求1所述的雨水井蓋處積水智能增排方法，其特征是，所述通氣系統(tǒng)模塊中設有通氣管平衡裝置，通氣管平衡裝置設置在所述通氣管下方，所述通氣管上端對應所述雨水井蓋的進水孔。
7.雨水井蓋處積水智能增排方法，包括通過窨井上的雨水井蓋設置的進水孔排出路面積水，其特征是，采用智能負壓增排方法，當窨井上的雨水井蓋處積水較深形成淹沒進流時，由雨水井蓋的負壓式邊界生成系統(tǒng)模塊，在雨水井蓋進水口處形成負壓區(qū)，進而形成管嘴出流，由于積水在進水孔內形成收縮斷面，收縮斷面處的進水孔邊緣形成負壓區(qū)，負壓區(qū)產(chǎn)生的真空自動抽吸雨水井蓋上積水，增大進水孔排水量；通過將進水孔進水口邊緣直角化，增加負壓區(qū)的真空度，進一步增加路面排水量。
【文檔編號】E03F5/06GK103882937SQ201410113207
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月25日 優(yōu)先權日:2014年3月25日
【發(fā)明者】奚斌 申請人:揚州大學