一种新型地下综合管廊排水系统的制作方法

本发明涉及一种管廊设施，特别是涉及一种新型地下综合管廊排水系统。

背景技术：

地下综合管廊，是在城市地下用于集中敷设电力、通信、广播电视、给水、排水、热力、燃气等市政管线的公共隧道。推进城市地下综合管廊建设，是创新城市基础设施建设的重要举措，不仅可以逐步消除“马路拉链”、“空中蜘蛛网”等问题，用好地下空间资源，提高城市综合承载能力，满足民生之需，而且可以带动有效投资、增加公共产品供给，提升新型城镇化发展质量，打造经济发展新动力。

地下综合管廊的使用寿命是城市地下基础设施建设的主要问题之一。地下环境相比地面更复杂，更易受到细菌、地下水等因素的影响，虽然地下环境相对固定，但地下综合管廊也将长期沤在里面，很容易造成渗漏。目前在将地下管廊内的渗水排出时，主要遇到两方面的难题：一是由于管廊自身的埋设位置较深，难以与排污管道产生较大的压差，所以很难将管廊内的渗水抽入排污管道；二是排污管道内化学反应产生的氨气、硫化氢、甲烷造成排污管道内部气压增大，容易产生污水废气倒灌管廊现象，容易引起爆炸，对管廊内部的环境安全造成严重威胁。

因此，亟需一种新型的地下综合管廊设施，将管廊内的渗水直接排到管廊内的排污管道中，在排水过程中轻松克服排污管道内的压力，并且不会发生倒流现象。这对于延长管廊使用寿命，降低管廊后期维修成本具有重要意义，对于完善城市基础设施，促进城市空间整体协调发展具有深远影响。

技术实现要素：

因此，本发明为了将管廊内的渗水及时抽入排污管道内，提供一种新型地下综合管廊排水系统，当管廊的地面出现积水时，吸水结构自动启动，将积水抽入吸水结构内部，最终排入排污管道内。

本发明所采用的技术方案是：新型地下综合管廊排水系统，其特征在于：包括吸水结构、水管、排污管道三部分；其中吸水结构包括壳体、电机、斜面塞、滚珠、推动柱、活塞、弹簧、大轴承、小轴承、螺钉、传感器。

所述电机安装在壳体的头部，壳体内由头到尾依次装有斜面塞、推动柱、弹簧、活塞，每个推动柱的头部嵌有滚珠，内部尾端均装有活塞，电机带动斜面塞转动，推动柱在斜面塞和弹簧之间往复运动，管廊地面的积水由壳体底面的进水孔吸入，经由推动柱的内部，最终从壳体顶面的排水孔排出，进入水管，最终进入排污管道。

所述壳体为长方体，由头部朝向尾部，纵向依次开设有圆柱形的大轴承腔、圆柱形的吸水腔、圆柱形的小轴承腔三个相连的腔室，环绕小轴承腔均匀开设多个细圆柱形的中转腔，在壳体内部靠近尾端开设有排水腔，所述中转腔将吸水腔和排水腔连通。

在壳体的底面，靠近壳体的头部，向上开设有进水孔，将吸水腔与外界相连通；在壳体的顶面，靠近壳体的尾部，向下开设有出水孔，将排水腔与外界相连通。

在壳体的底面，靠近进水孔处，装有传感器；在壳体的两侧设有多个立柱形的支脚，支脚的底面比进水孔底部端面低1-2mm，螺钉向下穿过支脚上的通孔，将壳体固定在管廊的地面上。

进一步讲，所述传感器为水浸传感器，设有两极探头，在常态下被空气绝缘，浸水状态下探头导通，传感器输出干接点信号。

所述电机的外壳上设有多个安装片，所述壳体的头部端面，环绕大轴承腔开设有多个螺钉孔，螺钉穿过安装片上的通孔，将电机固定在壳体的头部端面上；在电机轴的根部，环绕电机轴设有多个凸起的筋条，插在斜面塞的筋条孔中。

所述大轴承安装在大轴承腔内，所述斜面塞为圆柱体，安装在大轴承内圈上，斜面塞的尾端加工为斜面；沿着斜面塞的中心轴线开设有圆柱形的电机轴孔，环绕电机轴孔开设有多个筋条孔。

所述小轴承安装在小轴承腔内，电机轴穿过斜面塞，外端部固定在小轴承的内圈中。

所述推动柱为长圆柱体，推动柱的顶端开设有滚珠腔，所述滚珠嵌在滚珠腔中；靠近推动柱的顶端，环绕推动柱的圆柱面，开设有多个推动柱进水孔；沿着推动柱的中心轴线，在推动柱的内部开设有圆柱形的流水腔；沿着推动柱的中心轴线，在流水腔的后侧开设有圆柱形的活塞安装腔，活塞安装腔的头部为锥形，尾部设有内螺纹，活塞安装腔内安装有一个活塞。

进一步讲，所述推动柱有多个，推动柱的后半段安装在中转腔中。

壳体的中转腔的头部和中部均为圆柱形，中转腔的尾部结构与推动柱的活塞安装腔结构相同，尾部均安装有一个活塞；所述弹簧安装在中转腔的圆柱形腔室内，靠在推动柱的尾端，弹簧的顶端顶在推动柱的尾端面上，弹簧的尾端顶在中转腔的圆柱形腔室的尾端面上。

所述活塞由塞子、活塞弹簧、固定环三部分组成，塞子的头端为锥形，固定环为中心开设有通孔的扁圆柱体，圆柱面上设有外螺纹；所述塞子安装在活塞弹簧的顶端，所述固定环安装在活塞弹簧的尾端。

进一步讲，对应一个推动柱，安装有两个活塞，一个安装在推动柱的活塞安装腔中，另一个安装在中转腔的尾部。

所述水管的一端连接在壳体的出水孔中，水管另一端伸入排污管道内部，将吸水结构排出的水导入排污管道中。

本发明的原理为：由于弹簧的弹力作用，推动柱顶部的滚珠始终抵在斜面塞的斜面上，在电机带动斜面塞旋转时，每个推动柱都在做往复运动。

为方便描述，推动柱内的活塞称第一活塞，中转腔尾部的活塞称第二活塞；壳体的吸水腔与推动柱内的水流腔内的水压为p1，第一活塞与第二活塞间的水压为p2，排水腔与排污管道内的水压为p3。由于吸水腔与外界相连通，而排污管道内蓄积氨气、硫化氢、甲烷等气体，所以始终p1＜p3。

推动柱朝向壳体头部运动时，第一活塞与第二活塞间的空间变大，p2迅速减小，直到p1＞p2，第一活塞被推开，水依次经过进水孔、吸水腔、推动柱进水孔、流水腔进入第一活塞与第二活塞之间的空间内，p2逐渐加大，最终p1=p2。在此过程中，由于p2＜p3，第二活塞始终处于封闭状态。

推动柱朝向壳体尾部运动时，第一活塞与第二活塞间的空间变小，p2迅速增大，第一活塞封闭，直到p2＞p3，第二活塞被推开，水依次经过排水腔、水管，流入排污管道中，直到p2=p3；随后推动柱开始朝向壳体头部运动，第一活塞与第二活塞间的空间变大，p2迅速减小，第二活塞重新封闭；当p1＞p2后，第一活塞再次被推开。

如此往复运动，将管廊地面的积水最终排到排污管道中。

本发明一种新型地下综合管廊排水系统具有如下优点：

（1）设计双活塞结构，在两个活塞间之间形成压力不断变化的空间，构思巧妙；

（2）利用水浸传感器，准确获知管廊地面的积水情况；

（3）设计斜面柱和滚珠结构，将旋转运动转换为直线往复运动。

所以，这种新型地下综合管廊排水系统，当管廊的地面出现积水时，吸水结构自动启动，将积水抽入吸水结构内部，最终排入排污管道内。对于延长管廊使用寿命，降低管廊后期维修成本具有重要意义，对于完善城市基础设施，促进城市空间整体协调发展具有深远影响。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1是本发明的吸水结构在管廊中的装配位置示意图。

图2是本发明在壳体侧视角的吸水结构与排污管道的连接示意图。

图3是本发明在排污管道侧视角的吸水结构与排污管道的连接示意图。

图4是本发明的俯视角度的吸水结构和水管的连接示意图。

图5是本发明的仰视角度的吸水结构和水管的连接示意图。

图6是本发明在电机侧视角的斜面塞、推动柱与壳体的拆解示意图。

图7是本发明在壳体侧视角的斜面塞、推动柱与壳体的拆解示意图。

图8是在壳体侧视角的壳体沿对称面剖开后的顶端推动柱与壳体的装配示意图。

图9是在电机侧视角的壳体沿对称面剖开后的顶端推动柱与壳体的装配示意图。

图10是本发明的电机的结构示意图。

图11是本发明的斜面塞的结构示意图。

图12是本发明的推动柱及内部结构示意图。

图13是本发明的活塞的结构示意图。

图14是本发明在俯视角度的壳体的结构示意图。

图15是本发明在仰视角度的壳体的结构示意图。

图16是本发明在大轴承腔侧视角的壳体的内部结构示意图。

图17是本发明在排水腔侧视角的壳体的内部结构示意图。

图18是水流由吸水腔进入中转腔时的斜面柱和推动柱的装配示意图。

图19是水流由吸水腔进入中转腔时的推动柱和弹簧的装配示意图。

图20是水流由吸水腔进入中转腔时的两个活塞的不同状态示意图。

图21是水流由中转腔进入排水腔时的斜面柱和推动柱的装配示意图。

图22是水流由中转腔进入排水腔时的推动柱和弹簧的装配示意图。

图23是水流由中转腔进入排水腔时的两个活塞的不同状态示意图。

图中标号：1-壳体、101-螺钉孔、102-大轴承腔、103-进水孔、104-吸水腔、105-中转腔、106-排水腔、107-出水孔、108-小轴承腔、109-支脚、2-电机、201-电机轴、202-筋条、203-安装片、3-斜面塞、301-电机轴孔、302-筋条孔、4-滚珠、5-推动柱、501-滚珠腔、502-推动柱进水孔、503-流水腔、504-活塞安装腔、6-活塞、601-塞子、602-活塞弹簧、603-固定环、7-弹簧、8-大轴承、9-小轴承、10-螺钉、11-传感器、12-水管、13-排污管道、14-管廊。

具体实施方式

以下将结合附图和实施例对本发明一种新型地下综合管廊排水系统作进一步的详细描述，在各零件的方向描述上，以电机安装端为头部方向，水管安装端为尾部方向。

新型地下综合管廊排水系统，其特征在于：包括吸水结构、水管12、排污管道13三部分；其中吸水结构包括壳体1、电机2、斜面塞3、滚珠4、推动柱5、活塞6、弹簧7、大轴承8、小轴承9、螺钉10、传感器11。

如图1、图2、图5、图6、图8所示，所述电机2安装在壳体1的头部，壳体1内由头到尾依次装有斜面塞3、推动柱5、弹簧7、活塞6；每个推动柱5的头部嵌有滚珠4，内部尾端均装有活塞6，电机2带动斜面塞3转动，推动柱5在斜面塞3和弹簧7之间往复运动，管廊地面的积水由壳体1底面的进水孔103吸入，经由推动柱5的内部，最终从壳体1顶面的排水孔107排出，进入水管，最终进入排污管道。

如图14、图15、图16、图17所示，所述壳体1为长方体，由头部朝向尾部，纵向依次开设有圆柱形的大轴承腔102、圆柱形的吸水腔104、圆柱形的小轴承腔108这三个相连的腔室，环绕小轴承腔108均匀开设多个细圆柱形的中转腔105，在壳体1内部靠近尾端开设有排水腔106，所述中转腔105将吸水腔104和排水腔106连通。

在壳体1的底面，靠近壳体1的头部，向上开设有进水孔103，将吸水腔104与外界相连通；在壳体1的顶面，靠近壳体1的尾部，向下开设有出水孔107，将排水腔106与外界相连通。

进一步讲，所述大轴承腔102与壳体1的头部端面相连通。

进一步讲，所述排水腔106的水平截面为直槽口形。

如图5、图15所示，在壳体1的底面，靠近进水孔103处，装有传感器11；如图2、图3、图4、图5所示，在壳体1的两侧设有多个立柱形的支脚109，支脚109的底面比进水孔103底部端面低1-2mm，螺钉10向下穿过支脚109上的通孔，将壳体1固定在管廊的地面上。

进一步讲，所述传感器11为水浸传感器，设有两极探头，在常态下被空气绝缘，浸水状态下探头导通，传感器输出干接点信号。

如图8、图9、图10所示，所述电机2的外壳上设有多个安装片203，所述壳体1的头部端面，环绕大轴承腔102开设有多个螺钉孔101，螺钉10穿过安装片203上的通孔，将电机2固定在壳体1的头部端面上；在电机轴201的根部，环绕电机轴201设有多个凸起的筋条202，插在斜面塞3的筋条孔302中。

如图8、图9、图11所示，所述大轴承8安装在大轴承腔102内，所述斜面塞3为圆柱体，安装在大轴承8内圈上，斜面塞3的尾端加工为斜面；沿着斜面塞3的中心轴线开设有圆柱形的电机轴孔301，环绕电机轴孔301开设有多个筋条孔302。

如图8、图9所示，所述小轴承9安装在小轴承腔108内，电机轴201穿过斜面塞3，外端部固定在小轴承9的内圈中。

进一步讲，所述大轴承8和小轴承9均为密封轴承，轴承内提前注有润滑剂。

如图12、图20、图23所示，所述推动柱5为长圆柱体，推动柱5的顶端开设有滚珠腔501，所述滚珠4嵌在滚珠腔501中；靠近推动柱5的顶端，环绕推动柱5的圆柱面，开设有多个推动柱进水孔502；沿着推动柱5的中心轴线，在推动柱5的内部开设有圆柱形的流水腔503；沿着推动柱5的中心轴线，在流水腔503的后侧开设有圆柱形的活塞安装腔504，活塞安装腔504的头部为锥形，尾部设有内螺纹，活塞安装腔504内安装有一个活塞6。

进一步讲，所述推动柱5有多个，推动柱5的后半段安装在中转腔105中。

进一步讲，所述推动柱进水孔502将流水腔503与吸水腔104连通。

进一步讲，所述滚珠4的材质为玻璃钢，即纤维强化塑料，机械强度高并且耐腐蚀。

如图12、图17、图20、图23所示，壳体1的中转腔105的头部和中部均为圆柱形，中转腔105的尾部结构与推动柱5的活塞安装腔504结构相同，尾部均安装有一个活塞6；所述弹簧7安装在中转腔105的圆柱形腔室内，靠在推动柱5的尾端，弹簧7的顶端顶在推动柱5的尾端面上，弹簧7的尾端顶在中转腔105的圆柱形腔室的尾端面上。

如图13所示，所述活塞6由塞子601、活塞弹簧602、固定环603三部分组成，塞子601的头端为锥形，固定环603为中心开设有通孔的扁圆柱体，圆柱面上设有外螺纹；所述塞子601安装在活塞弹簧602的顶端，所述固定环603安装在活塞弹簧602的尾端。

进一步讲，如图20、图23所示，对应一个推动柱5，安装有两个活塞6，一个安装在推动柱5的活塞安装腔504中，另一个安装在中转腔105的尾部。

所述水管12的一端连接在壳体1的出水孔107中，水管12另一端伸入排污管道13内部，将吸水结构排出的水导入排污管道13中。

由于弹簧7的弹力作用，推动柱5顶部的滚珠4始终抵在斜面塞3的斜面上，在电机2带动斜面塞3旋转时，每个推动柱5都在做往复运动。

为方便描述，推动柱5内的活塞6称第一活塞，中转腔105尾部的活塞6称第二活塞；壳体1的吸水腔104与推动柱5内的水流腔503内的水压为p1，第一活塞与第二活塞间的水压为p2，排水腔106与排污管道13内的水压为p3。由于吸水腔104与外界相连通，而排污管道13内蓄积氨气、硫化氢、甲烷等气体，所以始终p1＜p3。

如图18、图19、图20所示，推动柱5朝向壳体1头部运动时，第一活塞与第二活塞间的空间变大，p2迅速减小，直到p1＞p2，第一活塞被推开，水依次经过进水孔103、吸水腔104、推动柱进水孔502、流水腔503进入第一活塞与第二活塞之间的空间内，p2逐渐加大，最终p1=p2。在此过程中，由于p2＜p3，第二活塞始终处于封闭状态。

如图21、图22、图23所示，推动柱5朝向壳体1尾部运动时，第一活塞与第二活塞间的空间变小，p2迅速增大，第一活塞封闭，直到p2＞p3，第二活塞被推开，水依次经过排水腔106、水管12，流入排污管道13中，直到p2=p3；随后推动柱5开始朝向壳体1头部运动，第一活塞与第二活塞间的空间变大，p2迅速减小，第二活塞重新封闭；当p1＞p2后，第一活塞再次被推开。

如此往复运动，将管廊地面的积水最终排到排污管道13中。

所述电机2内装有mcu，内部集成处理器和i/o端口，当管廊地面出现积水后，mcu接收到水浸传感器11的干接点信号，通过闭合某管脚，接通常开继电开关的线圈电流，常开继电开关闭合，电机2开始转动；反之，当积水被排走后，mcu断开某管脚，常开继电开关的线圈断电，常开继电开关复原，电机2停止转动。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。