专利名称：正虹吸式工程排水系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种排水系统，特别涉及一种正虹吸式工程排水系统。
背景技术：
工程排水是工程设计、施工和使用时不可缺少的系统，自流式排水由于具有高效、 节约人力成本而得到较为广泛的应用。自流式排水包括明渠流及管流(含非满管及满管流两种方式)。现有技术中，受水 往底处流思维定势的影响，自流式排水均需保证排水系统内任何过水标高均不得高于进水 口流水面标高，否则水将无法排除。现有传统工程自流式排(引)水结构主要有明沟、盖板沟、渗沟、盲沟、盖板涵、拱 涵、圆管涵、倒虹吸涵和渡槽等类型。以上方式多数都需要进行开挖施工，开挖过程中常无法规避管线迁改的风险，施 工工作量大，提高施工成本；同时，由于大部分在暗处，无法在地面上判断故障所在，对于排 堵和堵漏的维修工作也不方便，降低工作效率。因此，需要对现有的工程排水方式进行改进，能够避免施工过程的大量开挖，因而 可规避管线迁改的风险，消除由于管线迁改造成的施工成本，减少施工工作量，降低施工成 本；同时，能够较容易判断故障所在，排堵和堵漏的维修工作方便，提高工作效率。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型提供一种正虹吸式工程排水系统，能够避免施工过程的大 量开挖，因而可规避管线迁改的风险，消除由于管线迁改造成的施工成本，减少施工工作 量，降低施工成本；同时，能够较容易判断故障所在，排堵和堵漏的维修工作方便，提高工作 效率。本实用新型的正虹吸式工程排水系统，包括倒U形设置的正虹吸管，正虹吸管进 口设置用于防止管内液体蒸发的进口防蒸发装置，正虹吸管出口设置用于防止管内液体蒸 发的出口防蒸发装置，正虹吸管顶设置气液置换装置；所述气液置换装置包括储液箱、进液口 I、位于储液箱顶部的排气口 I和位于储 液箱底部的进气补液口，所述正虹吸管顶部通过设置于进气补液口的储液箱进气单向阀与 储液箱连通，排气口 I设置储液箱排气单向阀，所述进液口 I设置进液阀；储液箱内设置自动置换系统，自动置换系统包括驱动杠杆、驱动浮阀、自锁装置和 解锁浮阀，所述驱动杠杆阻力臂端部正对进液阀阀芯形成进液阀驱动端，动力臂下部固定 设置压簧，压簧下端固定连接储液箱进气单向阀阀芯，动力臂上部固定设置有拉簧，拉簧上 端固定连接一固定的杠杆限位块；驱动浮阀包括驱动浮子、连接杆和弹簧蓄能器，所述弹簧 蓄能器包括蓄能弹簧和铰接杆，所述铰接杆以可在竖直平面内摆动的方式铰接于储液箱， 自由端通过连接杆固定连接驱动浮子，所述蓄能弹簧位于铰接杆上部，且一端连接于储液 箱，另一端连接铰接杆自由端；连接杆与动力臂之间设置可伸缩并可压缩限位的套管，套管上端与可沿连接杆纵向滑动的铰接座铰接，下端连接驱动杠杆动力臂；自锁装置包括回位弹簧和铰接锁钩，所述铰接锁钩以可在竖直平面内摆动的方式 铰接于储液箱，上端外侧与驱动杠杆动力臂对应设置锁头形锁钩，内侧设置对其施加压应 力的回位弹簧；所述解锁浮阀包括解锁浮子、解锁拉索和拉力转换机构，所述解锁拉索一端 连接解锁浮子，另一端通过拉力转换机构连接铰接锁钩并施加与锁钩方向相反的拉力。进一步，所述弹簧蓄能器的铰接杆为两个，分列于蓄能弹簧两侧，两个铰接杆分别 铰接于与其一一对应的固定设置于储液箱的两个固定杆，另一端通过横杆固定连接，所述 连接杆固定连接于横杆；所述蓄能弹簧一端连接横杆，另一端连接以可在竖直平面内摆动 的方式铰接于储液箱的弹簧铰接杆；进一步，所述连接杆横向两侧分别设置纵向滑槽，铰接座上端部设置开口槽，开口 槽两侧壁分别以可沿连接杆纵向往复滑动的方式嵌入对应的纵向滑槽内；进一步，所述套管包括固定连接于连接杆的内套管和固定连接于驱动杠杆动力臂 的外套管，所述外套管外套于内套管，所述内套管外圆固定设置限位凸台；进一步，所述进气补液口与正虹吸管之间设置连通管路，连通管路设置正虹吸管 注吸支路，注吸支路设置注液阀，所述注液阀以及注液阀与注吸支路连接处至于一防渗液 封箱内；进一步，所述储液箱排气口通过储液箱排气单向阀连通于一排气液封箱，排气液 封箱设置进液口 II并顶部设置排气口 II，排气口 II设置排气翻板阀；进一步，所述进口防蒸 发装置包括防蒸发水槽，所述正虹吸管进口管段为U型结构，U型结构进口管段进口向上置 于防蒸发水槽内，进口设置进口浮阀；所述正虹吸管出口管段为U型结构，U型结构出口管 段出口向上，出口防蒸发装置为设置于U型结构出口管段出口的排水翻板阀；进一步，所述进口防蒸发装置包括进口防蒸发水槽，进口防蒸发水槽设置液体进 口并设置进口翻板阀，所述正虹吸管进口置于进口防蒸发水槽内并低于进口防蒸发水槽的 液体进口 ；所述出口防蒸发装置包括出口防蒸发水槽，出口防蒸发水槽设置液体出口并设 置气体出口翻板阀，所述正虹吸管出口置于出口防蒸发水槽内并低于出口防蒸发水槽的液 体出口 ；进一步，所述拉力转换机构为定滑轮，所述定滑轮位于回位弹簧上部，解锁拉索绕 过定滑轮连接铰接锁钩内侧；进一步，所述驱动杠杆的动力臂与储液箱进气单向阀之间连接设置有提拉索，所 述提拉索的长度大于压簧的压紧长度。本实用新型的有益效果本实用新型的正虹吸式工程排水系统，采用正虹吸排水 系统，设置防蒸发装置以及自动排气补水系统，能够自动保持排水状态，能够避免施工过程 的大量开挖，大量节约开挖工程量，可减少甚至规避管线迁改的风险概率，降低甚至消除由 于管线迁改造成的施工成本，减少施工工作量，降低施工成本；同时，能够较容易判断故障 所在，排堵和堵漏的维修工作方便，提高工作效率；适用于因在排水路线上采用传统自流式 无压流排水构造物时其构造物所要求最小空间(跟着流水标高走)无法规避水管、气管、油 管、电缆、通信管道等构筑物而必须对以上管道实施迁改时，或采用自流式正压流方式可避 开以上管道的迁改但施工不便、代价高昂时，可在以上管道处以正虹吸实施排水跨越；填方 区涵洞如(补充)采用正虹吸排水方式，在标高提升后，其总造价较传统排水方式更节省、工期更短。以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。
图1为本实用新型实施例一的结构示意图；图2为气液置换装置结构示意图；图3为防渗液封箱结构示意图；图4为弹簧蓄能器结构示意图；图5为自锁装置结构示意图；图6为驱动浮阀结构示意图；图7为实施例二正虹吸管进口防蒸发装置结构示意图；图8为实施例二正虹吸管出口防蒸发装置结构示意图。
具体实施方式
图1为本实用新型实施例一的结构示意图，图2为气液置换装置结构示意图，图3 为防渗液封箱结构示意图，图4为弹簧蓄能器结构示意图，图5为自锁装置结构示意图，图6 为驱动浮阀结构示意图，如图所示本实施例的正虹吸式工程排水系统，包括倒U形设置的 正虹吸管1，正虹吸管1进口设置用于防止管内液体蒸发的进口防蒸发装置，正虹吸管1出 口设置用于防止管内液体蒸发的出口防蒸发装置，正虹吸管1顶设置气液置换装置2 ；所述气液置换装置包括储液箱201、进液口 I 219、位于储液箱201顶部的排气口 I 218和位于储液箱201底部的进气补液口 220，所述正虹吸管1顶部通过设置于进气补 液口 220的储液箱进气单向阀211与储液箱201连通，排气口 I 218设置储液箱排气单向 阀205，所述进液口 I 219设置进液阀212 ；如图所示，进气阀为球形单向阀，球形阀芯在进 液压力的作用下紧压在阀座上实现密封；储液箱201内设置自动置换系统，自动置换系统包括驱动杠杆214、驱动浮阀、自 锁装置207和解锁浮阀，所述驱动杠杆214阻力臂端部正对进液阀212阀芯形成进液阀驱 动端213，如图所示，进液阀驱动端213由阻力臂向下折弯并向前延伸形成，端部正对进液 阀212阀芯，动力臂下压时，进液阀驱动端213复合运动，其中向前的分运动驱动球形阀芯 克服水压打开；动力臂下部固定设置压簧210，压簧210下端固定连接储液箱进气单向阀 211阀芯，如图所示，储液箱进气单向阀211阀芯为球形；动力臂上部固定设置有拉簧209， 拉簧209上端固定连接一固定的杠杆限位块208 ；驱动浮阀包括驱动浮子206、连接杆215d 和弹簧蓄能器，所述弹簧蓄能器包括蓄能弹簧215c和铰接杆215 j，所述铰接杆215 j以可在 竖直平面内摆动的方式铰接于储液箱201，自由端通过连接杆215d固定连接驱动浮子206， 所述蓄能弹簧215c位于铰接杆215d上部，且一端连接于储液箱201，另一端连接铰接杆 215d自由端；连接杆215d与动力臂之间设置可伸缩并可压缩限位的套管，套管上端与可沿 连接杆215d纵向滑动的铰接座215f铰接，下端连接驱动杠杆214动力臂；自锁装置包括回位弹簧207d和铰接锁钩，所述铰接锁钩以可在竖直平面内摆动 的方式铰接于储液箱，如图所示，铰接锁钩包括铰接柄207b和锁钩207a，铰接柄207b上端 外侧与驱动杠杆214动力臂对应设置锁头形锁钩207a，内侧设置对其施加压应力的回位弹簧207d ；所述解锁浮阀包括解锁浮子216、解锁拉索216a和拉力转换机构，所述解锁拉索 216a 一端连接解锁浮子216，另一端另一端通过拉力转换机构连接铰接锁钩并施加与锁钩 207a方向相反的拉力；本实施例中，所述定滑轮207c位于回位弹簧207d上部，解锁拉索 216a绕过定滑轮207c连接铰接锁钩的铰接柄207b内侧；当然，拉力转换机构也可以采用 直角杆杆结构，同样可将解锁浮子216对解锁拉索216a产生的竖直拉力转换成水平拉力， 均能达到本实用新型的目的。本实施例中，所述弹簧蓄能器的铰接杆215j为两个，分列于蓄能弹簧215c两侧， 两个铰接杆215j分别铰接于与其一一对应的固定设置于储液箱的两个固定杆251k，另一 端通过横杆固定连接，所述连接杆215d固定连接于横杆；所述蓄能弹簧215c —端连接横 杆，另一端连接以可在竖直平面内摆动的方式通过铰接座215a铰接于储液箱201的弹簧铰 接杆215b ；利于使弹簧蓄能器在动作时保持平衡，保证动作的灵敏性。本实施例中，所述连接杆215d横向两侧分别设置纵向滑槽215e，铰接座215f上端 部设置开口槽，开口槽两侧壁分别以可沿连接杆纵向往复滑动的方式嵌入对应的纵向滑槽 215e内；结构简单，动作灵敏。本实施例中，所述套管包括固定连接于连接杆215d的内套管215h和固定连接于 驱动杠杆214动力臂的外套管215i，所述外套管215i外套于内套管215h，所述内套管215h 外圆固定设置限位凸台215g，通过限位凸台215g对外套管215i施加向下的力，结构简单稳
定，可靠性好。本实施例中，所述进气补液口 220与正虹吸管1之间设置连通管路302，连通管路 302设置正虹吸管注吸支路303，注吸支路303设置注液阀304，所述注液阀304以及注液阀 304与注吸支路303连接处至于一防渗液封箱3内；防止气体渗入正虹吸管1，保证正虹吸 系统的可靠性；注吸支路303用于初次或失效后再次启用向正虹吸管内注液或者抽吸管内 气体，使管内充满液体。本实施例中，所述储液箱排气口 218通过储液箱排气单向阀205连通于一排气液 封箱204，排气液封箱204设置进液口 II 202并顶部设置排气口 II 203，排气口 II 203设置 排气翻板阀203a ；排气液封箱204防止气体渗入储液箱201，保证正虹吸系统的可靠性。本实施例中，所述进口防蒸发装置包括防蒸发水槽5，液体由槽开口流入，所述正 虹吸管1进口管段7为U型结构，U型结构的进口管段7进口向上置于防蒸发水槽5内，进 口设置进口浮阀6 ；所述正虹吸管1出口管段8为U型结构，U型结构的出口管段8出口向 上，出口防蒸发装置为设置于U型结构的出口管段8出口的排水翻板阀4 ；结构简单可靠， 有效防止正虹吸管内水分蒸发。图7为实施例二正虹吸管进口防蒸发装置结构示意图，图8为实施例二正虹吸管 出口防蒸发装置结构示意图，如图所示，本实施例与实施例一的区别仅在于本实施例与实 施例一的进口防蒸发装置及出口防蒸发装置结构不同，本实施例中，所述进口防蒸发装置 包括进口防蒸发水槽9，进口防蒸发水槽9设置液体进口 10并设置进口翻板阀10a，所述正 虹吸管进口 7a置于进口防蒸发水槽9内并低于进口防蒸发水槽9的液体进口 10 ；所述出 口防蒸发装置包括出口防蒸发水槽11，出口防蒸发水槽11设置液体出口 12并设置气体出 口翻板阀12a，所述正虹吸管出口 8a置于出口防蒸发水槽11内，并低于出口防蒸发水槽11 的液体出口 12结构简单，效果可靠。[0041]本实施例中，所述驱动杠杆214的动力臂与储液箱进气单向阀211之间连接设置 有提拉索210a，所述提拉索210a的长度大于压簧210的压紧长度，本实施例采用一根提拉 索210a，提拉索210a穿过压簧210，其一端连接驱动杠杆214的动力臂，另一端连接储液箱 进气单向阀211，以保证动力臂上移时储液箱进气单向阀211能被打开。本实用新型在使用时，利用连通器原理进行排水；如果虹吸管内有气体，则通过储 液箱进气单向阀进入储液箱，在储液箱内形成压力，储液箱内水由储液箱底部的进气补液 口进入正虹吸管进行补液，储液箱内水位下降，当下降至较低水位时，驱动杠杆动力臂在驱 动浮阀的驱动浮子打动连接杆和套管的压力下，通过压簧压储液箱进气单向阀阀芯，关闭 进气补液口，由于设置压簧和弹簧蓄能器，此时，蓄能弹簧向下超过铰接杆，对铰接杆施加 拉力，则连接杆和套管在弹簧力作用下使驱动杠杆动力臂继续下压压簧，同时，阻力臂驱动 进液阀阀芯打开，储液箱进水，此时，自锁装置的锁钩钩住驱动杠杆动力臂实现自锁；水位 达到较高时，解锁浮阀的解锁浮子通过解锁拉索拉动铰接锁钩，锁钩内移，杠杆动力臂脱离 锁钩在拉簧作用下回位，储液箱进气单向阀打开，正常进行气液置换。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参 照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本 实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范 围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求一种正虹吸式工程排水系统，其特征在于包括倒U形设置的正虹吸管，正虹吸管进口设置用于防止管内液体蒸发的进口防蒸发装置，正虹吸管出口设置用于防止管内液体蒸发的出口防蒸发装置，正虹吸管顶设置气液置换装置；所述气液置换装置包括储液箱、进液口Ⅰ、位于储液箱顶部的排气口Ⅰ和位于储液箱底部的进气补液口，所述正虹吸管顶部通过设置于进气补液口的储液箱进气单向阀与储液箱连通，排气口Ⅰ设置储液箱排气单向阀，所述进液口Ⅰ设置进液阀；储液箱内设置自动置换系统，自动置换系统包括驱动杠杆、驱动浮阀、自锁装置和解锁浮阀，所述驱动杠杆阻力臂端部正对进液阀阀芯形成进液阀驱动端，动力臂下部固定设置压簧，压簧下端固定连接储液箱进气单向阀阀芯，动力臂上部固定设置有拉簧，拉簧上端固定连接一固定的杠杆限位块；驱动浮阀包括驱动浮子、连接杆和弹簧蓄能器，所述弹簧蓄能器包括蓄能弹簧和铰接杆，所述铰接杆以可在竖直平面内摆动的方式铰接于储液箱，自由端通过连接杆固定连接驱动浮子，所述蓄能弹簧位于铰接杆上部，且一端连接于储液箱，另一端连接铰接杆自由端；连接杆与动力臂之间设置可伸缩并可压缩限位的套管，套管上端与可沿连接杆纵向滑动的铰接座铰接，下端连接驱动杠杆动力臂；自锁装置包括回位弹簧和铰接锁钩，所述铰接锁钩以可在竖直平面内摆动的方式铰接于储液箱，上端外侧与驱动杠杆动力臂对应设置锁头形锁钩，内侧设置对其施加压应力的回位弹簧；所述解锁浮阀包括解锁浮子、解锁拉索和拉力转换机构，所述解锁拉索一端连接解锁浮子，另一端通过拉力转换机构连接铰接锁钩并施加与锁钩方向相反的拉力。
2.根据权利要求1所述的正虹吸式工程排水系统，其特征在于所述弹簧蓄能器的铰 接杆为两个，分列于蓄能弹簧两侧，两个铰接杆分别铰接于与其一一对应的固定设置于储 液箱的两个固定杆，另一端通过横杆固定连接，所述连接杆固定连接于横杆；所述蓄能弹簧 一端连接横杆，另一端连接以可在竖直平面内摆动的方式铰接于储液箱的弹簧铰接杆。
3.根据权利要求2所述的正虹吸式工程排水系统，其特征在于所述连接杆横向两侧 分别设置纵向滑槽，铰接座上端部设置开口槽，开口槽两侧壁分别以可沿连接杆纵向往复 滑动的方式嵌入对应的纵向滑槽内。
4.根据权利要求3所述的正虹吸式工程排水系统，其特征在于所述套管包括固定连 接于连接杆的内套管和固定连接于驱动杠杆动力臂的外套管，所述外套管外套于内套管， 所述内套管外圆固定设置限位凸台。
5.根据权利要求4所述的正虹吸式工程排水系统，其特征在于所述进气补液口与正 虹吸管之间设置连通管路，连通管路设置正虹吸管注吸支路，注吸支路设置注液阀，所述注 液阀以及注液阀与注吸支路连接处至于一防渗液封箱内。
6.根据权利要求5所述的正虹吸式工程排水系统，其特征在于所述储液箱排气口通 过储液箱排气单向阀连通于一排气液封箱，排气液封箱设置进液口 II并顶部设置排气口 II，排气口 II设置排气翻板阀。
7.根据权利要求1至6任一权利要求所述的正虹吸式工程排水系统，其特征在于所 述进口防蒸发装置包括防蒸发水槽，所述正虹吸管进口管段为U型结构，U型结构进口管段 进口向上置于防蒸发水槽内，进口设置进口浮阀；所述正虹吸管出口管段为U型结构，U型 结构出口管段出口向上，出口防蒸发装置为设置于U型结构出口管段出口的排水翻板阀。
8.根据权利要求1至6任一权利要求所述的正虹吸式工程排水系统，其特征在于所述进口防蒸发装置包括进口防蒸发水槽，进口防蒸发水槽设置液体进口并设置进口翻板 阀，所述正虹吸管进口置于进口防蒸发水槽内并低于进口防蒸发水槽的液体进口 ；所述出 口防蒸发装置包括出口防蒸发水槽，出口防蒸发水槽设置液体出口并设置气体出口翻板 阀，所述正虹吸管出口置于出口防蒸发水槽内并低于出口防蒸发水槽的液体出口。
9.根据权利要求8所述的正虹吸式工程排水系统，其特征在于所述拉力转换机构为 定滑轮，所述定滑轮位于回位弹簧上部，解锁拉索绕过定滑轮连接铰接锁钩内侧。
10.根据权利要求9所述的正虹吸式工程排水系统，其特征在于所述驱动杠杆的动力 臂与储液箱进气单向阀之间连接设置有提拉索，所述提拉索的长度大于压簧的压紧长度。
专利摘要本实用新型公开了一种正虹吸式工程排水系统，包括倒U形设置的正虹吸管，正虹吸管进口设置用于防止管内液体蒸发的进口防蒸发装置，正虹吸管出口设置用于防止管内液体蒸发的出口防蒸发装置，正虹吸管顶设置气液置换装置；本实用新型采用正虹吸排水系统，设置防蒸发装置以及自动排气补水系统，能够自动保持排水状态，能够避免施工过程的大量开挖，大量节约开挖工程量，可规避管线迁改的风险，消除由于管线迁改造成的施工成本，减少施工工作量，降低施工成本；同时，能够较容易判断故障所在，排堵和堵漏的维修工作方便，提高工作效率。
文档编号E03F5/00GK201713925SQ201020211898
公开日2011年1月19日 申请日期2010年6月2日 优先权日2010年6月2日
发明者李一鹏 申请人:李一鹏