机械式自动启闭井盖及其自动启闭方法与流程

本发明涉及排泄污水的污水检查井井盖领域，特别涉及一种用于污水防溢和雨水定量禁入的机械式自动启闭井盖及其自动启闭方法。

背景技术：

城市排水系统的排水井盖分为雨水篦子和检查井井盖，两者缺一不可，其中雨水篦子专用于排泄雨水。

当大雨和暴雨天气来临时，现有的城市排水系统在短时间内无法完全将雨水排掉，导致检查井井盖浸没在积水中，因此部分雨水将会通过检查井井盖流进城市的污水管道，可能造成排污系统的容量过载，最终导致污水通过检查井井盖泄露，造成环境污染。现在市面上的检查井井盖一般不具备监测功能，需要人员在雨停止以后，下到井道内部进行检查和维修；现有技术中，虽已体现井盖的自动开启和关闭功能，但未考虑检查井井盖的真实用途及同时实现污水排泄和雨水防入，所以急需一种城市污水防泻雨水防入的自动开启关闭的双层井盖，以减轻工作人员的工作量。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种用于污水防溢和雨水定量禁入的机械式自动启闭井盖及其自动启闭方法，主要是为了减少排污系统容量过载以及检查井井盖泄露的现象，使得检查井井盖更加机械化，减少井盖的损坏率，同时减少工作人员的工作量和人员伤害。

本发明提供了一种用于污水防溢和雨水定量禁入的机械式自动启闭井盖，其包括井盖、井盖支架、储水槽、挡柱、边缘清洁柱、浮动组件、中心清洁组件、定量放水组件和连接架。所述井盖上设有进水孔和检查孔，所述井盖和所述井盖支架的上端固定连接，所述储水槽的储水槽边缘通过挡柱固定在所述井盖支架的内部，所述边缘清洁柱的第一端和所述储水槽连接，所述边缘清洁柱的第二端和所述连接架的上表面固定连接，所述浮动组件和所述储水槽连接，所述中心清洁组件的第一端和所述储水槽下端的上表面连接，所述中心清洁组件的第二端和所述定量放水组件连接。所述储水槽，其包括清洁柱配合孔、出水孔、引线孔和储水槽边缘，所述清洁柱配合孔均匀分布在所述储水槽下端底面外缘的四周，所述出水孔均匀分布在所述储水槽下端底面内缘的四周，所述引线孔位于所述储水槽下端底面的中心，所述储水槽边缘位于所述储水槽上端下表面外缘的四周；所述浮动组件，其包括上浮子、下浮子、连接轴和螺母，所述连接轴的第一端通过螺母和所述上浮子固定连接，所述连接轴的第二端穿过所述储水槽的出水孔通过螺母和所述下浮子固定连接。所述中心清洁组件，其包括圆柱滑道、叶片、伸缩筒、回位弹簧、分线节和连接细线，所述圆柱滑道的一端和所述储水槽底端的上表面固定连接，所述伸缩筒的第一端和所述储水槽底端的下表面固定连接，所述伸缩筒的第二端和所述分线节边缘固定连接，所述连接细线，由第一细线和第二细线组成，所述第一细线的第一端穿过圆柱滑道的圆柱通孔和所述叶片的一侧连接，所述第一细线的第二端和所述分线节的第一端连接，所述第二细线的第一端和所述分线节的第二端连接，所述第二细线的第二端和所述定量放水组件中的泄水槽的末端连接；所述定量放水组件，其包括三角支架、定位轴和泄水槽，所述定量放水组件均匀分布在所述连接架的下表面，所述三角支架的第一端和所述连接架的下表面固定连接，所述三角支架的第二端通过定位销和所述泄水槽的连接孔连接。

可优选的是，在所述井盖中，所述进水孔沿所述井盖的径向方向均匀分布，相邻两列进水孔之间的夹角相等，所述检查孔位于所述井盖的中心，所述井盖支架靠近下端的侧面设有圆柱通孔，所述挡住和所述圆柱通孔连接，所述井盖的下表面和所述储水槽的上表面接触；在所述浮动组件中，所述上浮子和所述下浮子的外形相同，中心均设有圆柱通孔，所述上浮子位于所述储水槽的内部，所述下浮子位于所述储水槽的外部；在所述中心清洁组件中，所述圆柱滑道和所述叶片位于所述储水槽的内部，所述伸缩筒位于所述储水槽的外部，所述回位弹簧位于所述伸缩筒的内部，所述圆柱滑道的中心设有圆柱通孔，所述圆柱滑道的外表面设有螺旋滑槽，所述叶片的底端和所述圆柱滑道的螺旋滑槽连接。

可优选的是，所述井盖、所述井盖支架、所述储水槽和所述连接架的轴线同轴心，所述上浮子、所述下浮子、所述圆柱滑道、所述叶片、所述伸缩筒、所述回位弹簧和所述分线节的轴线同轴心。

可优选的是，所述井盖支架的圆柱通孔的直径和所述挡柱的外径相等，所述储水槽上端的外径大于所述储水槽下端的外径，所述储水槽上端的外径和所述井盖支架的内径相等，所述井盖支架上端的外径和所述井盖的外径相等，所述上浮子的外径和所述下浮子的外径小于所述储水槽内部的直径，所述上浮子的圆柱通孔的直径大于所述叶片的外径，所述下浮子的圆柱通孔的直径大于所述伸缩筒的外径，所述伸缩筒的外径大于所述回位弹簧的直径，所述清洁柱配合孔的直径和所述边缘清洁柱的外径相等，所述出水孔的直径和所述连接轴的外径相等。

可优选的是，所述清洁柱配合孔的数量和所述边缘清洁柱的数量相等，所述出水孔的数量和所述连接轴的数量相等，所述螺母的数量是所述连接轴数量的两倍，所述连接细线的数量和所述定量放水组件的数量相等。

可优选的是，所述上浮子、所述下浮子、所述连接轴和所述螺母由塑料制成，质轻且易受水的浮力影响。

可优选的是，所述伸缩筒采用带有弹簧的橡胶管，能实现密封和伸缩运动。

本发明的第二方面提供一种用于前述机械式自动启闭井盖的自动启闭方法，其包括以下步骤：

s1、雨水定量禁入的步骤包括：

s11、雨水开始顺着井盖的进水孔和检查孔向储水槽中进水，通过储水槽的出水孔流出井盖；

s12、当进水孔和检查孔的流量大于出水孔的流量时，进入储水槽中的雨水开始逐渐增加，由于储水槽的容积是一定的，上浮子开始上浮，带动连接轴、下浮子和螺母一同向上运动；

s13、当储水槽被流进的雨水充满后，下浮子和储水槽的底部的下表面贴合，下浮子不能向上运动，出水孔被堵住，雨水禁入；同时，上浮子、连接轴和螺母停止运动，雨水不再从储水槽内排出；

s2、雨水排出的步骤包括：

s21、井盖上方积水减少，进水孔和检查孔露出雨水水面后，上浮子向下运动，带动下浮子、连接轴和螺母一同向下运动，下浮子和储水槽底部的下表面分离，雨水开始从出水孔排出，下落至泄水槽；

s22、当泄水槽内存有雨水后，泄水槽开始绕定位轴旋转，带动末端连接的连接细线一起运动，连接细线通过分线节拉伸回位弹簧，当回位弹簧被拉伸到一定程度后，拉动与连接细线第一端连接的叶片向下运动，叶片沿着圆柱滑道旋转下滑，搅动储水槽内的雨水，加速雨水从储水槽的出水孔排出；

s23、当泄水槽内雨水充满后，泄水槽带动连接架一起向下运动，连接架带动边缘清洁柱向下运动，配合叶片一起搅动储水槽内的积水；

s24、当泄水槽内的污水完全倾泻后，回位弹簧开始恢复原位，从而拉动与伸缩筒的第二端连接的分线节向上运动，带动连接细线也开始向上运动，连接细线的第二端拉动泄水槽绕定位轴开始旋转上升，与连接细线的第一端固定连接的叶片也开始向上运动，叶片沿着圆柱滑道旋转上滑，搅动储水槽中的雨水；

s25、当泄水槽中的雨水减少后，连接架和边缘清洁柱一起向上运动，边缘清洁柱开始搅动储水槽中的积水，边缘清洁柱、定量放水组件和中心清洁组件经过多次往复运动，完成储水槽内积水的清洁，直至储水槽内积水排放完毕。

进一步，本发明的自动启闭方法还包括以下步骤：当污水上涌时，污水推动下浮子向上运动，下浮子的上表面和储水槽的底部的下表面贴合，下浮子停止运动，阻止污水进入到储水槽的内部；或者当污水上涌时，污水推动连接架带动定量放水组件向上运动，当连接架的上表面和下浮子的下表面接触后，下浮子随之一起进行向上运动至其上表面与储水槽底部的下表面贴合，停止运动，从而阻止污水上涌至储水槽内。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

本发明是城市污水防泻、雨水防入的自动开启关闭装置，本发明是在现有的城市检查井井盖的加装与改造，可以实现雨水的防入和污水防泻；该装置采用的机械结构，生产成本低，不存在不安全因素，由于进水孔的开口小，因此并不会造成安全隐患；本发明的主要部件材料为塑料，价格低廉，且质量轻、不生锈，因此更换方便，且可以长时间使用；本发明针对暴雨天气，如果检查井井盖一直位于水面之下，会不断的向污水井道内漏水，设置不同体积的储水槽，当储水槽被充满时就不能再向污水井道内排水了，从而实现了排水量的限定；本发明的储水槽也可以根据不同地区的降雨量进行定制，通过浮动组件的使用，可以定性的控制污水防溢，在储水槽中的雨量达到所能承受的范围内，将通过上浮子禁止外界雨水的渗入。

附图说明

图1为本发明用于污水防溢和雨水定量禁入的机械式自动启闭井盖及其自动启闭方法整体的结构示意图；

图2为本发明用于污水防溢和雨水定量禁入的机械式自动启闭井盖及其自动启闭方法整体的半剖结构示意图；

图3为本发明用于污水防溢和雨水定量禁入的机械式自动启闭井盖及其自动启闭方法的井盖结构示意图；以及

图4为本发明用于污水防溢和雨水定量禁入的机械式自动启闭井盖及其自动启闭方法的储水槽结构示意图。

主要附图标记：

井盖1，进水孔11，检查孔12，井盖支架2，储水槽3，清洁柱配合孔31，出水孔32，引线孔33，储水槽边缘34，挡柱4，边缘清洁柱5，浮动组件6，上浮子61，连接轴62，下浮子63，螺母64，中心清洁组件7，圆柱滑道71，叶片72，伸缩筒73，回位弹簧74，分线节75，连接细线76，定量放水组件8，泄水槽81，三角支架82，定位轴83，连接架9。

具体实施方式

为详尽本发明之技术内容、结构特征、所达成目的及功效，以下将结合说明书附图进行详细说明。

用于污水防溢和雨水定量禁入的机械式自动启闭井盖，如图1所示，其包括井盖1、井盖支架2、储水槽3、挡柱4、边缘清洁柱5、浮动组件6、中心清洁组件7、定量放水组件8和连接架9。

如图3所示，井盖1上设有进水孔11和检查孔12，进水孔11沿井盖1的径向方向均匀分布，相邻两列进水孔之间的夹角相等，检查孔12位于井盖的中心，井盖1和井盖支架2的上端固定连接，储水槽3的储水槽边缘34通过挡柱4固定在井盖支架2的内部，井盖支架2靠近下端的侧面设有圆柱通孔，挡柱4和圆柱通孔连接，井盖1的下表面和储水槽3的上表面接触，边缘清洁柱5的第一端和储水槽3连接，边缘清洁柱5的第二端和连接架9的上表面固定连接，浮动组件6和储水槽3连接，中心清洁组件7的第一端和储水槽3下端的上表面连接，中心清洁组件7的第二端和定量放水组件8连接。

储水槽3，如图4所示，其包括清洁柱配合孔31、出水孔32、引线孔33和储水槽边缘34，清洁柱配合孔31均匀分布在储水槽3下端底面外缘的四周，出水孔32均匀分布在储水槽3下端底面内缘的四周，引线孔33位于储水槽3下端底面的中心，储水槽边缘34位于储水槽3上端下表面外缘的四周。

浮动组件6，其包括上浮子61、下浮子63、连接轴62和螺母64，上浮子61和下浮子63的外形相同，中心均设有圆柱通孔，上浮子61位于储水槽3的内部，下浮子63位于储水槽3的外部，连接轴62的第一端通过螺母64和上浮子61固定连接，连接轴62的第二端穿过储水槽3的出水孔通过螺母64和下浮子63固定连接。

中心清洁组件7，其包括圆柱滑道71、叶片72、伸缩筒73、回位弹簧74、分线节75和连接细线76，圆柱滑道71和叶片72位于储水槽3的内部，圆柱滑道71的一端和储水槽3底端的上表面固定连接，伸缩筒73位于储水槽3的外部，回位弹簧74位于伸缩筒73的内部，伸缩筒73的第一端和储水槽3底端的下表面固定连接，伸缩筒73的第二端和分线节75的中心固定连接，圆柱滑道71的中心设有圆柱通孔，圆柱滑道71的外表面设有螺旋滑槽，叶片72的底端和圆柱滑道71的螺旋滑槽连接，连接细线76由第一细线和第二细线组成，第一细线的第一端穿过圆柱滑道71的圆柱通孔和叶片72的一侧连接，第一细线的第二端和分线节75的第一端连接，第二细线的第一端和分线节75的第二端连接，第二细线的第二端和定量放水组件8中的泄水槽81的末端连接。

定量放水组件8，其包括三角支架82、定位轴83和泄水槽81，定量放水组件8均匀分布在连接架9的下表面，三角支架82的第一端和连接架9的下表面固定连接，三角支架82的第二端通过定位轴83和泄水槽81的连接孔连接。

如图2所示，井盖1、井盖支架2、储水槽3和连接架9的轴线同轴心，上浮子61、下浮子63、圆柱滑道71、叶片72、伸缩筒73、回位弹簧74和分线节75的轴线同轴心。

井盖支架2的圆柱通孔的直径和挡柱4的外径相等，储水槽3上端的外径大于储水槽3下端的外径，储水槽3上端的外径和井盖支架2的内径相等，井盖支架2上端的外径和井盖1的外径相等，上浮子61的外径和下浮子63的外径小于储水槽3内部的直径，上浮子61的圆柱通孔的直径大于叶片72的外径，下浮子63的圆柱通孔的直径大于伸缩筒73的外径，伸缩筒73的外径大于回位弹簧74的直径，清洁柱配合孔31的直径和边缘清洁柱5的外径相等，出水孔32的直径和连接轴62的外径相等。

清洁柱配合孔31的数量和边缘清洁柱5的数量相等，出水孔32的数量和连接轴62的数量相等，螺母64的数量是连接轴62数量的两倍，连接细线76的数量和定量放水组件8的数量相等。

上浮子61、下浮子63、连接轴62和螺母64由塑料制成，质轻且易受水的浮力影响。

伸缩筒73采用带有弹簧的橡胶管，可以实现密封和伸缩运动。

用于雨水定量禁入的机械式自动启闭井盖的自动启闭方法的主要步骤如下：

s1、雨水定量禁入的步骤包括：

s11、雨水开始顺着井盖的进水孔11和检查孔12向储水槽3中进水，通过储水槽3的出水孔32流出井盖1；

s12、当进水孔11和检查孔12的流量大于出水孔32的流量时，进入储水槽3中的雨水开始逐渐增加，由于储水槽3的容积是一定的，上浮子61开始上浮，带动连接轴62、下浮子63和螺母64一同向上运动；

s13、当储水槽3被流进的雨水充满后，下浮子63和储水槽3底部的下表面贴合，下浮子63不再向上运动，出水孔32被堵住，雨水禁入；同时，上浮子61、连接轴62和螺母64停止运动，雨水不再从储水槽3内排出。

s2、雨水排出的步骤包括：

s21、井盖上方积水减少，进水孔11和检查孔12露出雨水水面后，上浮子61向下运动，带动下浮子63、连接轴62和螺母64一同向下运动，下浮子63和储水槽3底部的下表面分离，雨水开始从出水孔32排出，下落至泄水槽81；

s22、当泄水槽81内存有雨水后，泄水槽81开始绕定位轴83旋转，带动末端连接的连接细线76一起运动，连接细线76通过分线节75拉伸回位弹簧74，当回位弹簧74被拉伸到一定程度后，拉动与连接细线76第一端连接的叶片72向下运动，叶片72沿着圆柱滑道71旋转下滑，搅动储水槽3内的雨水，加速雨水从储水槽3的出水孔32排出；

s23、当泄水槽81内雨水充满后，泄水槽81带动连接架9一起向下运动，连接架9带动边缘清洁柱5向下运动，配合叶片72一起搅动储水槽3内的积水；

s24、当泄水槽81内的污水完全倾泻后，回位弹簧74开始恢复原位，从而拉动与伸缩筒73的第二端连接的分线节75向上运动，带动连接细线76也开始向上运动，连接细线76的第二端拉动泄水槽81绕定位轴83开始旋转上升，与连接细线76的第一端固定连接的叶片72也开始向上运动，叶片72沿着圆柱滑道71旋转上滑，搅动储水槽3中的雨水；

s25、当泄水槽81中的雨水减少后，连接架9和边缘清洁柱5也一起向上运动，边缘清洁柱5开始搅动储水槽3中的积水，边缘清洁柱5、定量放水组件8和中心清洁组件7经过多次往复运动，完成储水槽3内积水的清洁，直至储水槽3内积水排放完毕。

用于污水防溢的机械式自动启闭井盖的自动启闭方法步骤如下：

当污水上涌时，污水推动下浮子63向上运动，下浮子63的上表面和储水槽3底部的下表面贴合，下浮子63停止运动，阻止污水进入到储水槽3的内部；当污水上涌时，污水推动连接架9带动定量放水组件8向上运动，当连接架9的上表面和下浮子63的下表面接触后，下浮子63随之一起进行向上运动至其上表面与储水槽3底部的下表面贴合，停止运动，从而阻止污水上涌至储水槽内，污水防溢可由以上两种运动方式之一来实现。

以下结合实施例对本发明一种用于污水防溢和雨水定量禁入的机械式自动启闭井盖及其自动启闭方法做进一步描述：

以下结合实际应用场景来分别叙述本发明用于污水防溢和雨水定量禁入的机械式自动启闭井盖的具体操作过程：

在下雨时，雨水开始顺着本发明井盖1的进水孔11和检查孔12向自动启闭井盖装置进水，雨水直接进入到与井盖1的下表面相接触的储水槽3中，接着经由出水孔32流出自动启闭井盖装置；当进水孔11和检查孔12的流量大于出水孔32的流量时，储水槽3中的雨水开始逐渐增加，由于储水槽3的容积是一定的，因此随着储水槽3中的雨水的增加，位于储水槽3中的上浮子61因为雨水的浮力开始上浮，带动与之连接的连接轴62的第一端和螺母64开始向上运动，与连接轴62第二端连接的下浮子63以及螺母64一同向上运动，当储水槽3被流进的雨水充满后，下浮子63和储水槽3底部的下表面贴合，下浮子63不再向上运动，此时，上浮子61、连接轴62和螺母64停止运动，雨水不再从储水槽3内排出。

当雨停止后，井盖1上方的积水排至雨水井内后，从井盖1的进水孔11和检查孔12向储水槽3内流入的雨水开始减少，此时，上浮子61由于雨水的减少，浮力也随之减少下降，上浮子61开始向下浮动，带动下浮子63、连接轴62和螺母64一同向下运动，与储水槽3底部的下表面接触的下浮子63开始向离开储水槽3底部的方向运动，雨水开始从出水孔32排出，雨水下落至泄水槽81，当泄水槽81内的雨水达到一定重量后，泄水槽81开始绕定位轴83旋转，泄水槽81带动末端固定连接的连接细线76一起运动，连接细线76通过分线节75拉伸位于伸缩筒73内的回位弹簧74，当回位弹簧74被拉伸到一定程度以后，开始拉动与连接细线76第一端连接的叶片72向下运动，叶片72沿着圆柱滑道71旋转下滑，搅动储水槽3内的雨水，从而加速雨水从储水槽3的出水孔32排出；同时，由于泄水槽81中的雨水不断增多，泄水槽81带动与三角支架82固定连接的连接架9一起向下运动，连接架9带动边缘清洁柱5向下运动，搅动储水槽3内的积水。

泄水槽81中的雨水在向外排出时，位于伸缩筒73内的回位弹簧74一直处于拉伸的状态，从而拉动与伸缩筒73的第二端固定连接的分线节75向上运动，分线节75带动连接细线76开始向上运动，与定量放水组件8相连接的连接细线76的第二端拉动泄水槽81绕定位轴83开始旋转上升，与连接细线76的第一端固定连接的叶片72开始向上运动，叶片72沿着圆柱滑道71旋转上滑，搅动储水槽3中的雨水；同时，由于泄水槽81中的雨水减少，连接架9和边缘清洁柱5也一起向上运动，边缘清洁柱5也开始搅动储水槽3中的积水。边缘清洁柱5、定量放水组件8和中心清洁组件7经过多次往复运动，完成储水槽3内积水的清洁，直至储水槽3内积水排放完毕。

而且，当污水井道内的污水上涌时，浮动组件6中的下浮子63受气压、水压的影响向上运动，下浮子63的上表面和储水槽3底部的下表面贴合，污水无法1进入到储水槽3内部；或者，当污水井道内的污水上涌时，水压、气压过大时，连接架9带动定量放水组件8向上运动，连接架9的上表面和下浮子63的下表面接触，下浮子63的上表面与储水槽3底部的下表面的贴合将更为紧密，阻止污水上涌至储水槽3内，从而阻止了污水从井盖1中的进水孔11和检查孔12中涌出，减少了环境的污染，同时保护了环境。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。