一种倒虹吸排水方管系统的制作方法

本发明涉及市政排水，尤其涉及一种倒虹吸排水方管系统。

背景技术：

1、倒虹吸排水方管系统是市政排水管网系统中的重要设施之一，其是利用连通器的原理，在排水方管穿越渠道、管道和地下建筑等障碍物时，通过降低穿越处的排水过流通道的高程从而形成u型管的型式，利用进、出水井的水位差形成的水力坡降将上游来水水流通过倒虹吸系统过流通道排入下游管道中。传统的倒虹吸排水方管系统主要存在以下问题：(1)对上游排水管道来水水量变化的适应性情况较差：传统的倒虹吸排水方管系统往往都是根据设定流量来进行设计的，其过流通道的尺寸是固定不变的；但实际运行中，当上游来水水量比设定流量大时，按设定流量设计的过流通道尺寸不够，其过流能力不足，从而使得进、出水井内的水位上升增高甚至顶托开进、出水井井盖后溢流到地面，当上游来水水量比设定流量小时，按设定流量设计的过流通道断面尺寸偏大，其流速较设定流量所对应的流速减小，从而导致水中的泥沙渣沉降，从而堵塞过流通道进而阻碍其中水流的流动；(2)自动精细化调整运行能力较差：传统的倒虹吸排水方管系统过流通道断面尺寸往往是同一尺寸且固定不变的，实际运行时，只能靠进水井和出水井的水位变化来统一调整整个过流通道的流速和水头损失，而不能对过流通道进行分管段调整其流速和和水头损失，因此传统的倒虹吸排水方管系统无法实现动态分段精细化自动控制倒虹吸过流通道的运行状态；(3)无法自动排泥：实际运行中，水流中的泥沙渣易沉积于过流通道的底壁上，从而堵塞过流通道进而阻碍其水流的流动，影响系统的运行，传统的倒虹吸排水方管系统无法自动进行排泥，只能通过维修人员进入过流通道中疏捞或采用机械设备进行疏捞，不仅疏捞难度大且耗费大量的人力成本和设备投资。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种倒虹吸排水方管系统，主要是针对上游来水水量变化的情况，将上游排水管道来水通过倒虹吸的方式输水至下游排水管道。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种倒虹吸排水方管系统，包括进水井、出水井、套管、过流通道、进水拉动机构、出水拉动机构、上部弹簧组和下部弹簧组，所述套管和过流通道分别设置于所述进水井和出水井之间，所述套管上靠近所述进水井一端的上部与所述进水井连通，所述套管上靠近所述出水井一端的下部与所述出水井连通，所述套管上靠近所述进水井一端的下部与所述进水井分隔，所述套管上靠近所述出水井一端的上部与所述出水井分隔，所述过流通道活动设置于所述套管内，且所述过流通道的两端分别与所述进水井和出水井连通，所述过流通道由多根依次连接并连通的通水管组成，各根所述通水管内都分别对应的设置有上部弹簧组和下部弹簧组，所述进水拉动机构设置在所述进水井和套管内，且所述进水拉动机构与所述过流通道的顶壁连接，并可驱动所述顶壁在所述套管内上下移动，所述出水拉动机构设置在所述出水井和套管内，且所述出水拉动机构与所述过流通道的底壁连接，并可驱动所述底壁在所述套管内上下移动，通过所述顶壁和所述底壁的上下移动进而使得各根所述通水管的过流断面尺寸不同，从而在所述过流通道内部形成尺寸变化的过流断面，所述进水井远离所述出水井一侧的侧壁上设有进水管，所述出水井远离所述进水井一侧的侧壁上设有出水管。

3、本发明的有益效果是：本发明的倒虹吸排水方管系统，通过将所述过流通道设置成由多根连接并连通的所述通水管组成，并将所述过流通道的所述顶壁和所述底壁都设置为可上下移动，从而使得所述过流通道在所述进水拉动机构和所述出水拉动机构的作用下，可根据上游来水量的变化调整各根所述通水管的过流断面尺寸，使各根所述通水管的过流断面尺寸不同，进而使得各根所述通水管内的流速和水头损失都不同，即所述过流通道不同管段的流速和水头损失不同，从而实现动态分段精细化自动控制倒虹吸过流通道的运行状态，同时，通过所述出水拉动机构和所述下部弹簧组的联合作用，可以使得所述底壁能够根据所述出水井内水位的变化自动倾斜，实现自动排泥，有利于减少所述过流通道的堵塞，从而降低了清淤的难度和费用。

4、在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

5、进一步：所述套管靠近所述进水井一端的下部通过下伸缩板与所述进水井分隔，所述套管靠近所述出水井一端的上部通过上伸缩板与所述出水井分隔，所述过流通道的所述底壁上靠近所述进水井的一端通过所述下伸缩板与所述套管的底壁连接，所述过流通道的所述顶壁上靠近所述出水井的一端通过所述上伸缩板与所述套管的顶壁连接。

6、上述进一步方案的有益效果是：通过所述下伸缩板将所述套管的一端与所述进水井分隔，通过所述上伸缩板将所述套管的另一端与所述出水井分隔，这样可以使得所述进水井和出水井之间的水流均通过所述过流通道流动，并可通过所述上伸缩板和下伸缩板来调节所述过流通道的过流能力。

7、进一步：相邻两根所述通水管的所述顶壁之间和所述底壁之间分别通过可伸缩弹性板连接，每根所述通水管内的上部设置有所述上部弹簧组，每根所述通水管内的下部设置有所述下部弹簧组。

8、上述进一步方案的有益效果是：通过将所述过流通道设置为由多根依次连接并连通的所述通水管组成，并将相邻两根所述通水管的所述顶壁之间和所述底壁之间分别设置可伸缩弹性板连接，从而可根据上游来水量的变化，使得各根所述通水管对应的自动形成不同断面尺寸，进而使各根所述通水管的水流流速和水头损失都不同，即所述过流通道不同管段的流速和水头损失不同，从而实现动态分段精细化自动控制倒虹吸过流通道的运行状态。

9、进一步：所述进水拉动机构包括进水浮子、呈门型的进水驱动杆、多根呈l型的进水连动杆、进水驱动弹簧和进水连动弹簧，所述进水浮子设置在所述进水井内，所述进水驱动杆的一端与所述进水浮子的顶部连接，所述进水驱动杆的另一端与从所述出水井至所述进水井的第一根所述通水管的所述顶壁连接，从上至下第一根所述进水连动杆靠近所述进水井的一端的上部通过所述进水驱动弹簧与所述进水驱动杆的中部连接，从上至下第一根所述进水连动杆靠近所述进水井的一端的下部通过所述进水连动弹簧与从上至下第二根所述进水连动杆靠近所述进水井的一端的上部连接，从上至下第一根所述进水连动杆靠近所述出水井的一端与从所述出水井至所述进水井的第二根所述通水管的所述顶壁连接；从上至下第二根所述进水连动杆靠近所述进水井的一端的上部通过所述进水连动弹簧与从上至下第一根所述进水连动杆靠近所述进水井的一端的下部连接，从上至下第二根所述进水连动杆靠近所述进水井的一端的下部通过所述进水连动弹簧与从上至下第三根所述进水连动杆靠近所述进水井的一端的上部连接，从上至下第二根所述进水连动杆靠近所述出水井的一端与从所述出水井至所述进水井的第三根所述通水管的所述顶壁连接；从上至下中间的各根所述进水连动杆靠近所述进水井的一端的上、下部分别通过所述进水连动弹簧与其上、下相邻的所述进水连动杆靠近所述进水井的一端的下、上部对应连接，从上至下中间的各根所述进水连动杆靠近所述出水井的一端与从所述出水井至所述进水井的对应所述通水管的所述顶壁连接；从上至下最后一根所述进水连动杆靠近所述进水井的一端的上部通过所述进水连动弹簧与其上方相邻的所述进水连动杆靠近所述进水井的一端的下部连接，从上至下最后一根所述进水连动杆靠近所述出水井的一端与从所述出水井至所述进水井的最后一根所述通水管的所述顶壁连接。

10、上述进一步方案的有益效果是：通过设置所述进水浮子、进水驱动杆、进水连动杆、进水驱动弹簧和进水连动弹簧，这样在上游来水水量超过或低于设定流量时，所述进水井的水位变化进而使得所述进水浮子上下移动，从而带动所述进水驱动杆上下移动，所述进水驱动杆上下移动进而带动所述进水驱动弹簧、所述进水连动弹簧从而带动各根所述进水连动杆上下移动，进而带动对应的各根所述通水管的所述顶壁上下移动，同时拉伸或压缩对应的所述上部弹簧组，从而使得各根所述通水管尺寸增加或减少，进而增大或减小各根所述通水管的过流能力。

11、进一步：所述出水拉动机构包括出水浮子、定滑轮、拉绳、呈l型的出水驱动杆、多根呈l型的出水连动杆、出水驱动弹簧和出水连动弹簧，所述出水浮子设置在所述出水井内，所述定滑轮设置在所述出水井的内顶壁，所述拉绳的一端与所述出水浮子的顶部连接，所述拉绳的另一端绕过所述定滑轮后与所述出水驱动杆靠近所述出水井的一端的上部相连，所述出水驱动杆靠近所述进水井的一端与从所述进水井至所述出水井的第一根所述通水管的所述底壁连接，从下至上第一根所述出水连动杆靠近所述出水井的一端的下部通过所述出水驱动弹簧与所述出水驱动杆的中部连接，从下至上第一根所述出水连动杆靠近所述出水井的一端的上部通过所述出水连动弹簧与从下至上第二根所述出水连动杆靠近所述出水井的一端的下部连接，从下至上第一根所述出水连动杆靠近所述进水井的一端与从所述进水井至所述出水井的第二根所述通水管的所述底壁连接；从下至上第二根所述出水连动杆靠近所述出水井的一端的下部通过所述出水连动弹簧与从下至上第一根所述出水连动杆靠近所述出水井的一端的上部连接，从下至上第二根所述出水连动杆靠近所述出水井的一端的上部通过所述出水连动弹簧与从下至上第三根所述出水连动杆靠近所述出水井的一端的下部连接，从下至上第二根所述出水连动杆靠近所述进水井的一端与从所述进水井至所述出水井的第三根所述通水管的所述底壁连接；从下至上中间的各根所述出水连动杆靠近所述出水井的一端的上、下部分别通过所述出水连动弹簧与其上、下相邻的所述出水连动杆靠近所述出水井的一端的下、上部对应连接，从下至上中间的各根所述出水连动杆靠近所述进水井的一端与从所述进水井至所述出水井的对应所述通水管的所述底壁连接；从下至上最后一根所述出水连动杆靠近所述出水井的一端的下部通过所述出水连动弹簧与其下方相邻的所述出水连动杆靠近所述出水井的一端的上部连接，从下至上最后一根所述出水连动杆靠近所述进水井的一端与从所述进水井至所述出水井的最后一根所述通水管的所述底壁连接。

12、上述进一步方案的有益效果是：通过设置所述出水浮子、定滑轮、拉绳、出水驱动杆、出水连动杆、出水驱动弹簧和出水连动弹簧，这样在上游来水水量低于或超过设定流量时，所述出水井的水位变化进而使得所述出水浮子上下移动，从而通过所述拉绳带动所述出水驱动杆，进而依次压缩或拉伸所述出水驱动弹簧和所述出水连动弹簧从而带动各根所述出水连动杆上下移动，进而带动对应的各根所述通水管的所述底壁上下移动，同时压缩或拉伸对应的所述下部弹簧组，从而使得各根所述通水管尺寸减小或增加，进而减小或增大各根所述通水管的过流能力。

13、进一步：所述进水驱动弹簧与所述进水连动弹簧的弹性系数不同，各所述进水连动弹簧的弹性系数均不相同，所述出水驱动弹簧和所述出水连动弹簧的弹性系数不同，各所述出水连动弹簧的弹性系数均不相同。

14、上述进一步方案的有益效果是：通过将所述进水驱动弹簧与所述进水连动弹簧的弹性系数、各所述进水连动弹簧的弹性系数设置为不同，所述出水驱动弹簧和所述出水连动弹簧的弹性系数、各所述出水连动弹簧的弹性系数设置为不同，在当上游来水量超过或低于设定流量时，由于上述各所述弹簧的弹性系数不同导致拉伸或压缩作用下各通水管管径不同，从而可根据上游来水量的变化，使得各根所述通水管对应自动形成不同的断面尺寸，进而使各根所述通水管的水流流速和水头损失都不同，从而实现动态分段精细化自动控制倒虹吸过流通道的运行状态。

15、进一步：所述上部弹簧组包括两根上部前弹簧和两根上部后弹簧，各根所述通水管内靠近所述进水井的前部的左右两侧侧壁上对称设置有前固定块，两根所述上部前弹簧对称设置在对应所述通水管内靠近所述进水井的前部的左右两侧上部，且各根所述上部前弹簧的上端分别固定于对应的所述通水管靠近所述进水井的前部的所述顶壁上，各根所述上部前弹簧的下端分别与对应的所述前固定块连接，各根所述通水管内靠近所述出水井的后部的左右两侧侧壁上对称设置有后固定块，两根所述上部后弹簧对称设置在对应所述通水管内靠近所述出水井的后部的左右两侧上部，且各根所述上部后弹簧的上端分别固定于对应的所述通水管靠近所述出水井的后部的所述顶壁上，各根所述上部后弹簧的下端分别与对应的所述后固定块连接；同一所述通水管内对应的所述上部前弹簧和所述上部后弹簧的弹性系数相同，不同所述通水管对应的所述上部前弹簧的弹性系数不同，不同所述通水管对应的所述上部后弹簧的弹性系数不同。

16、上述进一步方案的有益效果是：通过设置所述上部前弹簧和上部后弹簧，这样在各根所述通水管的所述顶壁上下移动时拉伸或压缩各根所述通水管对应的所述上部前弹簧和所述上部后弹簧，一方面可以辅助调节所述过流通道的断面尺寸进而调整其过流能力，另一方面在所述进水井水位恢复至设定水位以下后，所述上部前弹簧和所述上部后弹簧回复力的作用下可驱动对应的所述通水管的所述顶壁上下移动至设定状态；另外通过将同一所述通水管内对应的所述上部前弹簧和所述上部后弹簧的弹性系数设置为相同，将不同所述通水管对应的所述上部前弹簧的弹性系数设置为不同，不同所述通水管对应的所述上部后弹簧的弹性系数设置为不同，这样在所述进水拉动机构同一作用力下时，不同所述通水管的所述顶壁上下移动的高度不相同，从而使得各根所述通水管形成不同的断面尺寸，进而使得各根所述通水管的流速和水头损失也不同，从而实现动态分段精细化自动控制倒虹吸过流通道的运行状态。

17、进一步：所述下部弹簧组包括两根下部前弹簧和两根下部后弹簧，两根所述下部前弹簧对称设置在对应所述通水管内靠近所述进水井的前部的左右两侧下部，且各根所述下部前弹簧的上端分别与对应的所述前固定块连接，各根所述下部前弹簧的下端分别固定于对应的所述通水管靠近所述进水井的前部的所述底壁上，两根所述下部后弹簧对称设置在对应的所述通水管内靠近所述出水井的后部的左右两侧下部，且各根所述下部后弹簧的上端分别与对应的所述后固定块连接，各根所述下部后弹簧的下端分别固定于对应的所述通水管靠近所述出水井的后部的所述底壁上；同一所述通水管内对应的所述下部前弹簧和所述下部后弹簧的弹性系数相同，不同所述通水管对应的所述下部前弹簧的弹性系数不同，不同所述通水管对应的所述下部后弹簧的弹性系数不同。

18、上述进一步方案的有益效果是：通过设置所述下部前弹簧和下部后弹簧，这样在各根所述通水管的所述底壁上下移动时可以压缩或拉伸各根所述通水管对应的所述下部前弹簧和下部后弹簧，一方面可以辅助调节所述过流通道的断面尺寸进而调整其过流能力，另一方面在所述出水井内的水位从高于或低于设定水位恢复至设定水位后，在所述下部前弹簧和下部后弹簧回复力的作用下可驱动对应的所述通水管的所述底壁上下移动至设定状态；另外通过将同一所述通水管内对应的所述下部前弹簧和所述下部后弹簧的弹性系数设置为相同，将不同所述通水管对应的所述下部前弹簧的弹性系数设置为不同，将不同所述通水管对应的所述下部后弹簧的弹性系数设置为不同，这样在出水拉动机构同一作用力下时，不同所述通水管的所述底壁上下移动的高度不相同，从而使得各根所述通水管形成不同的断面尺寸，进而使得各根所述通水管的流速和水头损失也不同，从而实现动态分段精细化自动控制倒虹吸过流通道的运行状态。

19、进一步：所述同一所述通水管内的所述前固定块的高度低于所述后固定块的高度，且相邻两根所述通水管中靠近所述进水井的所述通水管内的所述后固定块的高度低于靠近所述出水井的所述通水管内的所述前固定块的高度。

20、上述进一步方案的有益效果是：通过将同一所述通水管内的所述前固定块的高度设置为低于所述后固定块的高度，且相邻两根所述通水管中靠近所述进水井的所述通水管内的所述后固定块的高度设置为低于靠近所述出水井的所述通水管内的所述前固定块的高度，配合不同弹性系数的所述下部前弹簧和所述下部后弹簧，这样可以使得所述出水井水位因所述过流通道中发生淤积而堵塞从而降低水位时，各根所述通水管的所述底壁自动形成倾斜倾斜，从而实现自动排泥。

21、进一步：所述进水井的底部设有沉泥斗，所述进水井和所述出水井的顶部分别设有井盖。

22、上述进一步方案的有益效果是：通过设置所述沉泥斗可以方便进行淤泥的收集与集中清理，通过设置所述井盖可以方便对整个系统进行维护或检修。