一种用于地下管廊建设的内部装配式导光管连接结构的制作方法

本实用新型涉及地下管廊自然光照明技术领域，特别是涉及一种用于地下管廊建设的内部装配式导光管连接结构。

背景技术：

利用导光管系统将日光从室外导入室内是一种已经普及的技术。导光管系统的核心部件是圆形金属导光管。圆形金属导光管的内壁为反射率(>95％)很高的镜面，材质一般为厚度<1mm的薄铝管。导光管的一端被置于室外，另外一端被置于室内。室外的阳光照射进入导光管的室外一端，经过导光管内部的多次反射，进入室内达到照明效果，如图1所示。导光管1室外的一端罩有上防护罩2，而室内的一端则罩有下防护罩3。导光管1穿越楼板4进入室内，并且其一端被置于室外，另外一端被置于室内。室外的阳光照射进入装置的室外一端，经过导光管内部的多次反射，进入室内达到照明效果。

大力开展地下综合管廊建设是我国的既定国策。如何在建造地下管廊时确保它在全生命周期里是绿色环保的，是当今业界的一个重要课题。地下综合管廊一般分多个隔离舱，而且每个隔离舱内部都需要24小时照明以满足实时监控和巡检要求。同时，地下管廊一般建造于路面以下，所以为其安装导光管时，导光管不能为垂直纵向安装，否则会造成在路面开采光口的现象，形成破损隐患，并且影响交通安全。所以，为了保护导光系统和地下管廊结构的安全，导光管一般需要安装到刚性管道(例如不锈钢材质)内部，令采光口位于远离车道的绿化带上，达到和出光口错位的目的。为了降低成本，刚性管道的口径越小越好。因此，如何便捷地在口径狭小的刚性管道内部实现导光管的连接和拆卸，是本实用新型致力于解决的课题。

如图2中所示，8是用现浇混凝土浇筑固定的L形不锈钢管井。在L形不锈钢管井8中需要安装一套导光管系统用于日光照明，其中1是导光管并且导光管1室外的一端罩有上防护罩2，而室内的一端则罩有下防护罩3。如图中所示，9为路面，10为绿化带，而上述上防护罩2安装于绿化带10中，不影响道路交通。这种L形的安装方式保证了导光管系统的出光口在地下深处，而且是在进光口的斜侧下方。这种设计保证了路面9下方没有纵向或斜向的管井，仅有底端横向管井，结构牢靠，受力均衡，不会因为过往车辆11的反复倾轧而产生侧推力造成对管井的破坏。位于路面9下方的土壤12的重力完全均衡地落在L形管井的水平部分上，不会造成管井下沉。同时，L形管井的垂直部分由于是现浇混凝土固定结构，能够抵御强大的泥土沉降压力，因此也不会有结构变形或开裂之虞。图2表明，这种L形管井以及L形导光管系统的设计是比较合理的。但是，这种设计也有一个缺陷。由于导光管1是刚性的，而且L形刚性管井8直径狭小，造成导光管和刚性管井之间缝隙狭小(小于50mm)。所以无法人工进入刚性管井从导光管外部对导光管进行连接安装。这个缺陷决定了采用现有导光管系统技术是无法实现设计方案的，施工难度极大。要克服这个缺陷，必须产生新的导光管连接方法和与之配套的新的施工方法，以免除在导光管外部进行导光管连接和密封的工作。

现有技术中有对光电技术的记载，一个典型的最新现有技术在图3中被给出，即中国专利申请CN200720103522.X，该专利申请提出了一种应用非成像聚光器的太阳光光导管装置，包括透光装置、非成像聚光器、光导管和散光装置。非成像聚光器设置在屋顶外，并且非成像聚光器设计为三维小型聚光器，与光导管本体紧密连接。非成像聚光器设置在屋顶外，不会增加屋顶内安装孔的尺寸而且光导管布置形式可灵活多样。如图3中所示，其竖直导光管部分只能在组装完成后一次性插入竖直管井中，而无法方便地在图2中的L形管井中安装；也无法方便地更换。因此，此现有技术仅仅改变了地上部分的光收集装置的形态，却无法满足管廊深处斜侧下方L形导光管日光照明解决方案的需要。

另一个典型的最新现有技术如图4中所示，即中国专利申请CN02137879.7。该专利申请公开了一种采集太阳光的导光管传输照明装置，属于太阳能应用技术领域。该装置主要由采光系统、机械传动装置、导光管传输系统组成。其中采光系统包含采光管，采光管由至少两根“L”形前置导光管和位于其中间的汇总导光管组成。采光系统通过支架与辅轴机构中的辅轴相连；主轴机构中的主轴呈空心状，内装有导光管传输系统，汇总导光管的出口对着导光管传输系统的入口。如图4中所示，该技术所提供的方案虽然涉及L形导光管，但是其L形导光管都置于宽敞的室内空间，而不是置于一个密闭的L形狭小管状空间内。因此，该现有技术不能解决当前的技术问题，即:如何在管廊深处斜侧下方的L形狭小管状空间内安装和拆卸导光管系统。

中国专利申请CN200510128069.3展示了另外一个现有技术，该申请公开了一种阳光汇聚传导换向利用装置，旨在提供一种跟踪动态下光路能保持正常工作的太阳能收集传导换向利用装置。包括收集导光管、协调导光管、静止导光管、换向导光管、利用导光管、旋转抛物面反射器、机械辅助装置，所述导光管为圆弧连接镜面向内管径一致外设保护层的圆管导光管，五部分导光管管径依次向后递加，以一致中心轴线的导光管出口直管部进入内径大于前者外径的导光管入口直管部少许形成导光关节，两直管部以中心轴线径向转动和或轴向运动为活动导光关节，相邻两部分导光管依次由活动导光关节连接，收集导光管入口中心设于反射器焦点处。像其他当前技术一样，该专利申请中虽然导光管可以弯曲，但是并未具体指出如何实现在L形狭小管状空间内将导光管进行连接，因此也无法满足管廊L形导光管系统安装的要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的是要提供一种用于地下管廊建设的内部装配式导光管连接结构，使其可以在L形狭小管状空间内实现导光管的连接，简单易操作，解决了L形管井内施工难度大的问题。

为解决上述问题，本实用新型提供一种用于地下管廊建设的内部装配式导光管连接结构，包括：内L形法兰圈、外L形法兰圈、紧固件和密封件，所述的外L形法兰圈安装在收光导光管上，所述的内L形法兰圈安装在出光导光管上，所述的外L形法兰圈和内L形法兰圈之间设有紧固件，所述的外L形法兰圈和内L形法兰圈连接处还设有密封件。

进一步的，所述内L形法兰圈的纵向管状口径小于外L形法兰圈的纵向管状口径。

进一步的，所述的内L形法兰圈的横向法兰盘所在平面平行于外L形法兰圈的横向法兰盘所在平面。

进一步的，所述的密封件安装在内L形法兰圈和外L形法兰圈的连接平台内侧。

进一步的，所述的密封件安装在内L形法兰圈和外L形法兰圈的连接平台外侧。

进一步的，所述的密封件上设置灯珠发光模块。

进一步的，所述的紧固件为机械连接装置或磁铁。

进一步的，所述的内L形法兰圈和外L形法兰圈的法兰盘之间设有一片或多片磁铁，内L形法兰圈和外L形法兰圈通过磁铁连接。

进一步的，所述的内L形法兰圈1或外L形法兰圈上设有一个或多个法兰连接孔。

进一步的，所述的内L形法兰圈或外L形法兰圈及其对应的磁铁上设有一个或多个法兰连接孔。

需要连接两节导光管时，两个L形法兰圈的法兰盘面相接触，使用紧固件固定相连，考虑该类法兰大多为非标法兰，其孔间距存在差异，特在紧固件法兰孔中标注一个对应法兰连接孔，并将密封件在导光管内部封装完成，整个连结过程发生在导光管内部，完全免除了对导光管外部作业空间的要求。由于上述安装连结的过程完全发生在导光管内部，而对其的拆卸过程是上述安装过程的逆过程，所以也是可以完全发生在导光管内部，因此也是完全免除了对导光管外部作业空间的要求。所以，该实用新型使得在刚性L形狭小管状空间内安装连接和拆卸导光管成为可能。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

图1是一个典型导光管系统的组成结构及其工作原理。

图2是一个导光管系统用于地下管廊时的典型应用形态。

图3是一种带聚光器结构的现有技术。

图4是一种提供不同频段自然光的现有技术。

图5是本实用新型装置的一个实施例结构和工作原理图。

图6是图5中实施例的详细构造关系图。

图7展示了本实用新型的一个实际应用场景。

图8是本实用新型的实施例3的结构示意图。

图9是本实用新型的实施例4的结构示意图。

图10是本实用新型的实施例5的结构示意图。

其中，1为导光管，2为上防护罩，3为下防护罩，4为楼板，5为地下管廊混凝土主体，6是密闭舱一，7是密闭舱二，8为L形不锈钢管井，9为路面，10为绿化带，11为过往车辆，12为土壤，13为收光导光管，14为出光导光管，15为内L形法兰圈，16为外L形法兰圈，17为紧固件，18为密封件，19为工人，20为梯子，21为外L形法兰圈的纵向管状口径，22为内L形法兰圈的纵向管状口径，23为内L形法兰圈的横向法兰盘，24为外L形法兰圈的横向法兰盘，25为磁铁，26为法兰连接孔，27为灯珠发光模块。

具体实施方式

实施例1

如图5中所示，本装置的结构和工作原理是：本实用新型提供一种用于地下管廊建设的内部装配式导光管连接结构，包括：内L形法兰圈15、外L形法兰圈16、紧固件17和密封件18，所述的外L形法兰圈16安装在收光导光管13上，所述的内L形法兰圈15安装在出光导光管14上，所述的外L形法兰圈16和内L形法兰圈15之间设有紧固件17，所述的外L形法兰圈16和内L形法兰圈15连接平台处还设有密封件18。

所述的密封件18具体的可以是柔性胶体，也可以是固态密封圈，或其他具备密封功能的结构化模块。所述的密封件18上可以设置灯珠发光模块27。所述的紧固件17可以是机械连接装置，也可以是磁铁等类似装置。

如图6中所示，外L形法兰圈16的纵向管状口径21大于内L形法兰圈15的纵向管状口径22。这样设计的目的是使得与两个L形法兰圈连接的导光管可以嵌套链接。如图6中所示，内L形法兰圈的横向法兰盘23所在平面平行于外L形法兰圈的横向法兰盘24所在平面。这样设计的目的是使得两个横向法兰盘平面对接后可以充分接触，保证充分衔接和比较高的密封性能。此时，收光导光管13的内部空间中提供了一定的操作空间，可以加以利用。

具体安装过程是：在把出光导光管14和收光导光管13放进L形不锈钢管井8内实施连结前，先将内L形法兰圈15与出光导光管14相连接制作完毕；再将外L形法兰圈16与收光导光管13相连接制作完毕；然后，将安装了法兰圈的出光导光管14和收光导光管13均放入L形不锈钢管井8内，并保证出光导光管14和收光导光管13具备法兰圈的两端相对而置并且相邻而置。然后，施工工人的胳膊和手进入收光导光管13的内部空间，并在其内部利用紧固件17(例如螺母螺栓件)将内L形法兰圈15和外L形法兰圈16固定连接妥当。最后，在图中密封件18所示意的位置适用密封措施(比如硅胶或结构化密封圈)，保证导光管连接处达到很高的气密性，从而完成整个连接过程。

由于地下管廊是百年工程，而普通导光管系统的理论寿命不超过50年，所以需要考虑到如何方便地对上述连接好的系统进行拆卸，并更换新的导光管。拆卸的过程是上述过程的逆过程，即施工工人的胳膊和手进入收光导光管13的内部空间，先清理密封件18，再解除紧固件17，使得内L形法兰圈15和外L形法兰圈16分离，从而达到拆除的目的。

图7展示了本实用新型的一个实际应用场景，其中展示了某施工工人19位于梯子20顶端，上身探入导光管内部，在内部操作完成最后一节导光管的连接和密封工作。

实施例2

如图6中所示，在本实施例中，所述的密封件18安装在内L形法兰圈15和外L形法兰圈16的连接平台内侧。所述的密封件18为密封圈，密封圈的作用是进一步密封螺栓以及两个法兰盘之间的间隙，提高气密性。

实施例3

参照图8所示，所述的密封件18安装在内L形法兰圈15和外L形法兰圈16的连接平台外侧。

这是因为本实用新型不仅仅提供了从内部进行连接的方法，也允许从外部进行连接。在有些应用场合，法兰盘紧固件17可以从外部进行紧固，而密封圈也可以从外部进行施用。密封圈的作用是进一步密封螺栓以及两个法兰盘之间的间隙，提高气密性。所述的内L形法兰圈15或外L形法兰圈16上设有一个或多个法兰连接孔26，方便内L形法兰圈15和外L形法兰圈16通过紧固件17固定连接。

实施例4

参照图9所示，在这个实施例中，所述的内L形法兰圈15或外L形法兰圈16上分别固定安装了一块环形薄片磁铁25，并且互相相吸，形成连接。磁铁的永磁体天然的长期内在磁力保证了两个法兰盘可以充分密闭接触，从而起到了连接作用。图9中在外L形法兰圈16上和磁铁25上均设有一个或多个对应的法兰连接孔26用于准确定位，方便内L形法兰圈15和外L形法兰圈16通过磁铁25吸合连接。

实施例5

参照图10所示，在这个实施例中，在密封件18上设置了一圈LED灯珠发光模块27。该模块由自带的电池或外接的电源驱动，发出亮光。在施工工人完成出光导光管14和收光导光管13的连接后，可以令该发光模块发光，并在收光导光管13内用肉眼观察是否有光渗透进入，从而检验密封件18的连续程度，避免密封度不够，并及时发现漏洞且弥补。由于地下管廊位于地下密闭空间深处，所以L形狭小空间内是自然无光的，所以利用这个黑暗无光的背景，施工工人可以方便地利用灯珠发光模块27对导光管连接和密封效果进行检验并在其指导下及时弥补漏洞，保障施工质量。

本实用新型并不限于上文讨论的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在解释和说明本实用新型涉及的技术方案。以上所述的具体实施方式用来揭示本实用新型的最佳实施方法，以使得本领域的普通技术人员能够应用本实用新型的多种实施方式以及多种替代方式来达到本实用新型的目的。基于本实用新型启示的显而易见的变换或替代也应当被认为落入本实用新型的保护范围。