可自动升降的路边排水井盖

宋·金瑞

1.项目研究背景:

每年夏天，都会有暴雨。暴雨来临前，很多修路工人会把路边的排水井盖打开，歪在一边。暴雨过后，工人们会重新盖上排水井盖。每条路上都有几十个井盖，在南京占了上万个。后来问工人才知道，这样做是为了暴雨期间增加排水，避免道路积水影响交通安全。

2.研究目的

为了解决暴雨过后需要手动打开排水井盖增加排水和手动恢复的问题，我们设计了一种更加“智能”的排水装置，可以减少工人的重复劳动。这个装置在每次有暴雨的时候自动打开排水井盖，暴雨过后自动恢复。这将解决南京乃至全国数万个排水井盖每次暴雨来临前需要手动打开的问题。

3.项目创意:

由于排水井盖经常与水接触，为了保证安全，我们在设计思路上首先排除了与电有关的芯片、感应器、电机。我们采用了“自行解决问题”的思路。因为暴雨期间需要打开排水井盖，所以我们利用暴雨打开了排水井盖。我们在井盖下设计了一个收集暴雨能量的装置——内置水箱，并使用了“内置水箱”

4.结构设计

4.1利用天车改变受力方向的原理，利用雨水的重量打开排水井盖，解决了暴雨时排水井盖排水不足的问题。

4.2排水井盖下，设计一个可以控制流量的内部水箱，收集雨水，解决打开井盖的动力。

详细结构如下图所示:

5.项目研究的意义

通过设计创新，解决了暴雨来临前需要手动打开数万个排水井盖的普遍问题。该设计巧妙、简单，易于实现和推广，具有实际生产意义，是一项具有实际应用价值的发明。

编辑:李雪敏

图1平时排水井盖水流图

说明:正常情况下，排水盖板(1)和内水箱(2)由天车(3)和拉绳(5)连接。排水盖板(1)的重量大于无水的内水箱(2)的重量。排水盖板通常覆盖排水井。雨量不大时，少量雨水从排水井盖流入内水箱，按图1 A所示水流路线通过调节孔(6)

图2暴雨时排水井盖水流示意图

说明:暴雨时，大量雨水从排水井盖(1)迅速流入内水箱(2)。此时，由于暴雨产生的强降雨，所有流入的雨水不能通过调节孔(6)排出。此时，水逐渐开始积聚在内部水箱(2)中。内水箱满时，内水箱(2)+水箱内雨水的重量>排水盖板(1)的重量。此时，排水罩掀开后，雨水会顺着B水流的方向排入市政管道。排水罩掀开后，排水速度会加快，不会造成路面积水，避免了雨水对交通的影响。只要暴雨持续，内部水箱就会不停积水，排水井盖就会一直被顶起。当暴雨停止时，内部水箱(2)中的水将通过调节孔逐渐排出空空。