排水用防倒流装置以及制备方法与流程

1.本发明涉及排水用防倒流装置，尤其涉及排水用防倒流装置的结构和制备方法。


背景技术：

2.城市排水系统的目的是将雨水、污水等通过管网汇聚后集中向河流排放。受排水管网高度的限制，为防止大雨或暴雨造成河水水位上涨，河水向排水管内倒灌内涝的情况发生，排水管网中通常设置防倒灌装置。
3.例如申请号：201580031584.1专利申请公开的无动力防逆流装置，采用开闭门部和浮力部件的结构来防止污水倒灌。开闭门部，以可旋转的方式与主体部的排出口的一侧铰链结合，用于开闭主体部的排出口。开闭门部包括引导部，引导部配置于多个浮力部件的上部，排出口一侧的水位上升到浮力部件位置时，借助浮力部件的浮力，开闭门部封闭主体部的排出口，防止污水倒灌。水位下降时，开闭门部在自重的作用下移动开放主体部的排出口，向外排放污水。
4.但上述现有的无动力防逆流装置存在以下的问题：(1)由于开闭门部通过铰链安装在主体部上，容易被污水中的杂物卡住而无法活动。一旦开闭门部或浮力部件被卡住，不仅排水受到影响，也无法防止外部污水的倒灌，可靠性差。
5.对此，本技术的发明人通过研究发明了柔性止回阀排放设备(参见申请号：202021903043.8“一种无动力防倒灌用柔性止回阀排放设备)。
6.该柔性止回阀排放设备采用鸭嘴止回管来防止污水倒灌。但将鸭嘴止回管用于市政污水排放系统等大型排水管时，存在以下问题：(1)由于排水管的直径较大(例如直径1m以上)，鸭嘴止回管的整体重量较重，为防止鸭嘴止回管的伸出部分下垂变形影响排水，需要采用较厚的壁厚，导致排水口不容易张开，不利于夜间等用水量较小时的污水排放，(2)在外部水流倒灌时，如果水压较大鸭嘴止回管的前端部容易变形，造成排水口漏水，防倒灌作用不稳定，(3)受光照和污水的影响，使用寿命短，(4)采用注射成型方法制造时，制造成本过高。
7.本发明的第一目的在于提供一种排水用防倒流装置，以解决在小水流时排水口不容易张开，水流倒灌时，排水口容易漏水的问题。
8.第二目的在于提供一种排水用防倒流装置的制备方法，以简化制作工艺，降低生产成本。


技术实现要素：

9.本发明的第一技术方案为排水用防倒流装置，包括用于与排水管200连接的筒状接口1、由所述筒状接口1向外延伸形成的筒体2和形成在所述筒体2端部，由所述筒体2内水流压力进行开闭的开闭部3。
10.所述筒体2呈喇叭形的筒状逐渐向平面过渡的形状，包括向外突出的弧形面22和位于两个所述弧形面22之间的锥形平面21，从侧面看时，呈径向尺寸逐渐增大的台状，从上
下侧看时两个所述锥形平面21分别向内弯折，与所述圆弧面22在端部相交的锥形。
11.由所述筒体2的两个所述锥形平面21分别向外平行延伸形成贴合面31，两个所述贴合面31在侧面相连，内面互相贴合，构成所述开闭部3。所述锥形平面21和所述贴合面31由弹性材料构成，两个所述贴合面31可向张开方向弹性变形。
12.本发明中，由于筒体2呈喇叭形的筒状逐渐向平面过渡的形状，两个锥形平面21之间的弧形面22呈向外突出的形状，既保持较高的刚性，又使两个锥形平面21容易张开，即，两个弧形面22能够通过自身的变形，使两个锥形平面21在受到排水压力的作用时容易向张开方向变形。因此，在污水排放流量较小时，开闭部3也能顺利张开，排放污水。
13.而在外部水位高过排水用防倒流装置时，受到外部水流的力作用时，由于两个圆弧面22对外力具有较高的刚性，不容易发生变形，因此，不会应为圆弧面22的变形而使两个锥形平面21的端部以及开闭部3产生缝隙，能有效防止外部污水的倒灌。
14.优选，所述筒体2以内径逐渐增大的圆台a为基本形状，在所述圆台a的左右方向对称位置，分别形成向内弯折的锥形平面21，两个所述锥形平面21与所述圆台a的侧面相交，两个所述锥形平面21之间的所述圆台a侧面作为所述圆弧面22。
15.由于圆弧面22和锥形平面21以圆台a为基本形状形成，对于作用在圆弧面22的外力，与其他形状相比，圆弧面22显示更大的刚性，能够承受更大的外部水流压力而不变形，进一步提高了防止外部污水倒灌的效果。
16.优选，所述锥形平面21在垂直平面v的投影面积s1大于所述圆弧面22在水平平面h的投影面积s2。
17.由于，锥形平面21在垂直平面v的投影面积s1大于圆弧面22在水平平面h的投影面积s2，因此，在受到外部水流压力作用时，两个锥形平面21受到的向内的压力比两个圆弧面22受到的压力更大，两个锥形平面21端部的刚性更高，不容易发生变形而造成污水倒灌。
18.优选，所述筒体2的壁厚由后端向前端逐渐变薄，后端的壁厚与所述筒状接口1的壁厚相同，前端的壁厚与所述贴合面31的壁厚相同。
19.由于筒状接口1采用较厚的壁厚，贴合面31采用较薄的壁厚，筒体2采用逐渐变薄的结构，因此，筒体2整体具有较高的刚性，安装到排水管上时不会应为自重而下垂，还具有端部容易张开的效果。
20.优选，所述筒状接口1、所述筒体2、所述开闭部3采用三层结构，内层a和外层b为橡胶层，中间层o采用帘子布作为骨架材料，三者通过材料本身或粘合剂结合成一体。
21.因此，能够根据需要选择材料，例如，内层a采用高耐摩性、耐腐蚀性的材料，外层b采用高强度的材料，与采用单一材料相比，能够提高使用寿命。
22.内层a、外层b例如可以采用自粘性橡胶带卷绕形成。
23.优选，两个所述锥形平面21之间的夹角α为40
°
～140
°
。
24.本发明的第二技术方案为排水用防倒流装置的制备方法，包括以下步骤，内层形成步骤s1，在具有与排水用防倒流装置内部相同形状的模具300上用自粘性橡胶带形成内层a，包括拉伸所述自粘性橡胶带使其变形后在所述模具300上卷绕，在卷绕的同时沿着轴向移动，直至卷满整个模具300，各卷绕部分之间保持一部分重叠，根据需要卷绕一层或者多层直至达到规定的厚度，作为所述内层a。
25.中间层形成步骤s2,在形成的内层a上涂抹粘结剂或直接用带状的帘子布卷绕形
成中间层o，包括以一定的预紧力拉伸帘子布在所述内层a表面卷绕，在卷绕的同时，沿着轴向移动，直至卷满整个所述内层a，各卷绕部分之间保持一部分重叠，根据需要卷绕一层或者多层直至达到规定的厚度，作为所述中间层o。
26.外层形成步骤s3,在形成的中间层o上涂抹粘结剂或直接用自粘性橡胶带卷绕形成外层b，包括拉伸所述自粘性橡胶带使其变形后在所述中间层o表面卷绕，在卷绕的同时沿着轴向移动，直至卷绕满整个所述中间层o，各卷绕部分之间保持一部分重叠，根据需要卷绕一层或者多层直至达到规定的厚度，作为所述外层b，所述外层形成步骤s3中的自粘性橡胶带与所述内层形成步骤s1中的自粘性橡胶带采用相同材质或不同材质。
27.脱模步骤s4，切除两端多余部分，分解所述模具300，脱模得到所述排水用防倒流装置100。
28.由于不需要大型的注射成型设备和模具，与注射成型相比，不需要复杂的模具，工艺简单，制造成本更低。
29.优选，所述外层形成步骤s3中,通过卷绕多层得到所述外层b，在卷绕到筒体2时，逐层减少卷绕的长度，形成壁厚由后端向前端逐渐变薄的筒体2。
30.因此，不需要改变模具，即可制备具有厚度变化的排水用防倒流装置。
附图说明
31.图1为排水用防倒流装置的三维说明图；
32.图2为排水用防倒流装置的主视图；
33.图3为排水用防倒流装置的俯视图；
34.图4为排水用防倒流装置的右视图；
35.图5为排水用防倒流装置的使用状态说明图；
36.图6为排水用防倒流装置排水时的状态说明图；
37.图7为排水用防倒流装置变形例的三维说明图；
38.图8为制备排水用防倒流装置用的模具说明图；
39.图9为制备排水用防倒流装置的工艺说明图；
40.图10为在模具上卷绕自粘性橡胶带的方法说明图；
41.图11为图10的a-a截面图；
42.图12为在模具上卷绕二层自粘性橡胶带后的截面图；
43.图13为脱模后的排水用防倒流装置的三维说明图；
44.图14为图13的b-b截面图；
具体实施方式
45.以下以口径2000mm排水管用的排水用防倒流装置为例对本发明进行说明。
46.图1为排水用防倒流装置的三维说明图，图2为排水用防倒流装置的主视图，图3为排水用防倒流装置的俯视图，图4为排水用防倒流装置的右视图。
47.如图所示，本发明的排水用防倒流装置100，由筒状接口1、由筒状接口1向外延伸形成的筒体2和形成在筒体2端部，由筒体2内水流压力进行开闭的开闭部3三部分组成。
48.筒状接口1呈圆环状，用于与排水管连接。筒体2以内径逐渐增大的圆台a为基本形
状，在圆台a的左右方向对称位置，分别形成向内弯折的锥形平面21，两个锥形平面21与圆台a的侧面相交，两个锥形平面21之间的所述圆台a侧面作为所述圆弧面22。
49.整个筒体2从侧面看时，呈径向尺寸逐渐增大的台状(参见图2)，从上下侧看时两个锥形平面21分别向内弯折，与所述圆弧面22在端部相交的锥形(参见图3)。
50.由筒体2的两个锥形平面21分别向外平行延伸形成贴合面31，两个贴合面31在侧面相连，内面互相贴合，构成开闭部3(参见图3)。整个排水用防倒流装置100由弹性材料构成，筒体2的端部和两个贴合面31可向张开方向弹性变形。
51.筒体2的壁厚由后端向前端逐渐变薄，后端的壁厚与筒状接口1的壁厚相同，前端的壁厚与贴合面31的壁厚相同(参见图3)。
52.排水用防倒流装置100采用三层结构，内层a和外层b为橡胶层，中间层o采用帘子布作为骨架材料，三者通过材料本身或粘合剂结合成一体。
53.形成的排水用防倒流装置100的尺寸为id：2036mm，l1：400mm，l2：2040mm，l：2440mm，w：3125mm。筒状接口1的壁厚：60mm，贴合面31的壁厚：20mm。
54.锥形平面21在垂直平面v的投影面积s1大于圆弧面22在水平平面h的投影面积s2。筒体2的壁厚由60mm逐渐过渡到20mm。
55.图5为排水用防倒流装置的使用状态说明图。如图5所示，排水用防倒流装置100安装在城市污水排水管200的出水口上用两个卡箍紧固件4固定。
56.在排水管200向河流排放污水时，如图6所示，筒体2的两个锥形平面21在排水压力作用下，筒体2的端部以及开闭部3的贴合部分产生开口，排水流量越大开口30越大。
57.由于筒体2呈喇叭形的筒状逐渐向平面过渡的形状，两个锥形平面21之间的弧形面22呈向外突出的形状，在保持较高刚性的同时，又使两个锥形平面21容易张开，即，两个弧形面22能够通过自身的变形，使两个锥形平面21在受到排水压力的作用时容易向张开方向变形，开口30能够在污水排放流量较小时也能打开排放污水。
58.而如图6所示，当发生暴雨等河水水位由低于排水用防倒流装置100的z1上升到z2，排水用防倒流装置被河水淹没，外部的水压大于排水用防倒流装置100内的压力时，如果排水用防倒流装置100封闭不严容易产生逆流，河水向排水管网倒灌。即，只要产生一点缝隙，在水流的作用下，开口30就会被冲大，最终失去封闭作用产生倒灌。
59.本发明的结构中，由于两个圆弧面22对外力具有较高的刚性，不容易发生变形，因此，不会应为圆弧面22的变形而使两个锥形平面21的端部以及开闭部3产生缝隙，能有效防止外部污水的倒灌。
60.尤其是本发明中，圆弧面22和锥形平面21以圆台a为基本形状形成，对于作用在圆弧面22的外力，与其他形状相比，圆弧面22的刚性更大，能够承受更大的外部水流压力而不变形，进一步提高了防止外部污水倒灌的效果。
61.由于筒状接口1采用较厚的壁厚，贴合面31采用较薄的壁厚，筒体2采用逐渐变薄的结构，因此，筒体2整体具有较高的刚性，安装到排水管上时不会应为自重而下垂，还具有端部容易张开的效果。
62.由于排水用防倒流装置100采用三层结构，因此，能够根据需要选择材料，例如，内层a采用高耐摩性、耐腐蚀性的材料，外层b采用高强度的材料，与采用单一材料相比，能够提高使用寿命。
63.以上对本发明的具体实施例进行了说明，以下对变形例进行说明。
64.图7为排水用防倒流装置变形例的三维说明图。与以上实施例相比，变形例的排水用防倒流装置100’的贴合面31’呈向一侧弯曲的弧形，两个弧形的贴合面31’构成开闭部3’。其余部分与以上实施例相同，具体参见以上说明。
65.以上对本发明具体实施例和变形例进行了说明，具体尺寸可根据需要设计，例如两个锥形平面21之间的夹角α可在40
°
～140
°
之间选取。
66.锥形平面21只要在垂直平面v的投影面积s1大于圆弧面22在水平平面h的投影面积s2即可。
67.因为锥形平面21在垂直平面v的投影面积s1大于圆弧面22在水平平面h的投影面积s2，在受到外部水流压力作用时，两个锥形平面21受到的向内的压力比两个圆弧面22受到的压力更大，两个锥形平面21端部的刚性更高，不容易发生变形而造成污水倒灌。
68.以下对排水用防倒流装置的制备方法进行说明。
69.图8为制备排水用防倒流装置用的模具说明图。模具300由支架310和安装在支架310上的模具面320组成。模具面20由多个未图示的小块组装而成，表面具有与排水用防倒流装置内表面相同的形状。
70.图9为制备排水用防倒流装置的工艺说明图。通过以下步骤制作。
71.内层形成步骤s1，在模具面320上用80mm宽20mm厚的自粘性橡胶带卷绕形成内层a。在卷绕时拉伸自粘性橡胶带使其变形到10mm，产生自粘性后在模具面320上由筒状接口1的部位向开闭部3部位卷绕，在卷绕的同时沿着轴向移动，直至卷满整个模具面320，各卷绕部分之间如图10、11所示保持一部分重叠。卷好一层后，在第一层上用同样的方法卷老第二层得到内层a。内层a的截面结构如图12所示。
72.中间层形成步骤s2,在形成的内层a上涂抹粘结剂或直接用带状的帘子布卷绕形成中间层o。即以一定的预紧力拉伸帘子布在所述内层a表面卷绕，在卷绕的同时，沿着轴向移动，直至卷满整个所述内层a，各卷绕部分之间保持一部分重叠，根据需要卷绕一层或者多层直至达到规定的厚度，作为所述中间层o。
73.外层形成步骤s3,在形成的中间层o上涂抹粘结剂或直接用自粘性橡胶带卷绕形成外层b。与卷绕内层a同样，拉伸自粘性橡胶带使其变形，产生自粘性后在中间层o表面卷绕，在卷绕的同时沿着轴向移动，直至卷绕满整个中间层o，各卷绕部分之间保持一部分重叠，第一层卷满整个中间层o，之后在卷绕到筒体2时，逐层减少卷绕的长度，形成壁厚由后端向前端逐渐变薄的筒体2。
74.脱模步骤s4，在自粘性橡胶带完全粘结成一体后，切除两端多余部分，分解模具300，脱模得到图13所示的排水用防倒流装置100。
75.图14为图13的b-b截面图，排水用防倒流装置100由排水用防倒流装置100采用三层结构，内层a和外层b为橡胶层，中间层o采用帘子布作为骨架材料，三者结合成一体。
76.其中，内层a主要为产品提供耐磨性，耐腐蚀性，选用具有良好回弹性的自粘性橡胶带，这样可提高排水用防倒流装置100的闭合或开启性能。
77.外层b主要为产品提供较高的强度，保证产品在使用过程中，具有较好的尺寸稳定性。选用具有较好的耐老化性能，耐候性能以及耐介质性能的自粘性橡胶带。与粘结层胶具有良好的粘合性。
78.使用粘结剂时，粘结胶位于内层a和外层b中间，直接与骨架材料的帘子布接触，因此粘结剂需要分别与帘子布、内层胶和外层胶均具有较好的粘合性能，以保证在使用过程中不会出现脱层现象。
79.橡胶可从天然橡胶、丁苯橡胶、氯醚橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、丁基橡胶中选用或以上几种橡胶的并用，并根据实际应用环境工况调整配比。
80.本发明的制备方法由于不需要大型的注射成型设备和模具，与注射成型相比，不需要复杂的模具，工艺简单，制造成本更低。也不需要改变模具，即可制备具有厚度变化的排水用防倒流装置。
81.上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。