一种用于公路桥梁集中排水系统的管径自动调节装置的制作方法

1.本发明属于排水工程技术领域，具体涉及一种用于公路桥梁集中排水系统的管径自动调节装置。


背景技术：

2.公路桥梁排水系统的排水能力与排水管道管径的大小密切相关，现有的排水管道设计主要根据区域的历史降雨量和重现期要求计算设计流量，进而选取设计管径，以确保在设计暴雨强度范围内，排水管道能够及时排除路面积水。
3.然而，在传统公路桥梁排水系统中，排水管道管径为定值，不便于清扫，随着运行时间延长，雨水径流携带的杂质会使排水管道的实际过流面积减小，导致系统排水能力逐渐降低，严重时可能引起路面大范围积水，威胁道路行车安全。因此，开发一种能够根据实际排水流量调节过流面积的管径自动调节装置，对提高公路桥梁排水系统的排水效率具有实际意义。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于公路桥梁集中排水系统的管径自动调节装置，用于解决现有技术中排水管道的管径无法调节容易造成堵塞的问题。
5.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种用于公路桥梁集中排水系统的管径自动调节装置，包括：安装在排水管道进水侧的调节机构和与所述调节机构可拆卸连接的连接管，所述调节机构设有安装室，所述连接管设有与所述排水管道连通的排水通道，所述安装室内转动连接有安装轴，所述安装轴一端延伸至所述排水通道内固定连接有水轮，水流经过排水通道时能够带动所述水轮转动，所述安装轴上固定连接有位于安装室内的第一齿轮，所述第一齿轮一侧啮合连接有第二齿轮，所述第二齿轮上固定连接有转轴，所述转轴上以转轴轴线为中心周向铰接有多个铰接杆，所述铰接杆远离转轴端固定连接有圆球，所述铰接杆中部铰接有连接杆，所述连接杆远离铰接杆端安装有滑板，所述滑板限位滑动连接在所述安装室内，所述滑板上固定连接有能够延伸至所述排水通道内的挡板。
7.进一步，所述连接管上沿水流方向远离所述挡板侧可拆卸安装有清扫机构，所述清扫机构包括限位转动连接在连接管上的转动环，所述转动环上固定连接有螺旋环，所述螺旋环的轴线与排水管道的轴线位于同一直线上，所述螺旋环延伸至排水管道内滑动连接，所述转动环通过传动组件与水轮连接，转动所述水轮能够通过传动组件带动转动环转动。
8.进一步，所述连接管内安装有限位板，所述限位板设有用于挡板穿过的限位孔，所述限位孔侧壁安装有用于清扫挡板的毛刷。
9.进一步，所述连接管包括第一部分和第二部分，所述第一部分和第二部分连接后能够形成与排水管道配合的排水通道，所述第一部分和第二部分设有与水轮、安装轴、挡板
错开的腔体。
10.进一步，所述调节机构设有用于定位安装所述连接管的定位孔，所述连接管通过所述定位孔安装在调节机构上，以使所述连接管的轴线与所述排水管道的轴线位于同一直线上。
11.进一步，所述第一齿轮的直径大于所述第二齿轮的直径。
12.本发明的有益效果在于：
13.本发明通过设置水轮，能够利用水流动力自动调节挡板处的管径大小，当排水流量逐渐增大时，水轮转速相应升高，通过圆球加速旋转产生的离心力带动挡板向上移动，以增大排水通道内位于挡板处的过流面积，从而实现排水管径自动增大，增加排水流量，提高排水效率；当排水流量逐渐减小时，水轮转速相应降低，圆球旋转产生的离心力无法带动挡板向远端移动，挡板在重力作用下逐渐向下移动，以减小排水通道内位于挡板处的过流面积，从而实现排水管径自动减小，在排水流量较低的情况下，保障实际排水流速不低于最小设计流速，能够有效缓解排水管道内的淤积问题。
14.本发明的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的，或者本领域技术人员可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
15.为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
16.图1为本发明实施例的调节机构安装截面示意图；
17.图2为本发明实施例的清扫机构的安装示意图；
18.图3为本发明实施例的清扫机构的局部结构图；
19.图4为本发明实施例的水轮安装位置示意图；
20.图5为本发明实施例的调节机构安装俯视透视图；
21.图6为本发明实施例的侧视图。
22.附图中标记如下：1、调节机构；101、排水通道；102、安装室；103、安装轴；104、水轮；105、第一齿轮；106、第二齿轮；107、转轴；108、铰接杆；109、圆球；110、连接杆；111、滑板；112、挡板；2、排水管道；3、连接管；301、第一部分；302、第二部分；303、限位板；4、定位孔；5、清扫机构；501、转动环；502、螺旋环；503、蜗轮环；504、第三齿轮；505、蜗杆。
具体实施方式
23.如图1～6所示，本发明提供一种用于公路桥梁集中排水系统的管径自动调节装置，包括：调节机构1，所述调节机构1安装在排水管道2的进水侧，所述调节机构1连接有连接管3，所述连接管3设有与所述排水管道2连通的排水通道101，所述调节机构1设有安装室102，所述安装室102位于所述排水通道101上侧，所述安装室102内转动安装有安装轴103，所述安装轴103一端延伸至所述排水通道101内固定连接有水轮104，水流经过所述排水通道101能够带动所述水轮104转动，所述安装轴103位于所述安装室102侧固定连接有第一齿轮105，所述第一齿轮105左侧啮合连接有第二齿轮106，所述第二齿轮106上固定连接有转
轴107，所述转轴107上周向铰接有多个铰接杆108，所述铰接杆108的端部固定连接有圆球109，所述铰接杆108中部铰接有连接杆110，所述连接杆110远离所述铰接杆108端滑动连接有滑板111，所述滑板111限位滑动连接在安装室102内，所述滑板111下侧固定连接有挡板112，所述挡板112能够延伸至所述排水通道101内。
24.上述技术方案的工作原理：如图1，调节机构1安装于排水管道2的进水端，便于安装和拆卸；当排水流量逐渐增大时，水流经排水管道2右侧流入排水通道101并沿挡板112侧排出，水流流经水轮104时带动水轮104转动，从而带动安装轴103转动，从而带动第一齿轮105转动，从而带动第二齿轮106转动，从而带动转轴107转动，从而带动铰接杆108、圆球109转动，圆球109转动产生离心力，从而带动连接杆110和滑板111往上移动，从而带动挡板112往上移动，从而增大排水通道101内位于挡板112处的过流面积；当排水流量逐渐减小时，圆球109转动产生的离心力相应减小，无法带动水轮104转动，从而无法带动滑板111往上滑动，挡板112在重力作用下逐渐向下移动，从而减小排水通道101的过流面积。
25.上述技术方案的有益效果：通过设置水轮104，能够利用排水流量的变化自动调节挡板112处的管径大小，当水流过大时，通过圆球109的离心力带动挡板112向上移动，增大排水通道101内位于挡板112处的过流面积，从而增大过流能力，提高排水效率；当水流过小时，排水通道101内位于挡板112处的过流面积减小，在排水管道2流量较低的情况下，能够确保实际流速不低于设计最小流速，避免引起排水管道淤积；且水轮104在转动过程中能够引起排水通道内水流的扰动，有效避免水流携带的杂质在连接管3内沉积，进一步保障管道排水能力。
26.在本发明的一个实施例中，所述连接管3一侧可拆卸安装有清扫机构5，所述清扫机构5包括转动环501，所述转动环501限位转动连接在所述连接管3上沿水流方向远离所述挡板112侧，所述转动环501上固定连接有螺旋环502，所述螺旋环502延伸至所述排水管道101内与所述排水管道101内壁滑动连接，所述转动环501通过传动组件与所述水轮104连接，转动所述水轮104通过所述传动组件能够使所述转动环501转动；
27.所述传动组件包括：蜗轮环503，所述蜗轮环503内壁与所述转动环501外周壁固定连接；
28.第三齿轮504，所述第三齿轮504与所述第二齿轮106啮合连接；
29.蜗杆505，所述蜗杆505与所述第三齿轮504固定连接，所述蜗杆505与所述蜗轮环503啮合连接。
30.上述技术方案的工作原理：如图2-3，水流带动水轮104转动时，从而带动安装轴103、第一齿轮105、第二齿轮106转动，从而带动第三齿轮504转动，从而带动蜗杆505转动，从而带动蜗轮环503转动，从而带动转动环501转动，从而带动螺旋环502转动，从而通过螺旋环502对排水管道101内壁进行清扫。
31.上述技术方案的有益效果：通过设置螺旋环502，可对排水管道101内壁附着的淤泥进行清扫，并通过水流排出装置，避免淤泥长期积累造成排水管道101过流面积减小；且通过水轮104带动螺旋环502转动，利用水流动力实现对排水管道101内壁的自动清扫，无需人工操作、无需外加动力，操作简便。
32.在本发明的一个实施例中，所述连接管3内安装有限位板303，所述限位板303设有限位孔，所述挡板112穿过所述限位孔滑动连接，所述限位孔侧壁安装有毛刷。
33.上述技术方案的工作原理：如图2，挡板112能够沿限位孔滑动，在滑动过程中通过限位孔侧壁安装的毛刷将附着在挡板112上的灰尘或淤泥清除。
34.上述技术方案的有益效果：通过设置毛刷对挡板112进行清扫，避免水流中的杂质在挡板112上积累。
35.在本发明的一个实施例中，所述连接管3与所述调节机构1可拆卸连接，所述连接管3的内径与所述排水管道2的内径一致，所述连接管3包括第一部分301和第二部分302，所述第一部分301和第二部分302连接后内孔形成与所述排水管道2配合的排水通道101。
36.上述技术方案的工作原理：如图6，安装调节机构1时，将连接管3安装在调节机构1上，第一部分301和第二部分302连接后形成与所述排水管道2内径一致的排水通道101，所述第一部分301和第二部分302设有与所述水轮104、安装轴103、挡板112错开的腔体。
37.上述技术方案的有益效果：通过可拆卸连接的连接管3，便于选取与排水管道2内径一致的连接管3与排水管道2配合，使调节机构1适用于不同内径的排水管，提高了适用范围；且保证了排水通道101畅通，避免连接管3与排水管道2内径不一致造成在长期运行过程中发生淤积甚至堵塞。
38.在本发明的一个实施例中，所述调节机构1上设有用于定位安装所述连接管3的定位孔4，所述连接管3通过所述定位孔4安装在调节机构1上以使所述连接管3的轴线与所述排水管道2的轴线位于同一直线上。
39.上述技术方案的工作原理：如图6，安装连接管3时，将连接管3与定位孔4配合，以使连接管3的轴线与排水管道2的轴线位于同一直线上。
40.上述技术方案的有益效果：通过上述结构的设计，保证了连接管3安装在调节机构1上后与排水管道2配合，便于连接管3的定位安装，减少安装误差。
41.在本发明的一个实施例中，所述第一齿轮105的直径大于所述第二齿轮106的直径。
42.上述技术方案的工作原理和有益效果：如图5，第一齿轮105的直径大于第二齿轮106的直径，根据传动比，第一齿轮105转动一圈，第二齿轮106的转动圈数大于一圈，水轮104带动第一齿轮105转动时，提高了第二齿轮106的转动速率，从而增大了圆球109转动产生的离心力，有利于挡板112向上移动。
43.最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。