水井盖自动开合及定时清扫装置及方法

技术领域

本发明涉及市政建设领域，具体的是一种水井盖自动开合及定时清扫装置及方法。

背景技术

在当前市场中，水井盖按材质可分区为4类，金属井盖、高强钢纤维水泥混凝土井盖（水泥基复合材料）、再生树脂井盖（再生树脂基复合材料）和聚合物基复合材料检查井盖等。其中复合材质的井盖分为无机复合井盖和有机复合井盖两种。钢纤维砼检查井盖按承载能力分为a、b、c、d四级：a级用于机场等特种道路和场地；b级用于机动车行驶、停放的城市道路、公路和停车场；c级用于慢车道、居民住宅小区内通道和人行道；d级用于绿化带及机动车辆不能行驶、停放的小巷和场地。当前市场中的水井盖按形状可分为圆形和方形。圆形井盖多用于市区的路政方面，而方形井盖没有圆形井盖承载能力强，多用于马路侧沿和人和车辆通行较少的地方，以便保护行人和来往车辆的安全。但遭遇暴雨时，由于市场中的水井盖排水能力差，无法自动开合，导致路面容易积水，尤其是夏季雨量大，极易形成洪涝灾害，淹没车辆，造成人员伤亡和财产损失，而且树叶泥沙等垃圾常常堆积在井盖上，使井盖的排水能力大大下降，无法满足暴雨时的排水需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种水井盖自动开合及定时清扫装置及方法，解决了现有技术中存在的因夏季雨量大，形成洪涝灾害，淹没车辆，造成人员伤亡和财产损失的问题，同时解决了井盖在被树叶泥沙等垃圾堵塞透水孔后导致的排水能力降低的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种水井盖自动开合及定时清扫装置，包括开合控制机构与清扫机构，所述的开合控制机构包括第一电机，第一电机与井盖体一侧的销轴上设有齿轮副；

所述的清扫机构包括设置在井盖体一端的刷座，刷座底面上设有多个清扫刷，井盖体两侧分别设有一根轨道杆，两根轨道杆上分别设有一个套筒，刷座的两端分别设有一根第一连杆，两根第一连杆的端部固定在套筒上，两根轨道杆的两端分别穿过丝杆机构中的滑块设置；

所述的轨道杆端部的第一连杆上固定设有向下延伸的第二连杆，第二连杆下端连接固定在平行于轨道杆的齿条一端上，远离刷座的井盖体一端下方设有齿轮轴，齿轮轴横跨于两根齿条设置，齿轮轴上设有与齿条匹配的齿轮，齿轮轴其中一端与第二电机轴连接。

优选的方案中，所述的井盖体底面上设有流量传感器，流量传感器与控制系统电连接，控制系统与第一电机电连接。

优选的方案中，所述的丝杆机构上设有用于驱动丝杆的驱动装置，驱动装置与控制系统电连接。

优选的方案中，位于所述的井盖体四个角落方向上的丝杆机构通过螺栓固定在窨井内侧壁上。

基于上述水井盖自动开合及定时清扫装置的清扫方法，包括以下步骤：

1）流量传感器监测流入井盖体下方的雨水流量；

2）当雨水流量达到设定值时，流量传感器将流量信息发送至控制系统；

3）控制系统控制第一电机启动，第一电机带动齿轮副运行并使井盖体绕销轴转动，井盖体打开，提升排水效率；

4）当达到设定的清扫时间时，控制系统控制第一电机启动并反向转动，井盖体复位；

5）控制系统控制驱动装置运行，使丝杆机构中的丝杆转动，并使滑块上移；

6）滑块带动轨道杆以及与轨道杆之间连接的刷座上升，齿条同步上升，直至齿条与齿轮轴上的齿轮啮合后，驱动装置停止运行；

7）控制系统控制第二电机持续正反转运行，在第二电机的驱动下，齿条发生往复运动并配合套筒，使刷座在井盖体顶面上方进行往复运动，实现井盖体顶面的清扫。

优选的方案中，所述的步骤7）中，在进行井盖体清扫作业时，流量传感器（12）持续对流入井盖体下方的雨水流量进行检测；

当井盖体下方的雨水流量达到设定值时，控制系统控制第二电机带动刷座水平向复位后，再次控制驱动装置使刷座竖向复位，并重复步骤1）-步骤3）。

优选的方案中，所述的步骤4）-步骤7）中，控制系统设置有计时模块，计时模块周期性控制刷座进行井盖体清扫作业。

本发明所提供的一种水井盖自动开合及定时清扫装置及方法，通过采用上述结构及方法，具有以下有益效果：

（1）通过流量传感器对雨水流量进行监测，可对井盖体实现自动启闭，在于水流量较大的情况下，可加速排水，减缓城市排水压力，避免洪涝灾害；

（2）可实现定时的井盖清扫目的，对井盖上方覆盖的树叶垃圾等杂物进行清理，保证井盖体的透水孔通畅，避免透水孔堵塞导致的井盖体排水效率降低的情况。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的整体结构示意图。

图2位本发明安装在窨井口处时的结构示意图。

图中：井盖体1，齿轮副2，第一电机3，刷座4，清扫刷401，第一连杆402，轨道杆5，丝杆机构6，滑块7，齿条8，第二连杆9，齿轮轴10，第二电机11，流量传感器12，套筒13，驱动装置14，控制系统15。

具体实施方式

如图1中，一种水井盖自动开合及定时清扫装置，包括开合控制机构与清扫机构，所述的开合控制机构包括第一电机3，第一电机3与井盖体1一侧的销轴上设有齿轮副2；

所述的清扫机构包括设置在井盖体1一端的刷座4，刷座4底面上设有多个清扫刷401，井盖体1两侧分别设有一根轨道杆5，两根轨道杆5上分别设有一个套筒13，刷座4的两端分别设有一根第一连杆402，两根第一连杆402的端部固定在套筒13上，两根轨道杆5的两端分别穿过丝杆机构6中的滑块7设置；

所述的轨道杆5端部的第一连杆402上固定设有向下延伸的第二连杆9，第二连杆9下端连接固定在平行于轨道杆5的齿条8一端上，远离刷座4的井盖体1一端下方设有齿轮轴10，齿轮轴10横跨于两根齿条8设置，齿轮轴10上设有与齿条8匹配的齿轮，齿轮轴10其中一端与第二电机11轴连接。

优选的方案中，所述的井盖体1底面上设有流量传感器12，流量传感器12与控制系统15电连接，控制系统15与第一电机3电连接。

优选的方案中，所述的丝杆机构6上设有用于驱动丝杆的驱动装置14，驱动装置14与控制系统15电连接。

优选的方案中，位于所述的井盖体1四个角落方向上的丝杆机构6通过螺栓固定在窨井内侧壁上。

实施例2：

在实施例1的基础上，水井盖自动开合及定时清扫装置的清扫方法包括以下步骤：

1）流量传感器12监测流入井盖体1下方的雨水流量；

2）当雨水流量达到设定值时，流量传感器12将流量信息发送至控制系统15；

3）控制系统15控制第一电机3启动，第一电机3带动齿轮副2运行并使井盖体1绕销轴转动，井盖体1打开，提升排水效率；

4）当达到设定的清扫时间时，控制系统15控制第一电机3启动并反向转动，井盖体1复位；

5）控制系统15控制驱动装置14运行，使丝杆机构6中的丝杆转动，并使滑块7上移；

6）滑块7带动轨道杆5以及与轨道杆5之间连接的刷座4上升，齿条8同步上升，直至齿条8与齿轮轴10上的齿轮啮合后，驱动装置14停止运行；

7）控制系统15控制第二电机11持续正反转运行，在第二电机11的驱动下，齿条8发生往复运动并配合套筒13，使刷座4在井盖体1顶面上方进行往复运动，实现井盖体1顶面的清扫。

优选的方案中，所述的步骤7）中，在进行井盖体1清扫作业时，流量传感器12持续对流入井盖体1下方的雨水流量进行检测；

当井盖体1下方的雨水流量达到设定值时，控制系统15控制第二电机11带动刷座4水平向复位后，再次控制驱动装置14使刷座4竖向复位，并重复步骤1）-步骤3）。

优选的方案中，所述的步骤4）-步骤7）中，控制系统15设置有计时模块，计时模块周期性控制刷座4进行井盖体1清扫作业。