防盗窨井盖.pdf

本实用新型公开了一种强度高、防盗功能强的防盗窨井盖，由位于井盖圈上的井盖和设置在井盖圈与井盖之间的止锁球构成；侧壁外表面设置有圆弧槽，圆弧槽的轨迹倾斜于侧壁的横截面，侧壁上位于圆弧槽最底点的下端设置有缺口，在该缺口内设置有保险挡块；顶部设置有圆孔，顶部背面设置有弧形通道，其通道一端与顶部的圆孔连通，其通道的另一端与圆弧槽最高点连通，圆弧通道上位于顶部圆孔正下方壁上设置有漏砂孔，井盖设置有多个排水孔；井盖圈内表面设置有与圆弧槽相对应的凸缘，井盖圈内表面设置有一轴向圆弧槽，轴向圆弧槽从井盖圈底面到井盖圈内的凸缘为止；井盖圈内口底边处设置有一突块；井盖与井盖圈扣合后，圆弧槽内充满了多个圆球状止锁球。

1.  一种防盗窨井盖，包括位于井盖圈上的井盖，其特征在于：
所述井盖由顶部和圆周的侧壁组成；
所述侧壁外表面设置有圆弧槽，所述圆弧槽的轨迹倾斜于侧壁的横截面，所述侧壁上位于所述圆弧槽最底点的下端设置有缺口，在该缺口内设置有保险挡块；所述顶部设置有圆孔，所述顶部背面设置有弧形通道，其通道一端与所述顶部的圆孔连通，其通道的另一端与所述圆弧槽最高点连通，所述圆弧通道上位于顶部圆孔正下方壁上设置有漏砂孔，所述井盖顶部和侧壁设置有多个排水孔；
所述井盖圈内表面设置有与所述圆弧槽相对应的凸缘，所述井盖圈内表面设置有一轴向圆弧槽，所述轴向圆弧槽从井盖圈底面到井盖圈内的凸缘为止；所述井盖圈内口底边处设置有一突块；
井盖与井盖圈扣合后，所述圆弧槽内充满了多个圆球状止锁球。

2.  根据权利要求1所述的防盗窨井盖，其特征在于：所述井盖圈内口底边处突块的宽度小于所述井盖侧壁底部缺口的宽度。

3.  根据权利要求1所述的防盗窨井盖，其特征在于：所述顶部背面设置有加强筋。

4.  根据权利要求1所述的防盗窨井盖，其特征在于：所述止锁球采用玻璃材料。

5.  根据权利要求1所述的防盗窨井盖，其特征在于：所述保险挡块采用灰铸铁HT100。

防盗窨井盖
技术领域
本实用新型涉及一种用于污水排放系统中的装置，尤其涉及一种窨井盖装置。
背景技术
窨井盖是用于公路街道污水排放管路和地下预埋设施的掩体，在其使用中还可以承重地面上大型载重车辆的冲击。随着市政建设的需要，窨井盖的应用愈来愈广泛，但目前井盖丢失现象非常严重，丢失井盖后的窨井成为陷阱，因窨井盖的丢失而造成的流血甚至丧生的交通事故一再发生，使家庭和社会都蒙受到巨大的损失。为了使不法分子无法轻易盗走窨井盖，保护路人的生命安全，目前也有防盗窨井盖，但由于结构不尽完善，有的使用简单的工具即可轻易的盗走井盖，不能起到防盗的作用；有的强度不够，在使用中很容易损坏。
实用新型内容
为了克服上述现有技术中所存在的弊端，本实用新型提供一种强度高、防盗功能强的防盗窨井盖。
为了解决上述技术问题，本实用新型防盗窨井盖予以实现的技术方案是，它由位于井盖圈上的井盖和设置在井盖圈与井盖之间的止锁球构成；所述侧壁外表面设置有圆弧槽，所述圆弧槽的轨迹倾斜于侧壁的横截面，所述侧壁上位于所述圆弧槽最底点的下端设置有缺口，在该缺口内设置有保险挡块；所述顶部设置有圆孔，所述顶部背面设置有弧形通道，其通道一端与所述顶部的圆孔连通，其通道的另一端与所述圆弧槽最高点连通，所述圆弧通道上位于顶部圆孔正下方壁上设置有漏砂孔，所述井盖顶部和侧壁设置有多个排水孔；所述井盖圈内表面设置有与所述圆弧槽相对应的凸缘，所述井盖圈内表面设置有一轴向圆弧槽，所述轴向圆弧槽从井盖圈底面到井盖圈内的凸缘为止；所述井盖圈内口底边处设置有一突块；井盖与井盖圈扣合后，所述圆弧槽内充满了多个圆球状止锁球。
本实用新型防盗窨井盖，其中，所述井盖圈内口底边处突块的宽度小于所述井盖侧壁底部缺口的宽度。所述顶部背面设置有加强筋。所述止锁球采用玻璃材料。所述保险挡块采用灰铸铁HT100。
与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果是：(1)由于本实用新型窨井盖中设置有止锁球，井盖是不能从井盖圈中轻易取下，可以起到很好的防盗作用；(2)由于在井盖背面和井盖圈外周设置有加强结构，加强了井盖的承重能力，井盖受压后，也不会晃动和损坏，避免由于井盖的塌陷、倾斜、或弹出而造成恶性事故。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述。
图1-1是本实用新型窨井盖中井盖1圈的主视图；
图1-2是如图1-1所示井盖圈1的俯视图；
图1-3是如图1-2所示井盖圈1的侧视剖视图；
图1-4是如图1-1所示井盖圈1从上部投影的立体图；
图1-5是如图1-1所示井盖圈1从底部投影的立体图；
图2-1是本实用新型窨井盖中井盖2的主视图；
图2-2是如图2-1所示井盖2的仰视图；
图2-3是如图2-1所示井盖2的侧视图；
图2-4是如图2-2所示井盖2的侧视剖视图；
图2-5是如图2-1所示井盖2从顶部投影的立体图；
图2-6是如图2-1所示井盖2从背面投影的立体图；
图3-1是本实用新型防盗窨井盖的装配示意图；
图3-2是将如图3-1中所示井盖提起到极限位置的示意图；
图4-1是如图3-1中所示保险挡块26的主视放大图；
图4-2是图4-1所示保险挡块26的俯视图；
图5-1是对本实用新型井盖2的受力分析图；
图5-2是如图3-1所示井盖2的二力杆模型图；
图5-3是当取最小参数时，井盖2的受力分析图；
图5-4是井盖2的二力杆模型中P点的受力图。
下面是本实用新型说明书附图中主要附图标记的说明：
1——井盖圈          11——凸缘      12——突块
13——轴向圆弧槽     2——井盖       21——顶部
22——侧壁           23——圆弧槽    24——圆孔
25——弧形通道       26——保险挡块  27——加强筋
28——排水孔         29——漏砂孔    3——锁止球
具体实施方式
如附图所示，本实用新型防盗窨井盖，包括位于井盖圈1上的井盖2，所述井盖2由顶部21和圆周的侧壁22组成，所述侧壁22外表面设置有一圈圆弧槽23，所述圆弧槽23的轨迹倾斜于侧壁的横截面，所述侧壁22上位于所述圆弧槽23最底点的下端设置有缺口，在该缺口内设置有保险挡块26，该保险挡块26的结构如图3-1和图3-2所示，该保险挡块26与缺口的固定方式可以采用现有技术中的手段，具体采用何种方法固定不受限制；所述顶部21设置有圆孔24，所述顶部背面设置有弧形通道25，其弧形通道25的一端与所述顶部的圆孔24连通，其弧形通道25的另一端与所述圆弧槽23的最高点处连通，所述弧形通道25底壁上位于与顶部圆孔24对正的位置设置有漏砂孔29，以防泥砂淤积在弧形通道25中；所述井盖顶部21和侧壁22设置有多个排水孔28；所述井盖圈1内表面设置有与所述圆弧槽23相对应的凸缘，所述井盖圈1内表面设置有一轴向圆弧槽13，所述轴向圆弧槽13从井盖圈底面到井盖圈内的凸缘11为止；所述井盖圈1内口底边处设置有一突块12；所述井盖圈1内口底边处突块12的宽度小于所述井盖侧壁底部缺口的宽度。井盖2与井盖圈1扣合后，所述圆弧槽23内充满了多个圆球状止锁球3。本实用新型中的井盖圈1和井盖2用铸铁材料铸造，最好由球墨铸铁铸造而成，井盖圈1上的突块12通常采用在铸造井盖圈的整体形状时一同形成；放置到弧形通道25内的锁止球3最好为玻璃制品或采用与玻璃材质性质类似的材料，如锆石等。所述保险挡块26应由既有一定强度和刚度的脆性材料制作，诸如：可以采用灰铸铁HT100。为了加强井盖圈1和井盖2的强度，在井盖圈1的外周和井盖2的顶部21背面设置有多条加强筋27。另外，为了节省原材料，在保证井盖圈1强度的基础上，可以在井盖圈1圈体上均匀地设置多个孔，如图1-4和图1-5所示。
本实用新型窨井盖的工作原理是：安装开始，以沙石水泥为建筑材料将井盖圈1埋入地面下；待井盖圈1稳固后将井盖2放入其中，此时，井盖2如同普通的井盖一样可以自由拆装；如图4-1所示，通过井盖顶部中央的注料圆孔24将不少于50枚的锁止球30放入，锁止球30沿着弧形通道25滚入与该弧形通道25连通的一圈圆弧槽23中，由于圆弧槽23是从与弧形通道25连通的最高点分别向两边倾斜向下，从而形成一圈倾斜于横截面的圆弧槽，因此，随着锁止球30的增多，圆弧槽23内最终充满了止锁球30，如图4-2所示，当井盖2再次被提起后，圆弧槽23内的锁止球30刚好顶在井盖圈1内的凸缘11与井盖2的圆弧槽23之间，从而将井盖2与井盖圈1锁止，即：利用锁止球30干涉井盖2相对于井盖圈1发生上下移动，使井盖2无法脱离出井盖圈1。如图2-5和图2-6所示，当提起井盖2时，可以看到在井盖2的侧壁22上有4个宽大的排水孔28，用于公路排水使用。在设计中，无论是锁止球30、井盖圈1及井盖2的强度足以防止对窨井盖装置实施暴力撬挖。如果确实要从井盖圈1中移出井盖2，需要将井盖2提高后旋转到危险点，该位置是指：位于井盖2中圆弧槽23最底点处的保险挡块26的位置恰好与井盖圈1内口底边上突块12对中，然后下压，强行保险挡块26向下压迫突块12，由于保险挡块26采用的材料是具有一定强度和刚度的脆性材料，当然，其强度和刚度一般略小于井盖圈1所用材质的强度和刚度，继续施加足够的压力后，保险挡块26被突块12粉碎，被破坏的保险挡块26处形成了缺口，从而将锁止球保险损坏；然后，将井盖2提高旋转到落料点，即：圆弧槽23的最底点(同时也是破损保险挡块缺口处)与井盖圈1内口的轴向圆弧槽13对中，最终可将全部的锁止球30落空，此时，井盖2可以顺利的移出井盖圈1。移出的井盖2再重新放回井盖圈1之前要对锁止球保险进行更换。
为了进一步说明本实用新型窨井盖具有足够的强度，下面对本实用新型窨井盖进行强度校核：
1.对井盖2进行受力分析：
如图5-1所示，设O为圆心，P为任意受力点|OP|→=x]]>设圆的半径为R，取任意角为
θ其增量为dθ，其受力为dp，则其二力杆模型如图5-2所示：
由
F_A+F_B＝F_P
FA×|PA‾|=FB×|PB‾|]]>
又因
|PA‾|=-xCosθ+R2-x2Sin2θ]]>
|PB‾|=xCosθ+R2-x2Sin2θ]]>
解得：
FA=xCosθ+R2-x2Sin2θ2R2-x2Sin2θFP]]>
FB=-xCosθ+R2-x2Sin2θ2R2-x2Sin2θFP]]>
即在图3-1中A点受力
FA=xCosθ+R2-x2Sin2θ2R2-x2Sin2θdP]]>
B点受力
FB=-xCosθ+R2-x2Sin2θ2R2-x2Sin2θdP]]>
又因：
dFAdθ=-xSinθR2-x2Sin2θ+xCosθx2CosθSinθR2-x2Sinθ2(R2-x2Sin2θ)]]>令其等于0
解得：θ＝0由于实际情况存在最大值，所以当θ＝0时A点受力取得最大值，同理当θ＝0时B点受力取得最小值。
2.当取θ极小值，同时取样宽度L为极小值时，受力分析如图5-3所示：
此时：FA=x+R2R×θ2π×P]]>
σA=FAA=FA(R-x)θδ=x+R2π(R-x)×2RδP=R+x4πR(R-x)δP]]>
其中：δ为井盖顶部的厚度。
3.确定P点的可能位置：
如图5-4所示，设轮胎的宽度为B，井盖的半径为R，则x的最大值为x的最小值为0。所以σAmax=2R-B24πR(B2)δP]]>
4.计算不同的车型所产生的效果
由于汽车轮胎轧过井盖完全归属于脉动情况，设车重为G则σst=2R-B24πR-B2δ×G]]>Kd=1+1+2hΔst]]>取路面与井盖水平高度差h＝10mm
Δst1=Pb(L2-b2)×329bFIL=4.12×10-5m]]>
Δst₂＝27.4×10^-5m
Δst₃＝54.8×10^-5m
其中σ_st是静载荷应力，而动载荷应力σ_d＝K_dσ_st
取小型车重1.5吨，中型车重10吨，大型车重20吨。轮胎宽度B＝300mm，井盖半径R＝285mm，井盖顶部厚度δ＝20mm。则可有如下数据关系：