宋金睿

1. 项目研究背景：

每年夏天都会下暴雨，暴雨前都会有很多道路工人把路边的排水井盖打开倾斜着放在旁边，暴雨结束后，工人们又会把排水井盖重新盖好，每条路几十个井盖，整个南京算起来数以万计。后来问了工人才知道，这么做是为了在暴雨时增加排水，避免造成路面积水影响交通安全。

2. 研究目的

为解决排水井盖在暴雨天需要人工打开增加排水，在暴雨后人工复原的问题，我们设计一种更“聪明”的排水装置，可以减少工人的重复劳动，这种装置在每次下暴雨时将排水井盖自动打开，暴雨结束自动复原。这样就解决南京乃至全国数以万计的排水井盖每次在暴雨前需要人工打开的问题。

3. 项目思路：

由于排水井盖经常会和水接触，为了确保安全，我们在设计思路里首先排除了与电有关的芯片、感应器和电机等方案，我们采用的是“用问题本身解决问题”的思路，因为“暴雨”需要打开排水井盖，我们就利用“暴雨”来打开排水井盖，我们在井盖的下面设计了一个收集“暴雨”能量的装置—内水槽，利用“内水槽”收集“暴雨”的能量作为打开排水井盖的动力。

4. 结构设计

4.1 利用定滑轮改变作用力方向的原理，使用雨水本身的重量将排水井盖打开，解决了暴雨中排水井盖排水不足的问题

4.2 在排水井盖下面设计了一个可以控制流量的內水槽收集雨水来解决打开井盖的动力。

详细结构如下图所示：

5.项目研究意义

通过设计创新解决了普遍存在的数以万计的排水井盖需要在暴雨前人工打开的问题，构思巧妙，设计简洁，容易实现和推广，具有现实生产意义，是一个具有实际应用价值的发明创造。

责编：李雪敏

图1  平时排水井盖水流示意图

说明：正常状态下，排水盖板（1）和内水槽（2）通过定滑轮（3）和拉绳（5）相连，排水盖板（1）的重量比内水槽（2）未装水时的重量大，排水盖板正常覆盖在排水井上，当雨量不大时，少量雨水从排水井盖流入内水槽后经过调节孔（6）按照图1中a的水流路线流入市政管道。

图2  暴雨时排水井盖水流示意图

说明：当暴雨发生时，大量雨水迅速从排水井盖（1）流入内水槽（2）中，此时因为暴雨产生的雨量大，通过调节孔（6）不能排出所有流进来的雨水，这时在内水槽（2）中逐渐开始积水，内水槽积水积满时，内水槽（2）+水槽中雨水的重量>排水盖板（1）的重量，通过拉绳（5）、定滑轮（3）和支撑杆（4）将排水盖板顶起，这时排水盖板抬起后雨水顺着b水流的方向排入市政管道，排水盖板抬起后，排水速度增加，就不会造成路面积水，避免了雨水对交通的影响，只要暴雨继续，内水槽就会一直积水，就会把排水井盖一直顶起，当暴雨停止后，内水槽（2）的水通过调节孔逐渐排空，排空后的内水槽重量小于排水井盖，排水井盖重新关闭，回到初始状态。