一种自动排水箱
技术领域
本发明涉及建筑工程领域，尤其涉及一种自动排水箱。
背景技术
目前我国在建和拟建的高速公路隧道、地铁、地下管网等地下工程日益增多，这些工程不可避免要穿越工程水文地质条件复杂的地段，地下工程修建之前，地下水渗流场处于一种动态平衡的状态。随着地下工程的开挖和临空面的形成，地下水向临空面汇集、渗出，形成地下工程开挖面渗水，如果不采取有效的集水排水措施，将岩面裂隙渗水引流到地下工程的排水沟，渗水在支护衬砌壁后聚集，水压增高，破坏支护体结构，使工程结构产生渗水和服务年限大大减少；同时使地下工程支护和防水施工大面积渗水的条件下进行，施工质量无法保证，地下工程在运营过程中容易出现渗水。
目前业内通常采用以一定的间距设置的轻型井点进行降水，将地下水引入到轻型井点中，然后通过水泵将轻型井点中的水抽出。然而，通过水泵抽水，运行效率低，且功耗大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自动排水箱，从而提高轻型井点的排水效率。
本发明实施例中，提供了一种自动排水箱，其包括箱体、与所述箱体顶部相连通的进水管、与所述箱体相连通的排水管、固定于所述箱体中的三通阀，所述排水管的一端设置于所述箱体底部，另一端设置于所述箱体外，且所述排水管的中段高于其两端，所述三通阀包括设置于所述箱体中的第一通道、设置于所述箱体外的第二通道、第三通道以及一个用于控制所述三通阀连通状态的工字活塞，所述工字活塞与一个设置于所述箱体中的浮球相连接，从而使得所述工字活塞可以根据所述箱体的水位来控制所述第一通道与所述第二通道或者第三通道的连通状态，所述第二通道与箱体外大气压相连通，所述第三通道与一吸气装置相连接。
本发明实施例中，所述进水管的进水口设置有第一单向阀，当所述三通阀的第一通道与第三通道连通，所述吸气装置吸气时，所述第一单向阀打开，所述三通阀的第一通道与第二通道连通时，所述第一单向阀关闭。
本发明实施例中，所述出水管的出水口设置有第二单向阀，所述三通阀的第一通道与第三通道连通，所述吸气装置吸气时，所述第二单向阀关闭，所述三通阀的第一通道与第二通道连通时，所述第二单向阀打开。
本发明实施例中，所述浮球通过一连杆与所述工字活塞相连接。
本发明实施例中，所述浮球底部通过所述连杆与一重力挡板相连接，所述重力挡板用于限制所述浮球的最低下降高度。
本发明实施例中，所述浮球顶部通过所述连杆与一浮力挡板相连接，所述浮力挡板用于限定所述浮球的最大上浮高度。
本发明实施例中，所述箱体顶部还设置有一限位板，用于固定所述三通阀。
本发明实施例中，所述箱体顶部临近所述进水管的进水口处还设置有一隔板，用于将从所述进水口进入的水气进行分离。
本发明实施例中，所述浮球的平均密度为0.5g/cm3。
与现有技术相比较，采用本发明的自动排水箱，在箱体中设置浮球来控制三通阀的状态，从而可以根据箱体中的水位来控制三通阀的状态，当箱体中的水位下降到设定的位置时，所述三通阀与所述吸气装置相连通，所述吸气装置对所述箱体进行吸气，使得所述箱体中的气压下降，水从所述进水管进入所述箱体，当所述箱体中的水位升高到设定的位置时，所述箱体通过所述三通阀与箱体外大气压相连通，由于所述排水管的结构，在大气压及虹吸效应的作用下，箱体中的水通过所述排水管排出，通过箱体中的水位自动控制补水及排水，提高了排水效率。
附图说明
图1是本发明实施例的自动排水箱的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细描述。
如图1所示，本发明实施例中，提供了一种自动排水箱，其包括箱体1、与所述箱体1顶部相连通的进水管2、与所述箱体1相连通的排水管3及固定于所述箱体1中的三通阀4。所述排水管3的一端设置于所述箱体1底部，另一端设置于所述箱体1外，且所述排水管2的中段高于其两端。所述三通阀4包括设置于所述箱体1中的第一通道41、设置于所述箱体1外的第二通道42、第三通道43以及一个用于控制所述三通阀4的连通状态的工字活塞44。所述工字活塞44通过一个连杆5与一个设置于所述箱体1中的浮球6相连接，从而使得所述工字活塞44可以根据所述箱体1的水位来控制所述第一通道41与所述第二通道42或者第三通道43的连通状态。所述第二通道42与所述箱体外大气压相连通，所述第三通道44与一吸气装置7相连接。
所述进水管2的进水口设置有第一单向阀21。所述出水管3的出水口设置有第二单向阀31。所述第一单向阀21及所述第二单向阀31受所述箱体1内的气压控制，根据所述箱体1内的气压变化打开或关闭。
所述自动排水箱的工作过程如下：
当所述三通阀4的第一通道41与第三通道43连通，所述吸气装置7开始吸气，所述箱体1中的气压降低，所述第一单向阀21打开，所述第二单向阀31关闭，所述进水管2中的水气在气压的作用下进入到所述箱体1；
当所述箱体1中的水位上升到设定的高度，在所述浮球6的推动下，所述工字活塞44运动到使得所述三通阀4的第一通道41与第二通道42连通的位置，此时，所述箱体1与外界的大气压连通，所述箱体1内的气压上升，所述第一单向阀21关闭，由于上述箱体1中的水位高于所述出水管3的最高处及出水口的水位，在水压的作用下，所述箱体1中的水通过所述出水管3排出，在虹吸作用下，即使所述箱体1中的水位低于所述出水管3的最高处的水位，所述箱体1中的水也会一直流出；
当所述箱体1中的水位下降时，在所述浮球6及所述工字活塞44自身的重力作用下，所述工字活塞44向下运动，当运动到限定的位置时，所述三通阀4的第一通道41与第三通道43连通，所述吸气装置7开始吸气，所述进水管2中的水气在气压的作用下进入到所述箱体1。
循环进行上述过程，实现所述自动排水箱的自动抽水排水功能。
需要说明的是，本发明实施例中，所述浮球6底部通过所述连杆5与一重力挡板8相连接，所述重力挡板8用于限制所述浮球的最低下降高度。所述浮球6顶部通过所述连杆5与一浮力挡板9相连接，所述浮力挡板9用于限定所述浮球的最大上浮高度。在所述浮球的最大上浮高度和最低下降高度时，刚好分别所述三通阀4的第一通道41与第二通道42连通以及所述三通阀4的第一通道41与第三通道43连通。
所述浮球6的平均密度为0.5g/cm3，当水位降至球体底部时，产生的重力G为0.5，推动所述工字活塞44的力。当水位上升至球体顶部时，产生的浮力F为1，推动所述工字活塞44的力为浮力-重力＝1-0.5＝0.5，从而可实现向所述工字活塞44上下的推力及拉力一致。可见，所述浮球6的平均密度为0.5g/cm3时，可以实现最佳的控制效果。
进一步地，本发明实施例中，所述箱体1顶部还设置有一限位板10，用于固定所述三通阀4。所述箱体1顶部临近所述进水管2的进水口处还设置有一隔板11，用于将从所述进水管2的进水口进入的水气进行分离。
综上所述，采用本发明的自动排水箱，在箱体中设置浮球来控制三通阀的状态，从而可以根据箱体中的水位来控制三通阀的状态，当箱体中的水位下降到设定的位置时，所述三通阀与所述吸气装置相连通，所述吸气装置对所述箱体进行吸气，使得所述箱体中的气压下降，水从所述进水管进入所述箱体，当所述箱体中的水位升高到设定的位置时，所述箱体通过所述三通阀与箱体外大气压相连通，由于所述排水管的结构，在大气压及虹吸效应的作用下，箱体中的水通过所述排水管排出，通过箱体中的水位自动控制补水及排水，提高了排水效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
