绿色露台监控型防堵排水装置

　　刘安根的舅舅搬新家了，三层楼的排屋很洋气，最美的是二楼有个很大的露台，站在露台上可以尽情享受大自然的美妙风光。虽然露台能让人赏心悦目，但是防堵也少不了。

　　有一次他的舅舅出去几天，回来后发现家里涨了大水，换了几种地漏都不能解决问题。

　　刘安根把这个问题带到科技组，我们从下雨天自动关窗的雨水感应器得到灵感，提出了发明一种“绿色露台监控型防堵排水装置”来防止露台地漏的堵塞问题。

　　一、基本思路

　　1.从对露台的调查研究入手，了解其在排水方面存在的问题，明确设计目标和解决问题的要点。

　　2.不改变现有露台的建筑结构，方便安装使用。

　　3.在结构上实现顺利排水和可靠防堵的功能，要求结构简单、成本低廉、外形美观。

　　4.考虑居住习惯的要求和提升生活质量的需要，设计中引入监控技术。

　　二、研究与设计

　　露台一般设计在主人卧室外面，农村独栋住宅的露台不仅可以栽花种草，还是稻谷、花生、豆子和其他农作物的晾晒场地。

　　小洋楼一般前后共设计两到三个露台，大别墅则有好几个露台。我们对10 户有露台的住户进行调查，有8 户人家出现过堵塞现象。造成露台堵塞的原因主要有两个：

　　1.露台环境的特殊性。下雨时，楼顶雨水及家中其他小阳台的水常要经过露台管道，露台栽花种草产生的泥沙、墙体龟裂产生的墙体碎片、飘落的树叶及树枝等通过排水管时，容易堵塞排水管口地漏，造成排水不畅。

　　2.排水管道结构的特殊性。露台排水系统包括竖管、横管、弯管、检查井，连接竖管和横管之间的弯头埋在地下，容易堵塞，不像普通沉水弯头一样容易清理，下水道一旦堵塞，只能进行破坏性维修。

　　三、方案设计

　　该装置由排水管接头、导流箱体、螺旋排沙器、贮沙箱、传动齿轮、微型电动机及监测系统等组成，监控系统由触头、控制线路与电动机构成。

　　四、制作与实验

　　做出来的作品看似简简单单，我们可是费了九牛二虎之力才完成的。下面是我们设计的第一款排水防堵模型：第一款模型采用阶梯状结构，实现挡沙不挡水，而且不损坏现有地漏结构，无需重新安装，只在普通地漏上加上防堵装置，安装简单、倾倒泥沙方便。做贮沙箱时，由于缺乏经验，尺寸做得不合适，不过好在改起来很容易。接着我们把清水出口和排沙螺旋设置在一个箱内，排沙螺杆搅动沙时，水中的含沙量也高，所以我们又将清水出口设置在贮沙箱一侧，这样沙沉下去，水回流入地漏。

　　电子部分的设计对我们来说就是个难题了。我们需要用雨水感应装置启动电路，让排沙螺杆工作。而我们所在的小县城根本找不到所需电子元件，幸亏刘安根的爸爸妈妈出差时给我们带回来了雨水感应器。

　　雨水感应器的工作电压是12伏，我们找遍县城电子元件店，也没有找到12 伏的发动机，最后只好采用从废冰箱里拆下的220 伏交流电的电动机。我们在老师指导下用雨水感应器带动继电器吸合，由继电器控制的220 伏电机接通电源，电机驱动排沙螺杆工作，沙被推进贮沙箱。

　　但接好的电路却不能正常工作，在老师的帮助下，我们换了继电器，解决了上述问题。

　　电子部分能正常工作了，但排沙螺杆排沙并不顺利，于是我们将原有的排沙螺杆换成了叶轮型，达到了预期的效果，排水、排沙、监控系统都能正常工作。

　　五、创新点

　　1.从结构设计上实现了排水与排沙同时进行的要求和排水防堵的性能。

　　2.首次实现了排水管排水防堵自动监控，对此类产品信息化提升具有启示和借鉴价值，有利于该行业产品的创新。

　　今后我们将进一步改进结构，提高地漏排水、排沙效率。

　　（指导老师：伍冬云 宁卫华 王翠华）

　　文湖南省隆回县桃洪镇桃花坪中学刘安根 邹忍 罗丽欣

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