[0001] 本发明涉及水利管道用的逆止阀技术领域，具体涉及一种箱涵用止回阀及箱涵的防回流系统。

[0002] 城市雨水系统是由雨水口、雨水灌渠、检查井、排口等构筑物组成的成套工程设施。城市排口作为城市雨水主要排出口，连接城市内部雨水管网与外部河道或其他天然水体，担任着城区排涝行洪的重要作用，排口既要保障城市雨水管道行洪顺畅，又要防止外部河道水位过高从排口倒灌到雨水管网，防止倒灌引起的城市内涝。

[0003] 城市雨水系统设计，排口通常连接一个片区的雨水管网，汇水面积较大，为了保证行洪流量，排口大部分以箱涵的形式出现。箱涵一般为混凝土浇筑而成，可以预制成形输送至现场组装，也可以在现场浇筑成型。箱涵一般为矩形结构，大到宽十余米，高三四米，小到宽和高都在一米以内。为了防止河道高水位通过排口倒灌到城市管网，影响城市行洪，导致城市内涝，影响人民生命财产安全，排口需要安装防倒灌设备，常见的防倒灌设备有拍门、闸门，鸭嘴阀等。拍门因为尺寸限制难以在大型排口中应用，其防倒灌效果一般，容易被水中垃圾卡塞导致漏水回灌，而且易变形，脱落，运营维护较麻烦，使用周期较短。闸门一般依靠电力启动，需要进行机械日常维护，运维较麻烦，且如果行洪时断电，会导致城市被淹，具有安全隐患。

[0004] 鸭嘴阀也是应用较广的行洪防倒灌设备。如公开号为CN115628309A的名为“鸭嘴阀”的发明专利申请文件所公开的内容，现有的鸭嘴阀的安装段截面一般呈圆形而且尺寸有限，大型鸭嘴阀的直径一般不会超过DN2000。而且鸭嘴阀的密封段因为由两段密封面挠性贴合而成，为了保证足够的过流面积，密封面的出流口长度都是大于安装段直径的，以在扩张后保证较大的出流面积，这使得鸭嘴阀自入口至出口各截面的最大宽度是逐渐扩大的。由于以上设计，现有的鸭嘴阀无法在箱涵内部安装。具体的，因为箱涵截面为矩形(包括正方形)，而鸭嘴阀安装段为圆形，两者无法直接匹配。即使单纯将鸭嘴阀的安装段改为矩形，仍然存在问题：因为鸭嘴阀的密封段具有相比安装段更大的单一方向的宽度，若置于箱涵内部，其密封段会与箱涵壁面互相干涉，无法执行预期的功能；而且鸭嘴阀自重导致的变形也会造成其无法适用于大尺寸箱涵。

[0005] 正因如此，现有技术中是通过设置截流井、转换井等结构实现鸭嘴阀在雨水系统中的安装的。图1为现有技术的示意图。在进水方涵出口处设置进水井中转，在进水井井壁设置多个鸭嘴阀，鸭嘴阀的出口伸入出水井中，出水井通过排口连通外界水体。其中鸭嘴阀的数量与单个鸭嘴阀的尺寸通常需要经计算后确定，保证在行洪时不会由于鸭嘴阀的出流有限而造成内部管网中雨水堆积形成内涝。在此基础上鸭嘴阀的安装面会大于进水方涵的总面积，导致进水井、出水井需要占用大量的空间。城市地下环境复杂，管网交错，进水井与出水井设计经常会与其他管网或地构筑物在空间上交叉导致安装受限。此外如申请人在公开号为CN115899332A的名为“多出口鸭嘴阀”的中国发明专利中所言，对上述雨水系统中的进水管与出水管的维护同样不便，并可能存在潜在的安全隐患。

[0033] 以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明，在本说明书中，附图尺寸比例并不代表实际尺寸比例，其只用于体现各部件之间的相对位置关系与连接关系，名称相同或标号相同的部件代表相似或相同的结构，且仅限于示意的目的。本发明旨在提供一种能够适应箱涵安装的箱涵用叠形止回阀1，其可以设置在箱涵W内部，并且与此同时在保证正常启闭的情况下提供足够的出流截面。实现出流流量与箱涵流量的基本匹配，从而避免因为出流不畅或者排水倒灌引起的城市内涝。

[0034] 图2是箱涵用叠形止回阀1的示意图。箱涵用叠形止回阀1包括密封段12，并由密封段12的中空通道限定过流通道A。密封段12包括两个相对设置的平面壁面21，两平面壁面21挠性闭合从而关闭过流通道A实现流体止回。此外该箱涵用叠形止回阀1的密封段12还包括设置于两平面壁面21之间并连接两平面壁面21以形成过流通道A的折叠壁面22，在平面壁面21挠性闭合时，折叠壁面22向过流通道A内部折叠一同闭合过流通道A。

[0035] 首先考虑到箱涵的过流截面呈矩形(本申请中的矩形既指长宽不等的矩形也指长宽olnb相等的正方形截面，实际中，在箱涵角部通常设置圆角等过渡特征，这不应视为本申请中所述矩形箱涵的例外)。因此本发明考虑将箱涵用叠形止回阀1设置为矩形来适配箱涵的矩形截面，这里的适配既可以指使用单个箱涵用叠形止回阀1安装在箱涵内，也可以指使用多个箱涵用叠形止回阀1排列在箱涵截面上，具体会在后文说明。对此，本箱涵用叠形止回阀1由相对设置的两个平面壁面21与相对设置的折叠壁面22限定箱涵用叠形止回阀1的过流通道。为了限定这样四围封闭，仅具出口与入口的通道，显然平面壁面21与折叠壁面22的相邻边之间是密封连接的，或者进一步而言平面壁面21与折叠壁面22也可以是一体成型的。平面壁面21之间应该由于自身赋形而处于常闭折叠状态，实现对过流通道A的常闭止回，只有在正向水压的冲击下才能打开用于正向通流。另一方面位于平面壁面21之间并分置过流通道A两侧的折叠壁面22在平面壁面21折叠常闭时，向过流通道A内部折叠收容于两平面壁面21之间，从而使得密封段12在折叠状态下，其闭合出口处不会因为平面壁面21向过流通道A外部扩张折叠而导致的同箱涵壁面或者成排列的其他相邻的箱涵用叠形止回阀1之间的干涉。

[0036] 具体而言，对于密封段12，由其限定的过流通道A包括过流入口A1以及过流出口A2，过流入口A1是常开的，其截面呈与箱涵截面适配的矩形。由两相对设置的平面壁面21以及相对设置的折叠壁面22组成平面壁面21的四边。过流出口A2常闭，其闭合时如图1所示，由两平面壁面21相对沿过流入口A1边缘旋转倾斜而在过流出口A2处内壁近乎贴合实现闭合过流出口A2。折叠壁面22在平面壁面21倾斜贴合的过程中向过流通道A内折叠，折叠壁面22位过流出口A2的边缘之中点为其折叠时的弯折点，其位过流出口A2的边缘在折叠时沿者平面壁面21位过流出口A2处的边缘贴附。其时，过流出口A2由两平面壁面21以及在平面壁面21之间内折的折叠壁面22形成类”工”字形的贴合缝。在外部水体的水压作用以及密封段
12自身挠性的作用下，该过流出口A2将在此贴合状态下保持实现止回，在箱涵内部来流的推动下，该过流出口A2则受水头压力作用，克服自身挠性而打开过流出口A2。图3为过流出口A2的理想的完全打开状态下的示意图。在理想的最大打开状态，被折叠的折叠壁面22完全张开，过流出口A2实现与过流入口A1等大的矩形出口，将出口处出流截面过小而对出流流量的影响降低到最低。

[0037] 图4为单个箱涵用叠形止回阀1在箱涵W中的安装示意图。总体上，上述设计的箱涵用叠形止回阀1有几个突出优点，一是能够与箱涵方便地适配，由于箱涵用叠形止回阀1具有由平面壁面21与折叠壁面22所围成的矩形过流入口A1，在箱涵内部无论是单个安装，还是以一定的排列排布安装，总可以在矩形邻边处通对相对简单的对齐固定而得到覆盖整个箱涵截面的止水阀的阵列。二是过流出口A2中折叠壁面22是向内折叠设置的，在图4中可以清晰地看出，内折叠设置使得过流出口A2在闭合时的宽度不会超过平面壁面21的宽度，即不会超过箱涵W内部过水通道的宽度，因此可以设置在箱涵内部，而不用额外地占用空间。现有鸭嘴阀等由于出口处在闭合时的宽度超过过水通道的宽度而造成与管道、箱涵等干涉，因此其无法直接设置在管道、箱涵内部，如果必须设置在管道内部，可能会在管道中安装鸭嘴阀处连接一个扩张形管来容纳鸭嘴阀，带来了额外的安装结构，而且显然也无法适用于通常由混凝土制成的箱涵，并且圆形口鸭嘴阀还存在与矩形箱涵之间的截面匹配问题，会导致有效过流面积的缩小。

[0038] 图5提供箱涵用叠形止回阀1的另一实施例，为了体提升箱涵用叠形止回阀1的止回效果，可以通过增加有效闭合面的面积的方式实现。于是可以将过流出口A2处的内折叠贴合形状向出流方向延伸形成具有一定长度的贴合段13。图6为贴合段沿B‑B方向的截面示意图(图中的缝隙为示意用，不代表真实间隙)，可见折叠设置的平面壁面21以及相对贴合的平面壁面21。在实际应用中，箱涵用叠形止回阀1的长宽规格是不固定的，因此平面壁面21折叠后的宽度与平面壁面21的宽度未必能够适配而使过流出口A2完全密封，对次在两平面壁面21的其中至少之一的内表面上设置有用于填充过流出口A2间隙的密封凸台211，从而保证过流出口A2被基本密封。为了保证过流出口A2在折叠常闭状态下的可靠密封，折叠壁面22位于过流出口A2的边缘或者在本实施例中位于贴合段13的部分在其折叠的折角处可以在其中安装有弹性元件221，弹性元件221通常可以是刚度较好的金属材料制成的片体，并可以预埋在折叠壁面22中，以此保证折叠壁面22在长周期的频繁启闭后仍然拥有较好的回复性能，保证寿命末期的密封效果。

[0039] 在图5以及其他的实施例中，为了方便箱涵用叠形止回阀1的安装，可选的在箱涵用叠形止回阀1上还设置有安装段11，安装段11为从密封段12的过流入口A1处生长的矩形侧壁，安装段11的内部与密封段12的内部共同形成过流通道A，安装段11形成中空的截面为矩形的四棱柱壁面，从而提供了四边与箱涵侧壁或者阵列设置的其他相邻箱涵的安装段11之间平行贴合或者平行固定的安装面。参见图7的B‑B向截面示意图就实际工艺而言，密封段12常见为具有弹性的高分子制品，比如橡胶。因此通常平面壁面21与折叠壁面22可以一体成型，密封段12的过流入口A1处的边缘可以以矩形截面的形式向来流方向延伸至得到一段棱柱体作为安装段11的入口内壁112，在该棱柱体外包绕一个矩形的刚性框架111，包括安装段11的安装强度，使之在安装固定后保持不变形。

[0040] 图8为箱涵用叠形止回阀1的另一实施例，其中一侧的平面壁面21在密封段12开启和闭合的过程中保持位置不变，与安装段11的壁面始终平行，密封段12的开启或者关闭仅由与之对置的另一侧的平面壁面21的旋转倾斜并带动折叠壁面22实现。图9为该实施例的安装示意图，平行于安装段11的壁面的平面壁面21在箱涵用叠形止回阀1安装时设置在箱涵用叠形止回阀1的下方一侧，箱涵用叠形止回阀1在常闭状态，该固定设置的平面壁面21贴靠箱涵W的底面，由箱涵W为平面壁面21提供可靠的支撑作用，可以避免密封段12在长期的悬空工作状态下的下垂与变形。在外部水压作用下，可以移动倾斜的平面壁面21将会被水压压贴于该固定贴靠箱涵W底面设置的平面壁面21上，保证过流出口A2的止回效果更加稳定，不会由于外部水压对底部平面壁面21的作用波动而导致过流出口A2止回不严的问题。

[0041] 最后，如图10所示的安装示意图，本发明的箱涵用叠形止回阀1除了可以如图4所示在箱涵中单个安装外，还另提供一种安装于箱涵内部的箱涵的防回流系统，其可以由多个箱涵用叠形止回阀1成矩形排列为多排多列而覆盖箱涵W的完整的过流截面。在具体的施工过程中，箱涵用叠形止回阀1可以在箱涵W施工时预埋在箱涵W中，也可以在箱涵W安装到位后另行安装，箱涵用叠形止回阀1之间通过刚性框架111之间的固定连接实现锚固，具体的固定方式可以是螺栓连接或者焊接固定，本发明不做限定。该箱涵的防回流系统整体设置于箱涵W内部，不会额外占用空间。此外即使在设置在箱涵W内部的情况下，由于箱涵用叠形止回阀1是内折叠的，在启闭的任一状态下也不会互相干涉，同时还能够提供几乎与箱涵W的过流截面相等的过流通道。不会成为箱涵W的排水瓶颈。

[0042] 上述内容仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。