小明發(fā)現小區(qū)、商場等地下停車場入口處的地面要比臨街路面高一些。經過調查了解,這是為了避免雨天路上的積水流進地下停車場而采取的措施,當積水過高時還要用沙袋將停車場入口地面墊高,小明與學習小組的同學擬設計一個自動裝置、解決積水進入地下停車場的問題,制定了如下項目研究內容:
【項目名稱】浮體式攔水壩
【項目特點】隱藏式、自動化、節(jié)能
【項目要求】
要求一:積水即將沒過上行緩坡時,蓄水池蓄水。當蓄水達到一定高度,攔水壩升起。
要求二:積水水位降低,攔水壩自動下降。當水位降至路面時,攔水壩下降至底部。
【項目設計】
(1)結構及原理:如圖1甲,參照船閘的結構和原理,地下蓄水池相當于閘室。積水的路面相當于河流的上游,通過進水口下方管道連接起來構成
連通器
連通器
。如圖1乙,當蓄水池中水面逐漸上升至H位置時,攔水壩剛要浮起,在這個過程中攔水壩受到的浮力
變大
變大
(填“變大”、“不變”或“變小”)。如圖丙,隨著水面繼續(xù)升高,攔水壩慢慢升起至頂端,此時壩體與蓄水池左側壁接觸緊密,避免蓄水池中的水進入地下停車場。
(2)方案評估:同學們經過充分討論后發(fā)現這個設計方案不能滿足“項目要求”中的
要求二
要求二
(填“要求一”或“要求二”),需要進一步改進。
(3)設計改進:①如圖2,參照原設計結構,增加一個排水管道,排水口與路面相平。要保證積水不能從排水管道流進蓄水池,但蓄水池中的水可以從排水管道排出。這就需要利用單向閥門來控制水流方向,單向閥門只能向一個方向開啟,其結構和作用如圖3所示。要滿足全部項目要求,應在圖2虛線框所在的位置安裝圖3中的
A閥門
A閥門
(填“A閥門”或“B閥門”)。
②通過調節(jié)攔水壩的配重,可改變排水水位的高度,以應對各種積水情況。
(4)功能升級:攔水壩升起時車輛不能通行,應在入口處設計一個報警電路。
①如圖4,虛線位置為攔水壩恰好浮起時蓄水池水面高度H處,金屬塊A、B、C分別安裝在蓄水池側壁的不同高度上,隨著水位的升高,都能與雨水接觸較好(雨水可以導電)。其中a、b、c是連接金屬塊的接線柱、d、e是電磁繼電器上的接線柱。
②要求:攔水壩不升起時,綠燈亮;攔水壩升起時,紅燈亮同時電鈴響,起到警示作用。請你根據上述要求選擇合適的接線柱,用筆畫線代替導線,將電路連接完整。
【項目小結】同學們的設計已完成項目要求,更多功能可進一步開發(fā)。