一种储水泄洪装置.pdf

本发明提供一种储水泄洪装置，包含硬化层、铰座、下铰耳、油缸筒、活塞杆、上铰耳、转轴、阀板；硬化层设置在河床上，铰座设置在硬化层上，油缸筒通过下铰耳与铰座连接，与油缸筒配合的活塞杆设置在油缸筒中，活塞杆通过上铰耳与阀板的中上部连接，且阀板的底部通过转轴与硬化层连接，转轴设置在铰座的水流上游；油缸筒上的两端分别含有进出油口A和进出油口B；活塞杆伸出油缸则带动所述阀板绕转轴向前扑倒用于泄洪，活塞杆收回油缸中则带动所述阀板绕转轴向后拉起用于储水。本发明通过一改现有技术中的阀板后倒泄洪式装置，具体设计出一种阀板前扑放倒泄洪式装置，有效解决了转轴处堆积砂石的问题和油缸中活塞杆常年裸露在外的锈蚀问题。

1.  一种储水泄洪装置，包含硬化层(1)、铰座(2)、下铰耳(3)、油缸筒(4)、活塞杆(5)、上铰耳(6)、转轴(7)、阀板(8)；所述硬化层设置在河床上，铰座设置在硬化层上，油缸筒通过下铰耳与铰座连接，与油缸筒配合的活塞杆设置在油缸筒中，活塞杆通过上铰耳与阀板的中上部连接，且阀板的底部通过转轴与硬化层连接，且转轴设置在铰座的水流上游；所述油缸筒上的两端分别含有进出油口A(41)和进出油口B(42)；活塞杆伸出油缸则带动所述阀板绕转轴向水流上游方向扑倒用于泄洪，活塞杆收回油缸中则带动所述阀板绕转轴向顺水流方向拉起则隔断水流用于储水。

2.  根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述硬化层上在所述转轴的上游含有凹槽(11)。

3.  根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述凹槽的高度为0.1-0.2m，所述凹槽顺水流方向的长度为所述阀板的高度的50～98％。

4.  根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述凹槽的上游端硬化层侧壁的高度大于其下游端硬化层侧壁高度，使得泄洪时阀板放倒后为其前端在上、后端在下的倾斜状。

5.  根据权利要求1～4中任意一项所述的装置，其特征在于，所述上铰耳连接的阀板位置距阀板底部的距离为阀板高度的52～65％。

6.  根据权利要求1～4中任意一项所述的装置，其特征在于，所述转轴(7)为空心钢筒。

7.  根据权利要求1～4中任意一项所述的装置，其特征在于，所述阀板的顶部设置有与阀板宽度线方向一致的钢筒(9)。

8.  根据权利要求1～4中任意一项所述的装置，其特征在于，所述硬化层的高度为1.5～2m，所述硬化层的长度为15米以上。

9.  根据权利要求1～4中任意一项所述的装置，其特征在于，所述装置包括两个并列设置在河道宽度方向的油缸筒(4)和活塞杆(5)。

一种储水泄洪装置
技术领域
本发明涉及水利工程设备领域，具体涉及一种储水泄洪装置。
背景技术
储水泄洪装置中储水泄洪阀门为最重要部件。纵观国内外的储水泄洪阀门，大都是采用翻板阀、皮囊充气阀或后卧升降式阀门。
其中，翻板阀是在阀板两侧的中下部设置铰轴横架于水泥墩上进行储水泄洪，阀板沿水平设置的铰轴转动至水平状态时用于泄洪，洪水从阀板的上下表面通过，而阀板沿所述铰轴转动至竖直状态时用于储水。但在每次泄洪中翻板阀容易被水中树枝或木头损坏，且维修费用高。皮囊充气阀则为充气时用于储水、放气时用于泄洪的阀门。但由于风雨雪霜、冰冻和太阳曝晒的影响，皮囊充气阀容易腐烂，其使用寿命短。
后卧升降式阀门最常见的是利用单作用三节式柱塞缸将阀板顶起并支承阀板储水，而三节柱塞缸回缩至缸体长度为三分之一时把阀板向后拉倒用于泄洪。但它具有如下缺陷，1)一旦后卧升降式阀门的油缸损坏、管路泄漏或液压系统中某控制元件损坏，则在水流的冲击下阀板即自动放倒而影响储水和景观效果；2)在每年的洪水冲击中，砂石堆积于阀板下面的支持阀板转动的转轴处，进而妨碍阀板升降时钢筒转动的灵活性；3)由于自然环境的影响，常年裸露在外的柱塞缸筒表面容易腐蚀生锈，这不但影响美观，而且影响柱塞缸筒伸缩的灵活性；4)这种阀门在需要泄洪时，需要先卸去柱塞缸向上的顶升作用力，再依靠其阀板迎水面的水压力将阀板压倒，将柱塞杆压回柱塞缸中，因而其阀板放倒的速度缓慢；且实践证明，这种结构的阀门在阀板下降时产生爬行和撞击，容易损坏油缸、阀板、钢筒和轴承座。
此外，现有技术中也有公开其它种类的储水泄洪阀门。如专利CN201320513732.1提供一种下沉式平面直升钢闸门，闸室的底板下方设有门库，门槽底部延伸至门库底部，门槽顶部延伸至闸室顶部，闸门开启时门叶沿门槽下沉进入门库。门叶顶部设有盖板，启闭机油缸设在门体内部，启闭机活塞杆一端固定在门槽顶部的启闭机架上，门叶顶部及盖板、门叶底部分别设有顶、底止水圈。该实用新型操作简单、运行可靠、结构新颖，能防洪挡水并有效防止泥沙淤积，无需附属建筑，不受通航高度限制，空间通透，易与周边环境协调，且闸门局部开启时可形成人工瀑布，有一定的景观效果。但该专利提供的上下直升型 闸门还需卷扬机等电器设备的辅助作用，其结构复杂，效果一般。
另有专利申请CN201410151458.7中公开了一种液压起升坝，包括活动坝板，所述活动坝板底端铰连接，在活动坝板的背水侧设有与所述活动坝板呈“人”字支撑的液压缸组件，所述液压缸组件包括多个排列布置的单节液压缸，所述各液压缸的缸体相互连接，所述液压缸反向布置，向下布置的活塞杆与下支座铰连接，向上布置的活塞杆与设在所述活动坝板上的上支座铰连接。此发明提供的这种液压起升坝，结构牢固可靠，升降力度足，响应迅速，抗洪水冲击力强，安全性高。但该液压起升坝的结构过于复杂，实用性不高。而专利申请CN201410174254.5提供的活动式水坝和专利CN201420658795中提供的弧面钢制下翻液压坝也都同样存在结构过于复杂，实用性极低的问题。
本发明的发明人在专利申请CN201310221315.4中在先申请了一种利用液压油缸筒控制储水板升降的拦河储水发电泄洪坝，在水泥墩前面设有液压油缸筒，在液压油缸筒里设有活塞杆，活塞杆与前面水泥墩铰链联结，液压油缸筒的前部固定在设置的滚轮箱之中，在滚轮箱两侧设有支撑杆，支撑杆与储水板的上铰链联结，在储水板下面设有底部铰链，在滚轮箱下面设有轻轨。另有专利CN201310007397.2中也提供了与该申请原理结构相似的拦水装置。但这些发明中都是油缸活塞杆往前推动时带动阀板向后(顺着水流的方向)倒下、油缸活塞杆往后拉动时带动阀板向前直立。因而都无法彻底解决砂石堆积于阀板下面的支持阀板转动的转轴的上游临近处的问题。同时，这些专利中提供的活塞缸和活塞杆都处于与硬化层平行邻近的位置，这样活塞杆和活塞缸附近易脏污，因而活塞杆易被损坏。
到目前为止，市面上还尚未见到一种能够克服上述不足，尤其是其转轴处砂石堆积问题，且工艺结构简单，运行稳定可靠，检修维护方便，使用寿命长，容易制造的储水泄洪装置。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，尤其是解决其转轴处砂石堆积问题，提供一种工艺结构简单，运行稳定可靠，检修维护方便，使用寿命长，容易制造的储水泄洪装置。本发明提供的储水泄洪装置中包括一种活塞杆前推带动阀板向前(逆水流方向)扑倒泄洪、活塞杆后拉则向后(顺水流方向)升起阀板储水的阀门。
因此，本发明提供一种储水泄洪装置，包含硬化层、铰座、下铰耳、油缸筒、活塞杆、上铰耳、转轴、阀板；所述硬化层设置在河床上，铰座设置在硬化层上，油缸筒通过下铰耳与铰座连接，与油缸筒配合的活塞杆设置在油缸筒中，活塞杆通过上铰耳与阀板的中上部连接，且阀板的底部通过转轴与硬化层连接，且转轴设置在铰座的水流上游；所述油缸 筒上的两端分别含有进出油口A和进出油口B；活塞杆伸出油缸则带动所述阀板绕转轴向水流上游方向扑倒用于泄洪，活塞杆收回油缸中则带动所述阀板绕转轴向顺水流方向拉起则隔断水流用于储水。
本发明通过对储水泄洪装置中各部件及其连接关系的设置，实现了将阀门设置为绕转轴向前扑倒泄洪的方案；如此以来，使得泄洪时段阀板整体位于转轴的上游，能有效阻挡泥沙进入和堆积在转轴上游，因而泄洪过后不会因在转轴处残余过多的泥沙而损坏转轴。简单地说，本发明中通过一改现有技术中的阀板后倒泄洪式装置，具体设计出一种阀板前扑放倒泄洪式装置，有效解决了转轴处堆积砂石的问题和油缸中活塞杆常年裸露在外的锈蚀问题。
在一种具体的实施方式中，所述硬化层上在所述转轴的上游含有凹槽。所述凹槽的设计是为了进一步阻挡泄洪时泥沙进入和堆积在转轴处。优选地，所述凹槽的高度为0.1-0.2m，所述凹槽顺水流方向的长度为所述阀板的高度的50～98％。优选地，所述凹槽的上游端硬化层侧壁的高度大于其下游端硬化层侧壁高度，使得泄洪时阀板放倒后为其前端在上、后端在下的倾斜状。如此可使得泄洪时在临近转轴7的上游位置处阀板8与硬化层1之间不会直接接触，这样可保证整个装置泄洪和储水的灵活操作。
在一种具体的实施方式中，所述上铰耳连接的阀板位置距阀板底部的距离为阀板高度的52～65％。这样的设计可以使得在阀板高度相同的情况下，活塞杆的行程最短。
在一种具体的实施方式中，所述转轴为空心钢筒。设置所述转轴为空心钢筒的目的是为了进一步减轻装置的整体重量。
在一种具体的实施方式中，所述阀板的顶部设置有与阀板宽度线方向一致的钢筒。在阀板顶部设置钢筒9的主要作用是在迎水面的水位盖过钢筒时，多余的水可从钢筒上面流下，形成一种长帘瀑布景观供游人观赏。
在一种具体的实施方式中，所述硬化层的高度为1.5～2m，所述硬化层的长度为15米以上。
本发明中，在阀板放倒泄洪时至少可以提供三道防线防止泥沙堆积在所述转轴7的上游，第一道防线是硬化层上游的高度落差处，甚至还可以在硬化层上游设置凹坑防止泥沙堆积；第二道防线是本发明中的阀板板体阻挡泥沙进入转轴7的上游临近位置；第三道防线是所述凹槽11进一步防止泥沙进入转轴7的上游临近位置。
在一种具体的实施方式中，所述装置包括两个并列设置在河道宽度方向的油缸筒和活塞杆。
本发明优选的两支活塞式双作用油缸，是利用活塞杆推拉阀板升降泄洪或储水，并长年支承阀板承受迎水面的水压载荷。
本发明的有益效果至少还包括如下内容：
(1)本发明设置活塞式双作用油缸，利用油缸筒中的活塞杆，前推阀板降下泄洪后拉阀板升起储水，并支承阀板承受迎水面的水压载荷，操作简便，运行平稳安全可靠，无论油缸、管路任何控制元件损坏，都不会使阀板下降。
(2)因为储水泄洪装置每年只有10天左右处于泄洪状态，而其余355天左右处于储水状态。由于活塞式双作用油缸是利用油缸筒中的活塞杆后拉阀板升起储水，其活塞杆常年隐藏在油缸筒内，浸泡在液压油中，避免了风雨雪霜、冰冻和阳光暴晒的影响，外表面不会锈蚀，既保证了活塞杆伸缩灵活可靠，又提高了油缸的使用寿命。
(3)本发明中阀板宽窄、高低不受任何限制，可以根据实际需要设计本发明中的储水泄洪装置，解决了大口径阀门不易设计制造的困难。
(4)本发明提供的储水泄洪装置工艺结构简单，容易制造，仅需用工字钢和钢管与钢板焊接，配上活塞式双作用油缸即可制成。
(5)本发明提供的装置在洪水到达时可以快速放下阀板泄洪，解决了现有技术中单作用三节式柱塞缸连接的阀板放下泄洪速度缓慢的问题。
附图说明
图1是本发明中的装置拉升竖起后用于储水的主视图；
图2是本发明中的装置拉升竖起后用于储水的左视图，其中平行的一组箭头的方向为水流方向；
图3是本发明中的装置降下后用于泄洪的俯视图；
图4是本发明中的装置降下后用于泄洪的左视图。
图中，1、硬化层，11、凹槽，2、铰座，3、下铰耳，4、油缸筒，41、进出油口A，42、进出油口B，5、活塞杆，6、上铰耳，7、转轴，8、阀板，9、钢筒。
具体实施方式
图1～4中提供一种储水泄洪装置，包含硬化层1、铰座2、下铰耳3、油缸筒4、活塞杆5、上铰耳6、转轴(空心钢筒)7、阀板8和钢筒9；所述硬化层设置在河床上，铰座设置在硬化层上，油缸筒通过下铰耳与铰座连接，与油缸筒配合的活塞杆设置在油缸筒中，活塞杆通过上铰耳与阀板的中上部连接，且阀板的底部通过转轴与硬化层连接，且转轴设置在铰座的水流上游；所述油缸筒上的两端分别含有进出油口A41和进出油口B42；活塞 杆伸出油缸则带动所述阀板绕转轴向前扑倒用于泄洪，活塞杆收回油缸中则带动所述阀板绕转轴向后拉起用于储水。所述硬化层上在所述转轴的上游含有凹槽11，所述凹槽的高度为0.1-0.2m，优选0.1-0.15m，所述凹槽顺水流方向的长度为所述阀板的高度的50～98％。所述阀板、硬化层和凹槽的宽度均与河道宽度一致。所述钢筒9设置在阀板的顶部且与阀板宽度线方向一致。
所述硬化层例如为钢筋混凝土层。本发明中所用油缸为活塞缸，当第一液压油从位于油缸下端的进出油口A中进入，第二液压油从位于油缸上端的进出油口B中流出时，所述活塞杆伸出所述油缸筒；而当第二液压油从位于油缸上端的进出油口B中进入，第一液压油从位于油缸下端的进出油口A中流出时，所述活塞杆缩回所述油缸筒。在一种具体的实施方式中，设在操控室中的液压系统和管道为所述液压油缸中的活塞杆提供驱动力。
本发明通过对储水泄洪装置中各部件及其连接关系的设置，实现了将阀门设置为绕转轴向前扑倒泄洪的方案；如此以来，使得泄洪时段阀板整体位于转轴的上游，能有效阻挡泥沙进入和堆积在转轴上游，因而泄洪过后不会因在转轴处残余过多的泥沙而损坏转轴。简单地说，本发明中通过一改现有技术中的阀板后倒泄洪式装置，具体设计出一种阀板前扑放倒泄洪式装置，有效解决了转轴处堆积砂石的问题。
其中，所述凹槽的上游端硬化层侧壁的高度大于其下游端硬化层侧壁高度，使得泄洪时阀板放倒后为其前端在上、后端在下的倾斜状。如此可使得泄洪时在临近转轴7的上游位置处阀板8与硬化层1之间不会直接接触，这样可保证整个装置泄洪和储水的灵活操作。本发明中，所述阀板放倒后的倾斜角度为大于0°且小于15°。
本发明中，所述上铰耳连接的阀板位置距阀板底部的距离为阀板高度的52～65％。这样的设计可以使得在阀板高度相同的情况下，活塞杆的行程最短。例如，本发明中阀板高度为3m，上铰耳连接的阀板位置距阀板底部的距离为1.6m，活塞杆行程为1.6m，油缸长度为2m，硬化层的长度为15米。
本发明中，所述硬化层的高度为1.5～2m，所述硬化层的长度为15米以上。本发明中，在阀板放倒泄洪时至少可以提供三道防线防止泥沙堆积在所述转轴7的上游，第一道防线是硬化层上游的高度落差处，甚至还可以在硬化层上游设置凹坑防止泥沙堆积；第二道防线是本发明中的阀板板体阻挡泥沙进入转轴7的上游临近位置；第三道防线是所述凹槽11进一步防止泥沙进入转轴7的上游临近位置。
本发明中，所述装置包括两个并列设置在河道宽度方向的油缸筒和活塞杆。本发明优选的两支活塞式双作用油缸，是利用活塞杆推拉阀板升降泄洪或储水，并长年支承阀板承 受迎水面的水压载荷。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。