一种感应水位自动开启的水力闸门结构.pdf

本发明公开了一种感应水位自动开启的水力闸门结构，地下调蓄池中设有浮子室，浮子室的下部开有水流过孔，所述水流过孔与地下调蓄池相通；浮子室中设有浮子；闸门的两侧边缘和底部边缘分别与泄洪通道的两侧表面和底部配合密封；朝向水流方向一侧的浮箱室的侧壁的中下部开有浮箱室进水口，背向水流方向一侧的浮箱室的侧壁底部开有浮箱室出水孔；浮箱室进水口处设有封堵浮箱室进水口的封堵装置，封堵装置与浮子之间连接有连动装置。通过浮子的上浮与下降控制封堵装置升降，当调蓄池液位高时，浮箱室进水，闸门受浮箱作用自动开启泄洪，调蓄池中水位下降，当调蓄池水位很低时，封堵装置封堵浮箱室进水口，闸门关闭，调蓄池保持水位，并继续蓄水。

1.  一种感应水位自动开启的水力闸门结构，包括设置于流道(23)一侧的闸门(2)、设置于流道(23)另一侧的浮箱室(8)和先于浮箱室(8)进水的地下调蓄池(1)；所述闸门(2)固定于转轴(3)的一侧，所述转轴(3)的另一侧固定有浮箱(7)，所述浮箱(7)设置于浮箱室(8)中；所述转轴(3)的两端分别铰接于流道(23)两侧的流道壁(4)上，所述浮箱(7)与流道(23)一侧的流道壁(4)之间为泄洪通道(24)；其特征在于：所述地下调蓄池(1)中设有浮子室(5)，所述浮子室(5)的下部开有水流过孔，所述水流过孔与地下调蓄池(1)相通；所述浮子室(5)中设有浮子(6)；所述闸门(2)的两侧边缘和底部边缘分别与泄洪通道(24)的两侧表面和底部配合密封；朝向水流方向一侧的浮箱室(8)的侧壁的中下部开有浮箱室进水口(9)，背向水流方向一侧的浮箱室(8)的侧壁底部开有浮箱室出水孔(10)；所述浮箱室进水口(9)处设有封堵浮箱室进水口(9)的封堵装置，所述封堵装置与浮子(6)之间连接有连动装置。

2.  如权利要求1所述的一种感应水位自动开启的水力闸门结构，其特征在于：所述浮子室(5)下部的水流过孔为浮子室出水孔(20)，所述浮子室(5)的一侧侧壁的上部开有浮子室进水口(21)，所述浮子室进水口(21)的进水截面大于浮子室出水孔(20)的出水截面。

3.  如权利要求2所述的一种感应水位自动开启的水力闸门结构，其特征在于：所述浮子室出水孔(20)处设有排水单向阀(25)。

4.  如权利要求1所述的一种感应水位自动开启的水力闸门结构，其特征在于：所述封堵装置为配重块(11)，所述连动装置包括设置于地下调蓄池(1)上方的第一滑轮(12)和设置于浮箱室(8)上方的第二滑轮(13)，所述浮子(6)与配重块(11)之间连接有钢丝绳(14)，所述钢丝绳(14)的一端连接浮子(6)，另一端穿过第一滑轮(12)、第二滑轮(13)连接配重块(11)；所述浮子(6)的质量大于配重块(11)的质量。

5.  如权利要求4所述的一种感应水位自动开启的水力闸门结构，其特征在于：所述配重块(11)为锥体配重块，所述配重块(11)的一侧表面与浮箱室(8)的侧壁贴合。

6.  如权利要求1所述的一种感应水位自动开启的水力闸门结构，其特征在于：所述浮箱室进水口(9)的进水截面大于浮箱室出水孔(10)的出水截面。

7.  如权利要求1所述的一种感应水位自动开启的水力闸门结构，其特征在于：所述泄流通道(24)的底部固定有密封座(15)，所述密封座(15)的两端分别固定于浮箱室(8)的一侧侧壁和流道(23)的一侧流道壁(4)上；所述密封座(15)与闸门(2)的底部配合密封，所述闸门(2)的两侧边缘和底部边缘均固定有密封圈(16)。

8.  如权利要求1所述的一种感应水位自动开启的水力闸门结构，其特征在于：所述浮箱(7)的顶部与转轴(3)之间固定连接有多块浮箱固定板(18)，所述浮箱固定板(18)沿浮箱(7)的宽度方向均匀布置于浮箱(7)的顶部。

9.  如权利要求1所述的一种感应水位自动开启的水力闸门结构，其特征在于：所述闸门(2)与转轴(3)之间固定连接有闸门固定杆(19)，所述闸门(2)上布置有多组闸门固定杆组件，每组闸门固定杆组件包括两根成锐角的闸门固定杆(19)，所述闸门固定杆组件沿闸门(2)的宽度方向均匀布置。

10.  如权利要求1所述的一种感应水位自动开启的水力闸门结构，其特征在于：所述流道(23)两侧的流道壁(4)上对称固定有转轴定位板(17)，所述转轴定位板(17)中固定有轴承，所述转轴(3)的两端设置于轴承中。

一种感应水位自动开启的水力闸门结构
技术领域
本发明涉及排水系统设备技术领域，具体涉及一种感应水位自动开启的水力闸门结构。
背景技术
在市政雨水或污水管网向自然水体(江河、湖泊等)溢流的系统中，往往通过闸门控制水位高度。闸门需要根据不同的水位进行泄洪，需要动力驱动，消耗能源较多，也不方便维修，且地下调蓄池的水位高度无法控制。因此如何设计一种结构简单，不消耗能源，且可以控制地下调蓄池水位高度的闸门结构是目前面临的问题。
发明内容
本发明就是针对上述技术问题，提供一种感应水位自动开启的水力闸门结构，该结构通过浮子和配重块的结构来控制浮箱室的进水，通过浮箱控制闸门的启闭，从而控制了地下调蓄池的水位高度，整个过程无需消耗能源，实用性好。
为实现此目的，本发明所设计的感应水位自动开启的水力闸门结构，包括设置于流道一侧的闸门、设置于流道另一侧的浮箱室和先于浮箱室进水的地下调蓄池；所述闸门固定于转轴的一侧，所述转轴的另一侧固定有浮箱，所述浮箱设置于浮箱室中；所述转轴的两端分别铰接于流道两侧的流道壁上，所述浮箱与流道一侧的流道壁之间为泄洪通道；其特征在于：所述地下调蓄池中设有浮子室，所述浮子室的下部开有水流过孔，所述水流过孔与地下调蓄池相通；所述浮子室中设有浮子；所述闸门的两侧边缘和底部边缘分别与泄洪通道的两侧表面和底部配合密封；朝向水流方向一侧的浮箱室的侧壁的中下部开有浮箱室进水口，背向水流方向一侧的浮箱 室的侧壁底部开有浮箱室出水孔；所述浮箱室进水口处设有封堵浮箱室进水口的封堵装置，所述封堵装置与浮子之间连接有连动装置。
进一步地，所述浮子室下部的水流过孔为浮子室出水孔，所述浮子室的一侧侧壁的上部开有浮子室进水口，所述浮子室进水口的进水截面大于浮子室出水孔的出水截面。
进一步的，所述浮子室出水孔处设有排水单向阀。
进一步的，所述封堵装置为配重块，所述连动装置包括设置于地下调蓄池上方的第一滑轮和设置于浮箱室上方的第二滑轮，所述浮子与配重块之间连接有钢丝绳，所述钢丝绳的一端连接浮子，另一端穿过第一滑轮、第二滑轮连接配重块；所述浮子的质量大于配重块的质量。
进一步地，所述配重块为锥体配重块，所述配重块的一侧表面与浮箱室的侧壁贴合。
进一步地，所述浮箱室进水口的进水截面大于浮箱室出水孔的出水截面。
进一步的，所述泄流通道的底部固定有密封座，所述密封座的两端分别固定于浮箱室的一侧侧壁和流道的一侧流道壁上；所述密封座与闸门的底部配合密封，所述闸门的两侧边缘和底部边缘均固定有密封圈。
进一步的，所述浮箱的顶部与转轴之间固定连接有多块浮箱固定板，所述浮箱固定板沿浮箱的宽度方向均匀布置于浮箱的顶部。
进一步地，所述闸门与转轴之间固定连接有闸门固定杆，所述闸门上布置有多组闸门固定杆组件，每组闸门固定杆组件包括两根成锐角的闸门固定杆，所述闸门固定杆组件沿闸门的宽度方向均匀布置。
更进一步地，所述流道两侧的流道壁上对称固定有转轴定位板，所述转轴定位板中固定有轴承，所述转轴的两端设置于轴承中。
发明的有益效果是：通过浮子的上浮与下降控制配重块的升降，当调蓄池液位高时，浮箱室开始进水，闸门受浮箱的作用自动开启泄洪，调蓄池中水位下降，当调蓄池水位很低时，配重块封堵浮箱室的进水口，闸门关闭，调蓄池保持水位，并继续蓄水，本发明的结构设计合理，可根据水位控制闸门启闭，工作过程中不消耗能源，具有很好的实用性。
附图说明
图1为本发明的下游流道中浮箱室和闸门的俯视图；
图2为本发明中下游流道中浮箱室和闸门的主视图；
图3为本发明中调蓄池高水位状态时，浮箱室开启的结构示意图；
图4为本发明中调蓄池低水位状态时，浮箱室关闭的结构示意图；
图5为本发明中闸门与密封座配合密封的结构示意图；
图6为图5中闸门开启时的结构示意图；
其中，1—地下调蓄池，2—闸门，3—转轴，4—流道壁，5—浮子室，6—浮子，7—浮箱，8—浮箱室，9—浮箱室进水口，10—浮箱室出水孔，11—配重块，12—第一滑轮，13—第二滑轮，14—钢丝绳，15—密封座，16—密封圈，17—转轴定位板，18—浮箱固定板，19—闸门固定杆，20—浮子室出水孔，21—浮子室进水口，22—地脚螺栓，23—流道，24—泄洪通道，25—排水单向阀。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明做进一步地详细说明：
如图1—4所示的感应水位自动开启的水力闸门结构，包括设置于流道23一侧的闸门2、设置于流道23另一侧的浮箱室8和先于浮箱室8进水的地下调蓄池1；所述闸门2固定于转轴3的一侧，所述转轴3的另一侧固定有浮箱7，所述浮箱7设置于浮箱室8中；所述转轴3的两端分别铰接于流道23两侧的流道壁4上，所述浮箱7与流道23一侧的流道壁4之间为泄洪通道24；所述地下调蓄池1中设有浮子室5，所述浮子室5的下部开有水流过孔，所述水流过孔与地下调蓄池1相通；所述浮子室5中设有浮子6；所述闸门2的两侧边缘和底部边缘分别与泄洪通道24的两侧表面和底部配合密封；朝向水流方向一侧的浮箱室8的侧壁的中下部开有浮箱室进水口9，背向水流方向一侧的浮箱室8的侧壁底部开有浮箱室出水孔10；所述浮箱室进水口9处设有封堵浮箱室进水口9的封堵装置，所述封堵装置与浮子6之间连接有连动装置。通过浮子6和连动装置带动封堵装置封堵浮箱室进 水口9，由浮箱7控制闸门2开启，以达到泄洪的目的，闸门2开启受控于浮子室5内水位的高低，闸门2开启无需动力，可有效调节地下调蓄池1水位和流道23水位高度，结构简单，实用性强。
优选的，所述浮子室5下部的水流过孔为浮子室出水孔20，所述浮子室5的一侧侧壁的上部开有浮子室进水口21，所述浮子室进水口21的进水截面大于浮子室出水孔20的出水截面。通过浮子室进水口21快速进水，通过浮子室出水孔20缓慢排水，保证水位调节的稳定可靠。当浮子室出水孔20较小，当浮子室出水孔20进水时，其进水量小，浮子室5内的进水高度不足以使浮子6上升到设计高度，封堵装置无法将浮箱室进水口9打开。
进一步优选的，所述浮子室出水孔20处设有排水单向阀25。通过排水单向阀25的结构，保证浮子室出水孔20只排水不进水，保证浮子室5的进排水工作快速、稳定可靠。
优选的，所述封堵装置为配重块11，所述连动装置包括设置于地下调蓄池1上方的第一滑轮12和设置于浮箱室8上方的第二滑轮13，所述浮子6与配重块11之间连接有钢丝绳14，所述钢丝绳14的一端连接浮子6，另一端穿过第一滑轮12、第二滑轮13连接配重块11；所述浮子6的质量大于配重块11的质量。
由浮子室5内的水位高低来控制浮子6的升降，从而控制配重块11的升降，通过配重块11的升降控制浮箱室8的进水，浮箱7受到浮箱室8内的水的浮力作用，带动转轴3旋转，从而控制闸门2的启闭，封堵装置和连动装置结构均较为简单，易于安装。
上述技术方案中，如图3—4所示，所述配重块11为锥体配重块，所述配重块11的一侧表面与浮箱室8的侧壁贴合。锥体配重块与浮箱室8侧壁的贴合度高，保证了对于浮箱室进水口9的封堵效果。
上述技术方案中，所述浮箱室进水口9的进水截面大于浮箱室出水孔10的出水截面。浮箱室进水口9保证了浮箱室进水的快速稳定，浮箱室出水孔10的出水截面小，保证浮箱室8内的水位缓慢下降，从而确保闸门2可以缓慢关闭，提高了闸门2工作的稳定性。
上述技术方案中，如图5—6所示，所述泄流通道24的底部固定有密封座15，所述密封座15的两端分别固定于浮箱室8的一侧侧壁和流道23的一侧流道壁4上；所述闸门2的两侧边缘和底部边缘均固定有密封圈16。通过密封圈16的结构保证闸门2的密封性，且下游流道底部的密封座15的结构也有效保证了闸门2底部的密封。
上述技术方案中，如图1—2所示，所述下游流道两侧的流道壁4上对称固定有转轴定位板17，所述转轴定位板17中固定有轴承，所述转轴3的两端设置于轴承中。转轴3的铰接结构简单，易于安装，实用性好。
上述技术方案中，如图1—2所示，所述浮箱7的顶部与转轴3之间固定连接有多块浮箱固定板18。通过浮箱固定板18的结构保证浮箱7与转轴3之间的连接结构的强度，进一步加强了结构稳定性。
上述技术方案中，所述浮箱固定板18沿浮箱7的宽度方向均匀布置于浮箱7的顶部。通过多块浮箱固定板18的结构保证浮箱7与转轴3的连接强度，保证浮箱7的受力均匀。
上述技术方案中，所述闸门2与转轴3之间固定连接有闸门固定杆19。
上述技术方案中，如图1—2和图5—6所示，所述闸门2上布置有多组闸门固定杆组件，每组闸门固定杆组件包括两根成锐角的闸门固定杆19。
上述技术方案中，所述闸门固定杆组件沿闸门2的宽度方向均匀布置。通过多组闸门固定杆19的结构保证了闸门2与转轴3之间的连接强度，且闸门2的启闭力较大，保证闸门2对于水位的升高和降低的反应灵敏，能达到及时泄洪的效果和目的，进一步增加了装置的实用性。
本发明中，当地下调蓄池1水位上升至调蓄池最高允许水位时，地下调蓄池1中的水就会进入浮子室5，从而把浮子6浮起，配重块11在重力作用下向下运动，开启浮箱室进水口9。浮箱室8的水位渐渐上升，浮箱7向上转动，带动闸门2旋转开启泄洪，地下调蓄池1内的水位缓慢下降。
当上游的地下调蓄池1内的液位很低时，浮子室5内的水流出，浮子6下降，在浮子6的重力带动下，浮箱室8内的配重块11向上运动，浮箱室进水口9被关闭，浮箱室8的水位慢慢下降，浮箱7向下运动，带动闸门2旋转关闭，保持地下调蓄池1的水位。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。