一种先导式水力自动闸门结构.pdf

本发明公开了一种先导式水力自动闸门结构，地下调蓄池中设有浮子室，浮子室的下部开有水流过孔，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底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，当调蓄池液位很低时，浮箱室开始进水，闸门受浮箱的作用自动开启，当调蓄池达到最高液位时，封堵装置封堵浮箱室进水口，闸门缓慢关闭。

1.  一种先导式水力自动闸门结构，包括设置于流道(23)一侧的闸门 (1)、设置于流道(23)另一侧的浮箱室(6)和晚于浮箱室(6)进水的 地下调蓄池(2)；所述闸门(1)固定于转轴(3)的一侧，所述转轴(3) 的另一侧固定有浮箱(5)，所述浮箱(5)设置于浮箱室(6)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(5) 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(2)中设有浮子室(10)，所述浮子室(10)的下部开有水 流过孔，所述水流过孔与地下调蓄池(2)相通；所述浮子室(9)中设有 浮子(11)；所述闸门(1)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(6)的侧壁的底 部开有浮箱室进水口(7)，背向水流方向一侧的浮箱室(6)的侧壁底部开 有浮箱室出水孔(8)；所述浮箱室进水口(7)处设有封堵浮箱室进水口(7) 的封堵装置，所述封堵装置与浮子(11)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(9)下部的水流过孔为浮子室出水孔(10)，所述浮 子室(9)的一侧侧壁的上部开有浮子室进水口(20)，所述浮子室进水口 (20)的进水截面大于浮子室出水孔(10)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(10)处设有排水单向阀(25)。

4.  如权利要求1所述的一种先导式水力自动闸门结构，其特征在于： 所述封堵装置为配重块(12)，所述连动装置包括设置于地下调蓄池(2) 上方的第一滑轮(13)和设置于浮箱室(6)上方的第二滑轮(14)，所述 浮子(11)与配重块(12)之间连接有钢丝绳(21)，所述钢丝绳(21)的 一端连接浮子(11)，另一端穿过第一滑轮(13)、第二滑轮(14)连接配 重块(12)；所述浮子(11)的质量大于配重块(12)的质量。

5.  如权利要求4所述的一种先导式水力自动闸门结构，其特征在于： 所述配重块(12)为球体配重块。

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(7)的进水截面大于浮箱室出水孔(8)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：所述泄洪通道(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(6)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(1)的底部配合密封，所述闸门(1)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所述的一种先导式水力自动闸门结构，其特征在于： 所述浮箱固定板(18)沿浮箱(5)的宽度方向均匀布置于浮箱(5)的顶 部。

9.  如权利要求1所述的一种先导式水力自动闸门结构，其特征在于： 所述闸门(1)与转轴(3)之间固定连接有闸门固定杆(19)，所述闸门(1) 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(1)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。

一种先导式水力自动闸门结构
技术领域
本发明涉及排水系统设备技术领域，具体涉及一种先导式水力自动闸 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，提供一种先导式水力自动闸门结构， 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，本发明所设计的先导式水力自动闸门结构，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晚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 的侧壁的底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。
进一步地，所述浮子室出水孔处设有排水单向阀。
进一步地，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，所述配重块为球体配重块。
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；
进一步地，所述泄洪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。
进一步地，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。
本发明的有益效果是：通过浮子的上浮与下降控制配重块的升降，当 调蓄池液位很低时，浮箱室开始进水，闸门受浮箱的作用自动开启，当调 蓄池达到最高液位时，配重块封堵浮箱室的进水口，闸门缓慢关闭，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为本发明的上游流道中浮箱室和闸门的俯视图；
图2为本发明中上游流道中浮箱室和闸门的主视图；
图3为本发明中调蓄池低水位状态时，浮箱室开启的结构示意图；
图4为本发明中调蓄池高水位状态时，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—闸门，2—地下调蓄池，3—转轴，4—流道壁，5—浮箱，6 —浮箱室，7—浮箱室进水口，8—浮箱室出水孔，9—浮子室，10—浮子室 出水孔，11—浮子，12—配重块，13—第一滑轮，14—第二滑轮，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—浮子室进水口，21—钢丝绳，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所示的先导式水力自动闸门结构，包括设置于流道23一侧 的闸门1、设置于流道23另一侧的浮箱室6和晚于浮箱室6进水的地下调 蓄池2；所述闸门1固定于转轴3的一侧，所述转轴3的另一侧固定有浮箱 5，所述浮箱5设置于浮箱室6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5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2中设有浮子室10，所述浮子室10的下 部开有水流过孔，所述水流过孔与地下调蓄池2相通；所述浮子室9中设 有浮子11；所述闸门1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6的侧壁的底部开有浮箱 室进水口7，背向水流方向一侧的浮箱室6的侧壁底部开有浮箱室出水孔8； 所述浮箱室进水口7处设有封堵浮箱室进水口7的封堵装置，所述封堵装 置与浮子11之间连接有连动装置。由浮子室9内的水位高低来控制浮子11 的升降，从而控制封堵装置的升降，通过封堵装置的升降控制浮箱室6的 进水，浮箱5受到浮箱室6内的水的浮力作用，带动转轴3旋转，从而控 制闸门1的启闭，闸门1的启闭过程无需动力，且可以调节地下调蓄池2 水位和上游流道中的水位，结构设计合理，实用性强。
优选的，所述浮子室9下部的水流过孔为浮子室出水孔10，所述浮子 室9的一侧侧壁的上部开有浮子室进水口20，所述浮子室进水口20的进水 截面大于浮子室出水孔10的出水截面。通过浮子室进水口20快速进水， 通过浮子室出水孔10缓慢排水，保证水位调节的稳定可靠。当浮子室出水 孔10较小，当浮子室出水孔10进水时，其进水量小，浮子室9内的进水 高度不足以使浮子11上升到设计高度，封堵装置无法将浮箱室进水口7打 开。
进一步优选的，所述浮子室出水孔10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10只排水不进水，保证浮子室9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12，所述连动装置包括设置于地下调 蓄池2上方的第一滑轮13和设置于浮箱室6上方的第二滑轮14，所述浮子 11与配重块12之间连接有钢丝绳21，所述钢丝绳21的一端连接浮子11， 另一端穿过第一滑轮13、第二滑轮14连接配重块12；所述浮子11的质量 大于配重块12的质量。
由浮子室9内的水位高低来控制浮子11的升降，从而控制配重块12 的升降，通过配重块12的升降控制浮箱室6的进水，浮箱5受到浮箱室6 内的水的浮力作用，带动转轴3旋转，从而控制闸门1的启闭，闸门1的 启闭过程无需动力，且可以调节地下调蓄池2水位和上游流道中的水位， 结构设计合理，实用性强。
上述技术方案中，如图3—4所示，所述配重块12为球体配重块。球 体配重块12较为常见，取材方便，成本低。
上述技术方案中，所述浮箱室进水口7的进水截面大于浮箱室出水孔8 的出水截面。浮箱室进水口7保证了浮箱室进水的快速稳定，浮箱室出水 孔8的出水截面小，保证浮箱室6内的水位缓慢下降，从而确保闸门1可 以缓慢关闭，提高了闸门1工作的稳定性。
上述技术方案中，如图5—6所示，所述泄洪通道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6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1的底部配合密封，所述闸门1 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 1的密封性，且流道23底部的密封座15的结构也有效保证了闸门1底部的 密封。
上述技术方案中，如图1—2所示，所述上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5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5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5的宽度方向均匀布置于 浮箱5的顶部。通过多块浮箱固定板18的结构保证浮箱5与转轴3的连接 强度，保证浮箱5的受力均匀。
上述技术方案中，所述闸门1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1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1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1与转轴3之间的连接强度，且 闸门1的启闭力较大，保证闸门1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，如图3所示，当下游的地下调蓄池2内的液位很低时，浮 子室9里的水流出，浮子11下降，在浮子11的重力作用下，浮箱室6内 的配重块12向上运动，浮箱室进水口7打开，浮箱室6开始进水，浮箱室 6进满水后浮箱5浮起，带动闸门1旋转开启，下游的地下调蓄池2开始进 水。
当下游的地下调蓄池2的水位上升至调蓄池最高允许水位时，地下调 蓄池2中的水就会进入浮子室9，浮子11浮起，配重块12在重力作用下向 下运动，关闭浮箱室进水口7。浮箱室6的水从浮箱室出水孔8流出后，浮 箱5向下转动，带动闸门1旋转关闭，地下调蓄池2内的水向自然水体排 放，保持地下调蓄池2的水位稳定。
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。