CN102561273B

CN102561273B - 一种自调节取水装置

Info

Publication number: CN102561273B
Application number: CN 201110440828
Authority: CN
Inventors: 顾冲时; 牛景太; 魏博文; 欧斌; 秦栋; 徐波; 胡江
Original assignee: Hohai University HHU
Current assignee: Hohai University HHU
Priority date: 2011-12-26
Filing date: 2011-12-26
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2031-12-26
Also published as: CN102561273A

Abstract

本发明涉及生态取水工程领域，公开了一种取水装置，其包括主闸门、大井、小井、大水箱、小水箱、小闸门、低堰。其特征在于：主闸门通过横梁上的定滑轮由钢丝绳与大水箱连接，大水箱设在大井中，溢流堰设在主闸门下面；主闸门两侧均布置大井和小井，大井中的小闸门通过与小井隔墙上的定滑轮及钢丝绳连接小井中的小水箱，在小井和大井的隔墙上开高孔和低孔，小井通过引水道与水体连通。本发明基于浮力和杠杆原理，利用随水面自由沉浮的水箱通过定滑轮控制闸门开关，并配合使用低堰，从而满足景观生态用水的要求。本发明无耗能、全自动、投资少、结构简单、运行费用低，安全性能好，同时又能与周围环境融合在一起，体现低碳生态的概念。

Description

一种自调节取水装置

技术领域

本发明涉及一种自调节取水装置。本发明的装置适用于生态取水工程领域。

背景技术：

“亲水性”是我国现代城市建设的主流元素之一，城市景观构建过程中，景观水体营造往往是不可或缺的一环。出于景观植物的生长需要以及景观综合效果展现的要求，景观用水水位需要常年保持在一个合理的范围段内。因此，需要在取水口采取一定的控制措施。当前多用闸门进行控制，当景观用水水位低于最低水位时，就要开闸放水，当水位达到正常蓄水位时，闸门关闭。闸门的启闭一般靠电动或手电两用启闭机启闭，而闸门智能启闭也要采用远程遥控的方式，这种控制方式不但需要人力或电力操作，而且有时还需要专门的仪器和专门管理，存在操作麻烦、投资大、运行费用高、人力操作存在一定安全隐患等缺点。为了解决以上缺点，中国专利“200920115264.6”和“CN200910097011.5”分别公布了一种顶轴式水力自控闸门和一种百叶窗式水力自控闸门，可以实现沿江沿海地区潮汐水能资源的综合利用，中国专利“200810025345.9”公布了一种水力自控闸门，可以实现宣泄水库、河流多余洪水的功能；但是，以上专利均不能满足在外河道水位不断变化的条件下，用水水位始终控制在一定范围内的要求。

发明内容

根据水位控制范围要求（以景观取水为例）以及当前闸门取水的缺点，本发明的目的是提供一种无耗能、全自动、投资少、结构简单、运行费用低的取水装置。

本发明包括主闸门、大井、小井、大水箱、小水箱、小闸门、低堰。

主闸门通过定滑轮由钢丝绳与大水箱连接，大水箱设在大井中，大井有两个，分别设在闸室左右两侧，低堰设在主闸门下面，定滑轮共四个，分别固定在横梁的下部，横梁位于闸门上部，由左右两根立柱支撑；小井共两个，分别设在左右大井旁边，在小井和大井的隔墙上设置定滑轮，大井中的小闸门通过定滑轮及钢丝绳连接小井中的小水箱，在小井和大井的隔墙上开高孔和低孔，高孔高度等于景观正常水位，低孔高度小于景观要求的最低水位，小井通过引水道与景观水体连通，所述左右大水箱均密闭充满水，露出水面的大水箱重力等于主闸门的启门力，所述左右小水箱均密闭充满水，露出水面的小水箱重力等于大井中小闸门的启门力，所述低堰为WES混凝土堰，其顶部高程等于最低要求水位，所述左右小井与水体连通的引水道宽度为5cm。

本发明的目的可以通过如下运行方式达到：

1、当河道水位高于景观生态用水正常水位

（1）当景观水位从正常水位逐渐下降时，左右小井中的小水箱将随水位下降而降低，随着小水箱的降低，通过定滑轮和钢丝绳，带动左右大井中的小水闸逐渐上升，当小水箱达到最低要求水位时，由于大井水位高于景观水位，被小水闸封堵的低孔畅通并开始放水，大井中的水位也随之迅速降低直至景观要求最低水位，随着大井中的水位降低，大井中的大水箱也将逐渐下落，通过安装在横梁上的定滑轮和钢丝绳，带动主闸门开启，开始取水；

（2）随着取水量的增加，景观水位逐渐升高，左右小井中的小水箱就随景观水位的升高而升高，通过定滑轮和钢丝绳，由于重力作用，左右大井中的小水闸逐渐下降，从而封堵低孔，当景观水位升高至正常水位时，大井和小井隔墙上的高孔开始往大井中注水，大井水面也随之升高，大井中的大水箱也将随水面的升高而升高，通过安装在横梁上的定滑轮和钢丝绳，带动主闸门关闭。

2、当河道水位低于景观生态用水正常水位而高于最低要求水位

（1）当景观水位从正常水位逐渐回落时，左右小井中的小水箱将随景观水位的降低而降低，随着小水箱的降低，通过定滑轮和钢丝绳，带动左右大井中的小水闸逐渐上升，当小水箱达到最低要求水位时，由于大水井水位高于景观水位，被小水闸封堵的低孔畅通并开始放水，大井中的水位将随之降低至景观最低水位水位，随着大井中的水位降低，大井中的大水箱也会逐渐下落，通过安装在横梁上的定滑轮和钢丝绳，带动主闸门开启；

（2）当景观水位与河水位达到一致时，由于此时景观水位低于正常水位，左右大井中的大水箱不能达到正常位置，通过安装在横梁上的定滑轮和钢丝绳，主闸门处于开启状态，此时河道水体与景观水体连通，实现景观水体置换。

3、当河道水位低于景观生态用水最低要求水位

当河道水位低于景观生态用水最低要求水位时，此时左右大井中的水箱均处于较低位置，通过安装在横梁上的定滑轮和钢丝绳，使主闸门处于开启状态，此时通过主闸门下的低堰，阻断内外水交流，保持景观生态水不流失。

有益效果

本发明基于浮力和杠杆原理，利用随水面自由沉浮的水箱通过定滑轮控制闸门开关，并配合使用低堰，从而满足景观生态用水的要求。本发明无耗能、全自动、投资少、结构简单、运行费用低，安全性能好，同时又能与周围环境融合在一起，体现了低碳生态的概念。

附图说明

图一为本发明总平面图

图二为本发明1-1剖面图

图三为本发明2-2剖面图

图四为本发明3-3剖面图

图中，1：主闸门；2：大井；3：小井；4：大水箱；5：小水箱；6：小水闸；7：定滑轮；8：定滑轮；9：高孔；10：低孔；11：低堰；12：钢丝绳；13：钢丝绳；14：正常水位；15：最低水位；16：横梁；17：引水道；18：立柱。

具体实施方式

如图一、二、三、四所示：

一种自调节取水装置，包括主闸门1、大井2、小井3、大水箱4、小水箱5、小闸门6、低堰11。

主闸门1通过定滑轮8由钢丝绳12与大水箱4连接，大水箱4设在大井2中，大井2共两个，分别设在闸室左右两侧，低堰11设在主闸门1下面，定滑轮8共四个，分别固定在横梁16的下部，横梁16位于主闸门1的上部，由左右立柱18支撑；小井3共两个，分别设在大井2的旁边，在小井3和大井2的隔墙上设置定滑轮7，大井2中的小闸门6通过定滑轮7及钢丝绳13连接小井3中的小水箱5，在小井3和大井2的隔墙上开高孔9和低孔10，高孔9高度等于景观正常水位14，低孔10高度小于景观要求的最低水位15，小井通过引水道17与景观水体连通。所述左右大水箱4均密闭充满水，露出水面的大水箱重力等于主闸门1的启门力，所述左右小水箱5均密闭充满水，露出水面的小水箱重力等于大井2中小闸门6的启门力，所述低堰11为WES混凝土堰，其顶部高程等于最低要求水位，所述左右小井3与水体连通的引水道17宽度为5cm。

本发明的技术原理和运行方式如下：

1、河道水位高于景观生态用水正常水位

（1）当景观水位从正常水位14逐渐下降时，左右小井3中的小水箱5将随水位的降低而降低，随着小水箱5的降低，通过定滑轮7和钢丝绳13，带动左右大井2中的小水闸6逐渐上升，当小水箱5达到最低要求水位15时，由于大水井2水位高于景观水位，被小水闸6封堵的低孔10畅通并开始放水，大井2中的水位将随之降低至景观最低水位，随着大井2中的水位降低，大井2中的大水箱4也会逐渐下落，通过安装在横梁16上的定滑轮8和钢丝绳12，带动主闸门1开启，开始取水；

（2）随着取水量的增加，景观水位逐渐升高，左右小井中的小水箱5将随水位的升高而升高，通过定滑轮7的钢丝绳13，由于重力作用，左右大井中的小水闸6逐渐下降，从而封堵低孔10，当景观水位升高至正常水位14时，大井2和小井3隔墙上的高孔9开始往大井中注水，大井2水面也随之升高，大井2中的大水箱4将随水面的升高而升高，通过安装在横梁16上的定滑轮8和钢丝绳12，带动主闸门关闭1。

（1）当景观水位从正常水位14逐渐回落时，左右小井3中的小水箱5将随水位的降低而降低，随着小水箱5的降低，通过定滑轮7和钢丝绳13，带动左右大井2中的小水闸6逐渐上升，当小水箱5达到最低要求水位15时，由于大水井2水位高于内河水位，被小水闸6封堵的低孔10畅通并开始放水，大井2中的水位将随之降低直到景观水位，随着大井2中的水位降低，大井2中的大水箱4也会逐渐下落，通过安装在横梁16上的定滑轮8和钢丝绳12，带动主闸门1开启；

（2）当景观水位与河水位达到一致时，由于此时景观水位低于正常水位，左右大井2中的大水箱4不能达到正常位置，通过安装在横梁上的定滑8和的钢丝绳，闸门1处于开启状态，此时河道水体与景观水体连通，实现景观水体置换。

3、当河道水位低于景观生态用水最低要求水位

当河道水位低于景观生态用水最低要求水位15时，此时左右大井2中的水箱均处于较低位置，通过安装在横梁16上的定滑8和的钢丝绳12，使闸门1处于开启状态，此时通过闸门下的低堰11，阻断内外水交流，保持景观生态水不流失。

Claims

1.一种自调节取水装置，包括主闸门、大井、小井、大水箱、小水箱、小闸门、低堰，其特征在于：主闸门通过定滑轮由钢丝绳与大水箱连接，大水箱设在大井中，大井有两个，分别设在闸室左右两侧，低堰设在主闸门下面，定滑轮共四个，分别固定在横梁的下部，横梁位于闸门上部，由左右两根立柱支撑，小井共两个，分别设在左右大井旁边，并通过引水道与水体连通，在小井和大井的隔墙上设置定滑轮，大井中的小闸门通过定滑轮及钢丝绳连接小井中的小水箱，在小井和大井的隔墙上开高孔和低孔，所述左右大水箱均密闭充满水，露出水面的大水箱重力等于主闸门的启门力，所述左右小水箱均密闭充满水，露出水面的小水箱重力等于大井中小闸门的启门力，所述高孔高度等于正常水位，低孔高度小于最低要求水位。

2.根据权利要求1所述的一种自调节取水装置，其特征在于低堰为WES混凝土堰，其顶部高程等于最低要求水位。

3.根据权利要求1所述的一种自调节取水装置，其特征在于左右小井与水体连通的引水道宽度为5cm。