CN103015373A

CN103015373A - 自动控制水位堰闸

Info

Publication number: CN103015373A
Application number: CN2012104836668A
Authority: CN
Inventors: 曾皋波
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-11-26
Filing date: 2012-11-26
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2032-11-26
Also published as: CN103015373B

Abstract

本发明公开了一种自动控制水位堰闸，包括对水流进行截流的堰堤、压力井、盖板闸以及浮体；其中，压力井设置在堰堤之间，压力井顶部开口且顶部高度不高于堰堤高度，压力井靠水流下游端井壁上设置出水孔，压力井靠水流上游端的井壁上设置放水孔；盖板闸在压力井井外与放水孔连接，浮体与盖板闸连接，此外，压力井靠水流上游端的井壁设计为溢流挡水墙。本发明的自动控制水位堰闸实现了对上游水位自动调节、溢洪的目的，发明结构简单，制造成本低，具有广泛的适用性。

Description

自动控制水位堰闸

技术领域

本发明涉及水利控制工程领域，尤其涉及一种自动控制水位堰闸。

背景技术

城市内的景观河道或者内河在枯水期需要关闭设置在堰体堰闸来对河流进行截流蓄水，蓄水后的河流对城市能起到美化环境、调节城市湿度等作用；而在丰水期的时候则需要开闸放水，防止内涝。对河流水位的控制一般通过安排工作人员上坝工作，但是这样却增加了劳动成本，并且，对于在堰体上工作的人员而言并不安全。

因此，提供一种能有效实现自动水位控制堰闸十分必要。但是，众所周知，目前自动控制水位堰闸存在的问题为：

（1）装置在实现自动运转的过程中依赖电力等外部能源，装置造价较高。

（2）装置经常需要安排技术人员进行保养维修。

（3）河流水位暴涨时，不能实现自动的溢洪，依然需要人工进行开闸放水。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种自动控制水位堰闸，旨在实现对河流水位的自动控制、溢洪以及降低堰闸装置的制造成本。

为实现上述目的，本发明提供了一种自动控制水位堰闸，包括对水流进行截流的堰堤，还包括压力井、盖板闸以及浮体；其中，所述压力井设置在堰堤之间，所述压力井顶部开口且顶部高度不高于堰堤高度，所述压力井靠水流下游端井壁上设置出水孔，所述压力井靠水流上游端的井壁上设置放水孔；所述盖板闸在压力井井外与所述放水孔连接，所述浮体与盖板闸由一定长度的杆子或绳子连接。

优选的，所述浮体为长条状空心结构且一端与所述盖板闸连接。

优选的，所述出水孔设置水平高度不高于放水孔水平高度。

优选的，所述自动控制水位堰闸还包括溢流挡水墙，其中，所述溢流挡水墙设置所述堰堤之间，且所述溢流挡水墙的水平高度不高于所述堰堤高度，同时亦不低于所述压力井靠水流上游侧的井壁高度。

优选的，所述溢流挡水墙由所述压力井靠水流上游侧的井壁构成。

优选的，所述自动控制水位堰闸还包括底板，所述压力井设置在底板上，所述底板的水平高度与河流上游最低水位线齐平，且所述放水孔、出水孔均设置在压力井底部。

优选的，所述放水孔的水平高度与河流上游最低水位线齐平。

优选的，所述盖板闸通过连接设置在所述放水孔的上方的支座转动。

优选的，所述的支座上设置一限制所述盖板闸转动角度的限制器。

本发明提出了一种自动控制水位堰闸，包括对水流进行截流的堰堤，还包括压力井、盖板闸以及浮体，其中，压力井设置在堰堤之间，压力井顶部开口且顶部高度不高于堰堤高度，压力井靠水流下游端井壁上设置出水孔，压力井靠水流上游端的井壁上设置放水孔；盖板闸在压力井井外与放水孔连接，浮体与盖板闸由一定长度的杆子或绳子连接，浮体在全部没入水中后提供的浮力大于盖板闸在水中下沉的重量；水流上游水位上升，并超过压力井顶部进入井内，当井内进水的速度大于出水孔的排水速度时，井内水位的上升并通过放水孔对盖板闸产生的水压，再借助浮体对盖板闸的浮力实现盖板闸远动，最终使放水孔打开，上流水由放水孔进入到压力井，并最终由出水孔流出，上游水位逐渐下降；上游水位下降，浮体随上游水位下降，盖板闸由于自身重力作用下移并将放水孔盖住，上游水位得到保持；与此同时，压力井内的水继续从出水孔排出，井内水位下降，这导致上游水位与井内水位之间水位的水压差增大，由于浮体与盖板闸由一定长度的杆子或绳子连接，因此，浮体与盖板闸之间的距离了上游水位对盖板闸的正水压力L1，此时，作用在盖板闸上的正水压力L1加上盖板闸8在水中的重量大于浮体带动盖板闸的浮力，盖板闸始终将放水孔盖住，水位越上升压的越紧，上游水停止从放水孔进入到压力井内，上游开始蓄水；采用在堰堤间设置溢流挡水墙，且溢流挡水墙的水平高度不高于堰堤高度，同时亦不低于压力井靠水流上游侧的井壁高度，这使得上游水位暴涨时，能通过溢流挡水墙将过多的水量及时的溢洪出去；采用溢流挡水墙由所述压力井靠水流上游侧的井壁构成的设计，使得本发明的整体结构更简单。

附图说明

图1是本发明一种自动控制水位堰闸一实施例的结构示意图。

图2是图1中局部结构的受力分析示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明解决方案主要是：在堰堤上设置压力井，包括对水流进行截流的堰堤，还包括压力井、盖板闸以及浮体，其中，压力井设置在堰堤之间，压力井顶部开口且顶部高度不高于堰堤高度，压力井靠水流下游端井壁上设置出水孔，压力井靠水流上游端的井壁上设置放水孔；盖板闸在压力井井外与放水孔连接，浮体与盖板闸连接，浮体在全部没入水中后提供的浮力大于盖板闸在水中下沉的重量，上流水位上升并有水加入压力井后，该压力井能根据井内水位变化对盖板闸产生水压，推动盖板闸打开放水孔，在上游水位下降后，浮体下降，盖板闸下移并将放水孔关闭，实现对水位的自动调控；此外，本发明还在堰体上设置溢流挡水墙，溢流挡水墙的水平高度不高于所述堰堤高度，同时亦不低于所述压力井靠水流上游侧的井壁高度，能起到溢洪作用。

如图1、图2所示，本发明的一实施例提出一种自动控制水位堰闸，包括对水流进行截流的堰堤（图中未示出），还包括压力井4、盖板闸8以及浮体7，其中，压力井4设置在堰堤之间，压力井4顶部开口且顶部高度不高于堰堤高度，压力井4靠水流下游12端井壁3上设置出水孔6，压力井4靠水流上游10端的井壁上设置放水孔5；盖板闸8在压力井4井外与放水孔5连接，浮体7与盖板闸8由一定长度的杆子或绳子连接，浮体7在全部没入水中后提供的浮力大于盖板闸8的重量。其中，水流上游10水位上升，并超过压力井4顶部进入井内，当井内进水的速度大于出水孔6的排水速度时，井内水位的上升并通过放水孔5对盖板闸8产生的反水压力L2，抵消了上游10水对盖板闸8产生的正水压力L1，同时，再借助浮体7对盖板闸8的浮力实现盖板闸8向上运动，最终使放水孔5打开。接着，上游10水由放水孔5进入到压力井4，并最终由出水孔6流出，并使上游10水位逐渐下降；当上游10水位下降时，浮体7随上游10水位下降，盖板闸8由于自身重力作用下移并将放水孔5盖住，水位高度得到保持。与此同时，压力井4内水位并不能得到保持，井内的水继续从出水孔6排出，井内水位下降，这导致上游10水位与井内水位之间水位的水压差增大，由于浮体7与盖板闸8由一定长度的杆子或绳子连接，因此，浮体7与盖板闸8之间的垂直距离形成了上游10水位对盖板闸8的正水压力L1，此时，作用在盖板闸8上的正水压力L1加上盖板闸8在水中的重量大于浮体7带动盖板闸8的浮力（图中未示出），盖板闸8始终将放水孔5盖住，水位越上升压的越紧，上游10水停止从放水孔5进入到压力井4内，上游10开始蓄水。当蓄水水位高度超过压力井4的靠上游侧井壁高度时，水流进入压力井4内，如此循环反复的实现自动水位控制。

在本发明实施例中，浮体7也可以是一种长条状空心结构且一端与所述盖板闸8焊接而成，其作用原理与上述相同，在此不做赘述。

在本发明实施例中，出水孔6设置水平高度不高于放水孔5水平高度，由于压力井4内的水继续从出水孔6排出，这使得井内水位低于放水孔水位，井内的反水压力L2消失，上游水位对盖板闸8的正水压力L1最大，更好的避免了浮体7随上游10水位上升而将盖板闸8带动浮升的问题。

在本发明的实施例中，采用在堰体间设置一溢流挡水墙2，且溢流挡水墙2的水平高度不高于堰堤高度，当上游10水位上升并超过溢流挡水墙2的水平高时，水流从溢流挡水墙2上溢流出去，避免水流从堰堤上漫过，起到泄洪溢流的作用；同时，溢流挡水墙2的水平高度亦不低于压力井4靠水流上游侧的井壁高度，这可以使得溢流挡水墙2将上游10水位的快速排放过程中，始终有部分水流能进入到压力井4内，保证了溢流挡水墙2在工作的同时，压力井4也能够工作。

在更进一步的实施过程中，本发明将压力井4靠水流上游10侧的井壁设置成溢流挡水墙2，即压力井4靠水流10上游侧的井壁再向两端延长，水位上升并越过该井壁顶部，部分水进入到压力井4内，其余大部分水从该井壁延长部分溢流出去，这种设计使溢洪与水位调控功能在本实施例中得到很好的结合，使得本发明整体构造更简单，更降低了制造成本，并且更加美观。

在上述实施例中，为了能够实现对上游10最低水位高度的控制，本发明将压力井4底部设置在底板1上，底板1的水平高度与河流上游10最低水位线齐平，且放水孔5、出水孔6均设置在压力井4底部。或者，本发明将放水孔5的水平高度设置为与河流上游10最低水位线齐平。

在上述实施例中，为了能够实现盖板闸8对放水孔5的更好开合，本发明采用将盖板闸8通过连接设置在放水孔6的上方的支座9转动，在盖板闸8随浮体7上升和下降过程中实现盖板闸8对放水孔6的开合。

在进一步的实施过程中，为了防止盖板闸上升后触碰到压力井的井壁，并造成对井壁的损害，本发明在支座9上设置一限制盖板闸8转动角度的限制器13，当盖板闸8随浮体7上升并绕支座9转动，转到到限制器13的位置时，限制器13顶住盖板闸8，盖板闸8停止转动，避免了盖板闸8对压力井4的井壁的接触而造成的损害。

综上所述，相比于现有自动水位控制堰闸依赖电力进行控制、装置造价较高以及不能实现自动溢洪等问题，本发明通过在堰堤上设置压力井，压力井顶部开口且顶部高度不高于堰堤高度，压力井靠水流下游端井壁上设置出水孔，压力井靠水流上游端的井壁上设置放水孔，盖板闸在压力井井外与所述放水孔连接，浮体与盖板闸由一定长度的杆子或绳子连接，压力井靠水流上游端的井壁设置为溢流挡水墙，使得本发明具有如下优点：

（1）利用水流自身存在的水压实现水位自动调节，没有额外的人工保养维修问题。

（2）实现自动的溢洪，避免依赖人工开闸放水。

（3）设计结构简单，建造成本低。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种自动控制水位堰闸，包括对水流进行截流的堰堤，其特征在于：还包括压力井、盖板闸以及浮体；其中，所述压力井设置在堰堤之间，所述压力井顶部开口且顶部高度不高于堰堤高度，所述压力井靠水流下游端井壁上设置出水孔，所述压力井靠水流上游端的井壁上设置放水孔；所述盖板闸在压力井井外与所述放水孔连接，所述浮体与盖板闸由一定长度的杆子或绳子连接。

2.根据权利要求1所述的自动控制水位堰闸，其特征在于：所述浮体为长条状空心结构且一端与所述盖板闸连接。

3.根据权利要求1所述的自动控制水位堰闸，其特征在于：所述出水孔设置水平高度不高于放水孔水平高度。

4.根据权利要求1所述的自动控制水位堰闸，其特征在于：还包括溢流挡水墙，其中，所述溢流挡水墙设置所述堰堤之间，且所述溢流挡水墙的水平高度不高于所述堰堤高度，同时亦不低于所述压力井靠水流上游侧的井壁高度。

5.根据权利要求4所述的自动控制水位堰闸，其特征在于：所述溢流挡水墙由所述压力井靠水流上游侧的井壁构成。

6.根据权利要求1～5任一项所述的自动控制水位堰闸，其特征在于：还包括底板，所述压力井设置在底板上，所述底板的水平高度与河流上游最低水位线齐平，且所述放水孔、出水孔均设置在压力井底部。

7.根据权利要求1～5任一项所述的自动控制水位堰闸，其特征在于：所述放水孔的水平高度与河流上游最低水位线齐平。

8.根据权利要求1～5任一项所述的自动控制水位堰闸，其特征在于：所述盖板闸通过连接设置在所述放水孔的上方的支座转动。

9.根据权利要求8所述的自动控制水位堰闸，其特征在于：所述的支座上设置一限制所述盖板闸转动角度的限制器。