CN103384745B

CN103384745B - 水闸

Info

Publication number: CN103384745B
Application number: CN201080069437.0A
Authority: CN
Inventors: J·T·奎克
Original assignee: Parafoil Design & Engineering Pte Ltd
Current assignee: Parafoil Design & Engineering Pte Ltd
Priority date: 2010-10-04
Filing date: 2010-10-04
Publication date: 2015-11-25
Anticipated expiration: 2030-10-04
Also published as: CN103384745A; TW201226665A; TWI554664B; EP2625341B1; SG188667A1; JP5767712B2; AU2010362000A1; US20130209173A1; EP2625341A4; JP2013540217A; AU2010362000B2; EP2625341A1; EP2625341B8; WO2012047173A1

Abstract

披露一种水闸。该水闸包括：面板，该面板构造成可在打开位置和关闭位置之间运动，其中在打开位置，面板形成抵抗洪水的屏障；以及至少一个气撑杆，该气撑杆构造成使面板从关闭位置运动至打开位置。

Description

水闸

技术领域

本发明涉及水闸和包括多个水闸的水闸系统。

背景技术

飓风、台风、雷暴、热带风暴以及暴雨通常会致使降雨强度增大、降雨持续的时间长度延长并且使总的降雨量增大。许多基础设施的防洪控制以及土地/泥地的防滑措施对于此种增强的降雨会是无效的。虽然这可通过基础设施改造（例如，基础设施改造以改进过量水的排泄）来克服，但此种改造需要时间并且会是不充足的或无效的。

由此种增强的降雨所引起的水灾通常产生严重损害、损失、破坏以及不便。例如，由于进入地下停车场的过量水而在停车场内引发的水灾通常会致使许多汽车受损。此外，在大型购物中心内引发的水灾会有可能需要暂时关闭若干商店，从而致使这些商店遭受金钱损失。

水闸（或防洪屏障）作为快速且有效的措施以抵抗由水灾所引起的任何潜在损害。具体地说，水闸用作屏障，以防止水进入地下设施（例如，建筑物或地下停车场）。这可用作临时解决措施，同时进行为改进排泄系统的基础设施改造。

大多数当前可用的水闸是人工地或者利用电力启用的。人工启用的水闸通常需要总有至少一个指定的人在现场。另外，存在水闸无法及时启用的风险。对于使用电力启用的水闸来说，存在电源会于大雨时期被切断、从而阻碍水闸被启用的风险。如果由水闸所关闭的间隔较长，则指定人员还须安装垂直立柱来支承面板。取决于须进行防护来抵抗洪水的区域尺寸，这会使费时并且费力的。

美国专利US6623209披露了一种水闸，该水闸能自动地启用而无需使用电力。该水闸在水压的作用下工作。具体地说，在增强的降雨时期，地表水进入水闸面板下方的入口并且使面板向上枢转地浮起。新加坡专利申请9800143-1披露了一种水闸，该水闸使用相同的原理工作。虽然这些水闸无需使用电力即可启用，但水闸面板下方的入口需要是较深的，这样足够多的水能进入入口以产生足以升起面板的力。如果面板是可通过车辆的，则由于面板通常较重，因而入口须更深。因此，用于这些系统的成本较高，例如安装这些系统所需的大规模建设工程成本。

发明内容

本发明的目的是提供新的且有用的水闸以及包括多个水闸的水闸系统。

本发明的第一方面是一种水闸，该水闸包括：面板，该面板构造成可在打开位置和关闭位置之间运动，其中在打开位置，面板形成抵抗洪水的屏障；以及至少一个可延伸部件，该可延伸部件构造成使面板从关闭位置运动至打开位置，其中该可延伸部件是气撑杆。

气撑杆是一组细长部件（通常是两个部件），该组细长部分（例如，通过伸缩运动）可在压缩构造和延伸构造之间相对滑动。气撑杆包括所捕获的气体量，该气体在压缩构造压缩并且促使气撑杆进入延伸构造。有利的是，使用气撑杆，以在水闸中使面板从关闭位置运动至打开位置。不同于需要电动泵油液和电源的液压泵，气撑杆能在不使用电源的条件下工作。此外，无需外部气泵来操作气撑杆。这比起需要外部空气压缩机的气压缸是有利的。在高度潮湿的区域中，在气压缸中形成大量凝结物。此种凝结物与存在于气压缸中润滑油的混合物通常会损坏缸体。此外，气压缸使用也会由凝结物损坏的纸垫片。

本发明的第二方面是一种水闸，该水闸包括：框架，该框架用于安装在所选定的位置处（例如，在地板中），面板，该面板由铰链连接于框架，以及连接装置（例如，托架），该连接装置用于将至少一个气撑杆连接于框架，用以打开面板，藉此该气撑杆作用在面板的可动部分上，且框架使铰链和连接装置保持相对位置，由此防止将由气撑杆所产生的力传递至该位置。

本发明的第三方面是一种水闸，该水闸包括：面板，该面板构造成可绕铰接轴线在打开位置和关闭位置之间运动，以及多个密封元件，这些密封元件设在该面板相对于铰接轴线的方向而彼此相对（即，沿铰接轴线的方向隔开）的边缘处，密封元件沿面板的边缘延伸，藉此在将面板定位于打开位置且面板的边缘与相应其它物体进行接触的情形下，这些密封元件提供抵抗其它物体的相应防水密封。

本发明第三方面的另一种表述是一种水闸系统，该水闸系统包括：多个水闸，每个水闸包括面板以及多个密封元件，该面板构造成可在打开位置和关闭位置之间运动；其中，每个水闸中的至少一个密封元件构造成与另一个水闸中的密封元件交迭，使得由面板和交迭密封元件形成连续屏障。

在本发明第三发明的水闸系统中，由于交迭密封元件将水闸的面板之间的间隙闭合，因而能形成连续屏障。因此，当启用水闸系统时，在水闸的面板之间无需额外的屏障（例如，垂直立柱），并且能实现用于水闸系统的更快准备时间。

附图说明

现将仅仅为了示例目的、参照以下附图来说明本发明的实施例，在附图中：

图1（a）-（b）示出根据本发明第一实施例的水闸的立体图；

图2（a）-2（d）分别示出图1所示水闸的俯视图、侧视图、前视图以及剖视图；

图3示出在停用图1所示水闸时、图1所示水闸的剖视侧视图；

图4示出图3所示剖视侧视图中第一部分的放大视图；

图5示出图3所示剖视侧视图中第二部分的放大视图；

图6示出在启用图1所示水闸时、图1所示水闸的剖视侧视图；

图7示出图6所示剖视侧视图中一部分的放大视图；

图8示出铰链的立体图，以及在图1所示水闸中与管状驱动件一部分一起设置的托架的立体图；

图9（a）示出图1所示水闸的剖切立体图，并示出图8所示铰链和托架之间的构造，而图9（b）示出图9（a）所示立体图中一部分的放大视图；

图10（a）和（b）示出本发明的第二实施例；

图11示出根据本发明第三实施例的水闸的立体图；

图12示出在停用图11所示水闸时、图11所示水闸的剖视侧视图；

图13示出在启用图11所示水闸时、图11所示水闸的剖视侧视图；

图14（a）和14（b）示出水闸系统1300的立体图，该水闸系统1300包括沿直线设置的多个水闸；

图15（a）示出图14（a）和14（b）所示水闸系统一部分的剖视图，而图15（b）示出图15（a）所示剖视图各部分的放大视图；

图16（a）和16（b）示出水闸系统的立体图，该水闸系统包括以U形方式设置的多个水闸；

图17（a）和17（b）示出水闸系统的立体图，该水闸系统包括以多块形式设置的多个水闸。

具体实施方式

图1示出根据本发明一实施例的水闸100的立体图。图1（a）示出当水闸100启用时的水闸100，而图1（b）示出当水闸100停用时的水闸100。图2（a）-2（d）分别示出当水闸100启用时水闸100的俯视图、侧视图、前视图以及剖视图。图2（d）所示的剖视图处于图2（c）中标为A-A的平面中。水闸100还称作自动防洪屏障系统（AFBS）。

如图1和2所示，水闸100包括面板102和多个呈气撑杆形式的可延伸部件104、多个呈管状驱动件202形式的可转动驱动件以及用于保持面板102的基部框架108。

面板102构造成可绕铰链802（下文进行描述）在打开位置和关闭位置之间运动。当水闸100如图1（a）所示启用时，面板102处于打开位置以形成抵抗洪水的屏障。当水闸100如图1（b）所示停用时，面板102锁定于关闭位置，且人和车辆可通过。换言之，面板102构造成当其处于关闭位置时、承受其上的预期通行重量。此种通行可来自于行人和/或汽车。实际上，对于道路设施来说，面板须能够承受可能沿道路通过的最重车辆（例如，铰接式货车）的重量，这暗示能够承受至少一公吨、且较佳地显著更大的重量，例如至少5公吨或者至少10公吨。

每个气撑杆104构造成使面板102从关闭位置运动至打开位置。每个气撑杆104包括呈活塞形式的第一部分和呈气缸形式的第二部分。气缸充填有气体（例如，氮气），而活塞可在气缸内运动。每个气撑杆104的长度可藉由活塞在气缸内的运动而在最短长度和最长长度之间变化。当面板102锁定于关闭位置，即当水闸100停用时，每个气撑杆104处于最小长度，且每个气撑杆104的气缸中的气体被加压。该压力产生施加于被锁定面板102的力。

当水闸100启用时，面板102解锁，且由每个气撑杆104施加于面板102的力推抵面板102，使得面板102运动至如图1（a）所示的打开位置。管状驱动件202构造成随着面板102的此种运动而自由地转动。在面板102处于关闭位置时、由每个气撑杆104施加于面板102上的力的所需要幅值，以及由此每个气撑杆104的气缸中气体的所需要压力，取决于面板102的重量。虽然较强的面板102能承受其上的较高通行重量以及来自于冲击该面板的洪水的较大的力，但较强的面板102通常较重，并且需要较大的力来将面板102从关闭位置提升至打开位置。在一示例中，在通常的水灾情形下，将每个气撑杆104选定成使得气撑杆104施加于面板102上的组合力与来自于冲击面板102的洪水的预期力相等。在一示例中，每个气撑杆104是班斯巴赫（Bansbach）气撑杆。

每个气撑杆104还包括阻尼机构。该阻尼机构构造成减小气撑杆104使面板102从预定位置运动至关闭位置的速率，而预定位置位于关闭位置和打开位置之间。这缓冲并减缓面板102的最终打开。气撑杆104使面板102运动的速率减小是可调整的。在一示例中，阻尼机构使用油阻尼装置，该油阻尼装置在气撑杆104内使用油基，而该油基在气撑杆104延伸时起作用，且面板运动速率的减小取决于由阻尼机构所使用的油量。或者，阻尼机构可使用其它类型的阻尼装置，例如扭簧阻尼装置。

与面板102一起设置有管状驱动件202，使得面板102伴随管状驱动件202的转动从打开位置运动至关闭位置。在所示的构造中，管状驱动件202安装在面板102上并且经由绳索312连接于基部框架108（但可以是替代的构造，其中管状驱动件202安装于基部框架108并且经由绳索连接于面板102），而为了使水闸100停用，管状驱动件202开启。这使得管状驱动件202开始转动，且经由绳索312施加于面板102上的力（下文进行描述）抵抗来自于气撑杆104的力，以使面板102从打开位置运动至关闭位置。两个机械限位开关存在于每个管状驱动件202中。可使用管状驱动件202上的螺钉对这些开关中的每个进行独立地校准，且这些开关用于在面板102已到达打开位置或关闭位置之后、使管状驱动件202停止转动。在一示例中，每个管状驱动件202是耐风雨的管状驱动件，该管状驱动件在开启时具有约2000rpm的平均内部转动速度，并且具有内部齿轮机构以减小该转动速度，由此使驱动件的外表面以约11rpm的转动速度转动，且该外表面连接于绳索312用以使面板102运动。管状驱动件能够拉动的重量/力在120kg到500kg之间。

每个管状驱动件202还包括离心式制动器。该离心式制动器构造成当转动速度超过预定阈值时施加力来抵抗管状驱动件202的转动。在一示例中，每个管状驱动件202还包括管状驱动件管，且每个管状驱动件202中的离心式制动器还包括可从离心式制动器的主体中伸出的制动衬片。当管状驱动件202的转动速度超过预定阈值时，制动衬片从离心式制动器的主体中伸出，并且将反作用摩擦力施加于管状驱动件管的表面。这使得管状驱动件202的转动速度减缓，并且可甚至使得管状驱动件202的转动完全停止。然而，通常在管状驱动件的转动速度减小之后的瞬间，制动衬片经由附连在离心式制动器的制动衬片和主体之间的弹性元件缩回。该弹性元件可以是弹簧。这将施加于管状驱动件管的表面的反作用摩擦力移除，并且管状驱动件202的转动速度增大。

如果由气撑杆104施加于面板102上的力过强，则面板102从关闭位置运动至打开位置的速度会过高，且该速度会由于运动动量而在面板102的整个运动过程中持续增大。面板102的此种突然打开会致使基部框架108在面板102到达打开位置时、从其安装位置倾倒。类似的是，面板102的突然关闭也会使水闸100受损。在每个管状驱动件202中存在离心式制动器是有利的，这是由于该离心式制动器有助于限制管状驱动件202的转动速度。由于管状驱动件202和面板102之间的联接，该离心式制动器还限制面板102的运动速度。

水闸100还包括多个锁定件，且每个锁定件与管状驱动件202一体地形成。每个锁定件构造成可在锁定状态和解锁状态之间切换。在锁定装置，锁定件将面板102锁定于关闭位置，而当锁定件处于解锁状态时，面板102由于由气撑杆104所施加的力而从关闭位置运动至打开位置。为了启用水闸100，锁定件停用、即从锁定状态切换成解锁状态。在一个示例中，每个锁定件是通电电磁锁（可以是24V直流电磁体），并且通过切断锁定件的电源而使该锁定件停用。

图3示出当水闸100停用时、即当面板102处于关闭位置时水闸100的剖视侧视图。图4示出图3所示剖视侧视图中第一部分（参见细节A）的放大视图，而图5示出图3所示剖视侧视图中第二部分（参见细节B）的放大视图。

如图3-5所示，面板102包括挤压铝框格302、中间层304以及上层306。在一个示例中，框格302、中间层304以及上层306的组合重量大约是每平方米200到250kg。

中间层304设置于框格302和上层306之间。该中间层304用于加强面板102，使得面板102足够强以在该面板处于关闭位置时承受其上的预期通行重量，并且在该面板处于打开位置时承受冲击该面板的洪水的力。在如图3到5所示的一个示例中，中间层304充填有一层包括例如砂子和水泥的薄浆，且镀锌金属丝网一体地形成在该层薄浆内。或者，中间层304可充填有铝板、钢板、矿物纤维绝缘材料、单一的砂子、单一的水泥、板材或者混凝土。

选用被选定成与在关闭位置与面板102周围地面区域的表面相匹配的材料、对上层306完成加工。该材料可以是瓷砖或石材。这使得面板102能与周围的地面307融合。除了此种美观功能以外，上层306还用作为水闸100内部的第一保护层。

在一个示例中，框格302和基部框架108由具有合适厚度的AA6063T5级挤出铝型材制成，以实现结构坚实。这些挤出铝型材是倒角的、焊接的以及砂光的。所焊接的挤出铝型材使用非金属颜料的粉末涂层以防止腐蚀。可添加热镀镀锌钢以加强挤出铝型材。

如图3-5所示，水闸100还包括保护盖板308，从而当水闸100停用时，防止水或任何外部物体进入水闸100的内部。水闸100还包括多个密封件310a、310b、310c、310d。当水闸100停用时，这些密封件310a-310d用作附加屏障，以防止水或任何外部物体进入水闸100的内部。较佳的是，由于EDPM衬垫是抗UV的并且具有较低的沉降速率，这些密封件310a-310d都是EDPM衬垫。

如图3-5所示，水闸100还包括多个诸如自攻螺钉316之类的螺钉，用以将水闸100的不同部件保持在一起。水闸100还包括提拉手柄（在图3-5中未示出），该提拉手柄凹入面板102中，以使面板102能被人工地从关闭位置提至打开位置。在气撑杆104无法工作的情形下，这是有用的。

图6示出当水闸100启用时、即当面板102处于打开位置时水闸100的剖视侧视图。图7示出图6所示剖视侧视图中一部分（参见细节C）的放大视图。

如图6-7所示，当面板102处于打开位置时，密封件310a压靠于基部框架108，以与面板102一起形成抵抗洪水的连续屏障。此外，保护盖板308压靠于面板102，以提供进一步保护来抵抗洪水。水闸100还包括多个密封元件（在图3-7中未示出），这些密封元件构造成充满面板102和周围的壁或垂直立柱之间的间隙，从而当面板102处于打开位置时，由密封元件和面板102形成抵抗洪水的连续屏障。由于EDPM衬垫是抗UV的并且具有较低的沉降速率，这些密封较佳地都是EDPM衬垫。

如图3-7所示，每个管状驱动件202经由绳索312和马蹄形鞍状件314联接于面板102并连接于基部框架108。绳索312可以是不锈钢丝绳。绳索312的一端卷绕于管状驱动件202，而绳索312的另一端连接于马蹄形鞍状件314，而该马蹄形鞍状件314还连接于基部框架108。当面板102从关闭位置运动至打开位置时，绳索312连接于马蹄形鞍状件314的一端被拉离管状驱动件202。因此，绳索312从管状驱动件202退绕，使得管状驱动件202伴随面板102的运动而转动。当管状驱动件202开启时，管状驱动件202沿将绳索312卷绕于该管状驱动件自身的方向转动。这会朝管状驱动件202拉动马蹄形鞍状件314（由此拉动面板102），从而使面板102从打开位置运动至关闭位置。马蹄形鞍状件312由“钢琴盖襟翼”109所覆盖，该“钢琴盖襟翼”在面板102处于关闭位置时向下折叠成水平构造，而在面板102处于打开位置时倾斜（如图1（a）所示）。

在如图1-2所示的一个示例中，水闸100包括四个管状驱动件202，且每个管状驱动件202构造成在面板102上施加力，以使面板102从打开位置运动至关闭位置。由每个管状驱动件202在远离面板102第一端一定距离的位点处所施加的力与由不同的管状驱动件在远离面板202第二端相同距离的位点处所施加的力相等，该第二端与第一端相对。这通过穿过面板102放置两根绳索312来实现。这些绳索312中的一根绳索的端部卷绕于外部管状驱动件202（即，靠近面板102边缘的管状驱动件202），而其它绳索312的端部卷绕于内部管状驱动件202。

水闸100还包括多个铰链802和托架804。图8（a）示出铰链802的立体图，而图8（b）示出与撑杆104一部分一起设置的托架804的立体图。铰链802包括具有中心轴线的细长铰链销803，且该中心轴线是铰链802的铰链轴线。气撑杆104由枢轴805连接于托架804。图9（a）示出水闸100的剖切立体图，并示出每个铰链802和每个托架804之间的构造，而图9（b）示出图9（a）所示立体图中一部分（参见细节C1）的放大视图。在一个示例中，铰链802由SUS304或SUS316级的倒角焊不锈钢制成。

如图9（a）和9（b）所示，托架804用于将气撑杆104固定于基部框架108。托架804还以独特的方式与铰链802一起设置，该方式减小为了使面板102从关闭位置运动至打开位置而从气撑杆104所需力的量值。这会在下文进行详细描述。

当面板102运动时，面板102的重量不仅由气撑杆104而且由铰链802所支承。换言之，面板102的重量分布在气撑杆104和铰链802之间。因此，可使用用以承受面板102的重量载荷但自身并不足够强的气撑杆104，并且在来自气撑杆104的合力足以使面板102运动之前，无需额外的手动提升力。由于从每个气撑杆104所需的力较低，因而与气撑杆104承受面板102的全部重量的情形相比，每个气撑杆104和面板102之间的最小角度可减小（即，可减小气撑杆104的长度方向位于垂直于面板方向的分量，该分量与由气撑杆所施加的用于使面板绕铰链转动的力的分量成比例）。换言之，气撑杆104固定端位于铰链802的轴线下方的垂直距离减小。因此，可减小为保持整个气撑杆104所需的水闸100深度。这还意味着无需将地面挖得过深来安装水闸100。

注意到，气撑杆104所产生的膨胀力随着气撑杆104长度的增大而减小。由于在面板102处于关闭位置时、气撑杆104和面板102之间的角度减小，因而气撑杆104在面板102处于打开位置时的长度减小。这使得当面板102处于打开位置时、会有较大的力施加于面板102上来抵抗洪水的冲击。

此外，如图9（a）和9（b）所示，每个铰链802和托架804设置成使得它们彼此相互作用。由于托架804和铰链802经由基部框架108连接并且保持于恒定的位置关系，则比起如果托架804和铰链802独立地固定于地面的情形，小得多的力会被传递至地面。此外，当面板102运动时，面板102施加于铰链802上的力达到如下相同的程度：该力与由托架804所施加的反作用力相平衡。当面板102运动时，这会减轻基部框架108所受到的面板102重量。因此，当面板102运动时，基部框架108仅仅需要支承面板102（处于打开位置或是关闭位置）的静载荷（就象面板102是静止的那样），而非面板102的动载荷。

在一个示例中，对于具有重量350kg的面板102来说，在不具有铰链802和托架804组件的条件下，气撑杆104会需要施加1500kg的力来使面板102从关闭位置运动至打开位置，且在铰接点下方会需要超过300mm的深度来保持气撑杆104。然而，在具有铰链802和托架804组件的条件下，需要仅仅750kg的力以及仅仅约150mm的深度。

在一个示例中，每个气撑杆104与面板102设置成：当面板102处于关闭位置时，气撑杆104的第一端基本上位于面板102端部的正下方，而气撑杆104与第一端相对的第二端位于面板102上一点的正下方，该点位于从面板102的端部开始面板102的三分之二长度处。由于面板102的重量能基本上有助于全力抵抗气撑杆104以使面板102从打开位置运动至关闭位置，因而此种设置是有利的。然而，即使在此种设置中，由于上述铰链802和托架804组件，气撑杆104仍能够在面板102处于关闭位置时施加充足的力来使面板102从关闭位置运动至打开位置，而不会增大气撑杆104和面板102之间的角度。将面板102的重量大部分用于抵抗气撑杆104的力的又一优点在于：管状驱动件202为提升/拉动所需的拉力和/或载荷远小于由气撑杆104所产生的总力，并且无需与气撑杆104的总力相匹配。

水闸100安装到如图3-7所示的地面区域中。地面区域可以是需被保护防止受到水灾影响的房屋的窗孔、开口或门口的前部。水闸100与窗孔、开口或门口设置成：面板102在处于关闭位置时垂直于窗孔、开口或门口。这样，当面板102处于其打开位置时，该面板形成屏障来阻挡需保护的房屋的窗孔、开口或门口。换言之，面板102占据单扇门或双扇门的位置，以防止洪水入侵。

为了安装水闸100，首先将地面区域的一部分挖出（或者辟出），以产生足够的深度用于水闸100，使得在安装好水闸100之后面板102的上层306与周围地面区域的表面齐平。如图3-7所示，薄浆318放置在水闸100和周围地面区域320之间。这为水闸100的基部框架108提供支承，以使水闸100随着时间下沉到地面中的程度最小。此外，多个锚定件322用于将水闸100锚定于薄浆318和周围地面区域320。在一个示例中，薄浆318包括配制水泥薄浆。

当水闸100启用且面板102处于其打开位置时，诸如钢制横撑条之类的撑条可人工地支撑抵靠于面板102，以增强面板102对于由洪水或其它物体（例如，由洪水所携带的碎屑中的载荷）所产生的流体静力和流体动力的抵抗。

水闸100构造成响应于来自传感器的信号来启用，并且使用控制面板处的键式开关控制或复位按钮而停用，该传感器用于感测即将来临的水灾。传感器可通过对其中安装有水闸100的地面上方的水位进行检测而工作。或者，可通过使用键式开关控制或按钮使锁定件停用、来人工地启用水闸100。还可通过抵抗由锁定件所施加的力来提升面板102、而人工地启用水闸100。

水闸100联接于电池备份系统（例如UPS系统）。这用于在电力故障（主输入电源发生故障）的情形下为水闸100提供备用电力，这可将锁定件停用，从而即使在没有即将到来的水灾情形下也可使面板102从关闭位置运动至打开位置。可将电池备用系统选定成根据使用者的需求而提供1小时、2小时、4小时、8小时或任何其它小时数的备用电力。锁定件构造成：在使用电池备用系统时启用水闸100的情形下，该锁定件仍将被停用。该水闸系统100还可联接于排水系统，以将进入水闸100内部的水都排出。

图10（a）和10（b）是水闸100b的视图，该水闸100b是水闸100的变型并且是本发明的第二实施例。图10（a）示出当水闸100b启用时的水闸100b，而图10（b）示出当水闸100b停用时的水闸100b。水闸100b具有非常类似于水闸100的构造，因而给予类似的元件以相同的附图标记。与水闸100相反，水闸100b具有支承钢板501的钢制框架503，在该钢板501上形成有金属丝网505和顶层507，该顶层507可以是混凝土、瓷砖或石材。钢板501和框架503给予水闸100b以额外强度，以在水闸100b停用时支承通过水闸100b的车辆。

图11示出水闸1000的立体图，该水闸1000是水闸100的另一变型并且是本发明的第三实施例。图11（a）示出当水闸1000启用时的水闸1000，而图11（b）示出当水闸1000停用时的水闸1000。图12和图13分别示出当水闸1000停用时水闸1000的剖视侧视图，以及当水闸1000启用时水闸1000的剖视侧视图。水闸1000与水闸100类似，因此相同的部件采用相同的标号，只是增加了撇号。

水闸1000以与水闸100、100b相同的方式工作。然而，与水闸100、100b包括多个管状驱动件202且每个管状驱动件具有一体的锁定件不同的是，水闸1000包括多个呈电磁锁1102形式的独立锁定件（参见图12和13）。每个电磁锁1102包括呈电枢板1102b形式的第一部分以及呈电磁线圈1102a形式的第二部分。每个电磁锁1102同在水闸100中与每个管状驱动件202成一体的电磁锁起到相同的功能。类似的是，每个电磁锁1102构造成可在锁定状态和解锁状态之间切换，从而当电磁锁1102处于锁定状态时，电磁锁1102将面板102’锁定于关闭位置，而当电磁锁1102处于解锁状态时，面板102’从关闭位置运动至打开位置。对于每个电磁锁1102来说，在锁定状态，电枢板1102b与电磁线圈1102a彼此压靠（如图12所示），而在解锁状态，电磁线圈1102a和电枢板1102b彼此分离（如图13所示）。

为了使水闸1000停用，人工地将面板102’从打开位置运动至关闭位置。这通过在面板102’上施加力来抵抗来自于气撑杆104’的力而进行。即使水闸1000并不包括具有离心式制动器的管状驱动件，仍可对面板102’从关闭位置运动至打开位置的速度进行控制，这是由于气撑杆104’中的阻尼机构与上述气撑杆104中的阻尼机构类似。

如图12-13所示，以与上述水闸100相同的方式来安装水闸1000。此外，当水闸1000启用且面板102’处于其打开位置时，而诸如钢制横撑条之类的撑条可人工地支撑抵靠于面板102’。水闸1000还构造成以与水闸100和100b相同的方式启用，并且也联接于电池备用系统。

下文对人工地启用水闸100、100b或1000的示例过程以及自动地启用水闸100、100b或1000的示例过程进行描述。

人工地启用水闸100、100b或1000的示例过程

水闸100、100b或1000通常在面板102或102’锁定于关闭位置的条件下停用。在该示例中，水闸100、100b或1000联接于诸如键式开关控制或按钮之类的人工控制单元，并且需要使用该人工控制单元来手动地启用该水闸100、100b或1000。

在通过例如转动键式开关控制或按压按钮来启用人工控制单元的情形下，启用声光报警系统，以播送水闸100、100b或1000将被启用的警报。发音器将持续地播送预录信息，同时信号灯持续地闪烁。在从人工控制单元启用开始预定时间段之后，水闸100、100b或1000中锁定件的电源中断，由此使面板102或102’解锁。然后，由撑杆104或104’所施加的力使面板102或102’在受控速度下从关闭位置运动至打开位置。

自动地启用水闸100、100b或1000的示例过程

水闸100、100b或1000通常在面板102或102’锁定于关闭位置的条件下停用。在该示例中，水闸100、100b或1000联接于一个或多个传导水位控制器，这些控制器用于检测需保护的房屋周围的水位。

当水位到达第一阈值时，声光警报器被启用，以提供可能发生水灾的警报。发音器持续地播送预录信息，同时信号灯持续地闪烁。

如果水位然后消退到第一阈值以下的话，声光警报在预定时间段之后中断。在该示例中，预设定时控制用于防止声光警报间歇地启用和停用。

如果水位持续上升并到达第二阈值，则通过例如使水闸100、100b或1000的锁定件的电源中断由此将面板102或102’解锁，来启用水闸100、100b或1000。然后，由相应气撑杆104或104’所施加的力使面板102或102’以受控的速度从关闭位置运动至打开位置。如果水位到达第二阈值，则启用第二预录信息来警报水闸即将打开。在预定时间之后，水闸打开。

图14-17示出如下水闸系统：每个水闸系统包括具有不同构造的多个水闸（水闸100和/或水闸100b和/或水闸1000）。

图14（a）和14（b）示出水闸系统1300的立体图，该水闸系统1300包括沿直线设置的多个水闸1000a-1000e。图14（a）示出当水闸系统1300停用时的水闸系统1300，而图14（b）示出当水闸系统1300启用时的水闸系统1300。

图15（a）示出水闸系统1300一部分的剖视图，而图15（b）示出图15（a）所示剖视图各部分的放大视图（参见细节D、细节E、细节F）。类似于水闸100，每个水闸1000也包括多个密封元件。在水闸系统1300中，每个水闸1000a-1000e中的至少一个密封元件构造成与另一个水闸1000a-1000e中的密封元件交迭，使得由水闸1000a-1000e的面板和交迭密封元件形成连续屏障。换言之，水闸1000a-1000e的面板之间的间隙由交迭密封元件所闭合，以形成连续屏障。在图15（b）中示出此种情形的一个示例，藉此水闸1000e的密封元件1402e1与水闸1000d的密封元件1402d2交迭。此外，水闸1000e的密封元件1402e2构造成压靠于壁或垂直立柱，从而当水闸系统1300启用时，与水闸1000e的面板形成连续屏障。诸如1401、1403之类的空间设有内部排水。

图16（a）和16（b）示出水闸系统1500的立体图，该水闸系统1500包括以U形方式设置的多个水闸1000f-1000j。图16（a）示出当水闸系统1500启用时的水闸系统1500，而图16（b）示出当水闸系统1500停用时的水闸系统1500。在水闸系统1500中，水闸1000g、1000h和1000i沿直线设置，而水闸1000f和1000j垂直于该直线而位于该直线的相对两侧上。类似的是，在水闸系统1500中，每个水闸1000f-1000j中的至少一个密封元件构造成与另一个水闸1000f-1000j中的密封元件交迭，使得由水闸1000f-1000j的面板和交迭密封元件形成连续屏障。

图17（a）和17（b）示出水闸系统1600的立体图，该水闸系统1600包括以多块方式设置的多个水闸1000k-1000o。图17（a）示出当水闸系统1600停用时的水闸系统1600，而图17（b）示出当水闸系统1600启用时的水闸系统1600。在水闸系统1600中，水闸1000k-1000o以多块方式设置成：水闸1000k-1000o中的每对水闸之间的角度都是相同的。类似的是，在水闸系统1600中，每个水闸1000k-1000o中的至少一个密封元件构造成与另一个水闸1000k-1000o中的密封元件交迭，使得由水闸1000k-1000o的面板和交迭密封元件形成连续屏障。

本发明各实施例中水闸100、100b、1000的优点如下文所述：

本发明各实施例中的水闸100、100b、1000可在不使用电源的条件下被启用。为了启用这些水闸100、100b、1000，仅仅需要使这些水闸的每个水闸中的锁定件（即，与水闸100、100b中管状驱动件202成一体的电磁锁或者水闸1000中的电磁锁1102）停用即可。然后，这些水闸100、100b、1000中的面板102、102’将由相应气撑杆104、104’所施加的力从关闭位置运动至打开位置。

在水闸100、100b、1000中，气撑杆104、104’构造成使面板102、102’从关闭位置运动至打开位置。不同于需要电动泵油液和电源的液压泵，气撑杆能在不使用电源的条件下工作。此外，无需外部气泵来操作气撑杆。这比起需要外部空气压缩机的气压缸是有利的。在很潮湿的区域中，在气压缸中形成大量凝结物。此种凝结物与存在于气压缸中润滑油的混合物通常会损坏缸体。此外，气压缸使用的纸衬垫也会由凝结物损坏。

在水闸100、100b、1000中，每个气撑杆104、104’包括阻尼机构，该阻尼机构构造成减小面板102、102’从预定位置运动至关闭位置的速率。因此，气撑杆104、104’能够使面板102、102’逐渐地而非猛烈地运动。此外，在水闸100、100b中，离心式制动器包括在管状驱动件202中，并且该离心式制动器有助于限制面板102的运动速度。这防止面板102过度突然地或过度快速地运动，由此防止对于水闸100、100b造成损害。

水闸100、100b、1000可安装在房屋的窗孔、开口或者诸如单扇门门口、双扇门门口、主门之类的门口、停车场的入口、贸易中心的入口或者两个建筑物之间的门道旁边。这些水闸100、100b、1000是独立的单元，并且通常无需对现有的建筑物结构进行大规模改动。即使会需要将地面的一部分挖出来安装水闸100、100b、1000，但水闸100、100b、1000所需的深度是较小的，因此将不会影响建筑物结构的一体性。此外，除了确保它们处于操作准备就绪状态以外,水闸100、100b、1000需要最小程度的维护和维修。

此外，水闸系统可易于使用多个水闸（100、100b和/或1000）来进行构造。由于水闸100、100b或1000包括的密封元件彼此交迭以闭合水闸100、100b、1000的面板之间的间隙，因而可形成连续的屏障。因此，当启用水闸系统时，在水闸100、100b、1000的面板之间无需额外的屏障（例如，垂直立柱）来闭合间隙。这使得水闸系统实现更快的准备时间。

对于本领域技术人员来说，一些变型可包括在本发明的范围内也是显然的。

例如，除了气撑杆以外，可延伸部分可呈液压泵或气压泵的形式。然而，由于上述优点，因而使用气撑杆是较佳的。在本发明的某些实施例中，还可完全省略可延伸部件，但如果并不使用这些部件来辅助水闸面板的自动或者受助打开，则会需要人工干预来将水闸面板提升至打开位置，并且会需要支撑来防止水闸门板由于其自身或者由于洪水的力/压力而关闭。注意到的是，人工放置支撑也可用于前述实施例，且这些实施例可形成有连接元件（例如，插口）以接纳支撑的端部，使得支撑处于将水闸面板保持于打开位置的构造（例如，倾斜的“对角”构造）。

此外，虽然图1-9示出每个水闸包括两个气撑杆，但根据由每个气撑杆所施加的力，可使用一个气撑杆或者可包括两个以上的气撑杆。

类似的是，水闸100、100b中具有一体锁定件的管状驱动件的数量可变化。实际上，可完全省略管状驱动件。然而，在此种情形中，水闸会需要人工地关闭，这意味着对于给定数量的能够施加给定闭合力的可用人员来说，面板可仅仅长至特定长度（沿铰接轴线方向）。这是由于长度无法设计成：为打开水闸所需气撑杆施加的力比人员为关闭水闸而能提供的反作用力大。此外，如果水闸过长，则存在如下风险：人员将力施加于并未沿长度均匀分布的位置，从而致使水闸变形。换言之，存在管状驱动件会允许水闸更长，这是由于金属绳索312沿水闸的长度均匀地施加力。

水闸100、100b、1000还可包括更多的锁定件，而这些锁定件构造成在接受到启用水闸的信号情形下同时停用。锁定件可以不是电磁锁，而可以是其它类型的锁定件。例如，可使用闭锁件或螺栓，来防止水闸面板在不被启用时打开。此外，这些锁定件中的一些可位于面板102、102’的角上。

此外，虽然图3-7、图10（a）以及图12-13示出水闸100、100b、1000水平地安装在地面中，但水闸100、100b、1000还可垂直地安装到垂直于地面的壁中，且面板102、102’基本上垂直于需保护房屋的窗孔、开口或门口，从而当面板102、102’处于打开位置时，该水闸形成屏障来防止洪水进入窗孔、开口或门口。或者，水闸100、100b、1000可使用诸如砖石/鱼尾式锚定件之类的合适锚定件安装在地面上，并且可涂敷有诸如聚硫化物密封剂之类的密封剂，用以实现水密封性。当以此方式安装水闸100、100b、1000时，为了使得人或车辆交通能通过水闸100、100b、1000，则水闸100、100b、1000之前和之后的地面可回填混凝土并且可以是倾斜的。

此外，分别在水闸系统1300、1500和1600中的水闸1000a-1000e、1000f-1000j、1000k-1000o中的一些或全部可由具有以相同方式构造的密封元件的水闸100和/或100b所替代。可通过以不同的构造来设置水闸（100、100b、1000或它们的组合）来构造替代的水闸系统。此外，水闸系统中水闸的面板能沿不同的方向从它们的关闭位置运动至它们的打开位置。然而，不管水闸（100、100b、1000或它们的组合）的构造或者面板运动的方向如何，每个水闸中的至少一个密封元件构造成与另一个水闸中的密封元件交迭，使得由面板和交迭密封元件形成连续屏障。

Claims

1.一种水闸，包括：

面板，所述面板构造成可在打开位置和关闭位置之间运动，其中在所述打开位置，所述面板形成抵抗洪水的屏障；以及

至少一个可延伸部件，所述可延伸部件构造成施加充足的力以使所述面板绕位于所述面板的一个边缘处的至少一个铰链从所述关闭位置运动至所述打开位置，其中所述可延伸部件是气撑杆，以及

至少一个连接装置，

其中，所述气撑杆具有第一端和第二端，所述第一端和第二端分别附连到所述至少一个连接装置和所述面板；其中，所述气撑杆与所述面板设置成：使得当所述面板处于所述关闭位置时，所述气撑杆的第一端比所述第二端更靠近所述面板的所述边缘，并且所述气撑杆的所述第二端位于一点的正下方，所述点位于从所述面板的所述边缘开始所述面板的三分之二长度处。

2.如权利要求1所述的水闸，其特征在于，每个可延伸部件包括阻尼机构，所述阻尼机构构造成：减小所述可延伸部件使所述面板从预定位置运动至所述关闭位置的速率，其中，所述预定位置位于所述关闭位置和所述打开位置之间。

3.如权利要求2所述的水闸，其特征在于，所述可延伸部件使所述面板运动的速率减小是可调整的。

4.如前述权利要求中任一项所述的水闸，其特征在于，所述水闸构造成使得当使用时，所述水闸安装到大体水平的地面区域，并且所述气撑杆的所述第一端位于所述铰链的轴线的下方并且与所述铰链的轴线侧向隔开。

5.如权利要求1所述的水闸，其特征在于，所述铰链附连于所述面板并且具有多个，所述连接装置为托架并且具有多个，且所述铰链和所述托架由框架保持于恒定的相对位置关系，每个铰链和托架与所述面板设置成：当所述面板运动时，所述面板施加于所述铰链上的重量至少部分地与由所述托架施加的反作用力平衡。

6.如权利要求1所述的水闸，其特征在于，所述水闸还包括至少一个锁定件，所述至少一个锁定件构造成可在锁定状态和解锁状态之间切换，从而当所述至少一个锁定件处于所述锁定状态时，所述至少一个锁定件将所述面板锁定于所述关闭位置，而当所述至少一个锁定件处于所述解锁状态时，所述面板从所述关闭位置运动至所述打开位置。

7.如权利要求1所述的水闸，其特征在于，所述水闸还包括至少一个可转动驱动件，所述至少一个可转动驱动件与所述面板设置成：所述至少一个可转动驱动件的转动使所述面板从所述打开位置运动至所述关闭位置。

8.如权利要求6所述的水闸，其特征在于，所述水闸还包括至少一个可转动驱动件，所述至少一个可转动驱动件与所述面板设置成：所述至少一个可转动驱动件的转动使所述面板从所述打开位置运动到所述关闭位置，其中，每个锁定件与所述至少一个可转动驱动件中的相应一个形成为一体。

9.如权利要求7或8所述的水闸，其特征在于，每个可转动驱动件还包括制动器，所述制动器构造成当转动速度超过预定阈值时施加力来抵抗所述可转动驱动件的转动。

10.如权利要求1所述的水闸，其特征在于，所述水闸还包括基部框架和密封件，所述基部框架设置成保持所述面板，而所述密封件设置成在所述面板处于所述打开位置时压靠于所述基部框架，以与所述面板一起形成抵抗洪水的连续屏障。

11.如权利要求1所述的水闸，其特征在于，所述面板构造成承受在所述面板处于所述关闭位置时所述面板上的汽车重量。

12.如权利要求7至8以及权利要求10至11中任一项所述的水闸，其特征在于，每个可转动驱动件构造成在所述面板上施加力，以使所述面板从所述打开位置运动至所述关闭位置，其中由每个可转动驱动件在远离所述面板第一端一定距离的一点处所施加的力与由不同可转动驱动件在远离所述面板第二端相同距离的一点处所施加的力相等，且所述面板第二端与所述面板第一端相对。

13.如权利要求1所述的水闸，其特征在于，通过使用所述连接装置，所述气撑杆连接到所述铰链，并且所述气撑杆位于包括所述铰链的平面中。

14.一种用于安装在经受洪水的位置中的水闸，所述水闸包括：

框架，所述框架用于安装在所述位置处，

面板，所述面板由至少一个铰链连接于所述框架并且能够绕位于所述面板的边缘处的所述铰链运动，以及

至少一个连接装置，所述至少一个连接装置用于将气撑杆连接于所述框架，

其中，所述连接装置和所述面板用于分别附连到所述气撑杆的第一端和第二端；其中，在附连相应的各端后，当所述面板处于关闭位置时，所述气撑杆的所述第一端比所述第二端更靠近所述面板的所述边缘，并且所述气撑杆的所述第二端位于一点的正下方，所述点位于从所述面板的所述边缘开始所述面板的三分之二长度处。

15.如权利要求14所述的水闸，其特征在于，在附连相应的各端后，通过使用所述连接装置，所述气撑杆连接到所述铰链，并且所述气撑杆位于包括所述铰链的平面中。