CN104864160A - 先导式中轴水力自动闸门 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种先导式中轴水力自动闸门，属于排水系统设备技术领域。包括设置于流道中间的闸门和设置于流道左侧的浮箱室；所述流道通向晚于浮箱室进水的地下调蓄池，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，所述浮子室中设有浮子；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。本发明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，闸门关闭。

Description

先导式中轴水力自动闸门
技术领域
本发明属于排水系统设备技术领域，具体涉及一种先导式中轴水力自动闸门。
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
本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种先导式中轴水力自动闸门。
本发明采用的技术方案是：包括设置于流道中间的闸门和设置于流道左侧的浮箱室，所述闸门横向中心部位固定于转轴的中间段上，所述转轴的左段固定有浮箱，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；所述流道通向晚于浮箱室进水的地下调蓄池，地下调蓄池位于闸门的下游处；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；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。
进一步优选的结构，还包括设置于流道右侧的支撑结构，所述转轴的右段支撑于支撑结构上，所述浮箱室与支撑结构之间为泄洪通道，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。
进一步优选的结构，所述浮子室的进水水位等于地下调蓄池的最高允许水位。
进一步优选的结构，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。
进一步优选的结构，所述浮子室出水孔处设有排水单向阀。
进一步优选的结构，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。
进一步优选的结构，所述配重块为球体配重块。
进一步优选的结构，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。
进一步优选的结构，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。
进一步优选的结构，所述流道两侧的流道壁上对称固定有转轴定位板，所述转轴定位板上设有支撑轴，所述转轴的两端通过轴承安装于支撑轴上。
本发明用于市政雨水或污水管网向自然水体如江河、湖泊等溢流前，通过浮子的上浮与下降控制配重块的升降，当地下调蓄池液位很低时，浮箱室开始进水，闸门受浮箱的作用自动开启，当地下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为本发明中地下调蓄池低水位状态时，浮箱室开启的结构示意图；
图4为本发明中地下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-排水单向阀，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-支撑结构。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
如图1—图4所示，本发明包括设置于流道23中间的闸门1，还包括设置于流道23左侧的浮箱室6和设置于流道23右侧的支撑结构25；闸门1横向中心部位固定于转轴3的中间段上，闸门1与转轴3通过焊接方式连接，同时转轴3焊接在闸门1的中部，转轴3的左段固定有浮箱5，浮箱5设置于浮箱室6中，转轴3的右段支撑于支撑结构25上，转轴3的两端分别铰接于流道23两侧的流道壁4上；浮箱室6与支撑结构25之间为泄洪通道24，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，泄洪通道24通向晚于浮箱室6进水的地下调蓄池2，地下调蓄池2位于闸门1的下游处；地下调蓄池2中设有浮子室9，浮子室9的下部开有水流过孔，水流过孔与地下调蓄池2相通，浮子室9中设有浮子11；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，浮箱室进水口7处设有封堵浮箱室进水口7的封堵装置，封堵装置与浮子11之间连接有连动装置。
浮子室9下部的水流过孔为浮子室出水孔10，浮子室9的一侧侧壁的上部开有浮子室进水口20，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。浮子室出水孔10处设有排水单向阀19，通过排水单向阀19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。
封堵装置为配重块12，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，浮子11与配重块12之间连接有钢丝绳21，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；浮子11的质量大于配重块12的质量。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。
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。
如图5—6所示，泄洪通道24的底部固定有密封座15，密封座15的两端分别固定于浮箱室6侧壁和支撑结构25墙壁上；密封座15与闸门1的底部配合密封，闸门1的两侧边缘和底部边缘均固定有密封圈16。
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，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，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。
流道23两侧的流道壁4上对称固定有转轴定位板17，转轴定位板17上设有支撑轴，转轴3的两端通过轴承安装于支撑轴上。转轴定位板17通过地脚螺栓22固定于流道壁4上。转轴3可以绕转轴定位板17的支撑轴旋转，浮箱5和闸门1可以随转轴3的旋转而旋转。闸门1和浮箱5做成箱体结构，闸门1可以通过注水或配重等方式来调节闸门1的重量。
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。
本发明中，结合图3、图4所示，图1中X方向为水流方向，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。
浮子室9的进水水位等于地下调蓄池2的最高允许水位，当下游的地下调蓄池2的水位上升至地下调蓄池2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，保持地下调蓄池2的水位稳定。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种先导式中轴水力自动闸门，包括设置于流道(23)中间的闸门(1)和设置于流道(23)左侧的浮箱室(6)，其特征在于：所述闸门(1)横向中心部位固定于转轴(3)的中间段上，所述转轴(3)的左段固定有浮箱(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；所述流道(23)通向晚于浮箱室(6)进水的地下调蓄池(2)，地下调蓄池(2)位于闸门(1)的下游处；所述地下调蓄池(2)中设有浮子室(9)，所述浮子室(9)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)；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所述的先导式中轴水力自动闸门，其特征在于：还包括设置于流道(23)右侧的支撑结构(25)，所述转轴(3)的右段支撑于支撑结构(25)上，所述浮箱室(6)与支撑结构(25)之间为泄洪通道(24)，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。
3.如权利要求1所述的先导式中轴水力自动闸门，其特征在于：所述浮子室(9)的进水水位等于地下调蓄池(2)的最高允许水位。
4.如权利要求1所述的先导式中轴水力自动闸门，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。
5.如权利要求4所述的先导式中轴水力自动闸门，其特征在于：所述浮子室出水孔(10)处设有排水单向阀(19)。
6.如权利要求1所述的先导式中轴水力自动闸门，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。
7.如权利要求6所述的先导式中轴水力自动闸门，其特征在于：所述配重块(12)为球体配重块。
8.如权利要求1所述的先导式中轴水力自动闸门，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。
9.如权利要求1所述的先导式中轴水力自动闸门，其特征在于：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)，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。
10.如权利要求1所述的先导式中轴水力自动闸门，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)上设有支撑轴，所述转轴(3)的两端通过轴承安装于支撑轴上。
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