CN106869086A - 一种分级蓄水闸门 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种分级蓄水闸门，所述分级蓄水闸门包括闸门本体、发电装置和捕鱼装置。通过对闸门本体、发电装置和捕鱼装置进行具体设定，使得该分级蓄水闸门在分级蓄水的过程中能够进行发电操作，并且还可以进行鱼类捕捉操作，并且通过上述装置的设置使得闸门下部长期通过水的时候不会造成闸门下部弯曲而造成闸门的损坏，达到了转害为利的目的。

Description

一种分级蓄水闸门

技术领域

本发明属于水利应用领域，具体涉及一种分级蓄水闸门。

背景技术

现有闸门都为可以上下移动的板材，而在大型水电站和大型水利坝区中很多都需要进行分级蓄水，这时候很多分级蓄水闸门就需要合理控制流过的水量。本领域常规的做法是不完全提起闸门，通过闸门提起的高度来合理限定流过的水量，但是这种做法很大的弊端是久而久之水的动能导致闸门下端变形（冲击变形），从而久而久之闸门无法下放到下部容口中，从而导致闸门的损坏。同时这时候由于是部分提起闸门，因此水的动能是非常大的，其能量白白浪费在与闸门的对抗上，如果能把这部分能量利用起来，既减小了对闸门底部的冲击又合理利用了能量，从而变害为利。

在大型水利工程的流域，常规都会有各种鱼类生活在水中，现有捕鱼方法要么需要耗费大量的人力物力，要么一网下去大鱼小鱼都被捕捞上来，对河流的生态系统造成破坏（小鱼也被捕捞上来，则会导致水中生态系统变化，造成将来无鱼可捕，且对整个食物链也造成了较大影响，严重的可以造成水利环境大量的污染），因此如何在正常生产的情况下将这些鱼进行捕捞也是臻待解决的问题。

发明内容

本发明通过提出一种分级蓄水闸门。

具体通过如下技术手段实现：

一种分级蓄水闸门，所述分级蓄水闸门包括闸门本体、发电装置和捕鱼装置。

所述闸门本体在下侧设置有多个闸门缺口。

所述发电装置包括水轮装置和发电机组，所述水轮装置包括水轮轴、水轮叶片和传动轴，所述水轮轴横向安装在所述闸门缺口的中下部，所述水轮叶片逐个安装在所述水轮轴上，所述传动轴一端与所述水轮轴同轴安装，另一端与所述发电机组的输入轴同轴安装。

所述捕鱼装置为多个，均设置在所述闸门本体的背水一侧，包括捕鱼箱、转动装置和储鱼箱，所述捕鱼箱为立方体结构，朝向转动装置的、并通过转动支撑杆与转动装置的转动轴相连接的一面为捕鱼箱释放面，与捕鱼箱释放面相对的为捕鱼箱入鱼面，其他四个面均为捕鱼箱侧面，所述捕鱼箱入鱼面为整体开口设置，捕鱼箱侧面和捕鱼箱释放面均为横纵相连的金属条焊接而成的捕鱼箱网架，四个所述捕鱼箱侧面为固定焊接而成，所述捕鱼箱释放面一端铰接，另一端设置有球形卡接头，并与捕鱼箱侧面相对位置上设置的弧形卡接口相配合，所述球形卡接头的重量设置为：当所述捕鱼箱释放面朝下时，所述球形卡接头通过自身重量而从所述弧形卡接口处脱落。

所述转动装置通过转动轴将多个捕鱼箱绕所述转动轴转动，所述储鱼箱设置在最高处捕鱼箱的下侧，并且捕鱼箱的上部开口与打开的所述捕鱼箱释放面相配合，通过斜向的捕鱼箱释放面将捕获的鱼滑动到所述储鱼箱中；所述捕鱼箱在转动在侧部的位置与所述闸门缺口位置正向对应。

作为优选，所述捕鱼装置在所述转动支撑杆和捕鱼箱之间还斜向设置有加强杆。

作为优选，所述转动装置的转动方向为使得所述捕鱼箱入鱼面从侧部向上转动时，所述捕鱼箱释放面的所述球形卡接头在所述捕鱼箱侧面的上端。

作为优选，所述捕鱼箱网架中金属条之间的距离设定为能够让小鱼通过而不让大鱼通过。

作为优选，所述捕鱼装置还包括控制装置，用于在所述发电装置工作时而对捕鱼装置中的转动轴进行转动启动、停止和转动速度的控制；所述控制装置与所述发电装置电连接。

作为优选，所述发电装置还包括蓄电池，用于将发电机组发出的电进行储存。

本发明中所述的向水一侧指的是水流来的方向，即耐水冲击的一侧，背水侧指的是水流离开闸门远去的一侧。由于水流遇到发电机的水轮叶片的阻挡（水流的动能转变为电能），从而能量瞬间减小，从而该处水流速度急速下降，从而导致该处的水量减少，从而导致侧面的正常流动的水横向流动到该处，导致该处产生横向流动，导致涡流。

本发明的效果在于：

1，通过在分级蓄水闸门下端设置闸门缺口并在闸门缺口设置发电机的水轮叶片，使得当部分提高闸门的时候，水流从闸门下端流过，但是闸门缺口部分由于安装有可以转动的水轮叶片，在下端的水轮叶片（水轮叶片比闸门最下端长）对水流进行阻挡，从而利用水流的动能推动水轮叶片的转动，达到发电的目的，将水流动能转化为电能的同时减少了水流对闸门下端的冲击而导致的闸门变形而报废的问题产生。

2，由于在装有水轮叶片的闸门缺口部位水轮叶片对水流进行了阻挡，水流的动能转化为了水轮叶片转动的能量，从而流过水轮叶片的水流动能迅速大量减小，从而这部分水流速度减小，从而导致流经水轮叶片部位的水流在水轮叶片后部流水的量大量减少，而该处流水的减少必定需要其他部分水流的补充，从而会导致横向水流流向该部位，从而在水轮叶片的后部造成横向流动的涡流（如图6所示）。通过在该涡流部位设置有横向开口的捕鱼箱入鱼面，当有鱼随着水流流动的时候，鱼会随着涡流而横向流动，从而整体通过捕鱼箱入鱼面而流入到捕鱼箱中，通过转动装置转动，该捕鱼箱入鱼面会向上转动，小于捕鱼箱网架间距的小鱼会漏出捕鱼箱，而大于该间距的大鱼会收纳入捕鱼箱（上升过程中暂时缺水，大鱼不会从朝上的入鱼面逃出），并且通过短时打开的释放面释放到储鱼箱中进行储存，而储鱼箱中是有水的，保证了临时储存活鱼。从而达到了捕鱼的目的，又没有耗费太多的成本（无需专门的如打开释放面的控制方面的智能化，只需合理设置其卡接头的重量和卡接口的卡接强度即可实现），并且只捕大鱼而不捕小鱼，保证了水利生态的持续性。

3，正是由于设置了瞬间减小水流能量的水轮叶片用来发电，才使得该处形成涡流，才可以设计出该特定的捕鱼箱体系，一环套一环使得该装置整体上即能发电还能减少闸门的损坏还能达到捕鱼的目的。

附图说明

图1为本发明分级蓄水闸门向水一侧部分结构示意图。

图2为本发明分级蓄水闸门背水一侧部分结构示意图。

图3为捕鱼装置工作时的结构示意图。

图4为捕鱼箱侧面视图的结构示意图。

图5为捕鱼箱入鱼面视图的结构示意图。

图6为本发明分级蓄水闸门俯视的水流方向示意图。

其中：1-闸门，11-闸门缺口，12-水轮轴，121-传动轴，13-水轮叶片，2-发电机组，31-捕鱼箱入鱼面，32-捕鱼箱释放面，33-捕鱼箱侧面，34-捕鱼装置转动支撑杆，35-捕鱼装置加强杆，36-捕鱼装置转动轴，37-捕鱼箱网架，38-球形卡接头，381-弧形卡接口，39-储鱼箱。图3中弧形箭头方向为捕鱼装置转动方向，图6中虚线箭头方向为水流方向。

具体实施方式

实施例1

如图1-5所示。

一种分级蓄水闸门，所述分级蓄水闸门包括闸门本体、发电装置和捕鱼装置。

所述闸门本体在下侧设置有多个闸门缺口。

所述发电装置包括水轮装置和发电机组，所述水轮装置包括水轮轴、水轮叶片和传动轴，所述水轮轴横向安装在所述闸门缺口的中下部，所述水轮叶片逐个安装在所述水轮轴上，所述传动轴一端与所述水轮轴同轴安装，另一端与所述发电机组的输入轴同轴安装。

所述捕鱼装置为4个，均设置在所述闸门本体的背水一侧，包括捕鱼箱、转动装置和储鱼箱，所述捕鱼箱为立方体结构，朝向转动装置的、并通过转动支撑杆与转动装置的转动轴相连接的一面为捕鱼箱释放面，与捕鱼箱释放面相对的为捕鱼箱入鱼面，其他四个面均为捕鱼箱侧面，所述捕鱼箱入鱼面为整体开口设置，捕鱼箱侧面和捕鱼箱释放面均为横纵相连的金属条焊接而成的捕鱼箱网架，四个所述捕鱼箱侧面为固定焊接而成，所述捕鱼箱释放面一端铰接，另一端设置有球形卡接头，并与捕鱼箱侧面相对位置上设置的弧形卡接口相配合，所述球形卡接头的重量设置为：当所述捕鱼箱释放面朝下时，所述球形卡接头通过自身重量而从所述弧形卡接口处脱落。

所述转动装置通过转动轴将多个捕鱼箱绕所述转动轴转动，所述储鱼箱设置在最高处捕鱼箱的下侧，并且捕鱼箱的上部开口与打开的所述捕鱼箱释放面相配合，通过斜向的捕鱼箱释放面将捕获的鱼滑动到所述储鱼箱中；所述捕鱼箱在转动在侧部的位置与所述闸门缺口位置正向对应。

所述捕鱼装置在所述转动支撑杆和捕鱼箱之间还斜向设置有加强杆。

所述转动装置的转动方向为使得所述捕鱼箱入鱼面从侧部向上转动时，所述捕鱼箱释放面的所述球形卡接头在所述捕鱼箱侧面的上端。

所述捕鱼箱网架中金属条之间的距离设定为能够让小鱼通过而不让大鱼通过。具体设置为5cm。

所述捕鱼装置还包括控制装置，用于在所述发电装置工作时而对捕鱼装置中的转动轴进行转动启动、停止和转动速度的控制；所述控制装置与所述发电装置电连接。

所述发电装置还包括蓄电池，用于将发电机组发出的电进行储存。

实施例2

一种分级蓄水闸门，所述分级蓄水闸门包括闸门本体、发电装置和捕鱼装置。

所述闸门本体在下侧设置有多个闸门缺口.

所述发电装置包括水轮装置和发电机组，所述水轮装置包括水轮轴、水轮叶片和传动轴，所述水轮轴横向安装在所述闸门缺口的中下部，所述水轮叶片逐个安装在所述水轮轴上，所述传动轴一端与所述水轮轴同轴安装，另一端与所述发电机组的输入轴同轴安装。

所述捕鱼装置为8个，均设置在所述闸门本体的背水一侧，包括捕鱼箱、转动装置和储鱼箱，所述捕鱼箱为立方体结构，朝向转动装置的、并通过转动支撑杆与转动装置的转动轴相连接的一面为捕鱼箱释放面，与捕鱼箱释放面相对的为捕鱼箱入鱼面，其他四个面均为捕鱼箱侧面，所述捕鱼箱入鱼面为整体开口设置，捕鱼箱侧面和捕鱼箱释放面均为横纵相连的金属条焊接而成的捕鱼箱网架，四个所述捕鱼箱侧面为固定焊接而成，所述捕鱼箱释放面一端铰接，另一端设置有球形卡接头，并与捕鱼箱侧面相对位置上设置的弧形卡接口相配合，所述球形卡接头的重量设置为：当所述捕鱼箱释放面朝下时，所述球形卡接头通过自身重量而从所述弧形卡接口处脱落。

所述转动装置通过转动轴将多个捕鱼箱绕所述转动轴转动，所述储鱼箱设置在最高处捕鱼箱的下侧，并且捕鱼箱的上部开口与打开的所述捕鱼箱释放面相配合，通过斜向的捕鱼箱释放面将捕获的鱼滑动到所述储鱼箱中；所述捕鱼箱在转动在侧部的位置与所述闸门缺口位置正向对应。

所述捕鱼装置在所述转动支撑杆和捕鱼箱之间还斜向设置有加强杆。

所述转动装置的转动方向为使得所述捕鱼箱入鱼面从侧部向上转动时，所述捕鱼箱释放面的所述球形卡接头在所述捕鱼箱侧面的上端。

所述捕鱼箱网架中金属条之间的距离设定为能够让小鱼通过而不让大鱼通过。具体设置为6.5cm。

所述捕鱼装置还包括控制装置，用于在所述发电装置工作时而对捕鱼装置中的转动轴进行转动启动、停止和转动速度的控制；所述控制装置与所述发电装置电连接。

所述发电装置还包括蓄电池，用于将发电机组发出的电进行储存。

实施例3

如图1-图6所示，图3为图2中左侧那个捕鱼箱的整体捕鱼装置结构示意图，图2右侧那个捕鱼箱也有一个同样的整体捕鱼装置，不同的是其转动方向相反，且释放面的球形卡接头的安装位置与图3中的相反，从而可以保证转动的时候，入鱼面与涡流的水流方向相逆，然后入鱼面会向上转动，在该捕鱼箱转动到定点（最高处）的时候，下部的释放面以一侧为轴另一侧卡接头部位重力原因打开（主要是本身卡接头的重力与卡接口卡接强度的配合，当捕鱼箱中有鱼的时候，由于鱼的重量增加，从而使得释放面更加容易打开，而当没鱼的时候，即使偶尔出错而导致卡接头没有打开也由于里面没有鱼而无大碍），从而将捕到的鱼释放到储鱼箱中，然后继续转动，转到另一个侧面使得释放面的卡接头一侧朝下，然后继续转动到最下端，释放面朝上，卡接头利用自身重力与卡接口进行卡接，从而再次形成一个只有入鱼面开口而其他面均封闭（网状的相对封闭）的立方体结构，再次转动到入鱼面与涡流水流流动方向相逆的对立方向进行捕鱼操作（鱼会随着水流进入到捕鱼箱中）。以上为整个捕鱼过程。

Claims (6)

1.一种分级蓄水闸门，其特征在于：所述分级蓄水闸门包括闸门本体、发电装置和捕鱼装置；

所述闸门本体在下侧设置有多个闸门缺口；

所述发电装置包括水轮装置和发电机组，所述水轮装置包括水轮轴、水轮叶片和传动轴，所述水轮轴横向安装在所述闸门缺口的中下部，所述水轮叶片逐个安装在所述水轮轴上，所述传动轴一端与所述水轮轴同轴安装，另一端与所述发电机组的输入轴同轴安装；

所述捕鱼装置为多个，均设置在所述闸门本体的背水一侧，包括捕鱼箱、转动装置和储鱼箱，所述捕鱼箱为立方体结构，朝向转动装置的、并通过转动支撑杆与转动装置的转动轴相连接的一面为捕鱼箱释放面，与捕鱼箱释放面相对的为捕鱼箱入鱼面，其他四个面均为捕鱼箱侧面，所述捕鱼箱入鱼面为整体开口设置，捕鱼箱侧面和捕鱼箱释放面均为横纵相连的金属条焊接而成的捕鱼箱网架，四个所述捕鱼箱侧面为固定焊接而成，所述捕鱼箱释放面一端铰接，另一端设置有球形卡接头，并与捕鱼箱侧面相对位置上设置的弧形卡接口相配合，所述球形卡接头的重量设置为：当所述捕鱼箱释放面朝下时，所述球形卡接头通过自身重量而从所述弧形卡接口处脱落；

所述转动装置通过转动轴将多个捕鱼箱绕所述转动轴转动，所述储鱼箱设置在最高处捕鱼箱的下侧，并且捕鱼箱的上部开口与打开的所述捕鱼箱释放面相配合，通过斜向的捕鱼箱释放面将捕获的鱼滑动到所述储鱼箱中；所述捕鱼箱在转动在侧部的位置与所述闸门缺口位置正向对应。

2.根据权利要求1所述的分级蓄水闸门，其特征在于，所述捕鱼装置在所述转动支撑杆和捕鱼箱之间还斜向设置有加强杆。

3.根据权利要求1所述的分级蓄水闸门，其特征在于，所述转动装置的转动方向为使得所述捕鱼箱入鱼面从侧部向上转动时，所述捕鱼箱释放面的所述球形卡接头在所述捕鱼箱侧面的上端。

4.根据权利要求1所述的分级蓄水闸门，其特征在于，所述捕鱼箱网架中金属条之间的距离设定为能够让小鱼通过而不让大鱼通过。

5.根据权利要求1所述的分级蓄水闸门，其特征在于，所述捕鱼装置还包括控制装置，用于在所述发电装置工作时而对捕鱼装置中的转动轴进行转动启动、停止和转动速度的控制；所述控制装置与所述发电装置电连接。

6.根据权利要求1所述的分级蓄水闸门，其特征在于，所述发电装置还包括蓄电池，用于将发电机组发出的电进行储存（蓄电池还可以对控制装置进行电力供应）。