CN107190715A - 自由浮体自动开闸门系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自由浮体自动开闸门系统，包括自上而下依次设置多层闸道以及相应闸板，在每层闸道的进水端和出水端口的下方分别设置有固定闸板；位于每层固定闸板的内侧分别设置有闸板导向槽，并分别匹配安装有活动闸板；所述活动闸板的前后两端通过连杆对称连接在浮体的两侧；在每层闸道的上下端分别设置有约束浮体的上、下限位的挡台；本发明可以自动调节不同高度的活动挡水门开启或关闭，实现只有表层水可以通过闸道的目的。该设计合理巧妙，使用效果好，其结构简单，容易制造或改造，成本低，适合推广应用。
Description
技术领域
本发明属于水电站开闸放水调节技术领域，具体涉及一种自由浮体自动开闸门系统。
背景技术
水电站发电时需要将大量上游水位向下游排放用于驱动水轮发电机形成电能。为提高水能势头，上游水位通常被抬高数十米高度，由于上下游水层厚度不同形成温差，上游水被直接排放后与下游水进行热交换，如果上下游温差过大会影响下游生物习性，破坏生态平衡。现有技术中利用叠梁闸通过多层通道进行控制放水，需要依靠电力驱动，实施检测水位高度，如果存在传感器失真或电控部分失灵等失误因素，任何一次失误就会造成较大的生态破坏性，其投入成本和管理成本较高。而且，普通叠梁闸只是用于普通小规模放水使用，还不能与水电站发电相结合使用。
发明内容
本发明针对现有闸门存在不能实现自动调节控制问题和不足，提供一种利用浮体自控的自由浮体自动开闸门系统。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种自由浮体自动开闸门系统，包括自上而下依次设置多层闸道以及相应闸板，在每层闸道的进水端和出水端口的下方分别设置有固定闸板；位于每层固定闸板的内侧分别设置有闸板导向槽，并分别匹配安装有活动闸板；所述活动闸板的前后两端通过连杆对称连接在浮体的两侧；在每层闸道的上下端分别设置有约束浮体的上、下限位的挡台；相邻两层的浮体与活动闸板的关系为：位于上层闸道的浮体通过其两侧连杆与位于下层的活动闸板固定连接；与浮体和活动闸板之间连接的连杆设置有可调长度的结构；所述可调长度的结构包括套管和套杆，两者通过锁紧扣固定连接在一起；所述锁紧扣包括上套件和下套件，分别套装在套管和套杆的末端；上套件通过上连扳固定有上连接管，下套件通过下连扳固定有下连接管，上连接管和下连接管之间贯穿安装有螺杆；所述上套件和下套件分布为对称的两半组合结构，在相贴合的连接板上贯穿安装有锁紧螺栓，位于相邻两连接片之间设置有弹性垫片，同时在所述套管的端口位置设置有侧面开口的收缩缝。
所述浮体与闸道侧壁之间设置有使浮体只能竖向运动的导向机构。
所述导向机构是在闸道内两侧的侧壁设置浮体滑道，同时在浮体上设置有滑动机构，滑动机构与浮体滑道配合安装。
所述滑动机构包括连接块，连接块的上、下分别设置有中轴，各中轴上分别安装有两组左右对称的摆板，每组摆板末端通过销轴安装有滑轮，位于摆板两侧滑轮转轴之间设置有可调撑杆。
有益效果：本发明利用浮体重力和浮体浮力来自动调节放水闸门处表面层过水通道开启，位于水面以下的浮体受到水的浮力作用，向上浮动并牵引各滑动闸板一起向上运动，处于上限位。从而使滑动闸板与固定闸板对接，从而使水面以下的闸道关闭。位于水面以上的浮体受到自身重力和滑动闸板的重力作用，处于下限位，此时滑动闸板与固定闸板重合，从而使闸道打开。位于水面上侧的浮体处于下限位，位于水面下层的浮体处于上限位，从而水面能够从上、下两层浮体之间的闸道通过。当水位继续升高或降低时，受到水的浮力作用，水面附近的浮体向上或向下浮动并牵引各滑动闸板一起向上或向下运动，使与水面接触的附图处于上限位和下限位之间的区域内，此时滑动闸板只有部分面积与固定闸板重合，有部分闸道被释放。从而，无论水位有多高或多低，本发明都可以自动调节不同高度的活动挡水门开启或关闭，实现只有表层水可以通过闸道的目的。该设计合理巧妙，使用效果好，其结构简单，容易制造或改造，成本低，适合推广应用。
附图说明
图1是本发明的多层闸道内部结构示意图。
图2是图1中单个浮体的结构示意图。
图3是图2中B部放大结构示意图。
图4是图3中A-A剖面结构示意图。
图中，标号1为闸道，2为固定闸板，3为闸板导向槽，4为活动闸板，5为浮体，6为连杆，7为浮体滑道，8为滑动机构，9为挡台，10为地基，11为支撑罩，12为收缩缝，13为弹性垫片。61为套管，62为套杆，63为锁紧扣，631为上套件，632为上连扳，633为上连接管，634为下套件，635为下连扳，636为下连接管，637为螺杆。81为连接块，82为中轴，83为摆板，84为销轴，85为滑轮，86为可调撑杆。
具体实施方式
实施例1：如图1所示的自由浮体自动开闸门系统，在地基和闸门主体结构框架内，自上而下依次设置多层闸道以及相应闸板。如图1所示，在每层闸道的进水端和出水端口的下方分别设置有固定闸板；位于每层固定闸板的内侧分别设置有闸板导向槽，并分别匹配安装有活动闸板。
如图2所示，活动闸板的前后两端通过连杆对称连接在浮体的两侧；在每层闸道的上下端分别设置有约束浮体的上、下限位的挡台。位于水面上侧的浮体处于下限位，位于水面下层的浮体处于上限位，从而水面能够从上、下两层浮体之间的闸道通过。在每层闸道的上、下侧分别设置有约束浮体5的挡台9，从而各层浮体5只能在相应闸道内升降运动。
相邻两层的浮体与活动闸板的关系为：位于上层闸道的浮体通过其两侧连杆与位于下层的活动闸板固定连接。
为了防止浮体5出现偏斜问题，考虑在浮体5与闸道1侧壁之间设置有导向机构。如图3和图4所示，导向机构的一种形式是在多层闸道1的侧壁自上而下贯穿设置浮体滑道，同时在浮体5上设置有滑动机构，滑动机构与浮体滑道配合安装。
实施例2：在实施例1基础上，对浮体5与活动闸门的调节方式进行改进。参见图2、图3和图4，浮体5与活动闸门之间的连杆设置有可调长度的结构。
可调长度的结构包括套管61和套杆62，两者通过锁紧扣63固定连接在一起。锁紧扣63包括上套件631和下套件634，分别套装在套管61和套杆62的末端；上套件631通过上连扳632固定有上连接管633，下套件364通过下连扳635固定有下连接管636，上连接管633和下连接管636之间贯穿安装有螺杆637。
另外，为更好地达到锁紧效果，将所述上套件和下套件分布为对称的两半组合结构，在相贴合的连接板上贯穿安装有锁紧螺栓，同时在所述套管的端口位置设置有侧面开口的收缩缝。位于相邻两连接片之间设置有弹性垫片，对相邻连接片锁紧时，能够使上套件和下套件紧固在套管和套杆的端部。该结构不仅能够满足连杆升降调节目的，而且能够利用两侧对称的连接管并贯穿螺栓的方式，从而在连杆套接位置的两侧提高连杆的连接强度。
Claims (4)
1.一种自由浮体自动开闸门系统，包括自上而下依次设置多层闸道以及相应闸板，其特征是：在每层闸道的进水端和出水端口的下方分别设置有固定闸板；位于每层固定闸板的内侧分别设置有闸板导向槽，并分别匹配安装有活动闸板；所述活动闸板的前后两端通过连杆对称连接在浮体的两侧；在每层闸道的上下端分别设置有约束浮体的上、下限位的挡台；相邻两层的浮体与活动闸板的关系为：位于上层闸道的浮体通过其两侧连杆与位于下层的活动闸板固定连接；与浮体和活动闸板之间连接的连杆设置有可调长度的结构；所述可调长度的结构包括套管和套杆，两者通过锁紧扣固定连接在一起；所述锁紧扣包括上套件和下套件，分别套装在套管和套杆的末端；上套件通过上连扳固定有上连接管，下套件通过下连扳固定有下连接管，上连接管和下连接管之间贯穿安装有螺杆；所述上套件和下套件分布为对称的两半组合结构，在相贴合的连接板上贯穿安装有锁紧螺栓，同时在所述套管的端口位置设置有侧面开口的收缩缝。
2.根据权利要求1所述的自由浮体自动开闸门系统，其特征是：所述浮体与闸道侧壁之间设置有使浮体只能竖向运动的导向机构。
3.根据权利要求2所述的自由浮体自动开闸门系统，其特征是：所述导向机构是在闸道内两侧的侧壁设置浮体滑道，同时在浮体上设置有滑动机构，滑动机构与浮体滑道配合安装。
4.根据权利要求3所述的自由浮体自动开闸门系统，其特征是：所述滑动机构包括连接块，连接块的上、下分别设置有中轴，各中轴上分别安装有两组左右对称的摆板，每组摆板末端通过销轴安装有滑轮，位于摆板两侧滑轮转轴之间设置有可调撑杆。
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