CN108316253B - 一种水量调控设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水量调控设备，属于灌溉技术领域，该调控设备用于调控水渠内部水位，水渠的渠底设置有弧形闸板槽；设备包括：传动组件，用于为传动组件提供动力的驱动组件，设备还包括：设置在弧形闸板槽内部的弧形导轨；与传动组件连接，且在传动组件驱动下沿弧形导轨转动的挡水板；挡水状态时，挡水板的一端转动至弧形导轨外部的预设工作位处；非挡水状态时，挡水板沿水平方向平铺于弧形导轨的顶部。通过使独立的弧形导轨与挡水板配合形成闸板结构，挡水板单独转动进行水量调节，如此不仅利于使闸板结构的制备简易化，且利于降低能耗。

Description

一种水量调控设备

技术领域

本发明涉及灌溉技术领域，特别涉及一种水量调控设备。

背景技术

在水渠灌溉的过程中，多采用堰形水量调控设备来稳定上游来水的水位，以及稳定下游配水的流量，实现高精度配水。

相关技术中，堰形水量调控设备包括：弧形闸板、驱动组件、传动组件。该弧形闸板包括：一个弧形面、一个平面和两个端面，两个端面设置在弧形面的两端，平面同时与弧形面和两个端面配合连接，以在弧形闸板的内部形成密封腔体。传动组件设置在密封腔体内，在水渠的渠底设置有闸板槽；当处于非工作状态时，弧形闸板的弧形面位于闸板槽内，且弧形闸板的平面与水渠的渠底在一个水平面上。当处于工作状态时，在驱动组件的作用下，弧形闸板可在闸板槽内通过传动组件在0°-90°之间转动，此时，弧形闸板的弧形面和平面均部分地位于闸板槽内，弧形面位于闸板槽外部的部分用于挡水。

发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有技术中，弧形闸板制备工艺相对复杂，且弧形闸板整体在闸板槽内转动，能耗较大。

发明内容

本发明实施例提供了一种水量调控设备，可解决上述技术问题。具体技术方案如下：

一种水量调控设备，用于调控水渠内部水位，所述水渠的渠底设置有弧形闸板槽；

所述设备包括：传动组件，用于为所述传动组件提供动力的驱动组件，所述设备还包括：设置在所述弧形闸板槽内部的弧形导轨；

与所述传动组件连接，且在所述传动组件驱动下沿所述弧形导轨转动的挡水板；

挡水状态时，所述挡水板的一端转动至所述弧形导轨外部的预设工作位处；

非挡水状态时，所述挡水板沿水平方向平铺于所述弧形导轨的顶部。

在一种可能的实现方式中，所述挡水板包括：平板式挡水面；

与所述挡水面连接的折板式非挡水面；

设置在所述挡水面与所述非挡水面之间的间隙中的加强板；

所述传动组件与所述加强板连接。

在一种可能的实现方式中，所述挡水面与所述非挡水面之间的间隙中还填充有高聚物层。

在一种可能的实现方式中，所述水量调控设备还包括：与弧形导轨的两端密封相抵的两个限位挡板；

所述限位挡板的底部固定在所述水渠的渠底中。

在一种可能的实现方式中，所述水量调控设备还包括：底部固定在所述水渠的渠底中的门型闸框；

所述门型闸框的侧部设置成空心状，用于容纳所述传动组件。

在一种可能的实现方式中，所述传动组件包括：沿横向设置在所述门型闸框顶部的主动转轴，且所述主动转轴与所述驱动组件连接；

位于所述门型闸框的侧部的空腔内，且顶部与所述主动转轴连接的传动机构；

与所述传动机构的底部连接的从动转轴，且所述从动转轴与所述挡水板的侧部连接。

在一种可能的实现方式中，所述传动机构为齿轮传动机构或平行四边形传动机构。

在一种可能的实现方式中，所述平行四边形传动机构包括：中部与所述主动转轴连接的上传动臂；

顶部分别与所述上传动臂的两端铰接的两个侧传动臂；

中部与所述从动转轴连接，两端分别与两个所述侧传动臂的底部铰接的下传动臂。

在一种可能的实现方式中，所述驱动组件包括：设置在所述门型闸框顶部的驱动电机，所述驱动电机与所述主动转轴连接，用于为所述主动转轴提供转动动力；

与所述驱动电机电性连接的控制器，用于控制所述驱动电机的运行；

通信单元，用于在所述控制器和外部中控平台之间建立通信连接；

电源，在一种可能的实现方式中，所述电源包括：设置在所述门型闸框顶部的输电杆；

设置在所述输电杆上的太阳能电池板；

设置在所述输电杆上的蓄电池，且所述蓄电池与所述太阳能电池板电性连接；

所述蓄电池用于为所述驱动电机、所述控制器、所述通信单元提供电能。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供的水量调控设备，应用时，通过驱动组件来为传动组件提供动力，使传动组件驱动挡水板沿弧形导轨转动。在调控水量的过程中，使挡水板进行挡水。当需要挡水时，挡水板的一端沿弧形导轨转动至弧形导轨内部预设位置处，另一端转动至弧形导轨外部的预设工作位处，进行挡水。通过调节挡水板的转动角度，以使该挡水板位于弧形导轨外部的端部的高度可调(即堰高可调)，进而调节水量及过流能力。当非挡水状态时，该挡水板转动至沿水平方向平铺于弧形导轨顶部，以利于淤积在挡水板前的泥沙等杂质随水流运动至下游。通过使独立的弧形导轨与挡水板配合形成闸板结构，挡水板单独转动进行水量调节，如此不仅利于使闸板结构的制备简易化，且利于降低能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的水量调控设备的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的传动组件的结构示意图；

图3是发明实施例提供的挡水板在挡水状态下的示意图；

图4是发明实施例提供的挡水板在非挡水状态下的示意图；

图5是本发明实施例提供的挡水板的结构示意图。

其中，图1中所述的附图标记1为虚线框，表示其代表的传动组件部分地位于驱动组件内部。

附图标记分别表示：

1-传动组件，

101-主动转轴，

102-传动机构，1021-上传动臂，1022-侧传动臂，1023-下传动臂，

103-从动转轴，

2-驱动组件，201-输电杆，202-太阳能电池板，

3-弧形导轨，

4-挡水板，401-挡水面，402-非挡水面，403-加强板，

5-限位挡板，

6-门型闸框。

具体实施方式

除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供了一种水量调控设备，该水量调控设备用于调控水渠内部水位，水渠的渠底设置有弧形闸板槽。其中，如附图1和附图2所示，该水量调控设备包括：传动组件1，用于为传动组件1提供动力的驱动组件2。进一步地，该水量调控设备还包括：设置在弧形闸板槽内部的弧形导轨3；

与传动组件1连接，且在传动组件1驱动下沿弧形导轨3转动的挡水板4；

挡水状态时，挡水板4的一端转动至弧形导轨3外部的预设工作位处；

非挡水状态时，挡水板4沿水平方向平铺于弧形导轨3的顶部。

本发明实施例提供的水量调控设备，应用时，通过驱动组件2来为传动组件1提供动力，使传动组件1驱动挡水板4沿弧形导轨3转动。在调控水量的过程中，使挡水板4进行挡水。当需要挡水时，挡水板4的一端沿弧形导轨3转动至弧形导轨3内部预设位置处，另一端转动至弧形导轨3外部的预设工作位处，进行挡水(参见附图3)。通过调节挡水板4的转动角度，以使该挡水板4位于弧形导轨3外部的端部的高度可调(即堰高可调)，进而调节水量及过流能力。当非挡水状态时，参见附图4，该挡水板4转动至沿水平方向平铺于弧形导轨3顶部，以利于淤积的泥沙等杂质随水流运动至下游。通过使独立的弧形导轨3与挡水板4配合形成闸板结构，挡水板4单独转动进行水量调节，如此不仅利于使闸板结构的制备简易化，且利于降低能耗。

需要说明的是，对于挡板的挡水状态来说，其可分为完全挡水和不完全挡水。当不完全挡水时，挡水板4可转动至预设的各个不完全挡水工作位处，此时，水流可由挡水板4的顶部以溢流形式经过挡水板4，此时，实现对水流流量的调节，且利于测量。

当完全挡水时，挡水板4转动至完全挡水工作位处，切断水流。

举例来说，当挡水板4转动至与水平方向成大于0°，且小于80°的角度时，该角度范围所对应的挡水板4的预设工作位可为不完全挡水工作位。当大于80°，且小于或等于90°时，该角度范围所对应的挡水板4的预设工作位可为完全挡水工作位。

不挡水时，挡水板4与水渠的渠底持平，不影响水渠输水，并利于泥沙的输运。

可以理解的是，设置在水渠的渠底的弧形闸板槽的结构与弧形导轨3的结构相适配，弧形导轨3的顶部与水渠的渠底持平。当挡水板4平铺于水渠的顶部开口处时，其与水渠的渠底持平，使淤积的泥沙等物质随水流运动至下游。考虑到避免使泥沙等物质由挡水板4和弧形导轨3之间的间隙中进入弧形导轨3内，可以在挡水板4的端部设置密封条，该密封条的设置不影响挡水板4沿弧形导轨3的转动，且能够密封两者之间的间隙。

本发明实施例中，当挡水板4转动时，其一端沿着弧形导轨3的弧度进行转动，另一端则由弧形导轨3内部转动至其外部。当转动至沿水平方向平铺时，挡水板4的两端分别与弧形导轨3的顶部开口两端密封相抵。

考虑到挡水板4需要有足够的强度来进行挡水作业，如附图5所示，该挡水板4包括：平板式挡水面401；

与挡水面401连接的折板式非挡水面402；

设置在挡水面401与非挡水面402之间的间隙中的加强板403；

传动组件1与加强板403连接。

基于非挡水面402成折板式，当其与平板式挡水面401配合构成挡水板4的主体时，能够形成三角形结构，显著提高挡水板4的强度。进一步地，通过在挡水面与非挡水面402之间的间隙中设置加强板403，能够进一步提高挡水板4的强度。

示例地，该非挡水面402和挡水面401可配合形成等腰三角形结构，且加强板403作为该等腰三角形结构的中垂线设置即可。

另外，通过使传动组件1与加强板403连接，在不影响挡水板4强度的前提下，实现了挡水板4与传动组件1的连接。

本发明实施例中，挡水板4可选用高强质轻的金属或金属合金材质。进一步地，为了提高挡水板4的抗压能力，在其挡水面和非挡水面402之间的间隙中填充有高聚物层，该高聚物层由高强聚合物材料，例如聚碳酸酯、聚乙烯等制备得到。如此不仅可提高挡水板4的强度，且不影响挡水板4的轻量化设计，利于降低能耗。

为了对弧形导轨3进行稳定限位，且密封弧形导轨3两端，防止水流侵入，如附图1所示，该水量调控设备还包括：与弧形导轨3的两端密封相抵的两个限位挡板5；其中，限位挡板5的底部固定在水渠的渠底中。

限位挡板5的结构可以挡水板4的结构相同，即，具有空腔，且空腔内填充有高聚物层。

示例地，该限位挡板5可为方形板状，其底部伸入至水渠的渠底内进行固定，其顶部高于弧形导轨3的顶部。该弧形导轨3也可以理解为弧形板，其可以为半圆形弧结构，也可以为优弧结构。

为了对传动组件1进行支撑，本发明实施例中，如附图1所示，该水量调控设备还包括：底部固定在水渠的渠底中的门型闸框6；其中，门型闸框6的一个侧部设置成空心状，用于容纳传动组件1，门型闸框6的另一侧部也可设置成空心状，用于容纳水位测量设备。

可以理解的是，该门型闸框6包括：顶板(即，顶部)、与顶板两侧垂直连接的两个侧部，其整体竖直设置在水渠中。

进一步地，可以使限位挡板5与门型闸框6的侧部内侧连接，例如螺栓连接，焊接等，以提高限位挡板5的限位作用。

本发明实施例中，采用传动组件1来使挡水板4转动，如附图2所示，该传动组件1包括：沿横向设置在门型闸框6顶部的主动转轴101，且主动转轴101与驱动组件2连接；

位于门型闸框6的侧部的空腔内，且顶部与主动转轴101连接的传动机构102；

与传动机构102的底部连接的从动转轴103，且从动转轴103与挡水板4的侧部连接。

应用时，驱动组件2驱动主动转轴101转动，主动转轴101将其转动力经传动机构102传递至从动转轴103，使从动转轴103随之转动，进而带动与其连接的挡水板4进行转动。

该传动组件1可设置有一组，位于挡水板4的一侧，也可以对称设置成两组，分别位于挡水板4的两侧。

示例地，该传动机构102为齿轮传动机构102或平行四边形传动机构102。为了获得更高的传动精度，即，主动转轴101的转动与从动转轴103的转动保持一致，可以采用平行四边形传动机构102。

本发明实施例中，如附图2所示，平行四边形传动机构102包括：中部与主动转轴101连接的上传动臂1021；顶部分别与上传动臂1021的两端铰接的两个侧传动臂1022；中部与从动转轴103连接，两端分别与两个侧传动臂1022的底部铰接的下传动臂1023。

应用时，主动转轴101带动上传动臂1021在预设角度内转动，进而使两个侧传动臂1022进行升降运动，进而带动下传动臂1023在预设角度内转动，进而带动从动转轴103转动。

其中，侧传动臂1022与上传动臂1021和下传动臂1023之间铰接，通过设定其可可转动的角度，来调整挡水板4可转动的角度。在一种可能的实现方式中，挡水板4可转动360度转动，此时，通过挡水板4的端部在弧形导轨3的转动，能够将弧形导轨3内部的泥沙或杂物清除。

当采用齿轮传动机构102时，其可包括与固定套装于主动转轴101两端的两个主动轮。设置在挡水板4两端的从动转轴103；固定套装于从动转轴103端部的两个从动轮。以及，分别绕同侧主动轮和从动轮传动。

应用时，驱动组件2控制主动转轴101及其上的主动轮进行转动，进而给予传动绳一传动趋势，由于传动绳同时绕在主动轮和从动轮上，传动绳将该传动趋势传递至从动轮，使从动轮转动，进而带动挡水板4转动。

本发明实施例中，利用驱动组件2来为传动组件1提供动力，基于传动组件1的上述结构，该驱动组件2包括：设置在门型闸框6顶部的驱动电机，且，驱动电机与主动转轴101连接，用于为主动转轴101提供转动动力；

与驱动电机电性连接的控制器，用于控制驱动电机的运行；

通信单元，用于在控制器和外部中控平台之间建立通信连接；以及，

电源。

应用时，外部中控平台通过通信单元向控制器发出作业指令，控制器根据该作业指令控制驱动电机的运行。由于驱动电机的输出轴与主动转轴101连接(也可通过联轴器实现连接)，以带动主动转轴101转动。

通过控制器可控制驱动电机的转动行程，进而控制主动转轴101的转动角度，主动转轴101不同的转动角度，能够实现将挡水板4的一端转动至弧形导轨3外部的不同的预设工作位处。

在本发明实施例中，控制器还可设置成用于获取水位测量设备获得的数据，并对其进行计算处理，进而获取从挡水板4上端通过的水流量。进一步地，还也可以根据来自外部中控平台的预设流量来自动调整挡水板4的位置，将从挡水板4上端通过的水流量调整为预设流量。

通信单元可以将相关信息传送至外部中控平台，如，水位测量设备获得的水位数据，控制器所计算出的从挡水板4上端通过的水流量，挡水板4的位置信息等，也可以接收外部中控平台发送的指令，将该指令传递至控制器，以调控挡水板4的位置，进而实现水流量的调控。

为了对驱动组件2进行防水，基于此，还可以在驱动组件2的外部套设防水箱体，即，将防水箱体设置于门型闸框6的顶部，来将驱动组件2密封于其内，防止进水。该防水箱体可以设置成长方体形、正方体形、圆筒形等多种可适应水渠环境的结构。该防水箱可采用不锈钢板制备得到，举例来说，其可包括一体成型的下腔体，以及与下腔体铰接的上盖体，以及，用于将上盖体锁紧于下腔体上的锁紧件，以便于通过打开或关闭上盖体，实现防水箱的开合。

为了保证防水箱体的防水效果，还可以在防水箱体上的任意连接处充填橡胶，以保证其密封防水效果。

为了节省能源，如附图1所示，该电源包括：设置在门型闸框6顶部的输电杆201；设置在输电杆201上的太阳能电池板202；设置在输电杆201上的蓄电池，且蓄电池与太阳能电池板202电性连接；蓄电池用于为驱动电机、控制器提供电能。

通过利用太阳能电池板202，将太阳能转化为电能，并储存在蓄电池内，进而为驱动电机、控制器、通信单元等需要电能供给的部件提供电能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种水量调控设备，用于调控水渠内部水位，所述水渠的渠底设置有弧形闸板槽；

所述设备包括：传动组件（1），用于为所述传动组件（1）提供动力的驱动组件（2），其特征在于，所述设备还包括：设置在所述弧形闸板槽内部的弧形导轨（3）；

与所述传动组件（1）连接，且在所述传动组件（1）驱动下沿所述弧形导轨（3）转动的挡水板（4）；

挡水状态时，所述挡水板（4）的一端转动至所述弧形导轨（3）外部的预设工作位处；非挡水状态时，所述挡水板（4）沿水平方向平铺于所述弧形导轨（3）的顶部；

所述挡水板（4）包括：平板式挡水面（401）；

与所述挡水面（401）连接的折板式非挡水面（402）；

设置在所述挡水面（401）与所述非挡水面（402）之间的间隙中的加强板（403）；所述挡水面（401）和所述非挡水面（402）配合形成等腰三角形结构，且所述加强板（403）作为所述等腰三角形的中垂线；

所述传动组件（1）与所述加强板（403）连接；

所述挡水面（401）与所述非挡水面（402）之间的间隙中还填充有高聚物层；

所述水量调控设备还包括：底部固定在所述水渠的渠底中的门型闸框（6）；

所述门型闸框（6）的侧部设置成空心状，用于容纳所述传动组件（1）；

所述传动组件（1）包括：沿横向设置在所述门型闸框（6）顶部的主动转轴（101），且所述主动转轴（101）与所述驱动组件（2）连接；

位于所述门型闸框（6）的侧部的空腔内，且顶部与所述主动转轴（101）连接的传动机构（102）；

与所述传动机构（102）的底部连接的从动转轴（103），且所述从动转轴（103）与所述挡水板（4）的侧部连接；

所述传动机构（102）为平行四边形传动机构；

所述平行四边形传动机构包括：中部与所述主动转轴（101）连接的上传动臂（1021）；

顶部分别与所述上传动臂（1021）的两端铰接的两个侧传动臂（1022）；

中部与所述从动转轴（103）连接，两端分别与两个所述侧传动臂（1022）的底部铰接的下传动臂（1023）。

2.根据权利要求1所述的水量调控设备，其特征在于，所述水量调控设备还包括：与所述弧形导轨（3）的两端密封相抵的两个限位挡板（5）；

所述限位挡板（5）的底部固定在所述水渠的渠底中。

3.根据权利要求2所述的水量调控设备，其特征在于，所述驱动组件（2）包括：设置在所述门型闸框（6）顶部的驱动电机，所述驱动电机与所述主动转轴（101）连接，用于为所述主动转轴（101）提供转动动力；

与所述驱动电机电性连接的控制器，用于控制所述驱动电机的运行；

通信单元，用于在所述控制器和外部中控平台之间建立通信连接；以及，

电源。

4.根据权利要求3所述的水量调控设备，其特征在于，所述电源包括：设置在所述门型闸框（6）顶部的输电杆（201）；

设置在所述输电杆（201）上的太阳能电池板（202）；

设置在所述输电杆（201）上的蓄电池，且所述蓄电池与所述太阳能电池板（202）电性连接；

所述蓄电池用于为所述驱动电机、所述控制器、所述通信单元提供电能。