CN108843806A - 一种用于农渠灌溉的小型化板闸 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于农渠灌溉的小型化板闸，包括：固定安装在农渠土建上的密封闸框，与所述密封闸框顶部固定连接的闸板传动机构，设于所述闸板传动机构外部的防护罩，设于所述闸板传动机构顶部并与其电路连接的电机，设于所述电机外部的电机罩，设于所述密封闸框内并与所述闸板传动机构固定连接的闸板。本发明的用于农渠灌溉的小型化板闸，体积下，结构简单，最小尺寸200mm，可用于农渠最末级；闸框主体采用铝合金材质，重量轻，便于与土建安装和密封，运输安装方便；ABS闸板防腐性能好；能够实现智能化远程操作，可以广泛应用于农业生产和农田水利灌溉中，具有较高的实用价值，可大面积推广应用。

Description

一种用于农渠灌溉的小型化板闸

技术领域

本发明涉及水利设施领域，具体涉及一种用于农渠灌溉的小型化板闸。

背景技术

我国是一个农业生产大国，农田水利设施用水量巨大，但现有技术中，农田灌溉一般多采用人工挖出缺口将水引入渠中，这样需要人工一直在旁边看守，效率低下。

少数地区采用小型水闸进行农田灌溉，但是现有的小型水闸结构复杂，大多数重量较重，不能利用农田现有的土建设施，施工复杂，不能实现在项目现场的快速安装，且大多采用手工操作，并没有进行智能化的设计，不利于广泛的在农业生产及农田水利灌溉中推广应用。

发明内容

本发明提供了一种用于农渠灌溉的小型化板闸，可以在项目现场快速安装，闸门开度能够实现精准控制，并且能够实现智能远程操控。

一种用于农渠灌溉的小型化板闸，包括：

固定安装在农渠土建上的密封闸框，与所述密封闸框顶部固定连接的闸板传动机构，设于所述闸板传动机构外部的防护罩，设于所述闸板传动机构顶部并与其电路连接的电机，设于所述电机外部的电机罩，设于所述密封闸框内并与所述闸板传动机构固定连接的闸板；

所述密封闸框包括：焊接而成的闸框主体，及凸出于所述闸框主体两侧的侧闸框，所述闸框主体的两侧对称设有两条滑槽，后端中部水平设有一根闸框支撑梁；

所述闸板传动机构包括：上端板、下端板及两个侧支撑板组成的传动支架，设于所述传动支架中部并贯穿所述上端板、下端板的丝杠，设于所述丝杠两侧并贯穿所述上端板、下端板的直线滑轨，套接于所述丝杠及直线滑轨上的滑块，设于所述丝杠顶端并与所述电机传动连接的联轴器，设于所述滑块内并与所述丝杠配合的螺母，设于所述滑块内并与所述直线滑轨配合的直线轴承。

两个侧闸框螺纹连接于农田土建上，使闸门固定安装于沟渠内，闸框主体预焊接完成，在项目现场可以快速安装；闸板传动机构采用T形丝杠滑台结构，结构刚度高，运动稳定性高；电机带动丝杠旋转，由丝杠旋转带动螺母上下运动，与丝杠并排设置两个直线滑轨，保证滑动丝杠螺母轴向运动精度，同时又可以为丝杠提供径向支撑力，确保丝杠不会出现径向变形，且保证闸板开度的精准。

优选的，所述闸门与所述密封闸框之间设有P形结构的密封条，所述密封条采用密封条压板固定于所述密封闸框内部。P形结构密封条即保证固定效果，又可填充闸门与密封闸框间的缝隙，密封效果好，耐磨、耐候性好。更优选的，所述密封条采用三元乙丙橡胶。

优选的，所述密封闸框采用铝合金材质焊接而成。铝合金材质轻、耐腐蚀、刚度强，使密封闸框的重量大大减轻，提高了现场装配效率。

优选的，所述丝杠采用不锈钢材质。不锈钢不易生锈，延长了丝杠的使用寿命。

优选的，所述闸板采用ABS塑料。非金属材料避免了闸板被泥水污染侵蚀，耐侵性好，且可以减少闸板在滑槽内滑动产生的摩擦力小，使闸板的开合更顺畅。

优选的，所述用于农渠灌溉的小型化板闸还包括与所述电机电路连接的远程控制模块，控制所述电机启停的电机驱动模块，用于给整个系统供电的太阳能供电模块，及与所述远程控制模块、电机驱动模块、太阳能供电模块线路连接的主控制模块。

太阳能供电模块可用于为整个小型化板闸提供清洁能源供电，节约了市电，在市电未普及的地区，也可以采用本发明提供的小型化板闸进行农田灌溉，大大提高了农田灌溉面积；远程控制模块可与远程手机终端或者电脑终端连接，进行数据的传送，可实现在手机或者电脑上对闸板开合的控制，大大提高了工作效率，节约了人力资本；主控制模块可管理和监测闸板开合的具体情况，并将监测分析数据进行分析，作为管理电机驱动模块的依据，以便管理电机驱动模块对电机的运转进行及时控制，以达到控制闸门开度和保护小型板闸机械机构的目的。通过设计一系列智能设施，实现了远程智能操纵闸门的可能。

更优选的，所述侧支撑板的上下两端分别固定安装有1个定位感应装置，所述定位感应装置的安装位置分别对应所述闸板开度的上限位置和下限位置；所述密封闸框的滑槽外壁上设有用于感应定位感应装置位置信号的霍尔传感器，所述霍尔传感器与所述主控制模块相连；所述闸板的顶部设有限位拨片，所述密封闸框的滑槽外壁上下两端分别固定安装有1个机械限位装置。

对应闸板开度的上限位置和下限位置均装有定位感应装置，在闸板运行到达主控制模块设定的最大或者最小开度时，霍尔传感器会感应到定位感应装置的反馈信息，并将反馈信息传送至主控制模块，主控制模块分析反馈信息后，会下达命令至电机驱动模块，电机驱动模块控制电机停止运行，同时闸板也停止运动，保证在特定的位置；此为一种常规情况下的保护机制，可以保护整个小型板闸的机械结构，避免其受到损害。

本发明还设计了另一种保护机制，当霍尔传感器未检测到定位感应装置反馈的信息时，闸板的开度将超过主控制模块设定的最大或者最小开度，此时通过机械限位装置和限位拨片来阻止电机的持续运行，电机遭到机械限位装置和限位拨片的阻碍后，其电机运转会受到阻止，电机运转受阻后电流反常增大，主控制模块接收到电机的信号回馈后，将反馈信息及时传送至电机驱动模块，电机驱动模块接收信息后，及时控制电机停止运转，同时实现闸板的停止运转，从而达到保护整个机械结构的目的。

优选的，所述太阳能供电模块包括太阳能电池板、蓄电池和太阳能控制器；所述太阳能电池板，用于将太阳辐射的能量转换为电能；所述蓄电池，用于为所述灌溉用拉杆式自动槽闸提供电力；所述太阳能控制器控制所述太阳能电池板为所述蓄电池充电。

太阳能控制器与太阳能电池板和蓄电池连接，控制太阳能对蓄电池的充电和蓄电池放电，当电池电量低于太阳能控制器的设定值，太阳能控制器断开蓄电池放电，同时控制导通太阳能电池板对蓄电池的通电，电池充电当电量达到设定值，停止太阳能对蓄电池充电，导通蓄电池放电。

优选的，所述太阳能控制器、远程控制模块、电机驱动模块以及主控制模块集成安装于小型控制箱内，所述小型控制箱设于所述电机附近。

优选的，所述农渠灌溉的小型化板闸还包括用于监视灌溉现场情况的摄像头，所述摄像头与所述远程控制终端模块数据连接。摄像头可以实时通过远程终端监控现场情况。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明的用于农渠灌溉的小型化板闸，体积下，结构简单，最小尺寸200mm，可用于农渠最末级；闸框主体采用铝合金材质，重量轻，便于与土建安装和密封，运输安装方便；ABS闸板防腐性能好；能够实现智能化远程操作，可以广泛应用于农业生产和农田水利灌溉中，具有较高的实用价值，可大面积推广应用。

附图说明

图1为根据本发明一实施例的小型化板闸的结构示意图；

图2为根据本发明一实施例的小型化板闸的太阳能电池板及小型控制箱的结构示意图；

图3为图1中密封闸框的结构示意图；

图4为图1中闸板传动机构的结构示意图；

图5为图1中小型化板闸的保护机制结构示意图；

图6为图1中密封闸框与闸板之间密封条的结构示意图。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

如图1所示，根据本发明一实施例的小型化板闸包括密封闸框1、与密封闸框1顶部固定连接的闸板传动机构2、设于闸板传动机构2外部的防护罩3、位于闸板传动机构2顶部的电机4、固定安装于电机4外部的电机罩5、与闸板传动机构2固定连接的闸板6。电机4采用12V直流行星减速电机，该电机具有结构紧凑、体积小、反应迅速、噪音小、可输出大扭矩等特点。闸板6采用耐候性优良的ABS材质，重量轻、耐腐蚀、与密封闸框1的摩擦力小。

在本发明的另一实施例中，如图2所示，小型化板闸还包括设于农田土建一侧的带太阳能电池板14和小型控制箱13的远程控制设施，小型控制箱13内部集成安装有与电机电路连接的蓄电池、太阳能控制器、远程控制模块、电机驱动模块以及主控制模块，用以远程操控闸板6的开合。在本发明的其他实施例中，还可以设置一个摄像头用于实时监控现场情况。

如图3所示，密封闸框1由铝合金焊接而成，包括闸框主体11及突出闸框主体11两侧的侧闸框12，侧闸框12用于与农田沟渠两侧的土建设施固定连接，闸框主体11的两侧设有滑槽111，闸板6在滑槽111内上下滑动以实现闸门的闭合，闸框主体11的后端中部水平设有一根闸框支撑梁112，闸框支撑梁112使闸框主体11的结构更稳定。

如图4所示，闸板传动机构2包括由上端板211、下端板212、两个侧端板213组成的传动支架21，传动支架21的中部设有丝杠22，丝杠22的两端设有直线滑轨23，滑块24套接于丝杠22及两条直线滑轨23上，丝杠22的顶端设有联轴器25，联轴器25与电机4传动连接，丝杠22与滑块24之间设有螺母26，其中一个直线滑轨23与滑块24之间设有一个直线轴承27，其中一个侧端板213上设有两个定位感应装置28，其安装位置分别对应闸板6开度的上限位置和下限位置。闸板传动机构2采用丝杠22与直线滑轨23相配合，丝杠22及直线滑轨23均为304不锈钢，能传递较大推力，并且能够实现闸门开度的精确控制。

如图5所示，其中一条滑槽111的外壁上设有两个机械限位装置8，在闸板6的顶部安装限位拨片9，滑槽111的外壁上还设有与上述定位感应装置28相配合的霍尔传感器7。

如图6所示，闸板6与密封闸框1之间设有密封条10，采用密封条压板101固定安装密封条10，密封条10采用三元乙丙橡胶，整体呈P型结构，密封效果好，耐磨，耐候性好。

以带有小型控制箱13和太阳能电池板14的实施例介绍本发明的工作原理：

太阳能电池板14在有阳光时，采用蓄电池蓄能，当需要启动使用小型化板闸时，主控制模块控制电机4启动，电机4带动丝杠22转动，进而带动闸板6上下直线运动，完成渠道引流的开放和闭合。

当电机4带动闸板6运动至开度的上限位置和下限位置时，霍尔传感器7感应到定位感应装置28信号，再将信号传送至主控制模块，主控制模块发送停止指令至电机驱动模块，电机驱动模块驱动电机4停止工作。

当霍尔传感器7没有感应到定位感应装置28的信号时，两个机械限位装置8将发挥进一步的保护作用，限位拨片9将与机械限位装置8抵接，从而使闸板6的运动受阻，进而影响电机4的正常运转，电机4运转受到阻止后电流反常增大，电流增大的信号会发送给主控制模块，主控制模块接收到电机4电流增大信号后，将下达命令至电机驱动模块，电机驱动模块接收信息后，及时控制电机4停止运转，同时实现闸板6的停止运转，从而达到保护整个机械结构的目的。

当需要在远程进行操作时，可以方便的利用手机或电脑连接远程控制模块，进而便捷的实现远程操作。

应当指出，虽然通过上述实施方式对本发明进行了描述，然而本发明还可有其他多种实施方式。在不脱离本发明精神和范围的前提下，熟悉本领域的技术人员显然可以对本发明做出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应当属于本发明所附权利要求及其等效物所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种用于农渠灌溉的小型化板闸，其特征在于，包括：

固定安装在农渠土建上的密封闸框，与所述密封闸框顶部固定连接的闸板传动机构，设于所述闸板传动机构外部的防护罩，设于所述闸板传动机构顶部并与其电路连接的电机，设于所述电机外部的电机罩，设于所述密封闸框内并与所述闸板传动机构固定连接的闸板；

所述密封闸框包括：焊接而成的闸框主体，及凸出于所述闸框主体两侧的侧闸框，所述闸框主体的两侧对称设有两条滑槽，后端中部水平设有一根闸框支撑梁；

所述闸板传动机构包括：上端板、下端板及两个侧支撑板组成的传动支架，设于所述传动支架中部并贯穿所述上端板、下端板的丝杠，设于所述丝杠两侧并贯穿所述上端板、下端板的直线滑轨，套接于所述丝杠及直线滑轨上的滑块，设于所述丝杠顶端并与所述电机传动连接的联轴器，设于所述滑块内并与所述丝杠配合的螺母，设于所述滑块内并与所述直线滑轨配合的直线轴承。

2.如权利要求1所述的用于农渠灌溉的小型化板闸，其特征在于，所述闸板与所述密封闸框之间设有P形结构的密封条，所述密封条采用密封条压板固定于所述密封闸框内部。

3.如权利要求2所述的用于农渠灌溉的小型化板闸，其特征在于，所述密封闸框采用铝合金材质焊接而成。

4.如权利要求3所述的用于农渠灌溉的小型化板闸，其特征在于，所述丝杠采用不锈钢材质。

5.如权利要求4所述的用于农渠灌溉的小型化板闸，其特征在于，所述闸板采用ABS塑料。

6.如权利要求1～5任一项所述的用于农渠灌溉的小型化板闸，其特征在于，所述用于农渠灌溉的小型化板闸还包括与所述电机电路连接的远程控制模块，控制所述电机启停的电机驱动模块，用于给整个系统供电的太阳能供电模块，及与所述远程控制模块、电机驱动模块、太阳能供电模块线路连接的主控制模块。

7.如权利要求6所述的用于农渠灌溉的小型化板闸，其特征在于，所述侧支撑板的上下两端分别固定安装有1个定位感应装置，所述定位感应装置的安装位置分别对应所述闸板开度的上限位置和下限位置；所述密封闸框的滑槽外壁上设有用于感应定位感应装置位置信号的霍尔传感器，所述霍尔传感器与所述主控制模块相连；所述闸板的顶部设有限位拨片，所述密封闸框的滑槽外壁上下两端分别固定安装有1个机械限位装置。

8.如权利要求7所述的用于农渠灌溉的小型化板闸，其特征在于，所述太阳能供电模块包括太阳能电池板、蓄电池和太阳能控制器；所述太阳能电池板，用于将太阳辐射的能量转换为电能；所述蓄电池，用于为所述灌溉用拉杆式自动槽闸提供电力；所述太阳能控制器控制所述太阳能电池板为所述蓄电池充电。

9.如权利要求8所述的用于农渠灌溉的小型化板闸，其特征在于，所述太阳能控制器、远程控制模块、电机驱动模块以及主控制模块集成安装于小型控制箱内，所述小型控制箱设于所述电机附近。

10.如权利要求9所述的用于农渠灌溉的小型化板闸，其特征在于，所述小型化板闸还包括用于监视灌溉现场情况的摄像头，所述摄像头与所述远程控制终端模块数据连接。