CN110552328A - 一种具有分层取水功能的叠梁式闸门及其工作方法 - Google Patents

Abstract

一种具有分层取水功能的叠梁式闸门及其工作方法，该闸门包括若干子闸门套叠而成，位于下层的子闸门设有容纳其上层子闸门的空腔，最下层子闸门、最上层子闸门分别通过吊绳、闸室横梁处的定滑轮连接过水装置，通过过水装置使相应的子闸门升降，从而实现分层取水。叠梁式闸门工作时，利用过水装置，配合吊绳、定滑轮控制相应子闸门的上升和下降，通过制造叠梁式闸门不同的工作状态，可以实现叠梁式闸门的分层取水和取表层水。

Description

一种具有分层取水功能的叠梁式闸门及其工作方法

技术领域

本发明涉及水利工程设备领域，具体为一种水利工程用的新型闸门结构，即一种具有分层取水功能的叠梁式闸门及其工作方法。

背景技术

在水利工程中，为满足挡水和泄水工程任务，在河道或库区会设置一些节制闸、控制闸和泄洪闸等闸门，在非汛期时关闭挡水，汛期时开闸泄洪，相关闸门设计技术已非常成熟。水库承担着供水、灌溉、发电、养殖等多重功能,水库水质污染问题逐渐受到了人们的广泛关注,尤其是作为饮用水水源地后,对水库水质的要求更加严格，研究表明表层水质明显优于中层或底层水的水质。

发明内容

鉴于以上所述现阶段分层取水的需要，本发明的目的在于提供一种具有分层取水功能的叠梁式闸门及其工作方法。

为了实现以上目的，本发明的技术方案为：

一种具有分层取水功能的叠梁式闸门，其特征是，该闸门包括若干子闸门套叠而成，位于下层的子闸门设有容纳其上层子闸门的空腔，最下层子闸门、最上层子闸门分别通过吊绳、闸室横梁处的定滑轮连接过水装置，通过过水装置使相应的子闸门升降，从而实现分层取水。

优选地，所述子闸门为三层，从上往下分别为闸门A、闸门B、闸门C，将闸门整体分成三层；所述闸门B的底部设有支撑板，用于与闸门C的空腔顶部限位配合；所述闸门A的底部同样设有支撑板，用于与闸门B的空腔顶部限位配合。

优选地，所述过水装置位于闸门前方，包括两组过水装置Ⅰ、两组过水装置Ⅱ；所述闸门A顶部分别通过吊绳、闸室横梁处的定滑轮以及支撑杆连接两组过水装置Ⅱ，所述闸门C的两侧分别通过吊绳、闸室横梁处的定滑轮以及支撑杆连接两组过水装置Ⅰ，过水装置Ⅰ、过水装置Ⅱ位于叠梁式闸门前方。

优选地，所述过水装置Ⅰ包括顶部敞口的储水桶、进水管道、出水管道、活塞、液位控制阀Ⅰ、液位控制阀Ⅱ，所述进水管道、出水管道分别设置于储水桶上部两侧，所述液位控制阀Ⅰ、液位控制阀Ⅱ分别设置于进水管道、出水管道内，所述活塞安装于储水桶内，并通过吊绳与对应位置的支撑杆连接，所述储水桶内侧壁设有限位铁块，以防活塞上升而堵住进、出水管道。

优选地，所述进水管道为方形管，所述液位控制阀Ⅰ包括浮球、方形挡板、限位框架，所述方形挡板与方形管截面相适配，所述浮球通过吊绳与方形挡板顶部相连，所述方形管顶部设有供吊绳穿过的孔，其底部设有供方形挡板滑动的口，所述限位框架位于方形管底部，对方形挡板限位。

优选地，所述出水管道为方形管，所述液位控制阀Ⅱ包括浮球、方形挡板、限位框架，所述方形挡板与方形管截面相适配，所述浮球通过吊绳与方形挡板顶部相连，所述方形管顶部设有供方形挡板滑动的口，所述限位框架位于方形管顶部，对方形挡板限位。

优选地，所述过水装置Ⅱ包括顶部敞口的储水桶、活塞，所述闸门A通过吊绳、定滑轮以及支撑杆与该活塞相连，所述活塞位于储水桶内，所述储水桶顶部敞口处设有防止活塞滑出的限位铁块。

优选地，对于液位控制阀Ⅰ上的吊绳，当水位位于底层闸门位置时，吊绳处于松弛状态，进水管道处于开启状态；当水位位于中层闸门位置时，浮球带动吊绳处于拉直状态，带动方形挡板上升，关闭进水管道；

对于液位控制阀Ⅱ上的吊绳，当水位位于底层闸门位置时，吊绳处于松弛状态，出水管道处于关闭状态；当水位位于中层闸门位置时，浮球带动吊绳处于拉直状态，带动方形挡板上升，打开出水管道。

优选地，所述过水装置Ⅰ中储水桶高度大于闸门C的高度，过水装置Ⅰ中储水桶内总储水水重大于整个叠梁式闸门的自重；所述过水装置Ⅱ中储水桶的高度略大于闸门A 与闸门B 的高度总和，过水装置Ⅱ中储水桶一半的储水水重大于闸门A 的自重，过水装置Ⅱ中储水桶内总储水水重大于闸门A 和闸门B 的自重之和。

上述一种具有分层取水功能的叠梁式闸门的工作方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤一：进水时，水位达到底层闸门高度，液位控制阀Ⅰ、Ⅱ中的吊绳处于松弛状态，过水装置Ⅰ的进水管道处于开启状态，出水管道处于关闭状态；

水流入过水装置Ⅰ中的储水桶，并在桶内逐渐增加，过水装置Ⅰ中的活塞逐渐下降；活塞下降的过程中，吊绳通过定滑轮带动闸门C上升至中层闸门高度，即带动叠梁式闸门整体上升至中层位置；水从叠梁式闸门底层位置流出，可实现取第一层水；

步骤二：进水时，水位达到中层闸门高度；液位控制阀Ⅰ、Ⅱ中的吊绳处于拉直状态，过水装置Ⅰ的进水管道处于关闭状态，出水管道处于开启状态；

水无法流入过水装置Ⅰ，过水装置Ⅰ中的储水桶内水量逐渐减小；随着水量的减小，活塞上层水压力逐渐降低，活塞做竖直向上的运动直至抵达储水桶内的限位铁块处；活塞上升的过程中，叠梁式闸门利用自重下降至底层闸门高度；水从叠梁式闸门中层位置流出，可实现取第二层水；

步骤三：进水时，水位达到高层闸门高度；液位控制阀Ⅰ、Ⅱ中的吊绳处于拉直状态，过水装置Ⅰ的进水管道处于关闭状态，出水管道处于开启状态；水流入过水装置Ⅱ中的储水桶，并在桶内逐渐增加，过水装置Ⅱ中的活塞逐渐下降；活塞下降的过程中，吊绳通过定滑轮带动闸门A 上升至中层闸门高度，闸门B、闸门C位于底层闸门高度，水从叠梁式高层闸门位置流出，可实现取第三层水；

步骤四：进水时，水位超过高层闸门高度；液位控制阀Ⅰ、Ⅱ中吊绳处于拉直状态，过水装置Ⅰ的进水管道处于关闭状态，出水管道处于开启状态；水流入过水装置Ⅱ中的储水桶，并在桶内逐渐增加，过水装置Ⅱ中的活塞逐渐下降；活塞持续下降，吊绳通过定滑轮带动闸门A继续上升，同时闸门A通过支撑板带动闸门B上升，此时闸门A位于高层闸门高度，闸门B位于中层闸门高度，闸门C位于底层闸门高度，叠梁式闸门完全展开挡水，水从叠梁式闸门顶部流出，可实现取第四层水。

本发明具有以下优点：

1、本发明结构简单，通过两种类型的液位控制阀，根据水位的变化分别控制进水管道和出水管道的启闭状态，进而控制三块子闸门的上升和下降，实现叠梁式闸门的分层取水；

2、本发明的液位控制阀利用方形挡板不同的初始状态和相同的工作原理，可以实现对管道启闭状态的自动控制，功能实用；

3、本发明分层取水过程中，呈现的景观效果较好。

附图说明

图1-1显示为叠梁式闸门中闸门A、B、C展开状态图；

图1-2显示为闸门A与过水装置Ⅱ的连接示意图；

图1-3显示为闸门C与过水装置Ⅰ的连接示意图；

图2显示为叠梁式闸门俯视图；

图3-1、3-2显示为过水装置Ⅰ的工作示意图；

图4-1、4-2、4-3显示为过水装置Ⅱ的工作示意图；

图5-1、5-2显示为液位控制阀门Ⅰ的示意图；

图6-1、6-2显示为液位控制阀门Ⅱ的示意图；

图7显示为进、出水管道俯视图；

图8显示为叠梁式闸门取第一层水的示意图；

图9显示为叠梁式闸门取第二层水的示意图；

图10显示为叠梁式闸门取第三层水的示意图；

图11显示为叠梁式闸门取第四层水的示意图；

图12-1、12-2显示为叠梁式闸门止水示意图；

图中：1-闸门A（1A-设置在闸门A底部的支撑板），2-闸门B（1B-设置在闸门B底部的支撑板），3-闸门C，4-吊耳，5-吊钩，6-吊绳（61-设置在液位控制阀门Ⅰ上的吊绳；62-设置在液位控制阀门Ⅱ上的吊绳；63-用于吊起闸门的吊绳），7-定滑轮，8-闸墩，9-横梁，10-进水管道，11-出水管道，12-液位控制阀门Ⅰ（121-方形挡板；122-限位框架；123-浮球），13-液位控制阀门Ⅱ（131-方形挡板；132-限位框架；133-浮球），14-活塞，15-限位铁块（151-设置在过水装置Ⅰ储水桶内壁的限位铁块；152-设置在方形挡板两侧的限位铁块；153-设置在过水装置Ⅱ储水桶内壁的限位铁块）；16-储水桶（161-设置在过水装置Ⅰ上的储水桶；162-设置在过水装置Ⅱ上的储水桶）；17-止水（171-闸体与闸墩接触位置的止水橡皮；172-布置在活塞四周的止水橡皮；173-布置在支撑板周围的止水橡皮；174-布置在方形挡板四周的止水橡皮）；18支撑杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步说明。

如图1-1至图12-2所示，一种具有分层取水功能的叠梁式闸门，包括：闸门A 1、闸门B 2、闸门C 3、吊耳4、吊钩5、吊绳6、定滑轮7、闸墩8、横梁9、进水管道10、出水管道11、液位控制阀Ⅰ 12、液位控制阀Ⅱ 13、活塞14、限位铁块15、储水桶16、止水17。

本实施例的叠梁式闸门共三层（可根据实际需要设置子闸门的数量），由三个子闸门组成，从上至下分别为闸门A 1、闸门B 2、闸门C 3，即整个闸体分成三层：底层闸门（闸体Ⅰ层）、中层闸门（闸体Ⅱ层）、高层闸门（闸体Ⅲ层）。具体的，闸门A 1最小，闸门B 2次之，闸门C 3最大。闸门A 1、闸门B 2、闸门C 3外表面使用钢材制作，下层子闸门内部设有可容纳上层子闸门的空腔区域。即闸门A 1可放置于闸门B 2的空腔区域，闸门B 2可放置于闸门C3的空腔区域，形成一种叠梁式的闸门结构。

闸门A 1、闸门B 2底部左右两侧各设置支撑板1A、支撑板1B。当闸门A 1底部上升至与闸门B 2顶部同一水平高度时，可以通过支撑板1A带动闸门B 2上升；当闸门B 2底部上升至与闸门C 3顶部同一水平高度时，可以通过支撑板1B带动闸门C 3上升。

闸门A 1顶部中间段设置两个吊耳4，呈左右对称形式，用于控制住闸门A升降；闸门C 3顶部左、右边缘处各设置一吊耳4，用于吊起整个叠梁式闸门。

吊绳63在其中间段设置了两个定滑轮7，用于连接闸门A 1、闸门C 3与活塞14；定滑轮7均设置在横梁9顶部，处于同一水平面。

闸墩8、横梁9为钢筋混凝土结构。

本实施例的叠梁式闸门在其前部共设置四个过水装置。两个过水装置Ⅰ、两个过水装置Ⅱ分别置于叠梁式闸门前方。

过水装置Ⅰ包括：进水管道10、出水管道11、液位控制阀Ⅰ12、液位控制阀Ⅱ 13、活塞14、限位铁块15和储水桶161，用于控制闸门C 3的工作状态。进水管道10为方形管道，其初始状态为开启状态；所述出水管道11为方形管道，其初始状态为关闭状态。

液位控制阀Ⅰ 12位于进水管道10入口段，包括：吊耳4、吊绳61、方形挡板121、限位框架122和浮球123；方形挡板121与管道截面形状大小一致，初始时位于进水管道10正下方；限位框架122设置在方形挡板121正下方，用于承托方形挡板121；吊耳4设置在方形挡板121顶部中间段；浮球123缠绕在吊耳4上，通过吊绳61与方形挡板121连接，浮球123对其内部气体有一定要求：充气气体密度大于空气密度，浮球无法漂浮于空气中，随水位上升而上升。

液位控制阀Ⅱ 13位于出水管道11出口段，对比液位控制阀Ⅰ 12，将限位框架132改设于方形挡板131的正上方，其余部分与液位控制阀Ⅰ 12一致。

限位铁块151（152）设置在两个位置，第一块151设置在过水装置Ⅰ的进水管道10下部，附着在储水桶16的内壁上，限制活塞14在达到出水管道11位置时继续上升（进水管道略高于出水管道），第二块152设置在方形挡板121（131）两侧，保证其在上升过程不产生水平方向的偏移；活塞14位于限位铁块151下部，其顶部中间位置设置一吊耳4，通过吊绳、支撑杆18、定滑轮7和吊钩5连接闸门C 3，吊绳一端连接闸门C上的吊耳，另一端穿过横梁上固定的支撑杆（支撑杆带有空腔），最后连接活塞；储水桶161为过水装置Ⅰ的外壁，其高度大于闸门C 3的高度。

过水装置Ⅱ包括：吊耳4、活塞14、限位铁块153和储水桶162，用于控制闸门A 1的工作状态。限位铁块153设置在储水桶162顶部，限制活塞14在达到储水桶162顶部时继续上升；活塞14位于限位铁块153下部，其顶部中间位置设置一吊绳63，通过支撑杆18、定滑轮7和吊钩5连接闸门A 1，吊绳一端连接闸门A上的吊耳，另一端穿过横梁上固定的支撑杆（支撑杆带有空腔），最后连接活塞；储水桶162为过水装置Ⅱ的外壁，其高度略大于闸门A 1与闸门B 2的高度总和。

过水装置Ⅰ上的吊绳6对长度有一定的要求。具体的，对于液位控制阀Ⅰ 12上的吊绳61，当水位位于闸体Ⅰ层位置时，吊绳61处于松弛状态，进水管道10处于开启状态；当水位位于闸体Ⅱ层位置时，吊绳61处于拉直状态，带动方形挡板121上升至进水管道10内部，关闭进水管道10。对于液位控制阀Ⅱ 13上的吊绳62，当水位位于闸体Ⅰ层位置时，吊绳62处于松弛状态，出水管道13处于关闭状态；当水位位于闸体Ⅱ层位置时，吊绳62处于拉直状态，带动方形挡板131上升至限位框架132处，打开出水管道11。

储水桶161、162对尺寸有一定的要求：储水桶161桶径大于储水桶162的桶径，但储水桶162的高度大于储水桶161的高度。具体的，储水桶161的高度大于闸门C 3的高度，储水桶161内总储水水重大于叠梁式闸门的自重；储水桶162高度略大于闸门A 1与闸门B 2的高度总和，储水桶162内一半的储水水重大于闸门A 1的自重，储水桶162内总储水水重大于闸门A 1和闸门B 2的自重之和。

叠梁式闸门的止水17结构包括：布置在闸体与闸墩8接触部分的止水橡皮171；布置在活塞14与储水桶16接触部分的止水橡皮172；布置在支撑板1A（1B）四周的止水橡皮173；布置在方形挡板121（131）四周的止水橡皮173。

本实施例的叠梁式闸门运行方法，包括以下步骤：

步骤一：进水时，如图8，水位达到闸体Ⅰ层高度。液位控制阀Ⅰ、Ⅱ中的吊绳61、62处于松弛状态，过水装置Ⅰ的进水管道10处于开启状态，出水管道11处于关闭状态。水流入过水装置Ⅰ中的储水桶161并在桶内逐渐增加，过水装置Ⅰ中的活塞14逐渐下降。活塞14下降的过程中，吊绳63通过定滑轮7带动闸门C 3上升至闸体Ⅱ层高度，即带动叠梁式闸门整体上升至闸体Ⅱ层位置。水从叠梁式闸门Ⅰ层位置流出，可实现取第一层水。

步骤二：进水时，如图9，水位达到闸体Ⅱ层高度。液位控制阀Ⅰ、Ⅱ中的吊绳61、62处于拉直状态，过水装置Ⅰ的进水管道10处于关闭状态，出水管道11处于开启状态。水无法流入过水装置Ⅰ，过水装置Ⅰ中的储水桶161内水量逐渐减小。随着水量的减小，活塞14上层水压力逐渐降低，活塞14做竖直向上的运动直至抵达限位铁块151处。活塞14上升的过程中，叠梁式闸门利用自重下降至闸体Ⅰ层高度。水从叠梁式闸门Ⅱ层位置流出，可实现取第二层水。

步骤三：进水时，如图10，水位达到闸体Ⅲ层高度。液位控制阀Ⅰ、Ⅱ中的吊绳61、62处于拉直状态，过水装置Ⅰ的进水管道10处于关闭状态，出水管道11处于开启状态。水流入过水装置Ⅱ中的储水桶162并在桶内逐渐增加，过水装置Ⅱ中的活塞14逐渐下降。活塞14下降的过程中，吊绳6通过定滑轮7带动闸门A 1上升至闸体Ⅱ层高度。此时闸门A 1位于闸体Ⅱ层高度，闸门B 2、闸门C 3位于闸体Ⅰ层高度。叠梁式闸门Ⅰ、Ⅱ层位置挡水，水从叠梁式闸门Ⅲ层位置流出，可实现取第三层水。

步骤四：进水时，如图11，水位超过闸体Ⅲ层高度。液位控制阀Ⅰ、Ⅱ中的吊绳61、62处于拉直状态，过水装置Ⅰ的进水管道10处于关闭状态，出水管道11处于开启状态。水流入过水装置Ⅱ中的储水桶162并在桶内逐渐增加，过水装置Ⅱ中的活塞14逐渐下降。活塞14下降的过程中，吊绳63通过定滑轮7带动闸门A 1上升至闸体Ⅱ层高度，此时活塞14上方水重等于闸门A 1的自重。水持续流入储水桶162，桶内水量继续增加，活塞14上方水重继续增加，活塞14继续下降。活塞14继续下降的过程中，吊绳63通过定滑轮7带动闸门A 1继续上升，同时闸门A 1通过支撑板1A带动闸门B 2上升。此时闸门A 1位于闸体Ⅲ层高度，闸门B 2位于闸体Ⅱ层高度，闸门C 3位于闸体Ⅰ层高度，此时活塞14上方水重等于闸门A 1与闸门B2的自重之和。（具体的，储水桶161的高度大于闸门C 3的高度，储水桶161内总储水水重大于叠梁式闸门的自重；储水桶162高度略大于闸门A 1与闸门B 2的高度总和，储水桶162内一半的储水水重大于闸门A 1的自重，储水桶162内总储水水重大于闸门A 1和闸门B 2的自重之和。）叠梁式闸门Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ层位置挡水，水从叠梁式闸门顶部流出，可实现取第四层水。

本实施例在叠梁式闸门工作时，利用过水装置Ⅰ、Ⅱ，配合吊绳6、定滑轮7控制闸门A 1、闸门B 2、闸门C 3的上升和下降，通过制造叠梁式闸门不同的工作状态，可以实现叠梁式闸门的分层取水和取表层水。

综上，本发明有效克服了现有技术的缺点而具有较高的推广价值。

上述内容已经用一般性文字和具体实施步骤对本发明作了较为详尽的描述，但并非是对本发明进行限制，在不偏离本发明精神的基础上所进行的相关修改，都属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种具有分层取水功能的叠梁式闸门，其特征是，该闸门包括若干子闸门套叠而成，位于下层的子闸门设有容纳其上层子闸门的空腔，最下层子闸门、最上层子闸门分别通过吊绳、闸室横梁处的定滑轮连接过水装置，通过过水装置使相应的子闸门升降，从而实现分层取水。

2.根据权利要求1所述的一种具有分层取水功能的叠梁式闸门，其特征是，所述子闸门为三层，从上往下分别为闸门A、闸门B、闸门C，将闸门整体分成三层；所述闸门B的底部设有支撑板，用于与闸门C的空腔顶部限位配合；所述闸门A的底部同样设有支撑板，用于与闸门B的空腔顶部限位配合。

3.根据权利要求2所述的一种具有分层取水功能的叠梁式闸门，其特征是，所述过水装置位于闸门前方，包括两组过水装置Ⅰ、两组过水装置Ⅱ；所述闸门A顶部分别通过吊绳、闸室横梁处的定滑轮以及支撑杆连接两组过水装置Ⅱ，所述闸门C的两侧分别通过吊绳、闸室横梁处的定滑轮以及支撑杆连接两组过水装置Ⅰ，过水装置Ⅰ、过水装置Ⅱ位于叠梁式闸门前方。

4.根据权利要求3所述的一种具有分层取水功能的叠梁式闸门，其特征是，所述过水装置Ⅰ包括顶部敞口的储水桶、进水管道、出水管道、活塞、液位控制阀Ⅰ、液位控制阀Ⅱ，所述进水管道、出水管道分别设置于储水桶上部两侧，所述液位控制阀Ⅰ、液位控制阀Ⅱ分别设置于进水管道、出水管道内，所述活塞安装于储水桶内，并通过吊绳与对应位置的支撑杆连接，所述储水桶内侧壁设有限位铁块，以防活塞上升而堵住进、出水管道。

5.根据权利要求4所述的一种具有分层取水功能的叠梁式闸门，其特征是，所述进水管道为方形管，所述液位控制阀Ⅰ包括浮球、方形挡板、限位框架，所述方形挡板与方形管截面相适配，所述浮球通过吊绳与方形挡板顶部相连，所述方形管顶部设有供吊绳穿过的孔，其底部设有供方形挡板滑动的口，所述限位框架位于方形管底部，对方形挡板限位。

6.根据权利要求5所述的一种具有分层取水功能的叠梁式闸门，其特征是，所述出水管道为方形管，所述液位控制阀Ⅱ包括浮球、方形挡板、限位框架，所述方形挡板与方形管截面相适配，所述浮球通过吊绳与方形挡板顶部相连，所述方形管顶部设有供方形挡板滑动的口，所述限位框架位于方形管顶部，对方形挡板限位。

7.根据权利要求4所述的一种具有分层取水功能的叠梁式闸门，其特征是，所述过水装置Ⅱ包括顶部敞口的储水桶、活塞，所述闸门A通过吊绳、定滑轮以及支撑杆与该活塞相连，所述活塞位于储水桶内，所述储水桶顶部敞口处设有防止活塞滑出的限位铁块。

8.根据权利要求6所述的一种具有分层取水功能的叠梁式闸门，其特征是，对于液位控制阀Ⅰ上的吊绳，当水位位于底层闸门位置时，吊绳处于松弛状态，进水管道处于开启状态；当水位位于中层闸门位置时，浮球带动吊绳处于拉直状态，带动方形挡板上升，关闭进水管道；

对于液位控制阀Ⅱ上的吊绳，当水位位于底层闸门位置时，吊绳处于松弛状态，出水管道处于关闭状态；当水位位于中层闸门位置时，浮球带动吊绳处于拉直状态，带动方形挡板上升，打开出水管道。

9.根据权利要求7所述的一种具有分层取水功能的叠梁式闸门，其特征是，所述过水装置Ⅰ中储水桶高度大于闸门C的高度，过水装置Ⅰ中储水桶内总储水水重大于整个叠梁式闸门的自重；所述过水装置Ⅱ中储水桶的高度略大于闸门A 与闸门B 的高度总和，过水装置Ⅱ中储水桶一半的储水水重大于闸门A 的自重，过水装置Ⅱ中储水桶内总储水水重大于闸门A 和闸门B 的自重之和。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的一种具有分层取水功能的叠梁式闸门的工作方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤一：进水时，水位达到底层闸门高度，液位控制阀Ⅰ、Ⅱ中的吊绳处于松弛状态，过水装置Ⅰ的进水管道处于开启状态，出水管道处于关闭状态；

水流入过水装置Ⅰ中的储水桶，并在桶内逐渐增加，过水装置Ⅰ中的活塞逐渐下降；活塞下降的过程中，吊绳通过定滑轮带动闸门C上升至中层闸门高度，即带动叠梁式闸门整体上升至中层位置；水从叠梁式闸门底层位置流出，可实现取第一层水；

步骤二：进水时，水位达到中层闸门高度；液位控制阀Ⅰ、Ⅱ中的吊绳处于拉直状态，过水装置Ⅰ的进水管道处于关闭状态，出水管道处于开启状态；

水无法流入过水装置Ⅰ，过水装置Ⅰ中的储水桶内水量逐渐减小；随着水量的减小，活塞上层水压力逐渐降低，活塞做竖直向上的运动直至抵达储水桶内的限位铁块处；活塞上升的过程中，叠梁式闸门利用自重下降至底层闸门高度；水从叠梁式闸门中层位置流出，可实现取第二层水；

步骤三：进水时，水位达到高层闸门高度；液位控制阀Ⅰ、Ⅱ中的吊绳处于拉直状态，过水装置Ⅰ的进水管道处于关闭状态，出水管道处于开启状态；水流入过水装置Ⅱ中的储水桶，并在桶内逐渐增加，过水装置Ⅱ中的活塞逐渐下降；活塞下降的过程中，吊绳通过定滑轮带动闸门A 上升至中层闸门高度，闸门B、闸门C位于底层闸门高度，水从叠梁式高层闸门位置流出，可实现取第三层水；

步骤四：进水时，水位超过高层闸门高度；液位控制阀Ⅰ、Ⅱ中吊绳处于拉直状态，过水装置Ⅰ的进水管道处于关闭状态，出水管道处于开启状态；水流入过水装置Ⅱ中的储水桶，并在桶内逐渐增加，过水装置Ⅱ中的活塞逐渐下降；活塞持续下降，吊绳通过定滑轮带动闸门A继续上升，同时闸门A通过支撑板带动闸门B上升，此时闸门A位于高层闸门高度，闸门B位于中层闸门高度，闸门C位于底层闸门高度，叠梁式闸门完全展开挡水，水从叠梁式闸门顶部流出，可实现取第四层水。