CN111733772B - 一种水利工程用拦河闸 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种水利工程用拦河闸，其包括用于组成拦河闸的若干闸门单元，闸门单元包括活动门扇、固定门扇和传动箱，固定门扇固定连接到传动箱的一侧，活动门扇滑动的安装到固定门扇上；固定门扇从上到下设置有若干泄水条孔，每个泄水条孔转动安装一个挡水盖；挡水盖的转轴的一端延伸到传动箱内，且端部各连接有一套传动锁定组件；通过动力电机和传动锁定组件的配合控制挡水盖开启和关闭的数量，达到控制水流量的目的；同时活动门扇左右滑动的安装在固定门扇上，无需设置横跨河道的横梁，不会对经过的船只的高度造成限制；另外泄水条孔还能将浮游垃圾引导到河岸两边，便于清理，具有可调节水流量、不会对船只限高和能够引导浮游垃圾的优点。

Description

一种水利工程用拦河闸

技术领域

本发明属于水利工程设备领域，尤其涉及一种水利工程用拦河闸。

背景技术

拦河闸是拦截江河渠道水流以抬高水位或调节流量的挡水装置，其具有可抬高水位、形成水库、调节径流和集中水头等功能，用于防洪、供水、灌溉、水力发电、改善航运和形成景观。一般来说，传统的拦河闸是由拦河坝及闸门一起构成的，拦河坝用于蓄水，闸门的关闭和开放是用于控制蓄水或放水。

拦河坝和闸合二为一是近年来比较流行的全新的拦河闸坝模式，它将大坝的拦河建筑物省去，代之以闸门来实现拦河及调节水位，大大简化了拦河闸坝的整体结构，缩减了拦河坝修建的施工量和建设周期。

但是目前的闸门多是横跨于河道上，并且通过上下滑动的方式进行开启和关闭，如此的方式造成了必须要有一道横梁横跨河道，从而限制了通过的船只高度，影响了原有的航运，而且现有的闸门不具有引导并收集浮游垃圾的能力。

发明内容

基于现有技术存在上述问题，本发明提供一种水利工程用拦河闸，其包括用于组成拦河闸的若干闸门单元，所述的闸门单元包括活动门扇、固定门扇和传动箱，所述的固定门扇固定连接到传动箱的一侧，所述的活动门扇滑动的安装到固定门扇上；所述的固定门扇从上到下设置有若干泄水条孔，每个泄水条孔在上游的一侧对应的转动安装一个挡水盖；所述的挡水盖的转轴靠近传动箱的一端穿出固定门扇并且延伸到传动箱内，每个转轴在传动箱内的一端都连接有一套传动锁定组件；所述的传动锁定组件包括有复位弹簧、锁定块、传动齿轮和传动齿套；所述的传动齿轮同轴转动且固定的安装在转轴的端部，所述的锁定块是方形结构且设置有与传动齿轮相匹配的锁定孔，锁定块滑动的套设在转动齿轮上并可限制传动齿轮的转动；所述的复位弹簧套在转轴上且一端与锁定块固定连接，另一端与传动箱内壁连接，所述的复位弹簧自然延伸状态下支撑锁定块套设在传动齿轮上；所述的传动齿套是圆柱状结构且一端设置有与传动齿轮相匹配的传动孔，另一端设置有锥齿轮，若干传动齿套的长度由上至下逐渐增加，且相邻两个传动齿套的长度差大于锁定块的厚度，若干传动齿套形成台阶状；所述的传动箱设置有滑动块和固定块，所述的滑动块通过滑轮和导槽滑动的连接到固定块上，所述的固定块上设置有与锁定块相匹配的若干方形滑槽，所述的锁定块滑动的安装在方形滑槽内；所述的滑动块上设置有动力电机和调整圆槽，所述的传动齿套通过直线轴承转动的安装在调整圆槽内，且若干传动齿套通过锥齿轮传动连接到同一个动力电机，通过动力电机带动所有传动齿套转动，所述的动力电机和传动齿套随滑动块的滑动而滑动；所述的滑动块上设置有直线电机的动子，所述的固定块上设置有直线电机的定子，直线电机驱动滑动块在固定块上滑动。

其中，所述的固定门扇上设置有旋转电机，并且通过旋转电机和链条的配合带动活动门扇滑动安装在固定门扇上；或者固定门扇靠近活动门扇的侧面上部和下部各设置有一条凸出的T形导轨，位于上部的T形导轨上安装有直线电机的定子，所述的活动门扇靠近固定门扇的侧面上部和下部各设置有一条与T形导轨相匹配的T形滑槽，位于上部的T形滑槽上安装有直线电机的动子，活动门扇通过T形导轨和T形滑槽的配合滑动的安装在固定门扇靠近下游的一侧上，且直线电机驱动活动门扇相对固定门扇滑动。

其中，所述的传动齿轮两侧面的边缘都有圆角处理结构，圆角处理的齿轮侧面具有一定的引导作用，可以避免齿轮和锁定孔、传动孔的边缘的碰撞，使传动齿轮更加容易陷入到锁定孔和传动孔中。

其中，所述的泄水条孔靠上游一侧的孔面积大于下游一侧的孔面积，使泄水条孔形成具有梯形结构的孔结构，梯形的结构可以在一定程度上增加水流速度，以提高水的动能，在泄水条孔中可以装上轮桨以收集水流的动能用于发电或者其他机械用途。

其中，所述的泄水条孔在下游的一侧还设置有矩形结构，所述的矩形结构的侧面面积与梯形结构小面积孔的面积一致，设置矩形结构，方便安装轮桨。

其中，所述的传动齿轮通过联轴器连接到挡水盖的转轴端部，联轴器具有缓冲的作用，避免传动齿轮的过度转动对挡水盖或者电机造成损坏。

本发明具有的有益效果是：

1、将现有的闸门的开启方式由传统的上下升降方式改为横向移动的开启方式，使河道上方不需要设置横跨河道的横梁，避免横梁对经过的船只的高度造成限制。

2、在固定门扇上设置若干泄水条孔和挡水盖，通过动力电机和传动锁定组件的配合打开或者关闭挡水盖，实现对泄水条孔的开启和关闭进行控制，同时配合长度不一样的传动齿套和滑动块的配合，可以实现从下到上自由选择打开的挡水盖数量，从而实现对水流量的控制，达到控制上下游水位的目的。

3、将泄水条孔设置在两侧的固定门扇上，可以将水流引导到两侧岸边，利用水流将浮游垃圾引导到两岸边，方便从岸边对垃圾进行收集而无需利用船只到河中心进行收集，降低了河道垃圾的清理难度。

附图说明

图1，一种水利工程用拦河闸的结构示意图。

图2，图1A处放大图。

图3，闸门单元隐藏滑动块和固定块后的闸门单元立体结构，为了方便展示结构，B处其中一组传动锁定组件隐藏了复位弹簧，另一组隐藏了复位弹簧和锁定块。

图4，图3B处放大图。

图5，图3打开挡水盖后的结构示意图。

图6，图3打开挡水盖后的部分爆炸结构示意图。

图7，固定门扇俯视的剖视结构图，清晰展示泄水条孔的结构。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做详细的描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如附图1-7所示的一种水利工程用拦河闸，其包括用于组成拦河闸的两个闸门单元，两个闸门单元左右排列且分别位于河道的左右两侧，在实际的应用过程中还可以使用多个闸门单元形成更宽的拦河闸传动箱3处作为拦河闸的立柱，所述的闸门单元包括活动门扇1、固定门扇2和传动箱3，所述的固定门扇2固定连接到传动箱3的一侧，固定门扇2靠近活动门扇1的侧面上部和下部各设置有一条凸出的T形导轨18，位于上部的T形导轨18上安装有直线电机的定子17，所述的活动门扇1靠近固定门扇2的侧面上部和下部各设置有一条与T形导轨18相匹配的T形滑槽19，位于上部的T形滑槽19上安装有直线电机的动子16，活动门扇1通过T形导轨18和T形滑槽19的配合滑动的安装在固定门扇2靠近下游的一侧上，且直线电机驱动活动门扇1相对固定门扇2滑动；所述的固定门扇2从上到下设置有十三个泄水条孔4，每个泄水条孔4在上游的一侧对应的转动安装一个挡水盖5；所述的挡水盖5的转轴靠近传动箱3的一端穿出固定门扇2并且延伸到传动箱3内，每个转轴在传动箱3内的一端都连接有一套传动锁定组件；所述的传动锁定组件包括有复位弹簧6、锁定块7、传动齿轮8和传动齿套9；所述的传动齿轮8同轴转动且通过联轴器固定的安装在转轴的端部且所述的传动齿轮8两侧面的边缘都有圆角处理结构，所述的锁定块7是方形结构且设置有与传动齿轮8相匹配的锁定孔，锁定块7滑动的套设在转动齿轮上并可限制传动齿轮8的转动；所述的复位弹簧6套在转轴上且一端与锁定块7固定连接，另一端与传动箱3内壁连接，所述的复位弹簧6自然延伸状态下支撑锁定块7套设在传动齿轮8上；所述的传动齿套9是圆柱状结构且一端设置有与传动齿轮8相匹配的传动孔，另一端设置有锥齿轮10，十三个传动齿套9的长度由上至下逐渐增加，且相邻两个传动齿套9的长度差大于锁定块7的厚度，十三个传动齿套9形成台阶状；所述的传动箱3设置有滑动块11和固定块12，所述的滑动块11通过滑轮13和导槽14滑动的连接到固定块12上，所述的固定块12上设置有与锁定块7相匹配的十三个方形滑槽，所述的锁定块7滑动的安装在方形滑槽内；所述的滑动块11上设置有动力电机15和调整圆槽，所述的传动齿套9通过直线轴承转动的安装在调整圆槽内，且十三个传动齿套9通过锥齿轮10传动连接到同一个动力电机15，通过动力电机15带动所有传动齿套9转动，所述的动力电机15和传动齿套9随滑动块11的滑动而滑动；所述的滑动块11上设置有直线电机的动子16，所述的固定块12上设置有直线电机的定子17，直线电机驱动滑动块11在固定块12上滑动。

作为优选实施例，所述的泄水条孔4靠上游一侧的孔面积大于下游一侧的孔面积，使泄水条孔4形成具有梯形结构20的孔结构；泄水条孔4在下游的一侧还设置有矩形结构21，所述的矩形结构21的侧面面积与梯形结构20小面积孔的面积一致。

上述实施例在使用的过程中，当要调节水流量的时候，可以启动位于滑动块11和固定块12上的直线电机，驱动滑动块11在固定块12滑动并使传动齿套9向锁定块7靠近。当移动的一定的距离后，传动齿套9推动锁定块7向方形槽内移动并脱离传动齿轮8，解除对传动齿轮8的转动限制，此时传动齿套9代替锁定块7相套在传动齿轮8上并通过动力电机15传输的动力带动传动齿轮8的转动，从而打开挡水盖5。由于每个传动齿套9的长度不一样，所以可以通过对滑动块11行程的设置来控制打开的挡水盖5的数量，达到控制泄水量，当将对应的挡水盖5打开后，控制滑动块11，锁定块在复位弹簧6的作用下重新套在传动齿轮8上实现对传动齿轮8的锁定。由于传动齿轮8的圆角处理和联轴器的缓冲特性，当传动齿套9和锁定块7将要套上传动齿轮8时，可以驱动动力电机15作出轻微的旋转调整，使传动齿轮8对准传动孔或者锁定孔，此处可以配合位置检测传感器或者压力传感器实现更精准和自动化的操作，联轴器可以缓冲抵消动力电机15的轻微旋转带来的短行程。

当有船只需要经过的时候可以驱动活动门扇1和固定门扇2上的直线电机，使活动门扇1滑向固定门扇2。在实际的操作中，可以设置两个拦河闸，使两个拦河闸之间的位置形成一个缓冲区甚至形成水库，当船只经过时，可以通过调节两个拦河闸的水流量，调整缓冲区的水平面，使船只更好的通过。

以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种水利工程用拦河闸，其特征在于，其包括用于组成拦河闸的若干闸门单元，所述的闸门单元包括活动门扇（1）、固定门扇（2）和传动箱（3），所述的固定门扇（2）固定连接到传动箱（3）的一侧，所述的活动门扇（1）滑动的安装到固定门扇（2）上；所述的固定门扇（2）从上到下设置有若干泄水条孔（4），每个泄水条孔（4）在上游的一侧对应的转动安装一个挡水盖（5）；所述的挡水盖（5）的转轴靠近传动箱（3）的一端穿出固定门扇（2）并且延伸到传动箱（3）内，每个转轴在传动箱（3）内的一端都连接有一套传动锁定组件；所述的传动锁定组件包括有复位弹簧（6）、锁定块（7）、传动齿轮（8）和传动齿套（9）；所述的传动齿轮（8）同轴转动且固定的安装在转轴的端部，所述的锁定块（7）是方形结构且设置有与传动齿轮（8）相匹配的锁定孔，锁定块（7）滑动的套设在转动齿轮上并可限制传动齿轮（8）的转动；所述的复位弹簧（6）套在转轴上且一端与锁定块（7）固定连接，另一端与传动箱（3）内壁连接，所述的复位弹簧（6）自然延伸状态下支撑锁定块（7）套设在传动齿轮（8）上；所述的传动齿套（9）是圆柱状结构且一端设置有与传动齿轮（8）相匹配的传动孔，另一端设置有锥齿轮（10），若干传动齿套（9）的长度由上至下逐渐增加，且相邻两个传动齿套（9）的长度差大于锁定块（7）的厚度，若干传动齿套（9）形成台阶状；所述的传动箱（3）设置有滑动块（11）和固定块（12），所述的滑动块（11）通过滑轮（13）和导槽（14）滑动的连接到固定块（12）上，所述的固定块（12）上设置有与锁定块（7）相匹配的若干方形滑槽，所述的锁定块（7）滑动的安装在方形滑槽内；所述的滑动块（11）上设置有动力电机（15）和调整圆槽，所述的传动齿套（9）通过直线轴承转动的安装在调整圆槽内，且若干传动齿套（9）通过锥齿轮（10）传动连接到同一个动力电机（15），通过动力电机（15）带动所有传动齿套（9）转动，所述的动力电机（15）和传动齿套（9）随滑动块（11）的滑动而滑动；所述的滑动块（11）上设置有直线电机的动子（16），所述的固定块（12）上设置有直线电机的定子（17），直线电机驱动滑动块（11）在固定块（12）上滑动。

2.根据权利要求1所述的一种水利工程用拦河闸，其特征在于，所述的固定门扇（2）上设置有旋转电机，并且通过旋转电机和链条的配合带动活动门扇（1）滑动安装在固定门扇（2）上；或者固定门扇（2）靠近活动门扇（1）的侧面上部和下部各设置有一条凸出的T形导轨（18），位于上部的T形导轨（18）上安装有直线电机的定子（17），所述的活动门扇（1）靠近固定门扇（2）的侧面上部和下部各设置有一条与T形导轨（18）相匹配的T形滑槽（19），位于上部的T形滑槽（19）上安装有直线电机的动子（16），活动门扇（1）通过T形导轨（18）和T形滑槽（19）的配合滑动的安装在固定门扇（2）靠近下游的一侧上，且直线电机驱动活动门扇（1）相对固定门扇（2）滑动。

3.根据权利要求1所述的一种水利工程用拦河闸，其特征在于，所述的传动齿轮（8）两侧面的边缘都有圆角处理结构。

4.根据权利要求1所述的一种水利工程用拦河闸，其特征在于，所述的泄水条孔（4）靠上游一侧的孔面积大于下游一侧的孔面积，使泄水条孔（4）形成具有梯形结构（20）的孔结构。

5.根据权利要求4所述的一种水利工程用拦河闸，其特征在于，所述的泄水条孔（4）在下游的一侧还设置有矩形结构（21），所述的矩形结构（21）的侧面面积与梯形结构（20）小面积孔的面积一致。

6.根据权利要求1所述的一种水利工程用拦河闸，其特征在于，所述的传动齿轮（8）通过联轴器连接到挡水盖（5）的转轴端部。

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