CN111827213A - 一种应对中大流量的常开溢流排水闸结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种应对中大流量的常开溢流排水闸结构，其闸阀包括一块中央闸板和安装于中央闸板两侧的两块滑动闸板，中央闸板和滑动闸板的底部均具有间隔布置的若干梳齿状的固定闸片；两滑动闸板各自沿着基座宽度方向上伸出，驱动杆一端具有蜗杆段以及与滑动闸板螺纹配合的螺纹段，蜗杆段通过设于滑动闸板内的与一个齿轮组件相连的蜗轮传动连接，齿轮组件输出端的圆柱齿轮与水平设置的齿条啮合，该齿条一体式地设置在一根拐杖状的拐杆上，拐杆的拐柄段朝右上方倾斜以压推相应位置的滑动顶杆。本发明能实现河道排水口的排水闸的快速安装施工，抵挡较大的水流冲击，适应性较好。

Description

一种应对中大流量的常开溢流排水闸结构

技术领域

本发明属于水利工程领域，更具体的说，涉及一种应对中大流量的常开溢流排水闸结构。

背景技术

排水闸在水利工程中用于泄洪排水，而其中一些河道排水口通常是打开的，以便雨季汛期时水流可以自由流出，避免出现决堤等情况。目前的这类排水闸大多是使用一块或者若干块闸板对出水口进行截断，根据需要选择将部分闸板打开或者关闭，调节流量，以备正常蓄水，而各个闸板之间可以独立工作，安装时都独立安装，一块一块地安装进渠道、河道或者湖泊的出水口处，在施工上比较麻烦，要保证各块闸板很好地联合在一起，同时在形成拦截河水的一体化闸门时需要定制，通用性较弱，而目前基于主干流域的排水泄洪，以及大型农场灌溉、送水等中大型流量工程项目中，很多的河道或者渠道其实宽度和深度都在一个相对较为固定的范围之内，这种情况下，不可能对每个渠道都单独设计一种宽度尺寸，进行专门定制，不仅造价高，而且现场管理混乱，容易型号错误，缺乏一定的通用性。

发明内容

本发明要解决的问题是针对现有技术中所存在的上述不足而提供一种应对中大流量的常开溢流排水闸结构，解决了现有技术中排水闸现场安装施工复杂，通用性差的问题，能在较强水流冲击下具有较为稳定的抵抗力。

为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种应对中大流量的常开溢流排水闸结构，包括安装在排水口处的基座和截断式插入基座内的闸阀，所述基座顶部沿其宽度方向上固定具有承接梁，承接梁以上的基座的两相对内侧壁上沿着渠深方向设有导向槽，承接梁上安装有能沿导向槽滑动的所述闸阀；

所述闸阀包括一块中央闸板和安装于中央闸板两侧的两块滑动闸板，中央闸板和滑动闸板的底部均具有间隔布置的若干梳齿状的固定闸片，所述中央闸板的左右两侧各设有一个插接孔，所述滑动闸板朝中央闸板的一侧具有一个条状的插接部，另一侧插入到所述导向槽内；所述插接部滑动配合地插入到所述插接孔内，所述插接部内设有一个安装腔和若干个安装孔，且所有安装孔彼此间隔布置且均与安装腔连通；在所述安装腔内顶壁上竖直地悬挂安装有若干悬拉弹簧，每根悬拉弹簧的底端伸入到安装孔内并连接一个滑动闸片的顶端，滑动闸片的顶端呈半球状，滑动闸片中部侧壁上开设有凹槽，所述滑动闸片滑动配合地安装在安装孔内，且在安装孔的内壁上具有一个盲孔，盲孔内通过碟簧连接有一端呈半球状的滑动销，碟簧在自由状态下将滑动销的半球状端部顶出至安装孔内，且在自然状态下悬拉弹簧将滑动闸片完全拉入至安装孔内且使得滑动销的半球状端部在碟簧作用下刚好伸入至所述凹槽内而令滑动闸片固定于安装孔中；

每块所述滑动闸板还各自通过一根能原地自转的驱动杆与中央闸板相连，驱动杆一端具有一段蜗杆结构的蜗杆段以及与滑动闸板螺纹配合的螺纹段，所述蜗杆段通过设于滑动闸板内的与一个齿轮组件相连的蜗轮传动连接，齿轮组件输出端的圆柱齿轮与一根水平设置的齿条啮合，该齿条一体式地设置在一根拐杖状的拐杆上，所述拐杆在滑动闸板内水平滑动配合，拐杆的拐柄段朝中央闸板一侧的上方倾斜，且在拐杆的下方还间隔、滑动地设有若干滑动顶杆，所述滑动顶杆的顶端能与拐杆的底面光滑接触，其底端向下穿过所述悬拉弹簧而与所述滑动闸片的半球状端部正对设置；所述驱动杆的另一端安装有从动锥齿轮，两根驱动杆上的从动锥齿轮之间啮合有主动齿轮，主动齿轮的齿轮轴顶端向上伸出中央闸板后与动力装置传动连接，所述动力装置驱动时，两滑动闸板各自沿着基座宽度方向上伸出的同时，两拐杆相向移动而令所述拐柄段将滑动顶杆朝安装孔外顶出，且这些被顶出的滑动闸片与所有所述固定闸片位于同一直线上。

有益效果：本发明提供的应对中大流量的常开溢流排水闸结构，对现有排水闸门结构进行了标准化设计，控制结构多样化选择，主要采用滑动闸板和中央闸板的模块化组合，对闸阀进行宽度的灵活调节，主要部件只有两个，在出厂前即可整体组装，现场只需要预留与基座结构匹配的诸如矩形状缺口，大大减少工地现场水闸组装的困难和工程现场预制体结构浇筑的困难，将两个滑动闸板的插接部缩回至中央闸板的插接孔内，减小运输和存放面积，同时不存在过多的闸板型号，更是便于现场管理，且更大的优点是对一定宽度范围内的河道沟渠等可以实现通用，适应性较高，滑动顶杆的顶推力可以使得滑动闸片伸出后更加稳定，强度更高，上下晃动度极低，可承受较大水流冲击，对于系列化的中大型河道大坝的闸门尤其是具有较大流量的控制闸门非常适用，采用蜗轮蜗杆驱动的齿轮组件来确保滑动闸片可以被收入安装孔内，与驱动杆本身联动，结构紧凑集中。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明其中一个实施例的结构示意图；

图2为蜗杆段与齿轮组件的一种传动结构图。

其中，中央闸板1、滑动闸板2、驱动杆3、齿轮轴4、固定闸片5、悬拉弹簧6、滑动闸片8、基座12、承接梁13、液压柱15、T型滑块结构16、插接孔17、预压弹簧18、钢珠22、蜗杆段23、圆柱齿轮24、齿条25、拐杆26、滑动顶杆27、滑动销28、碟簧29。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与作用更加清楚及易于了解，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步阐述：

本实施例记载了一种应对中大流量的常开溢流排水闸结构，如图1所示，其主要包括用于排水的基座12和截断式插入基座12内的闸阀，基座12可采用混凝土浇筑形成一个类似槽钢状结构的预制件，当然也可以是钢材制成，出于结构强度需要宜在基座12底部设置一个类似船舱的结构腔体。根据需要安装在排水口的某处，在基座12顶部沿其宽度方向上固定具有同为混凝土浇筑而成的承接梁13，承接梁13以下的空间为前述结构腔体，承接梁13以上的基座12的两相对内侧壁上沿着渠深方向设有导向槽，该导向槽宜做得强度较高，承接梁13上安装有能沿导向槽滑动的前述闸阀。详细地，闸阀包括一块中央闸板1和安装于中央闸板1两侧的两块滑动闸板2，中央闸板1和滑动闸板2的底部均具有间隔布置的若干梳齿状的固定闸片5，两固定闸片5之间的间隙用于泄洪排水。中央闸板1的左右两侧各水平地设有一个插接孔17，所述滑动闸板2朝中央闸板1的一侧具有一个条状的插接部，另一侧插入到所述导向槽内，以便实现对流水的拦截。本实施例的插接部滑动配合地插入到所述插接孔17内，以便滑动闸板2朝中央闸板1的两侧伸出/缩回，从而增加/减小整个闸阀的宽度，以适应不同宽度的基座12两侧之间的宽度，即适应排水口的宽度。具体而言，插接部内设有一个安装腔和若干个安装孔，且所有安装孔彼此间隔布置且均与安装腔连通。在所述安装腔内顶壁上竖直地悬挂安装有若干悬拉弹簧6，每根悬拉弹簧6的底端伸入到安装孔内并连接一个滑动闸片8的顶端，滑动闸片8的顶端呈半球状，滑动闸片8中部侧壁上开设有凹槽，凹槽宜沿着垂直于滑动闸片8的长度方向凹陷。本滑动闸片8滑动配合地安装在安装孔内，且在安装孔的内壁上具有一个盲孔，盲孔内通过碟簧29连接有一端呈半球状的滑动销28，碟簧29在自由状态下将滑动销28的半球状端部顶出至安装孔内，在自然状态下，即滑动顶杆27不顶推滑动闸片8时，悬拉弹簧6将滑动闸片8完全拉入至安装孔内且使得滑动销28的半球状端部在碟簧29作用下刚好伸入至所述凹槽内而令滑动闸片8固定于安装孔中，即悬拉弹簧6作用为复位作用，可以将滑动闸片8拉至卡接于安装孔内的预装位置，以将其收纳。

对于滑动闸板2和中央闸板1之间的滑动伸缩连接，采用如下结构：每块所述滑动闸板2还各自通过一根能原地自转的驱动杆3与中央闸板1相连，驱动杆3一端具有一段蜗杆结构的蜗杆段23以及与滑动闸板2螺纹配合的螺纹段，所述蜗杆段23通过设于滑动闸板2内的与一个齿轮组件相连的蜗轮传动连接，具体地，实施时，如图2，蜗轮与一个圆形齿轮同轴固接，通过这个圆形齿轮和一系列的中间齿轮啮合形成齿轮组件，齿轮组件输出端的圆柱齿轮24与一根水平设置的齿条25啮合，以带动齿条25移动，该齿条25一体式地设置在一根拐杖状的拐杆26上，拐杆26可采用一根矩形的钢条折弯而成，且拐杆26在滑动闸板2内水平滑动配合，拐杆26的拐柄段朝中央闸板1一侧的上方倾斜，即在左侧，拐杆26的拐柄段朝右上方倾斜，且在拐杆26的下方还间隔、滑动地设有若干滑动顶杆27，其数量与滑动闸片8一致并一一对应。该滑动顶杆27的顶端能与拐杆26的底面光滑接触且顶端面做成半球面，以在拐杆26水平移动时拐柄段逐步推动滑动顶杆27向下滑动。滑动顶杆27的底端向下穿过所述悬拉弹簧6而与所述滑动闸片8的半球状端部正对设置，以便在向下滑动时可以顶推滑动闸片8。在上述结构基础上，为了实现驱动执行动作，本实施例的驱动杆3的另一端安装有从动锥齿轮，两根驱动杆3上的从动锥齿轮之间啮合有主动齿轮，主动齿轮的齿轮轴4顶端向上伸出中央闸板1后与动力装置传动连接，所述动力装置驱动时，两滑动闸板2各自沿着基座12宽度方向上伸出的同时，两拐杆26相向移动而令所述拐柄段将滑动顶杆27朝安装孔外顶出，且这些被顶出的滑动闸片8与所有固定闸片5位于同一直线上，且最好所有滑动闸片8伸出到位后其底端能与其余的固定闸片5的底端齐平，以便安装，同时可以看出各个滑动闸片8是否伸出到位。

在具体实施时，为了保证滑动闸板2与驱动杆3的螺纹段之间的牢固稳定性连接状态，如图1，可以增设一根预压弹簧18在驱动杆3所伸入的盲孔内，使得驱动杆3始终受到一个弹性顶推力而令滑动闸板2滑动到位后可以通过驱动杆3与中央闸板1保持稳定的连接状态，为了保持更好的接触并减少端部摩擦，预压弹簧18端部宜设置一个钢珠22。

本实施例公布的应对中大流量的常开溢流排水闸结构，在使用时，通过驱动装置驱动的齿轮轴4带动驱动杆3原地自转，驱动杆3与滑动闸板2之间形成的丝杆机构将两滑动闸板2推出或者拉入，调节好作为闸门的整个闸阀的宽度，对现有排水闸门结构进行了标准化设计，主要采用滑动闸板2和中央闸板1的模块化组合，并配合基座12进行整体安装，对闸阀进行宽度的灵活调节，主要部件只有三个，在出厂前即可快速地整体组装。将两个滑动闸板2的插接部缩回至中央闸板1的插接孔17内，减小运输和存放面积，大大减少工地现场组装的困难，同时不存在过多的闸板型号，更是便于现场管理，且更大的优点是对一定宽度范围内的河道沟渠等可以实现通用，且对于预制安装口出现浇筑尺寸误差时也不影响正常安装使用，适应性极高，而滑动顶杆27的刚性顶推力，对于系列化的中大型河道大坝的闸门尤其是水流冲击强劲的控制闸门非常适用，稳定性强。在收回滑动闸板2时，利用蜗轮蜗杆带动的齿轮组件进行收纳滑动闸片8的工作，驱动杆3与滑动闸板2伸出时的转向相反的方向转动，两滑动闸板2在收缩时，拐杆26以与滑动闸板2相反的方向移动而释放对滑动顶杆27的压力，最终解除滑动顶杆27对滑动闸片8的推力，滑动闸片8在悬拉弹簧6作用下回退复位，这种调节机制简单可靠，结构巧妙。在水闸安装进河道现场后，水流达到预设水位线，即一般达到上述横梁所在的位置时，水会从排水间隙开始流出，滑动闸片8则为调节排水量提供了条件，而其余固定闸片5间的间隙则保证了水位线超出时能有相对固定的排水泄洪量，相比混凝土大坝拦截时纯粹的溢流而言可以较好地释放压力，大大降低坝体溃坏或者河床损害事故的发生概率。

作为具体实施细节，如图1，上述固定闸片5的底端通过竖直设置的液压柱15与所述承接梁13相连，以便调节闸阀的安装高度，与实时水位相适应，更灵活地调节排水，为了获取更大的安装精度误差范围，液压柱15的顶端或者其所连接的中间连接件的顶端宜做得面积较大，以便闸阀在宽度方向移动调整时，仍然可以与液压柱15保持可靠传动接触。

为了使得滑动闸板2更好地伸缩滑动，如图1，滑动闸板2的上端以及所述插接部的上端均凸出地具有TT型滑块结构16，所述TT型滑块结构16与所述中央闸板1内的相应T型滑槽滑动配合。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种应对中大流量的常开溢流排水闸结构，包括安装在排水口处的基座和截断式插入基座内的闸阀，其特征在于：所述基座顶部沿其宽度方向上固定具有承接梁，承接梁以上的基座的两相对内侧壁上沿着渠深方向设有导向槽，承接梁上安装有能沿导向槽滑动的所述闸阀；

所述闸阀包括一块中央闸板和安装于中央闸板两侧的两块滑动闸板，中央闸板和滑动闸板的底部均具有间隔布置的若干梳齿状的固定闸片，所述中央闸板的左右两侧各设有一个插接孔，所述滑动闸板朝中央闸板的一侧具有一个条状的插接部，另一侧插入到所述导向槽内；所述插接部滑动配合地插入到所述插接孔内，所述插接部内设有一个安装腔和若干个安装孔，且所有安装孔彼此间隔布置且均与安装腔连通；在所述安装腔内顶壁上竖直地悬挂安装有若干悬拉弹簧，每根悬拉弹簧的底端伸入到安装孔内并连接一个滑动闸片的顶端，滑动闸片的顶端呈半球状，滑动闸片中部侧壁上开设有凹槽，所述滑动闸片滑动配合地安装在安装孔内，且在安装孔的内壁上具有一个盲孔，盲孔内通过碟簧连接有一端呈半球状的滑动销，碟簧在自由状态下将滑动销的半球状端部顶出至安装孔内，且在自然状态下悬拉弹簧将滑动闸片完全拉入至安装孔内且使得滑动销的半球状端部在碟簧作用下刚好伸入至所述凹槽内而令滑动闸片固定于安装孔中；

每块所述滑动闸板还各自通过一根能原地自转的驱动杆与中央闸板相连，驱动杆一端具有一段蜗杆结构的蜗杆段以及与滑动闸板螺纹配合的螺纹段，所述蜗杆段通过设于滑动闸板内的与一个齿轮组件相连的蜗轮传动连接，齿轮组件输出端的圆柱齿轮与一根水平设置的齿条啮合，该齿条一体式地设置在一根拐杖状的拐杆上，所述拐杆在滑动闸板内水平滑动配合，拐杆的拐柄段朝中央闸板一侧的上方倾斜，且在拐杆的下方还间隔、滑动地设有若干滑动顶杆，所述滑动顶杆的顶端能与拐杆的底面光滑接触，其底端向下穿过所述悬拉弹簧而与所述滑动闸片的半球状端部正对设置；所述驱动杆的另一端安装有从动锥齿轮，两根驱动杆上的从动锥齿轮之间啮合有主动齿轮，主动齿轮的齿轮轴顶端向上伸出中央闸板后与动力装置传动连接，所述动力装置驱动时，两滑动闸板各自沿着基座宽度方向上伸出的同时，两拐杆相向移动而令所述拐柄段将滑动顶杆朝安装孔外顶出，且这些被顶出的滑动闸片与所有所述固定闸片位于同一直线上。

2.根据权利要求1所述应对中大流量的常开溢流排水闸结构，其特征在于：所述固定闸片的底端通过竖直设置的液压柱与所述承接梁相连。

3.根据权利要求1所述应对中大流量的常开溢流排水闸结构，其特征在于：所述滑动闸板的上端以及所述插接部的上端均凸出地具有T型滑块结构，所述T型滑块结构与所述中央闸板内的相应T型滑槽滑动配合。

4.根据权利要求1所述应对中大流量的常开溢流排水闸结构，其特征在于：所述驱动杆一端通过预压弹簧与滑动闸板相连。

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