CN112030891B - 一种利用水压差发电的水利工程用机械闸门 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用水压差发电的水利工程用机械闸门，包括支撑架、定位丝杆、限位支架和齿条，所述支撑架的上表面固定安装有防护栏，所述定位丝杆转动安装在驱动电机的下表面，所述支撑架的前侧面固定安装有引水框，所述限位支架焊接在引水框的上表面去，所述限位块的外侧面固定安装有内部滑块，所述内部滑块的内部两侧均转动安装有滚轮，所述定位丝杆的内部贯穿连接有电路防护管，所述齿条焊接在电动伸缩杆的上表面，所述主闸门的内部转动安装有内部转轴。该利用水压差发电的水利工程用机械闸门，采用新型的结构设计，使得本装置可以通过水压差进行蓄能储电，并且该装置便于调节水源防护范围，同时增加有过滤清理杂物的功能，使用便捷。

Description

一种利用水压差发电的水利工程用机械闸门

技术领域

本发明涉及水利工程技术领域，具体为一种利用水压差发电的水利工程用机械闸门。

背景技术

水利工程是为了利用和控制自然界的水资源而建设的一项工程项目，水利工程可以防止洪水灾害，建设水坝和水库等隔离水资源，对水资源进行利用完成农业灌溉或者水利发电等项目，对水库和农业灌溉系统中的水资源进行管理，在水利连通结构中设置有闸门结构进行控制，定向定量控制水源流通。

随着闸门的不断安装使用，在使用过程中发现了下述问题：

1.现有的一些机械闸门通过电动控制闸门卡合状态，室外的水利闸门结构分布范围较广，通电驱动安装工程量较大。

2.且现有的一些闸门防水高度有限，不便于在涨水时对防护范围进行调节，同时流通的水资源中混合有部分杂物结构，水资源流通的过程中闸门结构不便于隔离杂物的流通，使用功能有限。

所以需要针对上述问题设计一种利用水压差发电的水利工程用机械闸门。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用水压差发电的水利工程用机械闸门，以解决上述背景技术中提出现有的一些机械闸门通过电动控制闸门卡合状态，室外的水利闸门结构分布范围较广，通电驱动安装工程量较大，且现有的一些闸门防水高度有限，不便于在涨水时对防护范围进行调节，同时流通的水资源中混合有部分杂物结构，水资源流通的过程中闸门结构不便于隔离杂物的流通，使用功能有限的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用水压差发电的水利工程用机械闸门，包括支撑架、定位丝杆、限位支架和齿条，所述支撑架的上表面固定安装有防护栏，且防护栏的内部上表面中间位置固定安装有控制器，并且控制器与驱动电机电性连接，所述定位丝杆转动安装在驱动电机的下表面，且定位丝杆的外部活动连接有主闸门，并且主闸门的前表面两侧对称焊接有内置杆，同时内置杆的外侧活动安装有副闸门，所述支撑架的前侧面固定安装有引水框，且引水框的内部上表面固定安装有储能结构，并且储能结构的下端电性连接有水轮机，所述限位支架焊接在引水框的上表面，且限位支架的内部转动安装有限位丝杆，并且限位丝杆和限位支架的外部均活动安装有限位块，所述限位块的外侧面固定安装有内部滑块，且内部滑块活动安装在滤网的内部中间位置，并且滤网的下端固定安装有滤框，同时滤网的侧面中间位置开设有内部滑槽，所述内部滑块的内部两侧均转动安装有滚轮，所述定位丝杆的内部贯穿连接有电路防护管，且电路防护管固定安装在主闸门的内部，并且主闸门的内侧固定安装有电动伸缩杆，同时电动伸缩杆与电路防护管相互连接，所述齿条焊接在电动伸缩杆的上表面，所述副闸门的内部转动安装有内部转轴，且内部转轴的侧面固定连接有驱动齿轮。

优选的，所述副闸门的内部预留有侧边槽，且侧边槽的侧面开设有定位槽，并且副闸门的外侧上端内部固定安装有液位感应器。

优选的，所述副闸门通过内置杆与主闸门组成滑动结构，且副闸门的厚度小于主闸门的厚度，并且主闸门与定位丝杆螺纹连接，同时副闸门和主闸门均与支撑架嵌合滑动连接。

优选的，所述内部滑块与限位块为一体化结构，且限位块与限位丝杆螺纹连接，并且限位块与限位支架组成滑动结构。

优选的，所述滤网通过内部滑槽和滚轮与内部滑块组成滑动结构，且滤网与引水框卡合连接，并且滤网的高度大于引水框的高度。

优选的，所述齿条通过电动伸缩杆与主闸门组成升降结构，且齿条与驱动齿轮啮合连接。

优选的，所述内部转轴通过定位槽与副闸门组成滑动结构，且内部转轴呈倒“Z”形结构，并且内部转轴通过侧边槽与副闸门嵌合连接，同时内部转轴的高度等于内置杆高度的二分之一。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该利用水压差发电的水利工程用机械闸门，采用新型的结构设计，使得本装置可以便捷的通过放水流通时的水压差及逆行蓄能储电，使用较为节能，且该装置中设置有防水范围调节机构和杂物过滤机构，使用功能较为丰富；

1.引水框安装在闸门结构的前侧，水轮机安装在引水框内部中间位置，在闸门放水的过程中，前后两侧的水压差发生变化，水流通过引水框进入闸门开放的位置向侧面流通，水流推动水轮机下端叶片转动，水轮机将水流的机械能转换成电能储存，该部分电能可以提供给驱动电机和电动伸缩杆使用，节省电力，使用较为节能；

2.滑动结构设置的副闸门，以及转动结构设置的内部转轴，副闸门的液位感应器感应到侧面防护的水资源高度位置，当液位达到一定的高度时，电动伸缩杆推动齿条上下移动，从而控制驱动齿轮和内部转轴转动运行，在内部转轴的推动作用下控制副闸门上下移动，调节该装置的防护范围；

3.螺纹连接设置的限位块，以及滑动结构设置的滤网，水资源长期在水利通道中流动，水源内部混合的杂物隔离在滤网的外侧和滤框的内侧，工作人员可以定期转动限位丝杆将滤网移动至最上端位置，再拉动滤网上端的把手向上移动滤网，清理滤网的网孔和滤框内部的杂物，提高该装置的使用功能。

附图说明

图1为本发明正面结构示意图；

图2为本发明侧面剖视结构示意图；

图3为本发明滤网正面结构示意图；

图4为本发明限位块侧面结构示意图；

图5为本发明内部滑块俯视剖视结构示意图；

图6为本发明主闸门侧面剖视结构示意图；

图7为本发明副闸门侧面局部剖视结构示意图；

图8为本发明驱动齿轮正面结构示意图；

图9为本发明定位槽正面结构示意图。

图中：1、支撑架；2、防护栏；3、控制器；4、驱动电机；5、定位丝杆；6、主闸门；7、内置杆；8、副闸门；9、引水框；10、储能结构；11、水轮机；12、限位支架；13、限位丝杆；14、限位块；15、内部滑块；16、滤网；17、滤框；18、内部滑槽；19、滚轮；20、电路防护管；21、电动伸缩杆；22、齿条；23、内部转轴；24、驱动齿轮；25、侧边槽；26、定位槽；27、液位感应器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-9，本发明提供一种技术方案：一种利用水压差发电的水利工程用机械闸门，包括支撑架1、防护栏2、控制器3、驱动电机4、定位丝杆5、主闸门6、内置杆7、副闸门8、引水框9、储能结构10、水轮机11、限位支架12、限位丝杆13、限位块14、内部滑块15、滤网16、滤框17、内部滑槽18、滚轮19、电路防护管20、电动伸缩杆21、齿条22、内部转轴23、驱动齿轮24、侧边槽25、定位槽26和液位感应器27，支撑架1的上表面固定安装有防护栏2，且防护栏2的内部上表面中间位置固定安装有控制器3，并且控制器3与驱动电机4电性连接，定位丝杆5转动安装在驱动电机4的下表面，且定位丝杆5的外部活动连接有主闸门6，并且主闸门6的前表面两侧对称焊接有内置杆7，同时内置杆7的外侧活动安装有副闸门8，支撑架1的前侧面固定安装有引水框9，且引水框9的内部上表面固定安装有储能结构10，并且储能结构10的下端电性连接有水轮机11，限位支架12焊接在引水框9的上表面，且限位支架12的内部转动安装有限位丝杆13，并且限位丝杆13和限位支架12的外部均活动安装有限位块14，限位块14的外侧面固定安装有内部滑块15，且内部滑块15活动安装在滤网16的内部中间位置，并且滤网16的下端固定安装有滤框17，同时滤网16的侧面中间位置开设有内部滑槽18，内部滑块15的内部两侧均转动安装有滚轮19，定位丝杆5的内部贯穿连接有电路防护管20，且电路防护管20固定安装在主闸门6的内部，并且主闸门6的内侧固定安装有电动伸缩杆21，同时电动伸缩杆21与电路防护管20相互连接，齿条22焊接在电动伸缩杆21的上表面，副闸门8的内部转动安装有内部转轴23，且内部转轴23的侧面固定连接有驱动齿轮24。

本例中副闸门8的内部预留有侧边槽25，且侧边槽25的侧面开设有定位槽26，并且副闸门8的外侧上端内部固定安装有液位感应器27，当副闸门8外侧的水面液位达到一定高度位置时，液位感应器27感应到液位高度将信号传递给控制器3(液位感应器27通过无线信号与控制器3相互连接)，控制器3通过控制机械传动调节该装置对水源防护的范围；

副闸门8通过内置杆7与主闸门6组成滑动结构，且副闸门8的厚度小于主闸门6的厚度，并且主闸门6与定位丝杆5螺纹连接，同时副闸门8和主闸门6均与支撑架1嵌合滑动连接，内部转轴23通过定位槽26与副闸门8组成滑动结构，且内部转轴23呈倒“Z”形结构，并且内部转轴23通过侧边槽25与副闸门8嵌合连接，同时内部转轴23的高度等于内置杆7高度的二分之一，齿条22通过电动伸缩杆21与主闸门6组成升降结构，且齿条22与驱动齿轮24啮合连接，通过控制器3控制电动伸缩杆21伸缩移动，齿条22与驱动齿轮24在啮合作用下控制内部转轴23，内部转轴23通过定位槽26推动副闸门8上下移动，副闸门8与主闸门6之间相互错位调节，控制该装置整体防护范围；

内部滑块15与限位块14为一体化结构，且限位块14与限位丝杆13螺纹连接，并且限位块14与限位支架12组成滑动结构，滤网16工作时隔离的杂物积累在其外侧，工作人员可以定期来现场进行清理，工作人员站在防护栏2内部平台中，转动限位丝杆13，限位丝杆13与限位块14螺纹连接，在螺纹传动的作用下带动滤网16向上移动，便于对其进行清洁；

滤网16通过内部滑槽18和滚轮19与内部滑块15组成滑动结构，且滤网16与引水框9卡合连接，并且滤网16的高度大于引水框9的高度，滤网16中隔离的杂物大多堆积在滤框17的内部，将滤网16移动至限位丝杆13最上端位置时，通过内部滑槽18和内部滑块15向上继续滑动滤网16，工作人员便于清理滤框17中的杂物。

工作原理：使用本装置时，首先根据图1、图2和图6中所示的结构，将该装置安装在水利通道进出口处，关闭主闸门6和副闸门8，主闸门6和副闸门8左右两侧的水源被相互隔离，当外侧的水源涨水时，水源流动推动水轮机11下端的叶片转动，水轮机11将机械能转换成电能存储在储能结构10中，便于为驱动电机4和电动伸缩杆21功能使用，装置使用较为节能，日常水源流动的动力较小，储能的能力有限，在开闸放水时，主闸门6和副闸门8两侧的水压差较大，水源进入引水框9的内部，急速推动水轮机11叶片转动，此时机械能较大，可以转换存储较多的电能，该装置主要是利用开闸放水时间段实现储能；

随后，根据图1、图2、图6、图7、图8以及图9中所示的结构，副闸门8外侧安装的液位感应器27感应到侧面水位的高度，到水位达到一定的高度时，液位感应器27将信号传递给控制器3，控制器3控制电动伸缩杆21运行，电动伸缩杆21推动齿条22上下移动，由于齿条22与驱动齿轮24啮合连接，在齿轮啮合传动的作用下控制驱动齿轮24和内部转轴23转动，内部转轴23通过定位槽26与副闸门8滑动连接，在推动内部转轴23的推动作用下控制副闸门8上下移动，调节副闸门8和主闸门6之间的防护高度范围，避免水源液位上涨溢出；

接着根据图2、图3、图4和图5中所示的结构，水源流动时在闸门结构的内外两侧流通，水源内部混合有部分杂物结构，流通过程中不仅会撞击到水轮机11结构上，同样对后期农业灌溉等作业产生影响，该装置中设置有杂物过滤隔离结构，水源进入引水框9内部时，通过滤网16的隔离过滤作用，水源内部的杂物被隔离在外侧，工作人员定期来进行检测，转动限位丝杆13，限位丝杆13与限位块14螺纹连接，在螺纹传动的作用下控制限位块14上下移动，同时限位块14在限位支架12的外部滑动，限位块14外侧固定的内部滑块15卡合在内部滑槽18的最高处位置，此时推动滤网16和滤框17向上移动，滤网16隔离的大部分杂物堆积在滤框17的内部，通过滤框17下端的滤水作用将杂物收集，当限位块14移动至最高处位置时，停止转动限位丝杆13，同时拉动滤网16上端的把手向上移动滤网16，清理滤框17内部的杂物，同时对滤网16和滤框17的网孔进行清洁，保持其过滤功能，最后反向转动限位丝杆13控制滤网16移动至最下端位置，滤网16继续进行过滤工作。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (1)

1.一种利用水压差发电的水利工程用机械闸门，包括支撑架（1）、定位丝杆（5）、限位支架（12）和齿条（22），其特征在于：所述支撑架（1）的上表面固定安装有防护栏（2），且防护栏（2）的内部上表面中间位置固定安装有控制器（3），并且控制器（3）与驱动电机（4）电性连接，所述定位丝杆（5）转动安装在驱动电机（4）的下表面，且定位丝杆（5）的外部活动连接有主闸门（6），并且主闸门（6）的前表面两侧对称焊接有内置杆（7），同时内置杆（7）的外侧活动安装有副闸门（8），所述支撑架（1）的前侧面固定安装有引水框（9），且引水框（9）的内部上表面固定安装有储能结构（10），并且储能结构（10）的下端电性连接有水轮机（11），所述限位支架（12）焊接在引水框（9）的上表面，且限位支架（12）的内部转动安装有限位丝杆（13），并且限位丝杆（13）和限位支架（12）的外部均活动安装有限位块（14），所述限位块（14）的外侧面固定安装有内部滑块（15），且内部滑块（15）活动安装在滤网（16）的内部中间位置，并且滤网（16）的下端固定安装有滤框（17），同时滤网（16）的侧面中间位置开设有内部滑槽（18），所述内部滑块（15）的内部两侧均转动安装有滚轮（19），所述定位丝杆（5）的内部贯穿连接有电路防护管（20），且电路防护管（20）固定安装在主闸门（6）的内部，并且主闸门（6）的内侧固定安装有电动伸缩杆（21），同时电动伸缩杆（21）与电路防护管（20）相互连接，所述齿条（22）焊接在电动伸缩杆（21）的上表面，所述副闸门（8）的内部转动安装有内部转轴（23），且内部转轴（23）的侧面固定连接有驱动齿轮（24）；

所述副闸门（8）的内部预留有侧边槽（25），且侧边槽（25）的侧面开设有定位槽（26），并且副闸门（8）的外侧上端内部固定安装有液位感应器（27）；

所述副闸门（8）通过内置杆（7）与主闸门（6）组成滑动结构，且副闸门（8）的厚度小于主闸门（6）的厚度，并且主闸门（6）与定位丝杆（5）螺纹连接，同时副闸门（8）和主闸门（6）均与支撑架（1）嵌合滑动连接；

所述内部滑块（15）与限位块（14）为一体化结构，且限位块（14）与限位丝杆（13）螺纹连接，并且限位块（14）与限位支架（12）组成滑动结构；

所述滤网（16）通过内部滑槽（18）和滚轮（19）与内部滑块（15）组成滑动结构，且滤网（16）与引水框（9）卡合连接，并且滤网（16）的高度大于引水框（9）的高度；

所述齿条（22）通过电动伸缩杆（21）与主闸门（6）组成升降结构，且齿条（22）与驱动齿轮（24）啮合连接；

所述内部转轴（23）通过定位槽（26）与副闸门（8）组成滑动结构，且内部转轴（23）呈倒“Z”形结构，并且内部转轴（23）通过侧边槽（25）与副闸门（8）嵌合连接，同时内部转轴（23）的高度等于内置杆（7）高度的二分之一。

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