CN112227312A - 一种涵闸结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种涵闸结构，包括设置于河床表面上的挡水闸板，所述挡水闸板的长度方向与水流流向垂直，所述挡水闸板处的河床表面上开设有阶梯槽，所述挡水闸板迎水一侧的河床表面高度小于挡水闸板背水一侧的河床表面高度，所述挡水闸板两端的河床上均固定有基块，所述挡水闸板的两端分别与两个基块转动连接，所述挡水闸板内部中空，所述挡水闸板上设置有用于对挡水闸板内部充水的充水组件以及用于将挡水闸板内部的水排出的排水组件。本申请中，工作人员通过排水组件即可将挡水闸板内的水排出，依靠水流的冲击力即可驱使挡水闸板转动，从而降低了工作人员打开挡水闸板并进行泄洪过程中的能量损耗。

Description

一种涵闸结构及其施工方法

技术领域

本申请涉及闸门技术领域，尤其是涉及一种涵闸结构及其施工方法。

背景技术

涵闸是涵洞、水闸的简称，用于水库放水、堤垸引泄水，涵闸是在汛期与河道堤防以及排水蓄水工程配合，发挥控制水流的作用。

相关技术的公告号为CN203440796U的中国专利公开了一种悬吊升降式防淹闸门，包括改进的开敞式水闸，结构中包括闸体，闸体中滑动设置有闸板，闸体和闸板之间设置有密封条，闸板顶部通过钢绞线连接至蜗杆的两端，蜗杆连接有蜗轮，蜗轮连接有电机，闸板的底部设置有凹槽，闸体的底部设置有与凹槽相配合的凸槽，闸板两侧的上端和下端分别设置有清理刷。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在以下缺陷：采用蜗轮和蜗杆组合传动的方式驱使闸板进行升降，而闸板通常由钢板制成，质量较大，在升起闸板并进行泄洪的过程中需要消耗大量的电能。

发明内容

为了降低工作人员打开闸板并进行泄洪过程中的能量损耗，本申请的目的之一是提供一种涵闸结构。

本申请提供的一种涵闸结构采用如下的技术方案：

一种涵闸结构，包括设置于河床表面上的挡水闸板，所述挡水闸板的长度方向与水流流向垂直，所述挡水闸板处的河床表面上开设有阶梯槽，所述挡水闸板迎水一侧的河床表面高度小于挡水闸板背水一侧的河床表面高度，所述挡水闸板两端的河床上均固定有基块，所述挡水闸板的两端分别与两个基块转动连接，所述挡水闸板内部中空，所述挡水闸板上设置有用于对挡水闸板内部充水的充水组件以及用于将挡水闸板内部的水排出的排水组件。

通过采用上述技术方案，该涵闸结构在进行挡水时，工作人员只需通过充水组件向挡水闸板内部充水，使得挡水闸板内部充水，直至挡水闸板的重力与挡水闸板内部水的质量之和大于挡水闸板迎水一侧的水流冲击力时，关闭充水组件即可，此时，充水后的挡水闸板对水流起到了良好的拦截作用。当需要打开挡水闸板并进行泄洪操作时，工作人员只需通过排水组件将挡水闸板内部的水排出，由于挡水闸板内部中空，以此使得挡水闸板迎水一侧的水流冲击力大于挡水闸板的重力，依靠水流的冲击力即可轻易开启挡水闸板，降低了工作人员打开闸板并进行泄洪过程中的能量损耗，有利于节约电能。

优选的，所述充水组件包括与挡水闸板迎水一侧的侧壁固定并与挡水闸板连通的进水管以及设置于进水管上的进水电磁阀，所述排水组件包括与挡水闸板背水一侧的侧壁固定并与挡水闸板连通的排水管以及设置于排水管上的排水电磁阀。

通过采用上述技术方案，需要使用充水组件对挡水闸板内部充水时，工作人员只需打开进水电磁阀并关闭排水电磁阀，以此便于水流由进水管进入挡水闸板内部，在挡水闸板自身重力与挡水闸板内部水的重力的配合作用下，以此使得挡水闸板呈竖直状态，从而对迎水一侧的水流起到了良好的拦截作用。需要使用排水组件排出挡水闸板内部的水时，工作人员只需打开排水电磁阀并关闭进水电磁阀，使得挡水闸板内部的水从排水管排出，此时，由于挡水闸板内部中空，容易漂浮，因此，在水流的冲击作用下，挡水闸板被冲开，以便完成泄洪工作。

优选的，所述基块上表面固定有固定块，所述固定块上设置有辅助组件，所述辅助组件包括固定于固定块上的充气泵、用于连通挡水闸板与充气泵的充气管以及设置于充气管上的充气电动阀。

通过采用上述技术方案，当需要将挡水闸板内的水排出时，为降低挡水闸板内的水从挡水闸板内排出的难度，工作人员只需打开充气电动阀，以此通过充气泵以及充气管向挡水闸板内充气，使得挡水闸板内的气压增大，降低了水流由挡水闸板内径排水管排出的难度，有利于挡水闸板的开启以及泄洪工作的进行。

优选的，所述辅助组件还包括固定于固定块上的抽气泵、用于连通挡水闸板与抽气泵的排气管以及设置于排气管上的排气电动阀。

通过采用上述技术方案，当挡水闸板内的水流完全排出后，为使得充入挡水闸板内的气体顺利排出，以便下次水流由进水管进入挡水闸板内，工作人员只需打开排气电动阀，以此通过抽气泵以及排气管将挡水闸板内的气体排出，使得挡水闸板内的气压降低，从而减小了水流由进水管进入挡水闸板内的难度。

优选的，所述挡水闸板两端的侧壁上均固定有转动轴，所述基块靠近挡水闸板一侧的侧壁上开设有供转动轴转动连接的柱形槽，所述转动轴上套设有扭簧，所述扭簧的一端与转动轴侧壁固定，所述扭簧的另一端与柱形槽内壁固定，当所述挡水闸板呈水平状态时，所述扭簧处于原长状态。

通过采用上述技术方案，在进行泄洪工作时，挡水闸板内的气压逐渐增大，水流容易冲击挡水闸板并使得挡水闸板绕转动轴转动，通过设置扭簧，以此降低了挡水闸板绕转动轴转动的难度，有利于加速挡水闸板开启的进程。

优选的，两个所述基块之间固定有水平设置的挡板，当所述挡水闸板呈水平状态时，所述挡板的上表面与挡水闸板底面贴合。

通过采用上述技术方案，通过设置挡板，以此对挡水闸板起到了良好的阻挡作用，避免了挡水闸板绕转动轴不断转动的情况，有利于泄洪工作的顺利进行。

优选的，所述挡水闸板与挡板上共同安装有定位组件，所述定位组件包括与挡水闸板背水一侧的侧壁固定的固定板、与挡板底面固定的液压油缸以及与液压油缸的活塞杆端部固定的插接杆，所述固定板上开设有与插接杆插接配合的插接孔。

通过采用上述技术方案，为增强挡水闸板在泄洪工作过程中的稳定性，当挡板的上表面与挡水闸板底面贴合时，工作人员只需开启液压油缸，使得液压油缸的活塞杆带动插接杆向远离液压油缸的一侧移动，直至插接杆与固定板上的插接孔插接，以此对挡水闸板起到了良好的定位作用，有利于增强挡水闸板在泄洪工作过程中的稳定性。

优选的，所述挡水闸板上表面与转动轴之间的距离小于挡水闸板底面与转动轴之间的距离。

通过采用上述技术方案，转动轴下方的挡水闸板质量大于转动轴上方的挡水闸板质量，以此使得挡水闸板在自身重力作用下呈竖直状态，有利于挡水闸板水流由进水管进入挡水闸板内部。

本发明的目的之二是提供一种涵闸结构的施工方法，该涵闸结构的施工方法包括如下几个步骤：

（1）在河床表面开设阶梯槽，使得河道上游河床表面的高度小于河道下游河床表面的高度，并在阶梯槽内底壁上开设弧形凹槽；

（2）在阶梯槽一端的河床边缘上固定一个基块，在挡水闸板上安装转动轴、充水组件以及排水组件，挡水闸板一端的转动轴与基块上的柱形槽转动连接，随后在阶梯槽另一端的河床边缘上固定一个基块；

（3）在两个基块上表面共同固定一个固定块，并在固定块上设置辅助组件，随后在两块基块之间安装挡板以及定位组件。

通过采用上述技术方案，通过在河床表面开设弧形凹槽，以此降低了挡水闸板绕转动轴转动过程中，河床表面对挡水闸板的转动产生阻碍的概率。工作人员通过操作充水组件，即可向挡水闸板内充水，以此使得挡水闸板在水流重力的作用下保持与阶梯槽侧壁抵接的状态，从而对水流起到了良好的拦截作用。工作人员通过操作排水组件，即可将挡水闸板内的水排出，使得挡水闸板在水流冲击的作用下打开，有利于泄洪工作的进行。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

本申请的该涵闸结构中，工作人员通过排水组件即可将挡水闸板内的水排出，依靠水流的冲击力即可驱使挡水闸板转动，从而降低了工作人员打开挡水闸板并进行泄洪过程中的能量损耗；

本申请中，工作人员只需打开进水电磁阀，以此便于迎水一侧的水流由进水管进入挡水闸板内部，直至挡水闸板内部的水位与挡水闸板迎水一侧的水位高度相等，以便挡水闸板呈竖直状态并对水流进行拦截。当需要泄洪时，工作人员只需打开排水电磁阀，使得挡水闸板内的水流从排水管排出，在水流的冲击作用下，挡水闸板呈打开状态，以便进行泄洪；

本申请中，工作人员只需打开充气电动阀，即可通过充气泵以及充气管向挡水闸板内充气，使得挡水闸板内的气压增大，加速了挡水闸板内的水由排水管排出，有利于挡水闸板的开启以及泄洪工作的进行。

附图说明

图1是申请实施例的涵闸结构的结构示意图。

图2是申请实施例的涵闸结构的另一视角的结构示意图。

图3是申请实施例的涵闸结构的剖视图，用于凸显基块与挡水闸板之间的连接关系。

图4是申请实施例的涵闸结构的剖视图，用于凸显阶梯槽与弧形凹槽。

附图标记说明：1、挡水闸板；11、基块；111、挡板；112、柱形槽；12、转动轴；121、扭簧；2、充水组件；21、进水管；22、进水电磁阀；3、排水组件；31、排水管；32、排水电磁阀；4、固定块；5、辅助组件；51、充气泵；52、充气管；53、充气电动阀；54、抽气泵；55、排气管；56、排气电动阀；6、定位组件；61、固定板；611、插接孔；62、液压油缸；63、插接杆；7、河床；71、阶梯槽；72、弧形凹槽。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种涵闸结构。参照图1及图2，涵闸结构包括挡水闸板1、基块11、充水组件2、排水组件3、固定块4、辅助组件5、挡板111以及定位组件6。挡水闸板1为竖直设置的板状结构，其内部中空，挡水闸板1设置于河床7表面上，挡水闸板1的长度方向与水流流向垂直，且挡水闸板1上设置有转动轴12。转动轴12的横截面为圆形，转动轴12的轴向与挡水闸板1的长度方向平行，转动轴12的一端与挡水闸板1一端的侧壁固定，在本实施例中，转动轴12的数量为两个，两个转动轴12关于挡水闸板1对称设置，且转动轴12与挡水闸板1上表面之间的距离小于挡水闸板1底面与转动轴12之间的距离，以此便于挡水闸板1在未受到水流冲击时呈现竖直状态。

参照图1，基块11为竖直设置的矩形块状结构，基块11的下端与河床7边缘固定，基块11一侧的侧壁与挡水闸板1一侧的侧壁贴合，基块11的数量为两个，两个基块11关于挡水闸板1对称设置，结合图3所示，基块11靠近挡水闸板1一侧的侧壁上开设有柱形槽112。柱形槽112的横截面为圆形，柱形槽112的轴线与转动轴12的轴线重合，转动轴12远离挡水闸板1的一端与柱形槽112内壁转动连接。

参照图4，河床7表面靠近基块11的位置上开设有阶梯槽71，挡水闸板1迎水一侧的河床7表面高度小于挡水闸板1背水一侧的河床7表面高度，挡水闸板1背水一侧的侧壁靠近挡水闸板1底部的位置与阶梯槽71侧壁贴合，且阶梯槽71处的河床7表面上开设有供挡水闸板1转动的弧形凹槽72。

参照图1，充水组件2设置于挡水闸板1上，用于对挡水闸板1内部充水，且充水组件2包括进水管21以及进水电磁阀22。进水管21为圆管状结构，其轴线与河水流向平行，进水管21的一端与挡水闸板1迎水一侧的侧壁固定，且进水管21与挡水闸板1内部连通。进水电磁阀22固定于进水管21上，用于控制进水管21的通断。结合图4所示，当该涵闸结构在进行拦截水流时，工作人员只需打开进水电磁阀22，以此便于挡水闸板1迎水一侧的水流由进水管21进入挡水闸板1内部，直至挡水闸板1内部的水位与挡水闸板1迎水一侧的水位相等，此时，挡水闸板1呈竖直状态，挡水闸板1背水一侧的侧壁与阶梯槽71侧壁抵接，以此对挡水闸板1迎水一侧的水流起到了良好的拦截作用。

参照图2，排水组件3设置于挡水闸板1上，用于排出挡水闸板1内部的水，排水组件3包括排水管31以及排水电磁阀32。排水管31为水平设置的圆管状结构，其轴线与进水管21的轴线平行，排水管31的一端与挡水闸板1背水一侧的侧壁固定，且排水管31与挡水闸板1内部连通。排水电磁阀32固定于排水管31上，用于控制排水管31的通断。

参照图2，固定块4为水平设置的长方体形块状结构，固定块4的底面与两个基块11的上表面均固定。辅助组件5设置于固定块4上，辅助组件5包括充气泵51、充气管52、充气电动阀53、抽气泵54、排气管55以及排气电动阀56。充气泵51固定于固定块4的上表面上，充气管52的一端与充气泵51的出气口固定并连通，充气管52的另一端与挡水闸板1顶部固定并与挡水闸板1内部连通。充气电动阀53固定于充气管52上，用于控制充气管52的通断。抽气泵54固定于固定块4的上表面上，排气管55的一端与抽气泵54的进气口连通，排气管55的另一端与挡水闸板1顶部固定并与挡水闸板1内部连通。排气电动阀56固定于排气管55上，用于控制排气管55的通断。

参照图3及图4，当需要打开挡水闸板1进行泄洪时，工作人员只需打开排水电磁阀32和充气电动阀53，同时关闭进水电磁阀22和排气电动阀56，以此使得充气泵51通过充气管52向挡水闸板1内部注入空气，使得挡水闸板1内部的气压增大，从而使得挡水闸板1内部的水从排水管31排出，在此过程中，挡水闸板1内部的气压逐渐增大，由于挡水闸板1背水一侧的侧壁与阶梯槽71侧壁抵接，在挡水闸板1迎水一侧的水流冲击作用下，使得挡水闸板1绕转动轴12的轴线转动，以便使得挡水闸板1逐渐开启，有利于泄洪工作的进行。

参照图3，转动轴12上套设有扭簧121，扭簧121的一端与转动轴12侧壁固定，扭簧121的另一端与柱形槽112内壁固定，当挡水闸板1呈水平状态时，扭簧121处于原长状态，通过设置扭簧121，以此降低了挡水闸板1绕转动轴12的轴线转动的难度，有利于内部未充水的挡水闸板1在水流冲击作用下自行开启。

参照图2，挡板111为水平设置的长方形板状结构，其设置于两个基块11之间，挡板111的两端分别与两个基块11侧壁固定，且当挡水闸板1呈水平状态时，挡板111的上表面与挡水闸板1底面贴合，以此对挡水闸板1起到了良好的阻挡作用，避免了挡水闸板1旋转过度而影响泄洪工作的情况。

参照图2，定位组件6共同设置于挡水闸板1与挡板111上，定位组件6固定板61、液压油缸62以及插接杆63。固定板61为矩形板状结构，其设置于挡板111上方，固定板61靠近挡水闸板1一侧的侧壁与挡水闸板1背水一侧的侧壁固定，且当挡水闸板1呈竖直状态时，固定板61呈水平状态。液压油缸62的缸体与挡板111底面固定，液压油缸62的活塞杆的伸缩方向与水流流向平行，且液压油缸62的活塞杆向远离挡水闸板1的一侧延伸。结合图4所示，插接杆63为圆杆状结构，其轴线与液压油缸62活塞杆的轴线重合，插接杆63的一端与液压油缸62的活塞杆端部固定，且固定板61上开设有与插接杆63插接配合的插接孔611。在挡水闸板1处于水平状态，且挡水闸板1底面与挡板111上表面贴合时，为增强挡水闸板1在泄洪工作过程中的稳定性，工作人员只需开启液压油缸62，使得液压油缸62的活塞杆带动插接杆63移动，直至插接杆63与固定板61上的插接孔611插接，此时，挡水闸板1的位置得以固定，增强了挡水闸板1在泄洪工作过程中的稳定性。

本申请实施例一种涵闸结构的实施原理为：该涵闸结构在进行挡水时，工作人员只需通过充水组件2向挡水闸板1内部充水，当挡水闸板1内部的水位与挡水闸板1迎水一侧的水位相等时，关闭充水组件2即可，此时，充水后的挡水闸板1对水流起到了良好的拦截作用。当需要打开挡水闸板1并进行泄洪操作时，工作人员只需通过排水组件3将挡水闸板1内部的水排出，由于挡水闸板1背水一侧的侧壁与阶梯槽71侧壁抵接，且挡水闸板1内部中空，以此使得挡水闸板1迎水一侧的水流冲击力大于挡水闸板1的重力，依靠水流的冲击力即可使得挡水闸板1绕转动轴12翻转，降低了工作人员打开闸板并进行泄洪过程中的能量损耗。

本方案中，当需要使用挡水闸板1拦截水流时，工作人员只需打开进水电磁阀22，同时关闭排水电磁阀32，以此便于迎水一侧的水流由进水管21进入挡水闸板1内部，当挡水闸板1内部的水位与挡水闸板1迎水一侧的水位相等时，关闭进水电磁阀22即可，此时，挡水闸板1背水一侧的侧壁与阶梯槽71侧壁抵接，从而对水流起到了良好的拦截作用。当需要打开挡水闸板1进行泄洪时，工作人员只需打开排水电磁阀32和充气电动阀53，同时关闭进水电磁阀22和排气电动阀56，以此使得充气泵51通过充气管52向挡水闸板1内部注入空气，使得挡水闸板1内部的气压增大，从而便于挡水闸板1内部的水从排水管31排出，由于挡水闸板1内部内部中空，在挡水闸板1迎水一侧的水流冲击作用与扭簧121的扭力配合作用下，使得挡水闸板1绕转动轴12的轴线转动，以便使得挡水闸板1逐渐开启，有利于泄洪工作的进行。

参照图2及图4，本实施例还公开了一种涵闸结构的施工方法，该施工方法包括如下几个步骤：

（1）、在河床7表面开设阶梯槽71，使得河道上游河床7表面的高度小于河道下游河床7表面的高度，并在阶梯槽71内底壁上开设弧形凹槽72；

（2）、在阶梯槽71一端的河床7边缘上固定一个基块11，在挡水闸板1上安装转动轴12、充水组件2以及排水组件3，挡水闸板1一端的转动轴12与基块11上的柱形槽112转动连接，随后在阶梯槽71另一端的河床7边缘上固定一个基块11；

（3）、在两个基块11上表面共同固定一个固定块4，并在固定块4上设置辅助组件5，随后在两块基块11之间安装挡板111以及定位组件6。

通过上述施工方法，以此便于工作人员将该涵闸结构安装于河床7表面，以便该涵闸结构发挥蓄水作用，且便于工作人员打开挡水闸板1并进行泄洪工作。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种涵闸结构，其特征在于：包括设置于河床(7)表面上的挡水闸板(1)，所述挡水闸板(1)的长度方向与水流流向垂直，所述挡水闸板(1)处的河床(7)表面上开设有阶梯槽(71)，所述挡水闸板(1)迎水一侧的河床(7)表面高度小于挡水闸板(1)背水一侧的河床(7)表面高度，所述挡水闸板(1)两端的河床(7)上均固定有基块(11)，所述挡水闸板(1)的两端分别与两个基块(11)转动连接，所述挡水闸板(1)内部中空，所述挡水闸板(1)上设置有用于对挡水闸板(1)内部充水的充水组件(2)以及用于将挡水闸板(1)内部的水排出的排水组件(3)。

2.根据权利要求1所述的一种涵闸结构，其特征在于：所述充水组件(2)包括与挡水闸板(1)迎水一侧的侧壁固定并与挡水闸板(1)连通的进水管(21)以及设置于进水管(21)上的进水电磁阀(22)，所述排水组件(3)包括与挡水闸板(1)背水一侧的侧壁固定并与挡水闸板(1)连通的排水管(31)以及设置于排水管(31)上的排水电磁阀(32)。

3.根据权利要求2所述的一种涵闸结构，其特征在于：所述基块(11)上表面固定有固定块(4)，所述固定块(4)上设置有辅助组件(5)，所述辅助组件(5)包括固定于固定块(4)上的充气泵(51)、用于连通挡水闸板(1)与充气泵(51)的充气管(52)以及设置于充气管(52)上的充气电动阀(53)。

4.根据权利要求3所述的一种涵闸结构，其特征在于：所述辅助组件(5)还包括固定于固定块(4)上的抽气泵(54)、用于连通挡水闸板(1)与抽气泵(54)的排气管(55)以及设置于排气管(55)上的排气电动阀(56)。

5.根据权利要求2所述的一种涵闸结构，其特征在于：所述挡水闸板(1)两端的侧壁上均固定有转动轴(12)，所述基块(11)靠近挡水闸板(1)一侧的侧壁上开设有供转动轴(12)转动连接的柱形槽(112)，所述转动轴(12)上套设有扭簧(121)，所述扭簧(121)的一端与转动轴(12)侧壁固定，所述扭簧(121)的另一端与柱形槽(112)内壁固定，当所述挡水闸板(1)呈水平状态时，所述扭簧(121)处于原长状态。

6.根据权利要求5所述的一种涵闸结构，其特征在于：两个所述基块(11)之间固定有水平设置的挡板(111)，当所述挡水闸板(1)呈水平状态时，所述挡板(111)的上表面与挡水闸板(1)底面贴合。

7.根据权利要求6所述的一种涵闸结构，其特征在于：所述挡水闸板(1)与挡板(111)上共同安装有定位组件(6)，所述定位组件(6)包括与挡水闸板(1)背水一侧的侧壁固定的固定板(61)、与挡板(111)底面固定的液压油缸(62)以及与液压油缸(62)的活塞杆端部固定的插接杆(63)，所述固定板(61)上开设有与插接杆(63)插接配合的插接孔(611)。

8.根据权利要求6所述的一种涵闸结构，其特征在于：所述挡水闸板(1)上表面与转动轴(12)之间的距离小于挡水闸板(1)底面与转动轴(12)之间的距离。

9.一种涵闸结构的施工方法，其特征在于，该涵闸结构的施工方法包括如下几个步骤：

（1）、在河床(7)表面开设阶梯槽(71)，使得河道上游河床(7)表面的高度小于河道下游河床(7)表面的高度，并在阶梯槽(71)内底壁上开设弧形凹槽(72)；

（2）、在阶梯槽(71)一端的河床(7)边缘上固定一个基块(11)，在挡水闸板(1)上安装转动轴(12)、充水组件(2)以及排水组件(3)，挡水闸板(1)一端的转动轴(12)与基块(11)上的柱形槽(112)转动连接，随后在阶梯槽(71)另一端的河床(7)边缘上固定一个基块(11)；

（3）、在两个基块(11)上表面共同固定一个固定块(4)，并在固定块(4)上设置辅助组件(5)，随后在两块基块(11)之间安装挡板(111)以及定位组件(6)。

Images