CN112982286B - 一种基于水位自调节的防洪堤装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水利工程技术领域，公开了一种基于水位自调节的防洪堤装置，包括：防洪堤基体、两组升降机构、两个侧面防护墙体、顶部盖体、上浮组件和双向控制开关，防洪堤基体具有两个平行的放置槽，两组升降机构分别沿放置槽的高度方向设置于其内部，两个侧面防护墙体部分分别位于放置槽内，下端分别与两组升降机构连接，顶部盖体为伸缩式结构，覆盖于防洪堤基体的顶部，顶部盖体的两侧分别与两个侧面防护墙体的顶部固连，上浮组件能够随着河水的升降而升降，双向控制开关与上浮组件连接。本发明的防洪堤装置能够随着水位上升自动启动两侧的侧面防护墙体及顶部盖体升高使其在防洪堤基体之上形成与防洪堤基体类似的阻挡，从而稳固阻隔上涨的洪水。

Description

一种基于水位自调节的防洪堤装置

技术领域

本发明涉及水利工程技术领域，特别涉及一种基于水位自调节的防洪堤装置。

背景技术

防洪堤是指为了防止河流泛滥而建的堤坝，防洪堤在几百年前就已出现，防洪堤通常就是土石结合，呈长条形，有时会沿河流、湖泊或海洋绵延数公里，由于在汛期河流水位会上涨，可能出现漫过防洪堤的危险，因此，出现了很多随着水位进行调节的防洪堤装置。

目前使用的如SCFB等防洪堤是应用较广的一款，原理均是在传统防洪堤主体靠近河流一侧的位置设置竖向的凹槽，凹槽内设置防护板，河流通过几何形通道与凹槽连通，这样当涨水后水会进入凹槽内，利用水的浮力将防护板升起从而起到防护作用。

但此种防洪堤基体只是在防洪堤基体的单侧设置防护板，这样在面对水位上涨幅度较小时是不存在问题的，但若水位上涨幅度较大，单侧防护则会存在失稳问题，水流冲击力过大，容易导致防护板倾斜，若倾斜度过大则会破坏防洪堤基体，进而导致防护失败的问题。

发明内容

本发明提供一种基于水位自调节的防洪堤装置，能够随着水位上升自动启动两侧的侧面防护墙体及顶部盖体升高使其在防洪堤基体之上形成与防洪堤基体类似的阻挡，从而对上涨的洪水形成稳定阻挡。

本发明提供了一种基于水位自调节的防洪堤装置，包括：

防洪堤基体，具有两个分别与靠近河道一侧的侧面及背离河道一侧的侧面平行的放置槽，放置槽贯穿防洪堤基体的顶部；

两组升降机构，分别沿放置槽的倾斜方向设置于其内部；

两个侧面防护墙体，分别位于放置槽内，下端分别与两组升降机构连接，以使其能够沿放置槽的倾斜方向升降；

顶部盖体，为伸缩式结构，覆盖于防洪堤基体的顶部，顶部盖体的两侧分别与两个侧面防护墙体的顶部固连，顶部盖体随着两个侧面防护墙体上升而缩短，随着其下降而伸长；

上浮组件，能够随着河水的升降而升降；

双向控制开关，与上浮组件连接，随着上浮组件的上升双向控制开关向一个方向拨动时则控制两组升降机构同步升高，随着上浮组件的下降双向控制开关则向另一个方向拨动时则控制两组升降机构同步降低。

可选的，顶部盖体包括：

套板，沿防洪堤基体跨度方向的两侧均设有安装槽，两个安装槽之间被阻隔板隔开；

两个延伸板，部分分别位于安装槽内，延伸板的侧壁与套板的侧壁滑动配合，套板的两侧分别具有阻挡延伸板脱离的阻挡件；

弹性件，连接于阻隔板与延伸板之间。

可选的，每组升降机构包括沿侧面防护墙体运动方向依次连接的一下一上两个剪叉升降机构，位于上方的剪叉升降机构与侧面防护墙体连接，位于下方的剪叉升降机构与放置槽的槽底连接，双向控制开关能够分别控制两个剪叉升降机构的升降。

可选的，剪叉升降机构包括：

多个内剪叉臂，分为两组前后平行设置，位于最底部的内剪叉臂与放置槽的槽底铰接，前后两组内剪叉臂之间通过连杆相连；

多个外剪叉臂，与多个内剪叉臂对称设置，位于最底部的内剪叉臂与放置槽的槽底滑动连接，同一层的内剪叉臂和外剪叉臂的中部相枢接，下层的外剪叉臂的上端与上层的内剪叉臂下端相枢接，前后两组外剪叉臂之间也通过连杆相连；

液压缸，固定端与最下层的连杆固连，伸缩端与最上端的连杆铰接，上下两组液压缸分别与双向控制开关连接。

可选的，上浮组件为两组，分别设于防洪堤基体靠近河道一侧的顶部和与邻侧的侧面防护墙体的同侧，每组上浮组件包括：

多个水平进水通道，分别水平设于防洪堤基体靠近河道一侧和邻侧的侧面防护墙体的同侧；

第一腔室，设于防洪堤基体和侧面防护墙体内且位于多个水平进水通道的内侧，并与多个水平进水通道连通；

第二腔室，位于第一腔室内侧的防洪堤基体和侧面防护墙体内；

纵向管道，竖直设于第一腔室内，上端开口；

横向管道，水平设置于第一腔室和第二腔室内，横向管道与纵向管道连通；

浮块，设置于第二腔室内，并沿竖直方向与第二腔室的腔壁滑动连接；

拨动杆，固连于浮块的侧壁，双向控制开关设于第二腔室靠近顶部的侧壁上，位于防洪堤基体内的双向控制开关用于控制下方的液压缸的伸缩，位于侧面防护墙体内的双向控制开关用于控制上方的液压缸的伸缩。

可选的，随着浮块上移，拨动杆拨动双向控制开关向一个方向以使液压缸伸长，随着浮块下移，拨动杆拨动双向控制开关向另一个方向以使液压缸伸长。

可选的，放置槽的槽口设有密封组件，密封组件与侧面防护墙体的侧壁抵接，以使放置槽与侧面防护墙体之间密封连接。

可选的，密封组件包括：

多个密封套，分别与放置槽槽口周向的内侧壁固连；

多个刚性块，分别填充于密封套内；

多个弹簧，分别连接与多个刚性块之间。

可选的，侧面防护墙体的内部具有容纳腔，邻接于河道的侧面防护墙体的同侧侧壁的中部具有多个进液孔。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明通过设置的两个侧面防护墙体及能够伸缩的顶部盖板相配合，上浮组件随着水位上升而上浮，从而拨动双向控制开关使其同时控制两组升降机构上升，使洪水在即将漫过防洪堤基体时两侧的侧面防护墙体随着两组升降机构同时升高并带动与其固连的顶部盖体升高，由于放置槽和升降机构具有与防护堤基础侧面相同的倾斜度，从而使两侧的侧面防护墙体和顶部盖体之间形成类似于防洪堤基体的上窄下宽的形状，根据液体内部压强公式p＝ρgh可知，水越靠近防洪堤装置底部，水深h越大，水产生的压强也越大，随着高度的升高压强逐渐减小，因此上窄下宽的设计能够确保防洪堤装置的安全，同时防洪堤装置内侧水的压力总有将其向外水平推动的运动趋势，防洪堤装置需要有与之抗衡的静摩擦力，才能保持其平衡，将其设计为上窄下宽的形状既可增其自身的重力，也可增大迎水面上水对坝体竖直向下的压力，因此，可以增强坝体与坝基间的最大静摩擦力，达到防止堤坝滑动的目的，从而确保防洪堤装置的整体稳固性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种基于水位自调节的防洪堤装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的顶部盖体的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的升降机构的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的上浮组件的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的密封组件的结构示意图。

附图标记说明：

100-防洪堤基体，101-放置槽，102-侧面防护墙体，103-双向控制开关，104-容纳腔，2-升降机构，200-内剪叉臂，210-连杆，220-外剪叉臂，230-液压缸，3-顶部盖体，300-套板，310-安装槽，320-阻隔板，330-延伸板，340-阻挡件，350-弹性件，4-上浮组件，400-水平进水通道，410-第一腔室，420-第二腔室，430-纵向管道，440-横向管道，450-浮块，460-拨动杆，5-密封组件，500-密封套，510-刚性块，520-弹簧。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

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”、“轴向”、“径向”、“周向”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的技术方案和简化描述，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。

如图1所示，本发明实施例提供的一种基于水位自调节的防洪堤装置，包括：防洪堤基体100、两组升降机构2、两个侧面防护墙体102、顶部盖体3、上浮组件4和双向控制开关103，防洪堤基体100具有两个分别与靠近河道一侧的侧面及背离河道一侧的侧面平行的放置槽101，放置槽101贯穿防洪堤基体100的顶部，两组升降机构2分别沿放置槽101的倾斜方向设置于其内部，两个侧面防护墙体102分别位于放置槽101内，下端分别与两组升降机构2连接，以使其能够沿放置槽101的倾斜方向升降，顶部盖体3为伸缩式结构，覆盖于防洪堤基体100的顶部，顶部盖体3的两侧分别与两个侧面防护墙体102的顶部固连，顶部盖体3随着两个侧面防护墙体102上升而缩短，随着上浮组件4的上升双向控制开关103向一个方向拨动时则控制两组升降机构2同步升高，随着上浮组件4的下降双向控制开关103则向另一个方向拨动时则控制两组升降机构2同步降低。

本发明通过设置的两个侧面防护墙体及能够伸缩的顶部盖板相配合，上浮组件随着水位上升而上浮，从而拨动双向控制开关使其同时控制两组升降机构上升，使洪水在即将漫过防洪堤基体时两侧的侧面防护墙体随着两组升降机构同时升高并带动与其固连的顶部盖体升高，由于放置槽和升降机构具有与防护堤基础侧面相同的倾斜度，从而使两侧的侧面防护墙体和顶部盖体之间形成类似于防洪堤基体的上窄下宽的形状，根据液体内部压强公式p＝ρgh可知，水越靠近防洪堤装置底部，水深h越大，水产生的压强也越大，随着高度的升高压强逐渐减小，因此上窄下宽的设计能够确保防洪堤装置的安全，同时防洪堤装置内侧水的压力总有将其向外水平推动的运动趋势，防洪堤装置需要有与之抗衡的静摩擦力，才能保持其平衡，将其设计为上窄下宽的形状既可增其自身的重力，也可增大迎水面上水对坝体竖直向下的压力，因此，可以增强坝体与坝基间的最大静摩擦力，达到防止堤坝滑动的目的，从而确保防洪堤装置的整体稳固性。

如图2所示，顶部盖体3包括：套板300、两个延伸板330和弹性件350，套板300沿防洪堤基体100跨度方向的两侧均设有安装槽310，两个安装槽310之间被阻隔板320隔开，两个延伸板330部分分别位于安装槽310内，延伸板330的侧壁与套板300的侧壁滑动配合，套板300的两侧分别具有阻挡延伸板330脱离其的阻挡件340，弹性件350连接于阻隔板320与延伸板330之间。

随着两个侧面防护墙体102的升高从两侧挤压两个延伸板330，则两个延伸板330向套板300内移动，从而使顶部盖体3整体宽度变小，弹性件350在两个侧面防护墙体102下降时，将两个延伸板330向套板300外侧弹出，在本实施例中，弹性件350为多组弹簧，另外，在本实施例中，为了保证延伸板330和弹性件350之间的连接强度，在多组弹簧之间增设依次枢接的多个连杆，多个连杆随着弹簧的收缩而压缩在一起，随着弹簧的伸展而拉伸，从而增强连接刚度，在本实施例中，可在套板300顶部设置凹槽，内置多块太阳能电池板，槽口用透明板封闭，将太阳能电池板为升降机构2供电，以此满足室外环境中的供电问题，节约能源。

参考图3，每组升降机构2包括沿侧面防护墙体102运动方向依次连接的一下一上两个剪叉升降机构，位于上方的剪叉升降机构与侧面防护墙体102连接，位于下方的剪叉升降机构与放置槽101的槽底连接，双向控制开关103能够分别控制两个剪叉升降机构的升降。

在本实施例中，剪叉升降机构包括：多个内剪叉臂200、多个外剪叉臂220、液压缸230、多个外剪叉臂220和液压缸230，多个内剪叉臂200分为两组前后平行设置，位于最底部的内剪叉臂200与放置槽101的槽底铰接，前后两组内剪叉臂200之间通过连杆210相连，多个外剪叉臂220与多个内剪叉臂200对称设置，位于最底部的内剪叉臂200与放置槽101的槽底滑动连接，同一层的内剪叉臂200和外剪叉臂220的中部相枢接，下层的外剪叉臂220的上端与上层的内剪叉臂200下端相枢接，前后两组外剪叉臂220之间也通过连杆210相连，液压缸230固定端与最下层的连杆210固连，伸缩端与最上端的连杆210铰接，上下两组液压缸230分别与双向控制开关103连接。

参考图4，上浮组件4为两组，分别设于防洪堤基体100靠近河道一侧的顶部和与邻侧的侧面防护墙体102的同侧，每组上浮组件4包括：多个水平进水通道400、第一腔室410和第二腔室420

多个水平进水通道400，分别水平设于防洪堤基体100靠近河道一侧和邻侧的侧面防护墙体102的同侧、纵向管道430、横向管道440、浮块450和拨动杆460，第一腔室410设于防洪堤基体100和侧面防护墙体102内且位于多个水平进水通道400的内侧，并与多个水平进水通道400连通，第二腔室420位于第一腔室410内侧的防洪堤基体100和侧面防护墙体102内，纵向管道430竖直设于第一腔室410内，上端开口，横向管道440水平设置于第一腔室410和第二腔室420内，横向管道440与纵向管道430连通，浮块450设置于第二腔室420内，并沿竖直方向与第二腔室420的腔壁滑动连接，拨动杆460固连于浮块450的侧壁，双向控制开关103设于第二腔室420靠近顶部的侧壁上，位于防洪堤基体100内的双向控制开关103用于控制下方的液压缸230的伸缩，位于侧面防护墙体102内的双向控制开关103用于控制上方的液压缸230的伸缩。

随着河水上涨，河水通过防洪堤基体100上的多个水平进水通道400进入第一腔室410内，当河水即将漫过防洪堤基体100时，第一腔室410内被河水填满，则河水从纵向管道430顶部开口进入其内部并流入横向管道440内，随着河水不断注入，横向管道440内的水不断流入第二腔室420内使浮块450上浮，随着浮块450上浮拨动杆460将第二腔室420内的双向控制开关103向上拨动，双向控制开关103则控制下方的液压缸230同步伸长，从而使下方的剪叉升降机构的多个内剪叉臂200和多个外剪叉臂220逐渐伸直使两个侧面防护墙体102逐渐升高并与顶部盖体3组成梯字形的一级防护墙阻止河水，若河水继续上涨，即将漫过侧面防护墙体102时，则河水通过侧面防护墙体102上的多个水平进水通道400进入第一腔室410内，第一腔室410内被河水填满，则河水从纵向管道430顶部开口进入其内部并流入横向管道440内，随着河水不断注入，横向管道440内的水不断流入第二腔室420内使浮块450上浮，随着浮块450上浮拨动杆460将第二腔室420内的侧面防护墙体102内的双向控制开关103向上拨动，双向控制开关103则控制上方的液压缸230同步伸长，从而使上方的剪叉升降机构的多个内剪叉臂200和多个外剪叉臂220逐渐伸直使两个侧面防护墙体102继续升高并与顶部盖体3组成梯字形的二级防护墙阻止河水漫过，随着水位下降，则浮块450下移并逐次将两个双向控制开关103向下拨动使液压缸230收缩，从而完成自动防护，本发明中通过两级防护确保水位上涨过高时防洪堤装置能够起到稳固的防护作用。

可选的，随着浮块450上移，拨动杆460拨动双向控制开关103向一个方向以使液压缸230伸长，随着浮块450下移，拨动杆460拨动双向控制开关103向另一个方向以使液压缸230伸长。

可选的，放置槽101的槽口设有密封组件5，密封组件5与侧面防护墙体102的侧壁抵接，以使放置槽101与侧面防护墙体102之间密封连接。

参考图5，密封组件5包括：多个密封套500、多个刚性块510和多个弹簧520，多个密封套500分别与放置槽101槽口周向的内侧壁固连，多个刚性块510分别填充于密封套500内，多个弹簧520分别连接与多个刚性块510之间，密封组件5能够阻止水流进入放置槽101内影响升降机构2和侧面防护墙体102，多个刚性块510增强了密封组件5的强度，避免其由于水压导致变形，多个弹簧520将多个刚性块510织连在一起使多个多个刚性块510之间互相牵连，避免局部变形，密封套500多选用橡胶材质。

可选的，侧面防护墙体102的内部具有容纳腔104，邻接于河道的侧面防护墙体102的同侧侧壁的中部具有多个进液孔，在本实施例中，进液孔上安装过滤网，能够将河水中的沙子过滤掉避免其进入防护墙体102内部，当启动二级防护时，说明水位较高，此时河水对侧面防护墙体102的冲击力则较大，在侧面防护墙体102的同侧侧壁的中部具有多个进液孔，能够使河水从进液孔进入侧面防护墙体102内，从而增大了侧面防护墙体102重量，保证了受河水冲击一侧的侧面防护墙体102的稳固性，同时加上另一侧的侧面防护墙体102和顶部盖体3形成的梯形结构的配合，进一步保证防护稳固性，避免抗洪防护失败。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于水位自调节的防洪堤装置，其特征在于，包括：

防洪堤基体（100），具有两个分别与靠近河道一侧的侧面及背离河道一侧的侧面平行的放置槽（101），所述放置槽（101）贯穿所述防洪堤基体（100）的顶部；

两组升降机构（2），分别沿所述放置槽（101）的倾斜方向设置于其内部；

两个侧面防护墙体（102），分别位于所述放置槽（101）内，下端分别与所述升降机构（2）连接，以使其能够沿所述放置槽（101）的倾斜方向升降；

顶部盖体（3），为伸缩式结构，覆盖于所述防洪堤基体（100）的顶部，所述顶部盖体（3）的两侧分别与所述侧面防护墙体（102）的顶部固连，所述顶部盖体（3）随着两个所述侧面防护墙体（102）上升而缩短，随着其下降而伸长；

上浮组件（4），随着河水的升降而升降；

双向控制开关（103），与所述上浮组件（4）连接，随着所述上浮组件（4）的上升，双向控制开关（103）向一个方向拨动时则控制两组所述升降机构（2）同步升高，随着所述上浮组件（4）的下降，双向控制开关（103）则向另一个方向拨动时则控制两组所述升降机构（2）同步降低；

所述顶部盖体（3）包括：

套板（300），沿所述防洪堤基体（100）跨度方向的两侧均设有安装槽（310），两个所述安装槽（310）之间被阻隔板（320）隔开；

两个延伸板（330），部分分别位于所述安装槽（310）内，所述延伸板（330）的侧壁与所述套板（300）的侧壁滑动配合，所述套板（300）的两侧分别具有阻挡所述延伸板（330）脱离的阻挡件（340）；

弹性件（350），连接于所述阻隔板（320）与所述延伸板（330）之间。

2.如权利要求1所述的基于水位自调节的防洪堤装置，其特征在于，每组所述升降机构（2）包括沿所述侧面防护墙体（102）运动方向依次连接的一下一上两个剪叉升降机构，位于上方的所述剪叉升降机构与侧面防护墙体（102）连接，位于下方的所述剪叉升降机构与所述放置槽（101）的槽底连接，所述双向控制开关（103）能够分别控制两个所述剪叉升降机构的升降。

3.如权利要求2所述的基于水位自调节的防洪堤装置，其特征在于，所述剪叉升降机构包括：

多个内剪叉臂（200），分为两组前后平行设置，位于最底部的所述内剪叉臂（200）与所述放置槽（101）的槽底铰接，前后两组所述内剪叉臂（200）之间通过连杆（210）相连；

多个外剪叉臂（220），与所述内剪叉臂（200）对称设置，位于最底部的所述外剪叉臂（220）与所述放置槽（101）的槽底滑动连接，同一层的所述内剪叉臂（200）和所述外剪叉臂（220）的中部相枢接，下层的所述外剪叉臂（220）的上端与上层的所述内剪叉臂（200）下端相枢接，前后两组所述外剪叉臂（220）之间也通过连杆（210）相连；

液压缸（230），固定端与最下层的所述连杆（210）固连，伸缩端与最上端的所述连杆（210）铰接，上下两组所述液压缸（230）分别与所述双向控制开关（103）连接。

4.如权利要求3所述的基于水位自调节的防洪堤装置，其特征在于，所述上浮组件（4）为两组，分别设于所述防洪堤基体（100）靠近河道一侧的顶部及邻侧的侧面防护墙体（102）的同侧，每组所述上浮组件（4）包括：

多个水平进水通道（400），分别水平设于所述防洪堤基体（100）靠近河道一侧和邻侧的侧面防护墙体（102）的同侧；

第一腔室（410），设于所述防洪堤基体（100）和侧面防护墙体（102）内，且位于多个所述水平进水通道（400）的内侧，并与多个所述水平进水通道（400）连通；

第二腔室（420），位于所述第一腔室（410）内侧的防洪堤基体（100）和侧面防护墙体（102）内；

纵向管道（430），竖直设于所述第一腔室（410）内，上端开口；

横向管道（440），水平设置于所述第一腔室（410）和第二腔室（420）内，所述横向管道（440）与所述纵向管道（430）连通；

浮块（450），设置于所述第二腔室（420）内，并沿竖直方向与所述第二腔室（420）的腔壁滑动连接；

拨动杆（460），固连于所述浮块（450）的侧壁，所述双向控制开关（103）设于所述第二腔室（420）靠近顶部的侧壁上，位于所述防洪堤基体（100）内的双向控制开关（103）用于控制下方的所述液压缸（230）的伸缩，位于所述侧面防护墙体（102）内的双向控制开关（103）用于控制上方的所述液压缸（230）的伸缩。

5.如权利要求4所述的基于水位自调节的防洪堤装置，其特征在于，随着所述浮块（450）上移，所述拨动杆（460）拨动双向控制开关（103）向一个方向以使液压缸（230）伸长，随着所述浮块（450）下移，所述拨动杆（460）拨动双向控制开关（103）向另一个方向以使液压缸（230）缩短。

6.如权利要求1所述的基于水位自调节的防洪堤装置，其特征在于，所述放置槽（101）的槽口设有密封组件（5），所述密封组件（5）与所述侧面防护墙体（102）的侧壁抵接，以使所述放置槽（101）与所述侧面防护墙体（102）之间密封连接。

7.如权利要求6所述的基于水位自调节的防洪堤装置，其特征在于，所述密封组件（5）包括：

多个密封套（500），分别与所述放置槽（101）槽口周向的内侧壁固连；

多个刚性块（510），分别填充于所述密封套（500）内；

多个弹簧（520），分别连接与多个所述刚性块（510）之间。

8.如权利要求1所述的基于水位自调节的防洪堤装置，其特征在于，所述侧面防护墙体（102）的内部具有容纳腔（104），邻接于所述河道的侧面防护墙体（102）的同侧侧壁的中部具有多个进液孔。

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