CN113756264A - 一种垂直升降式拦河坝 - Google Patents

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CN113756264A CN202111150004.4A CN202111150004A CN113756264A CN 113756264 A CN113756264 A CN 113756264A CN 202111150004 A CN202111150004 A CN 202111150004A CN 113756264 A CN113756264 A CN 113756264A
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孙一超
查晓军
孙军
苏姗
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Anhui Yicheng Electromechanical Equipment Manufacturing Co Ltd
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Anhui Yicheng Electromechanical Equipment Manufacturing Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种垂直升降式拦河坝，包括设于河堤内的基座及设于基座内的闸门组件，所述基座内设有蓄水腔，蓄水腔的顶部设有进水口，所述闸门组件的底部设于蓄水腔内，所述闸门组件的整体密度小于水的密度；河堤内的水位小于基座的高度时，闸门组件的顶部低于基座的上端面；当河堤内的水位迅速升高于基座的高度时，水流迅速通过进水口进入并充满蓄水腔，闸门组件在水浮力作用下升起，阻挡水流通过拦河坝；本发明的拦河坝无需专人值守，也无需使用电力或油压设备，使用成本低，可靠性高；尤其适用于一些深山老林等一些人少、交通不便的地区。

Description

一种垂直升降式拦河坝
技术领域
本发明属于水利建筑领域，尤其是拦河坝领域。
背景技术
拦河坝是拦断河道、阻挡河水的建筑物，通常用于储水、防洪、清淤泥等，目前市场上常见的拦河坝有橡胶坝、钢闸坝、液压升降坝等，这些坝各有利弊，但是受到其结构的限制，能够拦水的高度十分有限，一般适合于小型的河道使用，但是对于一些较大型的水库式河道无能为力；此外，无论是适用于小型河道的液压坝或橡胶坝，还是传统的闸门结构，在使用时均需要人力来进行控制，在洪水到来时，都需要单独进行液压控制进行升闸蓄水，在需要放洪时，控制闸门降低进行放水；一旦暴雨或洪流发生在夜晚，人工难以及时有效的形成防洪手段，形成有效的防洪控制措施。
发明内容
为了解决上述问题，本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种垂直升降式拦河坝，包括设于河堤内的基座及设于基座内的闸门组件，所述基座内设有蓄水腔，蓄水腔的顶部设有进水口，所述闸门组件的底部设于蓄水腔内，所述闸门组件的整体密度小于水的密度；河堤内的水位小于基座的高度时，闸门组件的顶部低于基座的上端面；当河堤内的水位迅速升高于基座的高度时，水流迅速通过进水口进入并充满蓄水腔，闸门组件在水浮力作用下升起，阻挡水流通过拦河坝。
作为本发明的进一步优化方案，所述蓄水腔的内侧壁上靠近闸门组件的底部间隔设有支撑座，所述闸门组件固定设于支撑座上。
作为本发明的进一步优化方案，所述闸门组件由若干个闸门单元相互扣合组成，所述闸门单元包括中空的面板、嵌设于面板层内的发泡层，所述闸门单元的两侧分别设有凸扣或凹扣，相邻闸门单元通过凸扣和凹扣进行连接。
作为本发明的进一步优化方案，所述支撑座上设有预设滑道和轨道，所述闸门组件的两端部嵌套于轨道内，所述闸门单元的面板两侧分别设有滚子，所述滚子和滑道的内侧面紧密接触。
作为本发明的进一步优化方案，所述基座的两端分别设有溢流道，所述基座远离进水口一侧的外侧面设有水槽，所述水槽内设有发电水轮机，所述水轮机的高度低于蓄水腔底面的高度，所述水槽与溢流道联通。
作为本发明的进一步优化方案，所述水槽的出水口处设有格栅。
作为本发明的进一步优化方案，所述蓄水腔内靠近进水口处设有发电水轮机。
本发明的有益效果在于：
1)本发明的拦河坝可以利用特殊的坝体结构和闸门结构能借助水的浮力实现自动升闸的效果，这样的闸门组件无需专人值守，也无需使用电力或油压设备，使用成本低，可靠性高；尤其适用于一些深山老林等一些人少、交通不便的地区。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的俯视结构示意图；
图3是本发明图2中A-A处的剖面示意图；
图4是本发明图2中B-B处的剖面示意图；
图5是本发明的图4中C处的局部放大示意图；
图6是本发明中闸门组件的示意图；
图7是本发明的闸门单元的连接示意图；
图8是本发明的闸门单元的剖面结构示意图；
图中：1、基座；11、蓄水腔；12、进水口；2、闸门组件；21、闸门单元；211、面板层；212、发泡层；213、凸扣；214、凹扣；215、滚子；3、支撑座；31、滑道；32、轨道；4、溢流道；5、水槽；51、格栅；6、第一发电水轮机；7、第二发电水轮机。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
如图1至图8所示的一种垂直升降式拦河坝，该拦河坝沿着河堤梯形面进行建设，其中，拦河坝的在河堤的底部设有基座1，该基座突出河道的地面，基座的高度满足日常蓄水高度的要求；为了避免洪流导致的水面快速上涨，因此，在拦河坝上还需要设有闸门组件2，该闸门组件2采用垂直升降式，为了使得闸门组件在水的浮力下能够浮起，该闸门组件的整体密度要小于水的密度；
基座1内设有中空的腔体，该腔体为蓄水腔11，一方面当水面缓慢高于基座时，缓冲存储溢流的水流；另一方面当发生洪涝时，水流量过大，在水的浮力和压力下可以作为升起闸门组件的动力源；
具体的，蓄水腔11设于基座内的中心处，其蓄水腔的底面高于河道底面，其顶面低于基座的顶面，蓄水腔的顶部设有两个联通外界的通道，一个是用于闸门组件2上下移动的通道，一个是用于水流进入的进水口12，该进水口12可以设置若干个，本申请中设置了两个进水口12；并且用于容纳闸门组件2的通道设置在拦河坝的下流处，进水口12设置在拦河坝的上流处；
在蓄水腔11的内侧壁上靠近闸门组件2的底部设有支撑座3，该支撑座间隔设置，相邻的支撑座之间留出水流的空间，用于水流给闸门组件提供浮力；使用时闸门组件2的底部固定设于支撑座3上，同时在支撑座3上设有预设的轨道32，闸门组件2的两端部嵌套于轨道32内，利用轨道32起到限位的作用，,同时也起到增强结构强度的作用，避免闸门组件2升起时在强烈的水流冲击和水压下产生变形；
此外，在拦水坝的下流处，即基座1靠近河堤的两侧分别设有一个水力发电结构，其中，该水力发电结构包括一体设置与基座上的螺旋状的水槽，该水槽5内设有用于发电用的第一发电水轮机6，并且该水槽与蓄水腔联通；优选的，在水槽5的出水口处设有格栅51；
使用时，当河道内的水位小于基座1的高度时，该拦河坝起到正常蓄水的作用，此时，闸门组件2的顶部低于基座1的上端面；
当河堤内的水位逐步缓慢升高于基座1的高度时，部分水流会通过进水口12进入蓄水腔11，此时，若进入蓄水腔内的水流较小，水流会直接流向水槽作为发电的动力，然后通过水槽的出水口离开拦河坝；若进入的水流量较大时，蓄水腔内的水流来不及从水槽处离开，会产生滞流，滞留的水位会逐渐上升，直到水位充满蓄水腔时，闸门组件2在水浮力作用下升起，阻挡水流通过拦河坝；
当发生洪流时，河道内的水位会迅速升高于基座1的高度，此时大量的水流会迅速通过进水口12进入并充满蓄水腔11，此时，闸门组件2在水浮力作用下迅速升起，阻挡水流通过拦河坝，避免过量的水流快速通过拦河坝增大下流河域的蓄洪压力；
优选的，在蓄水腔11内靠近进水口12处均设有第二发电水轮机7，高第二发电水轮机的的水轮正对着进水口12，水轮机的壳体固定设于蓄水腔的内侧壁上，并且客体的上端部和进水口之间设有一定的空间，用于水流溢流，同时，第二发电水轮机的出水口直接与水槽联通，即蓄水腔11不直接与水槽联通；
这样使用时，当水流较小时，流入进水口的水流会依次经过第二发电水轮机和第一发电水轮机，然后流出拦河坝；当洪流水流入到进水口时，水流较大，部分水流会溢流出第二发电水轮机的壳体，然后积蓄在蓄水腔中直到充满蓄水腔并使得闸门组件顶起；此外，采用该结构还可以单独使得闸门组件提前升起，此时，先将进水口封闭，然后通过溢流道4直接将水灌满蓄水腔，进而使得闸门组件升起，这样可以在不放水的情况，实现提高蓄水位的高度；
同理，想要降低闸门组件的高度时，保持进水口的关闭，然后通过溢流道4将蓄水腔内的水抽出，使得蓄水腔内的水位下降；这里还可以在蓄水腔和水槽之间设置一个人控的阀门，用于将蓄水腔内的水直接放出，提高蓄水腔内放水的效率，在日常使用时该阀门始终保持关闭状态，只在需要泄洪或者单独降低蓄水腔内水位时使用；
进一步的，闸门组件2由若干个闸门单元21相互扣合组成，其中，闸门单元21包括中空的面板层211和嵌设于面板层211内的发泡层212，该面板层为受力抗压层，优选使用高强轻质的铝合金材质，发泡层用于降低闸门单元的密度，确保在水的作用下能顺利浮起，这里优选使用聚氨酯发泡材料；
为了确保整个闸门单元结构之间的整体性，在闸门单元21的两侧分别设有凸扣213或凹扣214，相邻闸门单元21通过凸扣213和凹扣214进行连接；从而使得闸门单元组合成一个整体；
优选的，支撑座上还设有滑道31，同时在闸门单元21的面板层211两侧分别设有滚子215，滚子215和滑道31的内侧面紧密接触，降低闸门单元的摩擦阻力，便于整个闸门组件的升起。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，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。

Claims (7)

1.一种垂直升降式拦河坝,其特征在于：包括设于河堤内的基座(1)及设于基座(1)内的闸门组件(2)，所述基座(1)内设有蓄水腔(11)，蓄水腔(11)的顶部设有进水口(12)，所述闸门组件(2)的底部设于蓄水腔(11)内，所述闸门组件(2)的整体密度小于水的密度；河堤内的水位小于基座(1)的高度时，闸门组件(2)的顶部低于基座(1)的上端面；当河堤内的水位迅速升高于基座(1)的高度时，水流迅速通过进水口(12)进入并充满蓄水腔(11)，闸门组件(2)在水浮力作用下升起，阻挡水流通过拦河坝。
2.根据权利要求1所述的一种垂直升降式拦河坝,其特征在于：所述蓄水腔(11)的内侧壁上靠近闸门组件(2)的底部间隔设有支撑座(3)，所述闸门组件(2)固定设于支撑座(3)上。
3.根据权利要求2所述的一种垂直升降式拦河坝,其特征在于：所述闸门组件(2)由若干个闸门单元(21)相互扣合组成，所述闸门单元(21)包括中空的面板层(211)、嵌设于面板层(211)内的发泡层(212)，所述闸门单元(21)的两侧分别设有凸扣(213)或凹扣(214)，相邻闸门单元(21)通过凸扣(213)和凹扣(214)进行连接。
4.根据权利要求3所述的一种垂直升降式拦河坝,其特征在于：所述支撑座(3)上设有预设的滑道(31)和轨道(32)，所述闸门组件(2)的两端部嵌套于轨道(32)内，所述闸门单元(21)的面板层(211)两侧分别设有滚子(215)，所述滚子(215)和滑道(31)的内侧面紧密接触。
5.根据权利要求4所述的一种垂直升降式拦河坝,其特征在于：所述基座(1)的两端分别设有溢流道(4)，所述溢流道(4)与蓄水腔(11)联通。
6.根据权利要求5所述的一种垂直升降式拦河坝,其特征在于：所述基座(1)远离进水口(12)一侧的外侧面设有水槽(5)，所述水槽(5)内设有发电水轮机(6)，所述第一发电水轮机(6)的高度低于蓄水腔(11)底面的高度，所述水槽(5)与蓄水腔(11)联通；所述水槽(5)的出水口处设有格栅(51)。
7.根据权利要求6所述的一种垂直升降式拦河坝,其特征在于：所述蓄水腔(11)内靠近进水口(12)处均设有第二发电水轮机(7)，所述第二水轮机(7)的出水口与水槽联通。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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