CN114922135A - 一种自浮翻转式防洪装置及其防洪方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自浮翻转式防洪装置及其防洪方法，所述自浮翻转式防洪装置包括水平设置于坝体近水面顶部的固定杆，所述固定杆铰接挡板和连杆，所述挡板和连杆沿坝体的近水面斜面向下，所述挡板和连杆的摆动平面皆垂直于固定杆，所述连杆的自由端固定连接浮块，所述连杆传动连接挡板，所述挡板的活动端铰接支腿，所述支腿的摆动平面与挡板平行，所述挡板传动连接支腿，所述连杆的角速度小于挡板的角速度，所述挡板相对于固定杆的角速度大于支腿相对于挡板的角速度；本发明结构简单合理，可自动阻挡洪水，节省防洪工作的人力物力。
Description
技术领域
本发明属于防洪装置技术领域，具体涉及一种自浮翻转式防洪装置及其防洪方法。
背景技术
我国有许多地区在多雨时节都会定期遭遇到洪水的侵袭，有的来自山洪暴发，有的来自缓慢但危害性极大的地下水面整体上升，事实上只要是河流形成了河漫滩的地方，就会出现洪水，然而有时遇到河水突然加剧上升促使原本修建好的堤坝无法起到拦洪的作用，致使洪水漫过堤坝继续向下游侵袭，导致下游的房屋或者农作物发生财产损失，并且更严重的是人员受到洪水伤害，然而临时加高河堤需要大量的人员将砂石灌入编织袋内并移送至河堤的顶部依次垒加叠放，这样的方法费时费力，并且洪水退去过后又需要将编织袋从河堤的顶部清理，临时搭建堤坝会花费大量的人力和物力。
发明内容
为克服上述技术问题，本发明提供了一种自浮翻转式防洪装置及其防洪方法，设置能在水位即将没过堤坝时自动翻转以进行阻拦洪水决堤的挡板，自动阻挡洪水，节省防洪工作的人力物力。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种自浮翻转式防洪装置，包括固定杆，所述固定杆沿坝体水平固定设置于坝体近水面的顶部，固定杆通过固定座与坝体固连，所述固定杆铰接挡板和连杆，所述挡板和连杆沿坝体的近水面斜面向下，所述挡板和连杆的摆动平面皆垂直于固定杆，所述连杆的自由端固定连接浮块，所述连杆传动连接挡板，所述挡板的活动端铰接支腿，所述支腿的摆动平面与挡板平行，所述挡板传动连接支腿，所述连杆的角速度小于挡板的角速度，所述挡板相对于固定杆的角速度大于支腿相对于挡板的角速度，当水逼近堤坝顶端时，带动浮块上浮，连杆向上转动，带动挡板向上翻转，挡板翻转时其所连接的支腿也同步展开，最终挡板的底端向上翻起，并由支腿从坝体顶面和挡板之间做支撑，对决堤洪水进行阻拦，起到防洪的作用。
所述连杆与挡板的传动比小于0.5，当连杆向上转动至水平时，说明此时水位已经到达堤坝顶端，此时连杆转动的角度为接近90°的锐角，挡板翻转的角度接近180°，呈向提拔的远水侧后仰的状态，便于支腿对挡板进行支撑，利于挡板阻拦洪水，所述连杆的长度大于挡板沿斜面方向的长度，使连杆及浮块能提前接触水面进行动作，并且延长连杆的动力臂以弥补连杆向挡板的费力传动。
所述连杆的铰接端同轴固定连接第一齿轮，所述挡板的铰接端同轴固定设置内齿圈，所述第一齿轮啮合第二齿轮，所述第二齿轮同轴固定连接第三齿轮，所述第三齿轮啮合第四齿轮，所述第四齿轮与内齿圈啮合，所述第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮的转轴固定连接于固定杆。
所述挡板的下表面留有垂直于固定杆开设凹槽，所述凹槽的顶部延伸为绕固定杆的环槽，所述环槽对应的圆心角大于90°，所述连杆位于凹槽和环槽内，连杆平时大部分收纳于凹槽中，滑槽保证连杆与挡板的相对转动。
所述固定杆外周固定套接第一锥齿轮，所述第一锥齿轮啮合第二锥齿轮，所述第二锥齿轮同轴固定连接传动轴，所述传动轴同轴固定连接第三锥齿轮，所述第三锥齿轮啮合第四锥齿轮，所述第四锥齿轮同轴固定连接转杆，所述转杆固定连接支腿，所述支腿通过转杆铰接于挡板，所述传动轴垂直于固定杆并平行于挡板，所述转杆平行于固定杆。
将挡板视为静止参照时，所述第一锥齿轮与第四锥齿轮的传动比大于2，挡板翻转起接近180°时，需要转杆和支腿相对于挡板翻转起一个锐角，以保证支撑加固效果。
一种自浮翻转式防洪装置的防洪方法，包括以下步骤：
S1.水位接近坝体顶端继续上升时，浮块最先与水面接触，水面带动浮块上升，带动连杆向上转动，下述以此转动方向为正方向；
S2.连杆带动第一齿轮正转，第一齿轮带动第二齿轮和第三齿轮反转，第三齿轮带动第四齿轮正转，第四齿轮带动内齿圈带动挡板正转，挡板向上翻起，并且经过传动，挡板的角速度大于连杆的角速度；
S3.第二锥齿轮受挡板的正向转动而绕固定杆正向公转，并在第一锥齿轮的作用下自转，进而通过传动轴和第三锥齿轮带动第四锥齿轮带动转杆带动支腿反转，支腿展开；
S4.水即将决堤时，即水面升至坝体的顶端时，此时连杆呈水平状态，连杆转过的角为锐角，由于挡板的角速度大于连杆角速度，所以挡板的下端此时高于水面，并且向背水方向倾斜，支腿相对于挡板转动角为锐角，此时展开后支撑于挡板和坝体顶面之间，对挡板进行支撑加固，挡板阻碍决堤的水淹没坝体。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明在堤坝近水侧顶部设置固定杆、浮块、连杆、挡板和支腿，当水位接近堤坝的顶部时，水面带动浮块带动连杆向上转动，进而带动挡板翻起，并且带动支腿展开以对挡板进行支撑，相当于自动升高提拔的高度，有效阻拦洪水决堤，节省人力物力；
2.本发明中，连杆和挡板的转动速度比例控制在0.5以下，以保证连杆转过接近90°而呈水平时(此时水面升至堤坝顶端即将决堤)，挡板已经转过接近180°，朝向后上方，并控制支腿相对挡板翻起一个锐角，以对挡板进行有效支撑加固，使装置达到科学合理的工作状态。
附图说明
图1是本发明整体示意图；
图2是本发明防洪工作状态示意图；
图3是图2中沿A方向剖视图。
附图标记说明：
1坝体；2固定座；3挡板；4浮块；5支腿；6连杆；7传动轴；8第一锥齿轮；9第二锥齿轮；10第一齿轮；11内齿圈；12第二齿轮；13第三齿轮；14第四齿轮；15固定杆；16转杆；17第三锥齿轮；18第四锥齿轮；19环槽。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
实施例一：
一种自浮翻转式防洪装置，包括固定杆15，所述固定杆15沿坝体水平固定设置于坝体近水面的顶部，所述固定杆15铰接挡板3和连杆6，所述挡板3和连杆6沿坝体的近水面斜面向下，所述挡板3和连杆6的摆动平面皆垂直于固定杆15，所述连杆6的自由端固定连接浮块4，所述连杆6传动连接挡板3，所述挡板3的活动端铰接支腿5，所述支腿5的摆动平面与挡板3平行，所述挡板3传动连接支腿5，所述连杆6的角速度小于挡板3的角速度，所述挡板3相对于固定杆15的角速度大于支腿5相对于挡板3的角速度；所述连杆6与挡板3的传动比小于0.5，所述连杆6的长度大于挡板3沿斜面方向的长度；所述连杆6的铰接端同轴固定连接第一齿轮10，所述挡板3的铰接端同轴固定设置内齿圈11，所述第一齿轮10啮合第二齿轮12，所述第二齿轮12同轴固定连接第三齿轮13，所述第三齿轮13啮合第四齿轮14，所述第四齿轮14与内齿圈11啮合，所述第二齿轮12、第三齿轮13和第四齿轮14的转轴固定连接于固定杆15；所述挡板3的下表面留有垂直于固定杆15开设凹槽，所述凹槽的顶部延伸为绕固定杆15的环槽19，所述环槽19对应的圆心角大于90°，所述连杆6位于凹槽和环槽19内；所述固定杆15外周固定套接第一锥齿轮8，所述第一锥齿轮8啮合第二锥齿轮9，所述第二锥齿轮9同轴固定连接传动轴7，所述传动轴7同轴固定连接第三锥齿轮17，所述第三锥齿轮17啮合第四锥齿轮18，所述第四锥齿轮18同轴固定连接转杆16，所述转杆16固定连接支腿5，所述支腿5通过转杆16铰接于挡板3，所述传动轴7垂直于固定杆15并平行于挡板3，所述转杆16平行于固定杆15；将挡板3视为静止参照时，所述第一锥齿轮8与第四锥齿轮18的传动比大于2。
实施例二：
一种自浮翻转式防洪装置的防洪方法，采用自浮翻转式防洪装置，包括以下步骤：
S1.水位接近坝体顶端继续上升时，浮块4最先与水面接触，水面带动浮块4上升，带动连杆6向上转动，下述以此转动方向为正方向；
S2.连杆6带动第一齿轮10正转，第一齿轮10带动第二齿轮12和第三齿轮13反转，第三齿轮13带动第四齿轮14正转，第四齿轮14带动内齿圈11带动挡板3正转，挡板3向上翻起，并且经过传动，挡板3的角速度大于连杆6的角速度；
S3.第二锥齿轮9受挡板3的正向转动而绕固定杆15正向公转，并在第一锥齿轮8的作用下自转，进而通过传动轴7和第三锥齿轮17带动第四锥齿轮18带动转杆16带动支腿5反转，支腿5展开；
S4.水即将决堤时，即水面升至坝体的顶端时，此时连杆6呈水平状态，连杆6转过的角为锐角，由于挡板3的角速度大于连杆6角速度，所以挡板3的下端此时高于水面，并且向背水方向倾斜，支腿5相对于挡板3转动角为锐角，此时展开后支撑于挡板3和坝体顶面之间，对挡板3进行支撑加固，挡板3阻碍决堤的水淹没坝体。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对以上实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种自浮翻转式防洪装置，包括固定杆，其特征在于，所述固定杆沿坝体水平固定设置于坝体近水面的顶部，所述固定杆铰接挡板和连杆，所述挡板和连杆沿坝体的近水面斜面向下，所述挡板和连杆的摆动平面皆垂直于固定杆，所述连杆的自由端固定连接浮块，所述连杆传动连接挡板，所述挡板的活动端铰接支腿，所述支腿的摆动平面与挡板平行，所述挡板传动连接支腿，所述连杆的角速度小于挡板的角速度，所述挡板相对于固定杆的角速度大于支腿相对于挡板的角速度。
2.根据权利要求1所述的一种自浮翻转式防洪装置，其特征在于，所述连杆与挡板的传动比小于0.5，所述连杆的长度大于挡板沿斜面方向的长度。
3.根据权利要求1所述的一种自浮翻转式防洪装置，其特征在于，所述连杆的铰接端同轴固定连接第一齿轮，所述挡板的铰接端同轴固定设置内齿圈，所述第一齿轮啮合第二齿轮，所述第二齿轮同轴固定连接第三齿轮，所述第三齿轮啮合第四齿轮，所述第四齿轮与内齿圈啮合，所述第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮的转轴固定连接于固定杆。
4.根据权利要求1所述的一种自浮翻转式防洪装置，其特征在于，所述挡板的下表面留有垂直于固定杆开设凹槽，所述凹槽的顶部延伸为绕固定杆的环槽，所述环槽对应的圆心角大于90°，所述连杆位于凹槽和环槽内。
5.根据权利要求1所述的一种自浮翻转式防洪装置，其特征在于，所述固定杆外周固定套接第一锥齿轮，所述第一锥齿轮啮合第二锥齿轮，所述第二锥齿轮同轴固定连接传动轴，所述传动轴同轴固定连接第三锥齿轮，所述第三锥齿轮啮合第四锥齿轮，所述第四锥齿轮同轴固定连接转杆，所述转杆固定连接支腿，所述支腿通过转杆铰接于挡板，所述传动轴垂直于固定杆并平行于挡板，所述转杆平行于固定杆。
6.根据权利要求5所述的一种自浮翻转式防洪装置，其特征在于，将挡板视为静止参照时，所述第一锥齿轮与第四锥齿轮的传动比大于2。
7.一种自浮翻转式防洪装置的防洪方法，其特征在于，采用权利要求1-6任一项所述的一种自浮翻转式防洪装置，包括以下步骤：
S1.水位接近坝体顶端并继续上升时，带动浮块上升，连杆向上转动，以此转动方向为正；
S2.连杆带动第一齿轮正转，第一齿轮带动第二齿轮和第三齿轮反转，第三齿轮带动第四齿轮正转，第四齿轮带动内齿圈带动挡板正转，并且经过传动，挡板的角速度大于连杆的角速度；
S3.第二锥齿轮受挡板的正向转动而正向公转，并在第一锥齿轮的作用下自转，进而通过传动轴和第三锥齿轮带动第四锥齿轮带动转杆带动支腿反转；
S4.水即将决堤时，即水面升至坝体的顶端时，此时连杆水平，连杆转过的角为锐角，由于挡板的角速度大于连杆角速度，所以挡板的下端此时高于水面，支腿相对于挡板转动角为锐角，展开后支撑于挡板和坝体顶面之间，挡板阻碍决堤的水淹没坝体。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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