CN114941309B - 一种堤坝管涌封堵装置及其使用方法 - Google Patents

一种堤坝管涌封堵装置及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种堤坝管涌封堵装置及其使用方法，包括管体，管体内配合滑动连接有过滤筒，过滤筒的底部和顶部均设置有盖体；过滤筒中铺填有反滤料；管体的侧壁开设有若干透水孔；管体的顶部连接有固定片；固定片上沿周向设置有多组扦插机构，扦插机构包括与固定片相连的固定框；固定框中滑动连接有竖向设置的扦插杆；扦插杆的两侧均开设有棘牙；在扦插杆两侧还配合设置有棘爪；固定框可旋转地连接有一转轴，转轴连接有置于固定框内的摇摆横杆，棘爪的顶端铰接于摇摆横杆的端部，棘爪与摇摆横杆的铰接点处设有扭力弹簧；转轴的一端贯穿固定框连接有旋转轮。本发明可有效减少管涌通道内泥沙流出，防止管涌涌口扩张，达到封堵管涌的效果。

Description

一种堤坝管涌封堵装置及其使用方法
技术领域
本发明属于水利工程技术领域，具体涉及一种堤坝管涌封堵装置及其使用方法。
背景技术
汛期到来时，江河堤坝都面临着严重考验，管涌是大坝和堤防常见的险情之一，管涌是指堤坝在渗流作用下，无粘性土中的细小颗粒通过粗大颗粒的孔隙，发生移动或被水流带出的现象，是渗透侵蚀破坏的形式之一，因此及时发现管涌现象并尽快封堵管涌口，是堤坝防汛抢险的关键内容之一。
在管涌封堵工作中需要先用封堵装置将出水孔堵住，然后再对水域内一侧坝体寻找出水点进行紧急抢险封堵，但是在封堵管涌出水口时，现有做法采用砂石料、袋装泥土，采用这些材料封堵管涌大部分封堵材料随涌道冲走，从而浪费大量人力、物力，延误封堵时间，造成安全隐患，因此需要一种为抢险赢得时间的管涌封堵装置。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的问题，提供了一种堤坝管涌封堵装置及其使用方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明提出了一种堤坝管涌封堵装置，包括管体，所述管体内设置有挡肩，所述管体内配合滑动连接有过滤筒，所述过滤筒的底部和顶部均设置有盖体；所述过滤筒中铺填有反滤料；所述管体的侧壁开设有若干透水孔；所述透水孔设置在过滤筒的下方；所述管体的顶部连接有固定片；固定片中心开设有中心孔；所述固定片上沿周向设置有多组扦插机构，所述扦插机构包括与固定片相连的固定框，所述固定框的底部和顶部设置有通孔，在通孔的对应位置，所述固定片也开设有孔道；所述固定框中滑动连接有竖向设置的扦插杆；所述扦插杆的两侧均开设有棘牙；在所述扦插杆两侧还配合设置有棘爪；所述固定框可旋转地连接有一转轴，所述转轴连接有置于固定框内的摇摆横杆，所述棘爪的顶端铰接于摇摆横杆的端部，所述棘爪与摇摆横杆的铰接点处设有扭力弹簧；所述转轴的一端贯穿固定框连接有旋转轮。
所述反滤料包括由下到上依次设置的细料层、过渡料层以及粗料层。
所述旋转轮上沿周向侧壁开设有若干凹孔；还包括与旋转轮配套使用的手动杆，所述手动杆与凹孔相适配插接。
所述过滤筒中设置有中心轴，所述中心轴与过滤筒相对转动连接；所述中心轴的两端分别贯穿反滤料并延伸至过滤筒外；所述中心轴的顶部连接有叶片；所述中心轴上还设置有螺旋片，所述螺旋片置于过滤筒的下方；所述中心轴上还连接有清理杆，所述清理杆与所述过滤筒的底端相接触。
所述过滤筒的顶部还连接有触发杆，所述触发杆顶部呈楔形设置；所述固定片开设有安装槽，所述安装槽中设置有浮球，所述浮球的底部通过拉绳与安装槽底部内壁相连；所述浮球底部还设置有定位环；所述安装槽内还铰接有拨叉，所述固定片还开设有第一滑孔，第一滑孔与安装槽相贯通，在第一滑孔中滑动设置有与定位环相适配插接的限位销，所述第一滑孔中还设置有第二弹簧，所述第二弹簧的一端与限位销相连，另一端与第一滑孔内壁相连；所述限位销外壁上焊接有固定轴，所述拨叉开设有条形槽，所述固定轴活动插设于条形槽中；所述固定片还开设有第二滑孔，所述第二滑孔中滑动连接有触发块，所述触发块套设有第三弹簧，所述第三弹簧一端与触发块相连，另一端与第二滑孔内壁相连；所述触发块的一端顶靠于拨叉的侧壁上，所述触发块的另一端呈与触发杆顶部相适配的楔形状设置。
所述固定框与所述固定片采用可拆卸连接方式，该可拆卸连接方式为：所述固定框侧壁开设有插孔，所述固定片顶部开设有第三滑孔，所述第三滑孔中滑动连接有第一限位块，所述第一限位块与所述第三滑孔相适配插接；所述第三滑孔中滑动连接有第一弹簧，所述第一弹簧的一端与第一限位块相连，另一端与第三滑孔内壁相连。
本发明还提出了一种堤坝管涌封堵装置的使用方法，包括如下步骤：
步骤一，当发现管涌点后，将管体置于管涌出水口，通过扦插机构将固定片进行固定；
具体操作过程为：使用手动杆穿入旋转轮上的凹孔，来回往复拨动手动杆使带动摇摆横杆上下摆动，带动相对应的棘爪在扭力弹簧配合下，交替推动扦插杆向下移动，使扦插杆插入泥土内，完成固定片的固定；
步骤二，管涌水经过透水孔进入管体内部，并经过滤筒内的反滤料的过滤，使得携带的泥沙留在管体内，过滤后的水经管体顶部出口流出。
当管涌处水流较大时，足以推动过滤筒沿着管体内部滑动时，过滤筒向上移动，使触发杆与触发块相接触，并推动触发块移动并压缩第三弹簧，触发块推动拨叉绕支点旋转，进而带动限位销压缩第二弹簧并脱离浮球下方的定位环，浮球约束力消失，在拉绳的牵制作用下向上飘出，起到预警作用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本装置通过设置过滤筒，过滤筒内设置有反滤料，可以起到阻挡作用，将携带的泥沙留在管体内，可有效减少管涌通道内泥沙流出，达到封堵管涌的效果，又能够有效地防止管涌涌口扩张，以便工作人员进行后续的处理。
2.本装置中设置有扦插机构，在使用时，使用手动杆穿入旋转轮上的凹孔，来回往复拨动手动杆使带动摇摆横杆上下摆动，带动相对应的棘爪在扭力弹簧配合下，交替推动扦插杆向下移动，使扦插杆插入泥土内，完成固定片的固定，固定简单省力，一人即可操作，可省去锤头敲打，达到快速固定的目的。
3.本装置还设置有浮球，浮球与过滤筒的移动进行联动，当看到浮球飘出时，说明此时管用通道内水流较大，带走的泥沙较多，虽经过滤筒过滤留于通道内，但此时若对坝体的管涌出水点不及时封堵则易造成安全隐患，起到预警警示作用，提醒工作人员及时加派人手加速对坝体的管涌出水点的封堵。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明结构整体示意图。
图2是图1中B区域结构放大后的示意图。
图3是管体以及内部的过滤筒配合结构放大示意图。
图4是A区域结构放大示意图。
图5是扦插机构在K向的结构示意图。
图6是图5中旋转轮侧视图。
图7是与旋转轮配套使用的手动杆结构示意图。
图8是清理杆结构示意图。
图9是图1中I区域结构放大示意图。
附图标记说明:
1管体；2螺旋片；3中心轴；4清理杆；5过滤筒；6细料层；7过渡料层；8粗料层；9触发杆；10固定片；11棘爪；12固定框；121转轴；13摇摆横杆；14扦插杆；15第一弹簧；16第一限位块；17浮球；171定位环；18叶片；19第二弹簧；20限位销；201固定轴；21拉绳；22拨叉；221条形槽；23第三弹簧；24触发块；25导向键；26旋转轮；261凹孔；27手动杆。
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。
如图1-9所示，本实施例提出了一种堤坝管涌封堵装置，包括管体1，管体1内设置有挡肩，管体1内配合滑动连接有过滤筒5，挡肩用于起到对过滤筒5进行支撑和限位的作用；过滤筒5的底部和顶部均设置有盖体，过滤筒5中铺填有反滤料，反滤料包括由下到上依次设置的细料层6、过渡料层7以及粗料层8，其中，细料层6可以选用粗沙，过滤料层可以选用小石子，粗料层8可以选用大石子。
管体1的侧壁开设有若干透水孔，透水孔位于管体1靠近底部的区域，透水孔设置在过滤筒5的下方，管涌处的水可经透水孔进入到管体1内。
管体1的顶部连接有固定片10，为了方便进行连接，管体1顶部自带有法兰片，固定片10与法兰片相连，最好是可拆卸连接，比如说栓接或者卡接等常规方式；固定片10中心开设有中心孔，中心孔与管体1内部通道相连通。
为了方便对整个装置进行固定，固定片10上沿周向设置有多组扦插机构，扦插机构包括与固定片10相连的固定框12，固定框12可以与固定片10直接焊接；固定框12的底部和顶部设置有通孔，在通孔的对应位置，固定片10也开设有孔道，通孔与孔道相连通形成竖向通道；固定框12中滑动连接有竖向设置的扦插杆14，扦插杆14可沿着竖向通道进行上下滑动，需要说明的是，为了起到很好的导向作用，在通孔处设置有导向键25，导向键25与固定框12固定连接，扦插杆14开设有导向槽，导向键25可在导向槽内相对滑动。
扦插杆14的两侧均开设有棘牙；在扦插杆14两侧还配合设置有棘爪11，棘爪11与棘牙相适配卡接；固定框12可旋转地连接有一转轴121，转轴121连接有置于固定框12内的摇摆横杆13，棘爪11的顶端铰接于摇摆横杆13的端部，棘爪11与摇摆横杆13的铰接点处设有扭力弹簧，确保棘爪11与扦插杆14的棘牙相贴合；转轴121的一端贯穿固定框12连接有旋转轮26。
进一步的，旋转轮26上沿周向侧壁开设有若干凹孔261；还包括与旋转轮26配套使用的手动杆27，手动杆27与凹孔261相适配插接。
在使用时，使用手动杆27穿入旋转轮26上的凹孔261，来回往复拨动手动杆27使带动摇摆横杆13上下摆动，带动相对应的棘爪11在扭力弹簧配合下，交替推动扦插杆14向下移动，使扦插杆14插入泥土内，完成固定片10的固定。采用此机构，具有固定简单省力的优点，一人即可操作，可省去锤头敲打，达到快速固定的目的。
过滤筒5中设置有中心轴3，中心轴3与过滤筒5相对转动连接；中心轴3的两端分别贯穿反滤料并延伸至过滤筒5外；中心轴3的顶部连接有叶片18；中心轴3上还设置有螺旋片2，螺旋片2置于过滤筒5的下方；中心轴3上还连接有清理杆4，所述清理杆4与过滤筒5的底端相接触。其中，中心轴3由轴承固定在过滤筒5上，清理杆4贴于过滤筒5下底面，中心轴3下半部分固定螺旋片2，便于将过滤的泥沙向下螺旋送出。
过滤筒5的顶部还连接有触发杆9，触发杆9顶部呈楔形设置；固定片10开设有安装槽，安装槽中设置有浮球17，浮球17的底部通过拉绳21与安装槽底部内壁相连；浮球17底部还设置有定位环171；安装槽内还铰接有拨叉22，固定片10还开设有第一滑孔，第一滑孔与安装槽相贯通，在第一滑孔中滑动设置有与定位环171相适配插接的限位销20，第一滑孔中还设置有第二弹簧19，第二弹簧19的一端与限位销20相连，另一端与第一滑孔内壁相连；限位销20外壁上焊接有固定轴201，拨叉22开设有条形槽221，固定轴201活动插设于条形槽221中；固定片10还开设有第二滑孔，第二滑孔中滑动连接有触发块24，触发块24套设有第三弹簧23，第三弹簧23一端与触发块24相连，另一端与第二滑孔内壁相连；触发块24的一端顶靠于拨叉22的侧壁上，触发块24的另一端呈与触发杆9顶部相适配的楔形状设置。
在使用时，当管涌处水流较大时，足以推动过滤筒5沿着管体1内部滑动时，过滤筒5向上移动，使触发杆9与触发块24相接触，并推动触发块24移动并压缩第三弹簧23，触发块24推动拨叉22绕支点旋转，进而带动限位销20压缩第二弹簧19并脱离浮球17下方的定位环171，浮球17约束力消失，在拉绳21的牵制作用下向上飘出，起到预警作用。
需要说明的是，作为一种优选的方式，固定框12与固定片10还可采用可拆卸连接方式，该可拆卸连接方式为：所述固定框12侧壁开设有插孔，所述固定片10顶部开设有第三滑孔，所述第三滑孔中滑动连接有第一限位块16，所述第一限位块16与所述第三滑孔相适配插接；所述第三滑孔中滑动连接有第一弹簧15，所述第一弹簧15的一端与第一限位块16相连，另一端与第三滑孔内壁相连。
本发明还提出了一种堤坝管涌封堵装置的使用方法，包括如下步骤：
步骤一，当发现管涌点后，将管体1置于管涌出水口，通过扦插机构将固定片10进行固定；
具体操作过程为：使用手动杆27穿入旋转轮26上的凹孔261，来回往复拨动手动杆27使带动摇摆横杆13上下摆动，带动相对应的棘爪11在扭力弹簧配合下，交替推动扦插杆14向下移动，使扦插杆14插入泥土内，完成固定片10的固定；
步骤二，管涌水经过透水孔进入管体1内部，并经过滤筒5内的反滤料的过滤，使得携带的泥沙留在管体1内，过滤后的水经管体1顶部出口流出。
当管涌水压、出水量较小时，此时依靠过滤筒5内反滤料的重量足以克服水压推力，过滤筒5不足以被推动；管涌通道内水经过滤筒5过滤后将携带的泥沙留在管体1内，过滤后的水经出口流出；可有效减少管涌通道内泥沙流出，达到封堵管涌的效果，又能够有效地防止管涌涌口扩张，以便工作人员进行后续的处理。
在过滤后的水流出时，推动叶片18旋转，带动中心轴3旋转使清理杆4与螺旋片2旋转，清理杆4可防止泥沙将过滤筒5底部堵塞，螺旋片2将来水方向过滤的泥沙沿管涌通道推回，以增大通道内泥沙含量，减缓水流或使水流停止。
当管涌处水流较大时，足以推动过滤筒5沿着管体1内部滑动时，过滤筒5向上移动，使触发杆9与触发块24相接触，并推动触发块24移动并压缩第三弹簧23，触发块24推动拨叉22绕支点旋转，进而带动限位销20压缩第二弹簧19并脱离浮球17下方的定位环171，浮球17约束力消失，在拉绳21的牵制作用下向上飘出，起到预警作用，提醒工作人员及时加派人手或加速对坝体的管涌出水点的封堵。
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，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种堤坝管涌封堵装置，其特征在于，包括管体，所述管体内设置有挡肩，所述管体内配合滑动连接有过滤筒，所述过滤筒的底部和顶部均设置有盖体；所述过滤筒中铺填有反滤料；所述管体的侧壁开设有若干透水孔；所述透水孔设置在过滤筒的下方；所述管体的顶部连接有固定片；固定片中心开设有中心孔；所述固定片上沿周向设置有多组扦插机构，所述扦插机构包括与固定片相连的固定框，所述固定框的底部和顶部设置有通孔，在通孔的对应位置，所述固定片也开设有孔道；所述固定框中滑动连接有竖向设置的扦插杆；所述扦插杆的两侧均开设有棘牙；在所述扦插杆两侧还配合设置有棘爪；所述固定框可旋转地连接有一转轴，所述转轴连接有置于固定框内的摇摆横杆，所述棘爪的顶端铰接于摇摆横杆的端部，所述棘爪与摇摆横杆的铰接点处设有扭力弹簧；所述转轴的一端贯穿固定框连接有旋转轮；
所述过滤筒中设置有中心轴，所述中心轴与过滤筒相对转动连接；所述中心轴的两端分别贯穿反滤料并延伸至过滤筒外；所述中心轴的顶部连接有叶片；所述中心轴上还设置有螺旋片，所述螺旋片置于过滤筒的下方；所述中心轴上还连接有清理杆，所述清理杆与所述过滤筒的底端相接触；
所述过滤筒的顶部还连接有触发杆，所述触发杆顶部呈楔形设置；所述固定片开设有安装槽，所述安装槽中设置有浮球，所述浮球的底部通过拉绳与安装槽底部内壁相连；所述浮球底部还设置有定位环；所述安装槽内还铰接有拨叉，所述固定片还开设有第一滑孔，第一滑孔与安装槽相贯通，在第一滑孔中滑动设置有与定位环相适配插接的限位销，所述第一滑孔中还设置有第二弹簧，所述第二弹簧的一端与限位销相连，另一端与第一滑孔内壁相连；所述限位销外壁上焊接有固定轴，所述拨叉开设有条形槽，所述固定轴活动插设于条形槽中；所述固定片还开设有第二滑孔，所述第二滑孔中滑动连接有触发块，所述触发块套设有第三弹簧，所述第三弹簧一端与触发块相连，另一端与第二滑孔内壁相连；所述触发块的一端顶靠于拨叉的侧壁上，所述触发块的另一端呈与触发杆顶部相适配的楔形状设置。
2.根据权利要求1所述的一种堤坝管涌封堵装置，其特征在于，所述反滤料包括由下到上依次设置的细料层、过渡料层以及粗料层。
3.根据权利要求2所述的一种堤坝管涌封堵装置，其特征在于，所述旋转轮上沿周向侧壁开设有若干凹孔；还包括与旋转轮配套使用的手动杆，所述手动杆与凹孔相适配插接。
4.根据权利要求3所述的一种堤坝管涌封堵装置，其特征在于，所述固定框与所述固定片采用可拆卸连接方式，该可拆卸连接方式为：所述固定框侧壁开设有插孔，所述固定片顶部开设有第三滑孔，所述第三滑孔中滑动连接有第一限位块，所述第一限位块与所述第三滑孔相适配插接；所述第三滑孔中滑动连接有第一弹簧，所述第一弹簧的一端与第一限位块相连，另一端与第三滑孔内壁相连。
5.一种堤坝管涌封堵装置的使用方法，其特征在于，采用权利要求4所述的一种堤坝管涌封堵装置，包括如下步骤：
步骤一，当发现管涌点后，将管体置于管涌出水口，通过扦插机构将固定片进行固定；
具体操作过程为：使用手动杆穿入旋转轮上的凹孔，来回往复拨动手动杆使带动摇摆横杆上下摆动，带动相对应的棘爪在扭力弹簧配合下，交替推动扦插杆向下移动，使扦插杆插入泥土内，完成固定片的固定；
步骤二，管涌水经过透水孔进入管体内部，并经过滤筒内的反滤料的过滤，使得携带的泥沙留在管体内，过滤后的水经管体顶部出口流出。
6.根据权利要求5所述的一种堤坝管涌封堵装置的使用方法，其特征在于，当管涌处水流较大时，足以推动过滤筒沿着管体内部滑动时，过滤筒向上移动，使触发杆与触发块相接触，并推动触发块移动并压缩第三弹簧，触发块推动拨叉绕支点旋转，进而带动限位销压缩第二弹簧并脱离浮球下方的定位环，浮球约束力消失，在拉绳的牵制作用下向上飘出，起到预警作用。
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