CN115031084B - 适用于水道折弯处的安全导水结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于水道折弯处的安全导水结构，利用阻流板降低折向后水流的加速，以降低加速后的水流对水路的内壁的冲损；再利用阻流板的不规则的摆动将其不规则的动能转换为发条组件内发条的势能，再联动转动，进而联动磁感线圈装置内的导体持续的切割磁场产生电流，为警示灯等装置供电。其中电流可进一步为磁感装置供电，使得撞水岛和导水弯壁内产生磁场，吸附随水流而下的铁颗粒等金属物质，一方面减小水中的颗粒物，降低对水路侧壁的冲损，另一方便于易冲损的表面形成加强层，提高其耐冲损度。其结构简单，使用方便，便于维护，成本低，可持续使用，具有一定的实用性和广泛的适用性。
Description
技术领域
本发明涉及一种导水结构，具体涉及一种适用于水道折弯处的安全导水结构。
背景技术
长距离输水，因地质和地势原因，需要对引水隧洞或明渠进行折向、弯曲导向处理，而经过长时间的运行，结合季节性的水流量变化等原因，水道尤其在折向处在水流的流速及变化的冲击下会导致内壁磨损、损耗，该损耗日积月累且不易察觉，甚至逐渐改变沟渠的安全结构与水道的水流导向，造成一定的安全隐患。
因此，需要设置一种适用于水道折弯处的安全导水结构。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种水道折弯处的安全导水结构。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
适用于水道折弯处的安全导水结构，包括沿水路设置的导水弯壁和导水支路；
所述导水弯壁呈凹弧形，于水路中设于障碍物的对侧面；
所述导水支路呈“J”形，于导水弯壁下游的对侧面，与水路并联设置；且所述导水支路的入水口置于经导水弯壁的折向的水流方向的延长线上，出水口的方向与水路中的水流流向逆向；
所述入水口设有阻流装置，包括一端通过转轴固定的阻流板，且转轴套设有用于复位阻流板的扭转簧。
上述转轴包括同轴的外轴和内轴；外轴固接阻流板，往复摆动的外轴通过单向齿组联动内轴单向转动；
所述内轴的顶端接发条组件，单向转动的内轴为发条组件提供紧动力；
所述发条组件的动力输出端联动置于发条组件顶部的动轴；
闭合电路中的一部分导体与动轴固定并由动轴联动旋转，切割由一对磁体构成的磁场，产生的电流为需电装置供电，所述需电装置包括沿水路的折弯处设置的若干警示灯。
进一步的，上述导水支路和水路之间由撞水岛隔离，所述撞水岛沿水流方向呈椭圆形。
再进一步的，上述撞水岛中空设置，所述需电装置包括设于撞水岛内的若干绕线铁芯，所述若干绕线铁芯并排的设于撞水岛内，并由导线依次串联；且铁芯的端部正对水路。
再进一步的，上述撞水岛置于经导水弯壁折向的水流区域内的长度为其总长度的1/2-2/3。
再进一步的，上述撞水岛置于经导水弯壁折向的水流区域内的壁面作加厚或强化处理；所述强化包括钢化。
上述导水弯壁的壁厚沿水流方向逐渐加厚。
本发明的有益之处在于：
本发明的一种适用于水道折弯处的安全导水结构，利用阻流板降低折向后水流的加速，以降低加速后的水流对水路的内壁的冲损；再利用阻流板的不规则的摆动将其不规则的动能转换为发条组件内发条的势能，再联动转动，进而联动磁感线圈装置内的导体持续的切割磁场产生电流，为警示灯等装置供电。其中电流可进一步为磁感装置供电，使得撞水岛和导水弯壁内产生磁场，吸附随水流而下的铁颗粒等金属物质，一方面减小水中的颗粒物，降低对水路侧壁的冲损，另一方便于易冲损的表面形成加强层，提高其耐冲损度。
本发明的适用于水道折弯处的安全导水结构，其结构简单，使用方便，便于维护，成本低，可持续使用，具有一定的实用性和广泛的适用性。
附图说明
图1为本发明的导水结构的结构示意图。
图2为本发明的阻流板组件的结构示意图。
图3为本发明的单向齿组的结构示意图。
附图中标记的含义如下：1、导水弯壁，2、导水支路，3、撞水岛，4、阻流板，5、外轴，6、内轴，10、扭转簧，11、发条组件，12、转轴。
A、单向齿组，7、外齿，8、固定块，9、活动内齿。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
适用于水道折弯处的安全导水结构，由导水弯壁1、导水支路2、撞水岛3和阻流板4组件构成。
水道为引水通道，根据实际环境可为明渠、引水隧洞等中的任意一种。沿直行水路的水流流向，不可避让的障碍物在水道中阻碍水流的直行。
导水弯壁1沿水路以凹弧形的方式设于障碍物的对侧面，以弧面扩宽水路并引流。导水弯壁1的壁厚沿水流方向逐渐加厚，以提高在折向水流的频繁冲击下，导水弯壁1的耐冲损。
导水支路2呈“J”形，沿经导水弯壁1折向后的水流的流向，设于导水弯壁下游的对侧面，与水路并联设置；导水支路2和水路之间由椭圆形的撞水岛3隔离，撞水岛3的顶端为导水支路2的进水口，底端为导水之路的出水口。进水口的长度为经导水弯壁折向后的水流的区域内(沿直行水道方向)的长度的1/3-1/2；撞水岛3置于经导水弯壁折向的水流区域内(沿直行水道方向)的长度为其总长度的1/2-2/3；出水口的方向与水路中的水流流向逆向，优选的逆向的偏转角度为30-60度。
阻流板4组件由阻流装置、发条组件11、磁感线圈装置、需电装置组成。阻流装置包括设于进水口处阻流板4，板面正对经导水弯壁折向的水流，优选的其顶端通过转轴12固定。转轴12由同轴的外轴5和内轴6组成，外轴5与阻流板4固定，外轴5基于内轴6旋转，外轴5内套设有扭转簧10，用于复位阻流板4。内轴6同样可转动，外轴5和内周间设有联动的单向齿组A，即通过单向齿组A，在水流和扭转簧10协同作用下往复摆动的外轴5通过单向齿组联动内轴6单向转动。
单向齿组可选结构为：沿内轴6周向设置的外齿7，设于外轴5内圈的活动内齿9，活动内齿9的一侧设有固定块8，另一侧设有支撑弹簧；如图3所示，当外轴5逆时针转动时(阻流板受水流冲击，向进水口内偏转)，活动内齿9在弹簧的弹力的支撑下至顶点，并由另一侧的固定块8限位，活动内齿9的顶端顶撑入外齿7内，联动内轴6与外轴同步转动；当外轴顺时针转动时，受外齿7压迫，活动内齿9压迫弹簧形变，使得活动内齿与外齿7脱离齿接状态，即外轴顺时针转动时，内轴6相对静止，不随外轴的转动而转动，即实现了内轴的单向联动转动。
内轴的顶端接发条组件11，内轴为发条组件的动力轴，为发条组件提供紧动力；发条组件的主体结构为内置发条的条盒，内轴顶端延伸入条盒内，构成发条轴；条盒轮顶估计转轴。为保证持续转动，可参照现有技术，如手表内的发条组件结构，另设条盒轮、擒纵轮等构件，实现发条势能的持续的转换，即实现转轴如表针的持续转动。
发条组件的动力输出端联动置于发条组件顶部的动轴；由动轴联动磁感线圈装置内的切割磁场的导体转动。磁感线圈装置由一对磁体和串联入闭合电路中的导体组成，导体的一部分呈环形的固接动轴，并由动轴联动而转动；磁体布设于环形导体的两端，构成磁场，转动的环形导体切割磁场中的磁感线，于闭合电路中产生电流，为需电装置供电。
根据使用需求，需电装置可为若干警示灯，可沿水路布设，尤其设于障碍物的周围，或需要经常检修的水路的侧壁处，尤其是水路的折弯处。
需电装置还可为磁吸装置，由依次串联的若干绕线铁芯组成，绕线铁芯并排的设于撞水岛3的中空腔内，铁芯的端部正对水路；优选的，绕线铁芯排设于撞水岛3的置于经导水弯壁折向的水流区域的腔内。即产生的电流经过绕线铁芯的导线，铁芯产生磁性，将水流中的金属物质吸附于撞水岛3的壁面。有选的，撞水岛置于经导水弯壁折向的水流区域内的壁面作加厚或强化处理，包括钢化。
使用时，
水路中的水流经障碍物的阻碍，折向进入导水弯壁的水道中，撞击导水弯壁并再次折向(水流方向与原水路方向有一定的倾角)，撞击水路的对侧面水壁；其中，一部分水流撞击阻流板，使得阻流板轴转动，联动内轴为发条组件提供紧动力，发条组件再将发条积蓄的势能转化为转轴12的动能输出，经转轴12联动导体转动，切割磁感线，产生的电流为警示灯供电，便于人员的检修作业、沿水路的警示作用等；或为撞水岛的磁吸装置供电，在撞水岛周围产生一定的磁场。
若水流的冲击力较小，阻流板的摆动幅度较小，阻流板即可有效的降低经过折向后的水流的冲力，使得水流可沿水路直下；水流中的铁颗粒等金属物质频繁的撞击于阻流板的表面，并黏附于阻流板的表面，撞水岛周围的磁场一方面可使得黏附于阻流板的表面铁颗粒等金属物质脱离阻流板，并随水流流下；另一方便可将一部分的铁颗粒等金属物质吸附于撞水岛的外壁，形成加厚层，以加强折向后的水流对撞水岛的外壁的撞击而产生的损耗，提高其耐冲损性，延长其使用寿命。
若水流的冲击力较大，阻流板的摆动幅度较大，进水口敞开，一部分水流经进水口进入导水支路2后，从出水口逆向抵充水路中的水流的流速；经减速后的水流中含有的铁颗粒等金属物质更易被磁场吸附。
且根据使用需求，磁场的中部(铁芯的中端)可设置为阻流板闭合进水口时的状态的延长线(中线)上，即当阻流板处于摆动状态时，磁场对阻流板的吸附力可辅助阻流板的归位：当阻流板处于水路中的原始位置时，无磁场，仅受水流动力，阻流板摆动并偏转至进水口内，而使得磁场产生时，磁场对阻流板的吸附作用，辅助扭转簧10使得阻流板克服水流的冲击力(水流经分流后冲击力减弱)往回摆动至中线处，再在扭转簧10的作用下摆动至原始位置；此时，阻流板再次直面水流的冲击力，此状态下的磁场与水流的冲击力合力作用，克服扭转簧的扭力，使得阻流板再次摆动至中线处，并进一步摆动至进水口内，依次往复。即磁场进一步提供了阻流板于中线两侧摆动的辅助力。
根据使用需求，还可在导水弯壁内设置磁吸装置，以吸附一部分的铁颗粒等金属物质，强化对其内壁的保护。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.适用于水道折弯处的安全导水结构，其特征在于，包括沿水路设置的导水弯壁和导水支路；
所述导水弯壁呈凹弧形，于水路中设于障碍物的对侧面；
所述导水支路呈“J”形，于导水弯壁下游的对侧面，与水路并联设置；且所述导水支路的入水口置于经导水弯壁的折向的水流方向的延长线上，出水口的方向与水路中的水流流向逆向；
所述入水口设有阻流装置，包括一端通过转轴固定的阻流板，且转轴套设有用于复位阻流板的扭转簧；
所述转轴包括同轴的外轴和内轴；外轴固接阻流板，往复摆动的外轴通过单向齿组联动内轴单向转动；
所述内轴的顶端接发条组件，单向转动的内轴为发条组件提供紧动力；
所述发条组件的动力输出端联动置于发条组件顶部的动轴；
闭合电路中的一部分导体与动轴固定并由动轴联动旋转，切割由一对磁体构成的磁场，产生的电流为需电装置供电，所述需电装置包括沿水路的折弯处设置的若干警示灯；
所述导水支路和水路之间由撞水岛隔离，所述撞水岛沿水流方向呈椭圆形；
所述撞水岛中空设置，所述需电装置包括设于撞水岛内的若干绕线铁芯，所述若干绕线铁芯并排的设于撞水岛内，并由导线依次串联；且铁芯的端部正对水路。
2.根据权利要求1所述的导水结构，其特征在于，所述撞水岛置于经导水弯壁折向的水流区域内的长度为其总长度的1/2-2/3。
3.根据权利要求1所述的导水结构，其特征在于，所述撞水岛置于经导水弯壁折向的水流区域内的壁面作加厚或强化处理；所述强化包括钢化。
4.根据权利要求1所述的导水结构，其特征在于，所述导水弯壁的壁厚沿水流方向逐渐加厚。
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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