CN116446348A - 一种具有泥沙分离功能的水利水电站拦水水坝 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有泥沙分离功能的水利水电站拦水水坝，涉及水利工程领域。一种具有泥沙分离功能的水利水电站拦水水坝，包括与浇筑在河道内混凝土基座固定连接的闸门，还包括：开设在所述闸门上的放水孔、泥沙清理孔；转动盘，转动连接在所述闸门的一侧，其中，所述转动盘上设有排水孔；本发明有利于定期通过抽泥泵对沉积在闸门上游一侧附近的泥沙进行清理，防止沉积在闸门上游一侧附近的泥沙较多，降低了河槽原有的深度，以及利用吸泥泵的吸力，并配合切割刀片，进而能够达到对经过空心锥形筒的泥沙进行切割分散，从而保证抽泥泵清理泥沙时的通畅性及工作效率。

Description

一种具有泥沙分离功能的水利水电站拦水水坝

技术领域

本发明属于水利工程技术领域，具体地说，涉及一种具有泥沙分离功能的水利水电站拦水水坝。

背景技术

在水利工程中，水闸作为挡水、泄水或取水的建筑物，应用广泛，修建在河道和渠道上利用闸门控制流量和调节水位的低水头水工建筑物，关闭闸门可以拦洪、挡潮或抬高上游水位，以满足灌溉、发电、航运、水产、环保、工业和生活用水等需要；开启闸门，可以宣泄洪水、涝水、弃水或废水，也可对下游河道或渠道供水。

目前闸门在闭闸抬高上游水位，以满足灌溉农作物的灌溉期间，上游河道靠近闸门附近会沉积大量的泥沙，因此，为了防止沉积的大量泥沙降低原有河槽的深度，通常采用抽泥泵配合管道对泥沙进行清理；

然而，目前现有技术中，利用抽泥泵对沉积在闸门附近的泥沙进行清理时，缺少对经过闸口的泥沙进行松散处理，使得泥沙在经过闸口时，容易堵塞闸口，从而降低抽泥泵清理河道沉积泥沙的工作效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种可以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种具有泥沙分离功能的水利水电站拦水水坝。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

一种具有泥沙分离功能的水利水电站拦水水坝，包括与浇筑在河道内混凝土基座固定连接的闸门，还包括：开设在所述闸门上的放水孔、泥沙清理孔；转动盘，转动连接在所述闸门的一侧，其中，所述转动盘上设有排水孔；多组扇形板，围绕所述排水孔轴心等距分布，且与所述转动盘侧壁合页连接；多组气缸，均转动连接在所述转动盘上，所述气缸的伸缩端与扇形板转动连接，其中，相邻的所述扇形板之间通过弹性连接垫固定连接，所述扇形板的内壁设有切割刀片，其中，在所述气缸拉动扇形板转动时，所述切割刀片转动倾斜。

为了在气缸拉动扇形板转动时，使得连接杆带动切割刀片旋转，优选地，所述转动盘上固定连接有转动座，所述转动座位于扇形板内侧，所述转动座上转动连接有转动轴，所述转动轴上固定连接有连接杆，所述连接杆与转动座之间固定连接有扭簧，所述连接杆上转动连接有连接轴，所述切割刀片固定连接在连接轴上，所述连接杆上固定连接有弹性拉绳，所述弹性拉绳远离连接杆一端贯穿扇形板与转动盘固定连接。

为了对连接杆进行限位，进一步地，所述转动座上固定连接有电磁铁，所述连接杆上固定连接有铁块，所述铁块与电磁铁相对应。

为了增加转动盘与闸门相贴合的密封性，优选地，所述转动盘上固定连接有密封垫片，所述密封垫片与闸门侧壁相贴合，所述密封垫片上开设有通孔，所述通孔与排水孔相对应。

为了驱动转动盘转动，优选地，还包括电机、齿轮一、齿环，所述电机固定安装在闸门顶部，所述齿轮一固定套接在电机的输出端上，所述转动盘上固定连接有限位环，所述齿环与限位环棘轮连接，且与所述齿轮一啮合连接，所述限位环上开设有限位槽，所述闸门上通过固定螺栓拆卸连接有限位盘，所述限位盘上固定连接有固定环，所述固定环滑动连接在限位槽内。

为了对河道沉积的泥沙进行松弛，进一步地，所述闸门侧壁转动连接有三组转轴二，三组所述转轴二等距平行设置，所述转轴二上固定连接有拨动板，所述转轴二上固定套接有带轮，相邻两组所述带轮通过皮带相连接。

为了驱动转轴二转动，进一步地，还包括转轴一、齿轮二，所述转轴一转动连接在闸门上，所述齿轮二固定套接在转轴一上，且与所述齿环啮合连接，所述转轴一通过内接棘轮机构与转轴二相连接。

为了对带轮提供保护，更进一步地，所述闸门上通过安装螺栓拆卸连接有防护盖壳，所述转轴二靠近带轮的一端贯穿于防护盖壳内。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明利于定期通过抽泥泵对沉积在闸门上游一侧附近的泥沙进行清理，防止沉积在闸门上游一侧附近的泥沙较多，降低了河槽原有的深度，以及利用吸泥泵的吸力，并配合切割刀片，进而能够达到对经过空心锥形筒的泥沙进行切割分散，从而保证抽泥泵清理泥沙时的通畅性及工作效率。

附图说明

图1是本发明一种具有泥沙分离功能的水利水电站拦水水坝的结构示意图一；

图2是本发明一种具有泥沙分离功能的水利水电站拦水水坝的结构示意图二；

图3是本发明一种具有泥沙分离功能的水利水电站拦水水坝的密封垫片结构示意图；

图4是本发明一种具有泥沙分离功能的水利水电站拦水水坝的扇形板结构示意图；

图5是本发明一种具有泥沙分离功能的水利水电站拦水水坝的扇形板内部结构示意图；

图6是本发明一种具有泥沙分离功能的水利水电站拦水水坝的切割刀片结构示意图；

图7是本发明一种具有泥沙分离功能的水利水电站拦水水坝的限位环剖视图；

图8是本发明一种具有泥沙分离功能的水利水电站拦水水坝的拨动板结构示意图；

图9是本发明一种具有泥沙分离功能的水利水电站拦水水坝的图7中A部分的放大图；

图10是本发明一种具有泥沙分离功能的水利水电站拦水水坝的图6中B部分的放大图；

图11是本发明一种具有泥沙分离功能的水利水电站拦水水坝的限位盘结构示意图。

图中：1、闸门；101、放水孔；102、泥沙清理孔；2、转动盘；201、密封垫片；202、排水孔；203、限位环；204、电机；205、齿轮一；206、齿环；3、扇形板；301、气缸；302、弹性连接垫；303、转动轴；304、扭簧；305、连接杆；306、连接轴；307、切割刀片；308、铁块；309、电磁铁；310、弹性拉绳；311、转动座；4、转轴一；401、齿轮二；402、内接棘轮机构；403、转轴二；404、拨动板；405、带轮；406、皮带；5、防护盖壳；501、安装螺栓；6、活塞筒；601、活塞板；602、按压块；603、推杆；604、弹簧；605、管道一；606、旋转接头一；607、管道二；608、储液箱；609、导管一；610、旋转接头二；611、导管二；7、限位槽；701、限位盘；702、固定环；703、固定螺栓。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1：参照图1、图2、图4、图5、图6、图9、图10和图11，一种具有泥沙分离功能的水利水电站拦水水坝，包括与浇筑在河道内混凝土基座固定连接的闸门1，还包括：开设在闸门1上的放水孔101、泥沙清理孔102；转动盘2，转动连接在闸门1的一侧，其中，转动盘2上设有排水孔202；多组扇形板3，围绕排水孔202轴心等距分布，且与转动盘2侧壁转动连接；多组气缸301，均转动连接在转动盘2上，气缸301的伸缩端与扇形板3转动连接，其中，相邻的扇形板3之间通过弹性连接垫302固定连接，扇形板3的内壁设有切割刀片307，其中，在气缸301拉动扇形板3转动时，切割刀片307转动倾斜。

转动盘2上固定连接有转动座311，转动座311位于扇形板3内侧，转动座311上转动连接有转动轴303，转动轴303上固定连接有连接杆305，连接杆305与转动座311之间固定连接有扭簧304，连接杆305上转动连接有连接轴306，切割刀片307固定连接在连接轴306上，连接杆305上固定连接有弹性拉绳310，弹性拉绳310远离连接杆305一端贯穿扇形板3与转动盘2固定连接。

转动座311上固定连接有电磁铁309，连接杆305上固定连接有铁块308，铁块308与电磁铁309相对应。

还包括电机204、齿轮一205、齿环206，电机204固定安装在闸门1顶部，齿轮一205固定套接在电机204的输出端上，转动盘2上固定连接有限位环203，齿环206与限位环203棘轮连接，且与齿轮一205啮合连接，限位环203上开设有限位槽7，闸门1上通过固定螺栓703拆卸连接有限位盘701，限位盘701上固定连接有固定环702，固定环702滑动连接在限位槽7内。

限位环203内壁固定连接有多组活塞筒6，活塞筒6内滑动连接有活塞板601，活塞板601上固定连接有按压块602，活塞板601与活塞筒6底部内壁之间固定连接有弹簧604，齿环206内壁对应活塞筒6固定连接有多组推杆603，齿环206与限位环203转动连接。

使用时，在需要开闸放水，进而向下游河道供水用于对农作物进行灌溉时，先启动电机204，电机204通过齿轮一205驱动齿环206逆时针转动，同时，齿环206带动推杆603转动，当推杆603与按压块602接触时，由于推杆603是与按压块602一侧的垂直面接触，使得按压块602与推杆603相抵，并对齿环206起到限位作用，因此，则使齿环206通过限位环203带动转动盘2转动，待转动盘2逆时针旋转九十度时，关闭电机204，此时，转动盘2上的排水孔202与闸门1上的放水孔101重合，使得阻隔在上游的水依次经过放水孔101、排水孔202和由多组扇形板3组成的空心锥形筒排向下游，与此同时，水在经过空心锥形筒时，位于空心锥形筒内部的切割刀片307能够在水流的冲击作用下，并配合扭簧304自身的扭力和弹性拉绳310的伸缩性，能够使得连接杆305带动切割刀片307在空心锥形筒内往复摆动，进而达到对跟随水排向下游河道的水草进行切割，从而有利于水草排出空心锥形筒，有效地防止空心锥形筒堵塞，影响开闸放水时上游河道内的水流向下游。

需要补充说明的是，在电机204关闭后，转动盘2利用密封垫片201与闸门1接触面产生的摩擦力，能够有效地防止电机204关闭后，转动盘2在惯性的作用下自转，需要注意的是，对于防止转动盘2自转的方式除摩擦的阻力外，本申请的电机204采用步进电机，具体的，步进电机尾部加装一个抱闸装置，并且并联在步进电机的电路上，步进电机上电时，抱闸装置也上电，抱闸装置脱离步进电机输出轴，步进电机正常运转，当断电时，抱闸装置释放紧紧抱住步进电机输出轴，进而起到防止转动盘2自转的作用。

进一步的是，摩擦产生的阻力与步进电机可同时采用，防止转动盘2自转的效果更好。

当需要停止向下游河道放水时，再次启动电机204，电机204通过齿轮一205与齿环206啮合连接带动转动盘2逆时针旋转二百七十度，然后关闭电机204，此时，转动盘2上的排水孔202与闸门1上的放水孔101重合交错，进而闭合闸门1，从而即可停止向下游河道放水；

需要补充说明的是，齿环206在逆时针转动时，齿轮二401通过与齿环206啮合连接带动转轴一4顺时针转动，并未通过内接棘轮机构402对转轴二403转动进行限位，因此，转轴二403不跟随转轴一4转动。

通过闸门1阻隔上游河道蓄水期间，上游河道靠近闸门1附近会沉积大量的泥沙，因此，需要定期对阻隔沉积在闸门1附近的泥沙进行清理，在河道的下游与上游之间安装闸门1时，可在河道的下游河槽一侧挖掘凹槽，并在靠近凹槽的地面上安装有抽泥泵，抽泥泵的输出端置于凹槽的上方、输入端置于河道下游的河槽内，抽水泵的输入端固定安装有法兰盘，法兰盘与泥沙清理孔102的轴心重合，当需要对沉积的泥沙进行清理时，启动电机204，电机204通过齿轮一205与齿环206啮合连接驱动转动盘2逆时针转动一百八十度，然后关闭电机204，此时，转动盘2上的排水孔202与闸门1上的泥沙清理孔102重合，同时空心锥形筒与法兰盘重合，此时，启动抽泥泵，抽水泵产生吸附力，进而吸附沉积在上游河槽底部的泥沙依次经过泥沙清理孔102、排水孔202和空心锥形筒排向凹槽内，从而即可达到对沉积在上游河槽底部的泥沙进行清理。

随后启动气缸301和对电磁铁309通电产生磁力，此时，气缸301带动扇形板3远离转动盘2的一侧向外反转，进而扩大空心锥形筒远离排水孔202一侧的直径，从而降低了泥沙堵塞空心锥形筒的风险，同时，扇形板3远离转动盘2的一侧向外反转的过程中，进而扇形板3对于弹性拉绳310的张紧限位点发生改变，因此，弹性拉绳310松弛，使得对于扭簧304的作用力消除，与此同时，扭簧304在自身的扭力的作用下，使得扭动连接杆305带动连接轴306向排水孔202的轴心转动九十度，同时，铁块308跟随连接杆305同步转动，进而使得铁块308与电磁铁309接触磁吸住，从而能够达到对连接杆305进行限位固定，同时，泥沙在经过空心锥形筒时，位于空心锥形筒内部跟随连接轴306旋转九十度后的切割刀片307在利用吸泥泵的吸力作用下，进而能够达到对经过空心锥形筒的泥沙进行切割分散，从而保证抽泥泵清理泥沙时的通畅性及工作效率。

实施例2：参照图1、图2、图8和图9，一种具有泥沙分离功能的水利水电站拦水水坝，与实施例1基本相同，更进一步的是，闸门1侧壁转动连接有三组转轴二403，三组转轴二403等距平行设置，转轴二403上固定连接有拨动板404，转轴二403上固定套接有带轮405，相邻两组带轮405通过皮带406相连接。

还包括转轴一4、齿轮二401，转轴一4转动连接在闸门1上，齿轮二401固定套接在转轴一4上，且与齿环206啮合连接，转轴一4通过内接棘轮机构402与转轴二403相连接。

基于实施例1，在抽泥泵对河道内沉积的泥沙进行清理的过程中，再次启动电机204，电机204驱动齿轮一205顺时针转动，同时，齿轮一205带动齿环206转动，齿轮一205带动推杆603同步转动，当推杆603与按压块602接触时，由于推杆603是与按压块602的倾斜面一侧接触，进而使得按压块602受到挤压带动活塞板601向活塞筒6内回缩，并压缩弹簧604，并未对齿环206进行限位，因此，则使齿环206自转，同时，齿环206通过与齿轮二401啮合连接带动转轴一4逆时针转动，进而逆时针转动的转轴一4通过内接棘轮机构402和皮带406带动三组转轴二403转动，三组转轴二403带动拨动板404转动，进而转动的拨动板404能够达到对沉积的泥沙进行翻转松弛，防止河道底部堆积的泥沙较多堵塞排水孔202，不利于抽泥泵经过泥沙清理孔102对河道底部沉积的泥沙进行清理。

实施例3：参照图3、图7和图9，一种具有泥沙分离功能的水利水电站拦水水坝，与实施例1基本相同，更进一步的是，闸门1上固定连接有储液箱608，活塞筒6内腔固定连通有管道一605和导管一609，管道一605和导管一609上设有单向阀，转动盘2两侧外壁分别设有旋转接头一606、旋转接头二610，管道一605远离活塞筒6的一端贯穿转动盘2的轴心与旋转接头一606相连通，旋转接头一606通过管道二607与储液箱608内腔固定连通，闸门1内贯穿设有导管二611，导管二611其一端与旋转接头二610相连通，另一端贯穿于泥沙清理孔102内，导管一609远离活塞筒6的一端贯穿转动盘2的轴心与旋转接头二610相连通。

基于实施例2，在通过转动的拨动板404对沉积河道底部的泥沙进行松弛时，更近一步的是，当齿环206带动推杆603与按压块602分离时，进而压缩后的弹簧604产生推力，推动活塞板601带动按压块602在活塞筒6内向上滑动时，活塞板601通过管道一605、管道二607抽取储液箱608内与松散剂进入活塞筒6内，然后当齿环206带动推杆603与按压块602相抵时，按压块602受到挤压带动活塞板601在活塞筒6内向下滑动，并压缩弹簧604，同时，活塞板601挤压活塞筒6内的松散剂依次经过导管一609、导管二611排入排水孔202内，进而能够达到对经过排水孔202的泥沙进行反应松弛，更进一步提高泥沙的松弛效果，从而保证抽泥泵的通畅性，有效地防止抽泥泵堵塞，影响对河道沉积泥沙的清理效率。

实施例4：参照图3，一种具有泥沙分离功能的水利水电站拦水水坝，与实施例1基本相同，更进一步的是，转动盘2上固定连接有密封垫片201，密封垫片201与闸门1侧壁相贴合，密封垫片201上开设有通孔，通孔与排水孔202相对应；当闸门1在闭合期间，通过转动盘2上的密封垫片201与闸门1侧壁紧密贴合，提高转动盘2与闸门1贴合面的密封性，防止河道内阻隔在上游的水透过转动盘2与闸门1贴合面的缝隙处出现泄漏。

实施例5：参照图2、图8，一种具有泥沙分离功能的水利水电站拦水水坝，与实施例1基本相同，更进一步的是，闸门1上通过安装螺栓501拆卸连接有防护盖壳5，转轴二403靠近带轮405的一端贯穿于防护盖壳5内；当皮带406出现松弛影响传动效果时，使用者可借助扳手拧下用于对防护盖壳5与闸门1固定连接的安装螺栓501，随后向远离闸门1一侧移动防护盖壳5，使得带轮405和皮带406裸露在外，从而便于使用者对皮带406进行拆卸更换。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内。

Claims (8)

1.一种具有泥沙分离功能的水利水电站拦水水坝，包括与浇筑在河道内混凝土基座固定连接的闸门（1），其特征在于，还包括：

开设在所述闸门（1）上的放水孔（101）、泥沙清理孔（102）；

转动盘（2），转动连接在所述闸门（1）的一侧，

其中，所述转动盘（2）上设有排水孔（202）；

多组扇形板（3），围绕所述排水孔（202）轴心等距分布，且与所述转动盘（2）侧壁转动连接；

多组气缸（301），均转动连接在所述转动盘（2）上，所述气缸（301）的伸缩端与扇形板（3）转动连接，

其中，相邻的所述扇形板（3）之间通过弹性连接垫（302）固定连接，所述扇形板（3）的内壁设有切割刀片（307），

其中，在所述气缸（301）拉动扇形板（3）转动时，所述切割刀片（307）转动倾斜。

2.根据权利要求1所述的一种具有泥沙分离功能的水利水电站拦水水坝，其特征在于，所述转动盘（2）上固定连接有转动座（311），所述转动座（311）位于扇形板（3）内侧，所述转动座（311）上转动连接有转动轴（303），所述转动轴（303）上固定连接有连接杆（305），所述连接杆（305）与转动座（311）之间固定连接有扭簧（304），所述连接杆（305）上转动连接有连接轴（306），所述切割刀片（307）固定连接在连接轴（306）上，所述连接杆（305）上固定连接有弹性拉绳（310），所述弹性拉绳（310）远离连接杆（305）一端贯穿扇形板（3）与转动盘（2）固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种具有泥沙分离功能的水利水电站拦水水坝，其特征在于，所述转动座（311）上固定连接有电磁铁（309），所述连接杆（305）上固定连接有铁块（308），所述铁块（308）与电磁铁（309）相对应。

4.根据权利要求1所述的一种具有泥沙分离功能的水利水电站拦水水坝，其特征在于，所述转动盘（2）上固定连接有密封垫片（201），所述密封垫片（201）与闸门（1）侧壁相贴合，所述密封垫片（201）上开设有通孔，所述通孔与排水孔（202）相对应。

5.根据权利要求1所述的一种具有泥沙分离功能的水利水电站拦水水坝，其特征在于，还包括电机（204）、齿轮一（205）、齿环（206），所述电机（204）固定安装在闸门（1）顶部，所述齿轮一（205）固定套接在电机（204）的输出端上，所述转动盘（2）上固定连接有限位环（203），所述齿环（206）与限位环（203）棘轮连接，且与所述齿轮一（205）啮合连接，所述限位环（203）上开设有限位槽（7），所述闸门（1）上通过固定螺栓（703）拆卸连接有限位盘（701），所述限位盘（701）上固定连接有固定环（702），所述固定环（702）滑动连接在限位槽（7）内。

6.根据权利要求5所述的一种具有泥沙分离功能的水利水电站拦水水坝，其特征在于，所述闸门（1）侧壁转动连接有三组转轴二（403），三组所述转轴二（403）等距平行设置，所述转轴二（403）上固定连接有拨动板（404），所述转轴二（403）上固定套接有带轮（405），相邻两组所述带轮（405）通过皮带（406）相连接。

7.根据权利要求6所述的一种具有泥沙分离功能的水利水电站拦水水坝，其特征在于，还包括转轴一（4）、齿轮二（401），所述转轴一（4）转动连接在闸门（1）上，所述齿轮二（401）固定套接在转轴一（4）上，且与所述齿环（206）啮合连接，所述转轴一（4）通过内接棘轮机构（402）与转轴二（403）相连接。

8.根据权利要求6所述的一种具有泥沙分离功能的水利水电站拦水水坝，其特征在于，所述闸门（1）上通过安装螺栓（501）拆卸连接有防护盖壳（5），所述转轴二（403）靠近带轮（405）的一端贯穿于防护盖壳（5）内。