CN116516899B - 一种组装式透水消能堤防堵口构件及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于防汛器材技术领域，提供了一种组装式透水消能堤防堵口构件及其应用方法，所述堤防堵口构件包括正方体结构和锚固组件，所述锚固组件包括螺旋叶片、多根锚固杆和驱动机构，所述驱动机构包括安装套、安装架、双向丝杆、第一锥齿轮、第二锥齿轮、内螺纹套、剪叉机构和滑套，所述安装架包括安装板、安装柱和转轴，所述安装套顶端两侧壁上安装有气囊，所述安装套底端两侧壁上固定安装有第一配重件，本发明所提供的组装式透水消能堤防堵口构件通过设置正方体结构和锚固组件，水冲击螺旋叶片，螺旋叶片转动并通过驱动机构带动锚固杆插入水底进行锚固，从而提高构件自身的抗冲稳定性，进一步提高堵口抢险的效率。

Description

一种组装式透水消能堤防堵口构件及其应用方法

技术领域

本发明属于防汛器材技术领域，尤其涉及一种组装式透水消能堤防堵口构件及其应用方法。

背景技术

堤防工程作为防洪减灾体系的重要组成部分，是抵御洪水的重要安全屏障，多年来，在河湖堤防决口封堵抢险中多以抛石、石笼、合金网石兜、土袋、大沙袋为主，这些决口封堵材料普遍需要外部调运、现场装填，劳动强度大、作业面要求高且易被水流冲走；经检索，中国专利CN113089571A提供了一种拼装式透水消能四面体堤防堵口构件及其建造方法，该构件包括四块透水消能面板和若干柔性扣件，所述的透水消能面板为预制面板，形状为等边三角形，透水消能面板密布多个孔洞；其中一块透水消能面板的三条边分别与其他三块透水消能面板的一条边对齐，其他三块透水消能面板的邻接边对齐，相邻两块透水消能面板的邻接边使用若干柔性扣件穿过邻接边附近预留的孔洞后锁紧，即可将四块透水消能面板拼装为正四面体结构的堤防堵口构件。

上述专利中，虽然通过预制面板然后组装成构件，并在正四面体构件上设置透水消能孔，减小水流冲击力，但是，主要还是依靠构件的重力提供稳定性，构件与水底之间没有任何的连接，无法利用水底对构件形成稳定作用，从而抗水流冲击的效果并不十分理想。

发明内容

本发明提供一种组装式透水消能堤防堵口构件，旨在解决上述的问题。

本发明是这样实现的，一种组装式透水消能堤防堵口构件，包括：正方体结构，其由六块正方形的面板组装构成，所述面板为预制板，所述面板上开设有多个透水孔；安装于正方体结构内的锚固组件，所述锚固组件包括：螺旋叶片，用于将水的动能转换为自身的转动动能；多根锚固杆，用于插入水底进行锚固；连接于螺旋叶片与锚固杆之间的驱动机构，所述螺旋叶片转动安装于驱动机构上，水冲击螺旋叶片，螺旋叶片转动并通过驱动机构带动锚固杆插入水底进行锚固。

优选的，所述面板的四个角上均固定设有连接扣件，所述正方体结构每个角处的三块面板上的三个连接扣件之间通过连接环连接。

优选的，所述连接环包括两个半圆环，两个半圆环的一端铰接，其中一个半圆环另一端设有凸出，另一个半圆环另一端设有外螺纹杆，所述外螺纹杆上开设有供凸出卡入的凹槽，所述外螺纹杆上螺纹连接有固定螺纹套。

优选的，所述驱动机构包括：竖直设于正方体结构内的安装套，所述安装套通过安装架固定安装于一块面板的内壁上；穿设于安装套内的双向丝杆，所述双向丝杆与安装套转动连接，所述螺旋叶片的安装轴与安装套外壁转动连接，所述螺旋叶片的安装轴上固定有第一锥齿轮，所述双向丝杆上固定有与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮；螺纹连接于双向丝杆两个螺纹段上的内螺纹套，两个内螺纹套之间连接有剪叉机构，所述剪叉机构上下相对的两个铰接端分别铰接一个内螺纹套，所述锚固杆安装于剪叉机构上，所述锚固杆顶端与剪叉机构顶部铰接端铰接，所述锚固杆上套设有滑套，所述滑套与剪叉机构底部铰接端铰接，所述面板上开设有供锚固杆穿过的通槽。

优选的，设置两个螺旋叶片且分别安装于安装套上下两端，两个螺旋叶片的旋向相反。

优选的，所述安装架包括：与面板内壁固定连接的安装板；与面板垂直设置的安装柱，所述安装柱一端与安装板转动连接；安装于安装柱另一端的转轴，所述转轴贯穿安装柱并与之转动连接，所述转轴轴线和安装柱轴线垂直，所述转轴一端与安装套远离螺旋叶片的侧壁固定连接；所述安装套顶端两侧壁上安装有气囊，所述安装套底端两侧壁上固定安装有第一配重件。

优选的，所述转轴上位于安装柱远离安装套一侧螺纹连接有连接板，所述连接板底端固定安装有第二配重件。

优选的，所述气囊上设置有气嘴，通过气嘴给气囊充放气。

优选的，所述锚固杆包括锚套和锚杆，所述锚杆从锚套底端穿入锚杆内，所述锚套上部通过支板转动安装有扇形直齿轮，所述锚杆上设有与扇形直齿轮啮合的齿条，所述扇形直齿轮上固定有连接杆，所述剪叉机构上固定有与连接杆配合的销轴，所述连接杆上开设有供销轴插入并活动的活动槽。

本发明还提供上述组装式透水消能堤防堵口构件的应用方法，包括如下步骤：

将堤防堵口构件放入水中；水冲击螺旋叶片使之转动，螺旋叶片通过第一锥齿轮和第二锥齿轮带动双向丝杆转动，双向丝杆带动两个内螺纹套靠近；两个内螺纹套带动剪叉机构伸长，剪叉机构顶部铰接端带动锚固杆向下运动，锚固杆穿过通槽插入水底。

与现有技术相比，本申请实施例主要有以下有益效果：

本发明所提供的组装式透水消能堤防堵口构件通过设置正方体结构和锚固组件，所述锚固组件包括螺旋叶片、多根锚固杆和驱动机构，水冲击螺旋叶片使之转动，螺旋叶片通过第一锥齿轮和第二锥齿轮带动双向丝杆转动，双向丝杆带动两个内螺纹套靠近；两个内螺纹套带动剪叉机构伸长，剪叉机构顶部铰接端带动锚固杆向下运动，锚固杆穿过通槽插入水底，从而提高构件自身的抗冲稳定性，进一步提高堵口抢险的效率。

附图说明

图1是本发明提供的一种组装式透水消能堤防堵口构件的结构示意图；

图2是本发明提供的一种组装式透水消能堤防堵口构件中连接环的结构示意图；

图3是本发明提供的一种组装式透水消能堤防堵口构件中面板的结构示意图；

图4是本发明提供的一种组装式透水消能堤防堵口构件中驱动机构的结构示意图；

图5是本发明提供的一种组装式透水消能堤防堵口构件另一实施例的结构示意图；

图6是本发明提供的一种组装式透水消能堤防堵口构件另一实施例中扇形直齿轮、锚杆配合的结构示意图。

附图标记注释：1、正方体结构；2、连接扣件；3、安装板；4、固定件；5、安装柱；6、锚固杆；7、剪叉机构；8、气囊；9、内螺纹套；10、双向丝杆；11、安装套；12、气嘴；13、转轴；14、第一配重件；15、滑套；16、第二锥齿轮；17、半圆环；18、凸出；19、固定螺纹套；20、螺旋叶片；21、第一锥齿轮；22、连接板；23、通槽；24、透水孔；25、销轴；26、活动槽；27、连接杆；28、内杆；29、扇形直齿轮；30、第二配重件。

具体实施方式

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

实施例1

本发明实施例提供了一种组装式透水消能堤防堵口构件，如图1-图4所示，包括：正方体结构1，其由六块正方形的面板组装构成，所述面板为预制板，所述面板上开设有多个透水孔24，从而减小过水断面，降低水流能量，减小水流冲击力，减小被冲走的可能，提高堵口抢险的效率；安装于正方体结构1内的锚固组件，所述锚固组件包括：螺旋叶片20，用于将水的动能转换为自身的转动动能；多根锚固杆6，用于插入水底进行锚固；连接于螺旋叶片20与锚固杆6之间的驱动机构，所述螺旋叶片20转动安装于驱动机构上，水冲击螺旋叶片20，螺旋叶片20转动并通过驱动机构带动锚固杆6插入水底进行锚固，从而提高构件自身的抗冲稳定性，进一步提高堵口抢险的效率；其中，所述面板的四个角上均固定设有连接扣件2，所述连接扣件2可以为U型钢筋或钢丝绳，在预制时将U型钢筋或钢丝绳两端均焊接端头然后插入浇筑面板的混凝土内，当然，面板可由混凝土或其他具有一定重度的材料制成，且具有较高的结构强度，所述正方体结构1每个角处的三块面板上的三个连接扣件2之间通过连接环连接，从而将六块面板组装构成正方体结构1，组装后的自重大，方便预先加工、运输、储存以及安装，缩短了堵口作业的准备时间；当有需要的时候，也可通过连接扣件2和连接环将多个正方体结构1连接，形成大块构件，入水后其体积更大、重量更重、抗冲能力更强，在堵口中能迅速缓流、护堤，可提高决口封堵效率，可根据决口的规模、流速等现场实际情况，调整连接的正方体结构1数量，规模大、流速快时，可连接多个正方体结构1以提高抗冲能力；规模小、流速慢时，可减少连接块体数量，以方便抢险；本实施例中，所述连接环包括两个半圆环17，两个半圆环17的一端铰接，其中一个半圆环17另一端设有凸出18，另一个半圆环17另一端设有外螺纹杆，所述外螺纹杆上开设有供凸出18卡入的凹槽，所述外螺纹杆上螺纹连接有固定螺纹套19，可通过拧动螺纹套向凸出18一侧运动，将连接环穿过三个连接扣件2，然后将凸出18套住，从而使两个半圆环17无法转动分离，也可拧动螺纹套与凸出18分离，使两个半圆环17能够转动分离，方便拆装。

具体的，所述驱动机构包括：竖直设于正方体结构1内的安装套11，所述安装套11通过安装架固定安装于一块面板的内壁上；穿设于安装套11内的双向丝杆10，所述双向丝杆10与安装套11转动连接，所述螺旋叶片20的安装轴与安装套11外壁转动连接，所述螺旋叶片20的安装轴上焊接固定有第一锥齿轮21，所述双向丝杆10上焊接固定有与第一锥齿轮21啮合的第二锥齿轮16，如图4所示，优选设置两个螺旋叶片20且分别安装于安装套11上下两端，两个螺旋叶片20的旋向相反，使得在水流冲击时，两个螺旋叶片20的转动方向相反，两个螺旋叶片20通过第一锥齿轮21和第二锥齿轮16带动双向丝杆10转动；螺纹连接于双向丝杆10两个螺纹段上的内螺纹套9，两个内螺纹套9之间连接有剪叉机构7，所述剪叉机构7上下相对的两个铰接端分别铰接一个内螺纹套9，所述锚固杆6安装于剪叉机构7上，所述锚固杆6顶端与剪叉机构7顶部铰接端铰接，所述锚固杆6上套设有滑套15，所述滑套15与剪叉机构7底部铰接端铰接，所述面板上开设有供锚固杆6穿过的通槽23。

将正方体构件放入水中后，水冲击螺旋叶片20使之转动，螺旋叶片20通过第一锥齿轮21和第二锥齿轮16带动双向丝杆10转动，双向丝杆10带动两个内螺纹套9靠近，两个内螺纹套9带动剪叉机构7伸长，剪叉机构7顶部铰接端带动锚固杆6向下运动，锚固杆6穿过通槽23插入水底，进行锚固，同时剪叉机构7带动锚固杆6向两侧运动扩展，扩大锚固范围，提高锚固效果。

在具体实施中，所述安装架包括：与面板内壁固定连接的安装板3，所述安装板3可通过固定件4与面板固定连接，所述固定件4可以是螺栓和螺母；与面板垂直设置的安装柱5，所述安装柱5一端与安装板3转动连接，可通过轴承和轴承座转动连接；安装于安装柱5另一端的转轴13，所述转轴13贯穿安装柱5并与之转动连接，所述转轴13轴线和安装柱5轴线垂直，所述转轴13一端与安装套11远离螺旋叶片20的侧壁固定连接，可通过焊接固定，为了使转轴13尽量处于平衡状态，所述转轴13上位于安装柱5远离安装套11一侧螺纹连接有连接板22，所述连接板22底端固定安装有第二配重件30，用于尽量平衡转轴13两端的重量，可通过转动连接板22调整其在转轴13连接板22上的位置，调整平衡效果。

所述安装套11顶端两侧壁上安装有气囊8，所述安装套11底端两侧壁上固定安装有第一配重件14，可在气囊8上设置气嘴12，可通过气嘴12给气囊8充放气，在放入水中后，气囊8受到竖直向上的浮力，从而安装套11顶端受到竖直向上的作用力，同时第一配重件14受到竖直向下的重力，使得安装套11底端受到竖直向下的作用力，通过这两个作用力，使安装套11尽量处于竖直状态，从而使得螺旋叶片20和锚固杆6处于正确的工作角度，并且通过转轴13和安装柱5的转动设置，使得正方体结构1任何一个面朝下压在水底时，安装套11都能够尽量处于竖直状态，从而能够进行锚固，防止由于水的冲击使得正方体结构1翻动而造成锚固杆6无法向下锚固。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上，如图5-图6所示，所述锚固杆6包括锚套和锚杆，所述锚杆从锚套底端穿入锚杆内，所述锚套上部通过支板转动安装有扇形直齿轮29，所述支板可与锚套焊接固定，所述锚杆上设有与扇形直齿轮29啮合的齿条，所述扇形直齿轮29上固定有连接杆27，所述剪叉机构7上焊接固定有与连接杆27配合的销轴25，所述连接杆27上开设有供销轴25插入并活动的活动槽26；在剪叉机构7伸长带动锚固杆6向下运动插入水底的过程中，剪叉机构7的杆与锚固杆6之间的角度变大，从而销轴25带动连接杆27转动，连接杆27带动扇形直齿轮29转动，扇形直齿轮29通过齿条带动锚杆相对锚套向下运动，锚杆进一步插入水底更深的位置，提高锚固效率。

综上所述，本发明提供了一种组装式透水消能堤防堵口构件，其拼装方法为：预制六块正方形面板和锚固组件；将一块面板放于地面上，再将锚固组件固定安装于此面板上；将剩余五块面板与此面板拼装构成堤防堵口构件；本发明提供了一种组装式透水消能堤防堵口构件，其工作原理为：将堤防堵口构件放入水中，水冲击螺旋叶片20使之转动，螺旋叶片20通过第一锥齿轮21和第二锥齿轮16带动双向丝杆10转动，双向丝杆10带动两个内螺纹套9靠近，两个内螺纹套9带动剪叉机构7伸长，剪叉机构7顶部铰接端带动锚固杆6向下运动，锚固杆6穿过通槽23插入水底，进行锚固，同时剪叉机构7带动锚固杆6向两侧运动扩展，在剪叉机构7伸长带动锚固杆6向下运动插入水底的过程中，剪叉机构7的杆与锚固杆6之间的角度变大，从而销轴25带动连接杆27转动，连接杆27带动扇形直齿轮29转动，扇形直齿轮29通过齿条带动锚杆相对锚套向下运动，锚杆进一步插入水底更深的位置。

需要说明的是，对于前述的各实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可能采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其他的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如上述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元之间的间接耦合或通信连接，可以是电信或者其它的形式。

上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对发明的保护范围进行限制。显然，所描述的实施例仅仅是本发明部分实施例，而不是全部实施例。基于这些实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明所要保护的范围。尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域普通技术人员依然可以在不冲突的情况下，不作出创造性劳动对本发明各实施例中的特征根据情况相互组合、增删或作其他调整，从而得到不同的、本质未脱离本发明的构思的其他技术方案，这些技术方案也同样属于本发明所要保护的范围。

Claims (6)

1.一种组装式透水消能堤防堵口构件，其特征在于，包括：正方体结构，其由六块正方形的面板组装构成，所述面板为预制板，所述面板上开设有多个透水孔；安装于正方体结构内的锚固组件，所述锚固组件包括：螺旋叶片，用于将水的动能转换为自身的转动动能；多根锚固杆，用于插入水底进行锚固；连接于螺旋叶片与锚固杆之间的驱动机构，所述螺旋叶片转动安装于驱动机构上，水冲击螺旋叶片，螺旋叶片转动并通过驱动机构带动锚固杆插入水底进行锚固；所述驱动机构包括：竖直设于正方体结构内的安装套，所述安装套通过安装架固定安装于一块面板的内壁上；穿设于安装套内的双向丝杆，所述双向丝杆与安装套转动连接，所述螺旋叶片的安装轴与安装套外壁转动连接，所述螺旋叶片的安装轴上固定有第一锥齿轮，所述双向丝杆上固定有与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮；螺纹连接于双向丝杆两个螺纹段上的内螺纹套，两个内螺纹套之间连接有剪叉机构，所述剪叉机构上下相对的两个铰接端分别铰接一个内螺纹套，所述锚固杆安装于剪叉机构上，所述锚固杆顶端与剪叉机构顶部铰接端铰接，所述锚固杆上套设有滑套，所述滑套与剪叉机构底部铰接端铰接，所述面板上开设有供锚固杆穿过的通槽；所述安装架包括：与面板内壁固定连接的安装板；与面板垂直设置的安装柱，所述安装柱一端与安装板转动连接；安装于安装柱另一端的转轴，所述转轴贯穿安装柱并与之转动连接，所述转轴轴线和安装柱轴线垂直，所述转轴一端与安装套远离螺旋叶片的侧壁固定连接；所述安装套顶端两侧壁上安装有气囊，所述安装套底端两侧壁上固定安装有第一配重件；所述转轴上位于安装柱远离安装套一侧螺纹连接有连接板，所述连接板底端固定安装有第二配重件；所述锚固杆包括锚套和锚杆，所述锚杆从锚套底端穿入锚杆内，所述锚套上部通过支板转动安装有扇形直齿轮，所述锚杆上设有与扇形直齿轮啮合的齿条，所述扇形直齿轮上固定有连接杆，所述剪叉机构上固定有与连接杆配合的销轴，所述连接杆上开设有供销轴插入并活动的活动槽。

2.如权利要求1所述的组装式透水消能堤防堵口构件，其特征在于，所述面板的四个角上均固定设有连接扣件，所述正方体结构每个角处的三块面板上的三个连接扣件之间通过连接环连接。

3.如权利要求2所述的组装式透水消能堤防堵口构件，其特征在于，所述连接环包括两个半圆环，两个半圆环的一端相铰接，其中一个半圆环另一端设有凸出，另一个半圆环另一端设有外螺纹杆，所述外螺纹杆上开设有供凸出卡入的凹槽，所述外螺纹杆上螺纹连接有固定螺纹套。

4.如权利要求1所述的组装式透水消能堤防堵口构件，其特征在于，设置两个螺旋叶片且分别安装于安装套上下两端，两个螺旋叶片的旋向相反。

5.如权利要求1所述的组装式透水消能堤防堵口构件，其特征在于，所述气囊上设置有气嘴，通过气嘴给气囊充放气。

6.如权利要求1-5任一所述的组装式透水消能堤防堵口构件的应用方法，其特征在于，包括如下步骤：将堤防堵口构件放入水中；水冲击螺旋叶片使之转动，螺旋叶片通过第一锥齿轮和第二锥齿轮带动双向丝杆转动，双向丝杆带动两个内螺纹套靠近；两个内螺纹套带动剪叉机构伸长，剪叉机构顶部铰接端带动锚固杆向下运动，锚固杆穿过通槽插入水底。