CN116623614A - 一种蜂窝拼装式单向流抑咸拍门装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及河道抑咸技术领域，尤其提供一种蜂窝拼装式单向流抑咸拍门装置。该蜂窝拼装式单向流抑咸拍门装置包括轨道安装基槽、刚性轨道、横向牵引动力设备以及多个蜂窝模块可拼装式的单向流抑咸拍门装置，其中，每个单向流抑咸拍门装置包括两个竖向挡条组件、两个横向挡条组件、辅流支撑组件以及两个拍门组件。本发明在不需要使用时，可利用刚性轨道及横向牵引动力设备，将单向流抑咸拍门装置依次拆卸和移除，且可根据安装河道宽度及咸水楔体高度等，设计适合单向流抑咸拍门装置，具有设计拼装方便，适应性强的特点，具有可重复利用、经济性和便捷性等优势，且不改变河道原有地形，不会对河道枯水期落潮水流造成明显阻挡。
Description
技术领域
本发明涉及河道抑咸技术领域，尤其提供一种蜂窝拼装式单向流抑咸拍门装置。
背景技术
感潮河口区是径潮动力相互作用条件的盐、淡水混合区，涨潮流有明显异重流特性，咸淡水在径流、潮流和风等多种动力作用下往复运动和掺混。在枯水期上游来流量持续偏少条件下，在潮汐动力条件下，涨潮时盐水楔体沿河道底部潜入并向上游持续上溯和进展，导致枯水期河道上游水厂取水口出现超标准咸水，致使位于河道沿线的水厂不能取到淡水，影响城市的供水安全。
现今技术一般在河床面上通过布置楔形潜坝可有效抑制咸潮上溯强度和距离，但楔形潜坝作为永久建筑物，会影响河道泄洪和落潮动力条件，致使永久性楔形潜坝抑咸工程方案难以实施，所以亟须一种能够灵活拆卸、可根据河道原有地形，不会对河道枯水期落潮水流造成阻挡的单向抑流装置。
发明内容
基于此，有必要提供一种蜂窝拼装式单向流抑咸拍门装置，以解决背景技术中的至少一个技术问题。
一种蜂窝拼装式单向流抑咸拍门装置，包括轨道安装基槽、刚性轨道、横向牵引动力设备以及多个蜂窝模块可拼装式的单向流抑咸拍门装置，在安装河道的底面沿安装河道宽度方向凹设形成有轨道安装基槽，且轨道安装基槽与河道中轴线垂直设置，刚性轨道固定安装于轨道安装基槽中，横向牵引动力设备设置于两侧河岸中，且横向牵引动力设备与刚性轨道相对设置，多个单向流抑咸拍门装置由横向牵引动力设备牵引固定于安装刚性轨道中，且多个单向流抑咸拍门装置沿刚性轨道长度方向等距间隔设置或竖直等距间隔设置，使得多个单向流抑咸拍门装置形成链式结构设置于安装河道中，刚性轨道中设置多个固定装置，多个固定装置与多个单向流抑咸拍门装置相对应，每个固定装置包括两个凸台，两个凸台沿刚性轨道长度方向等距间隔设置，每个凸台中心凹设形成有第一安装槽，每个凸台周缘凹设形成有倾斜地引流面。
作为本发明的进一步改进，每个单向流抑咸拍门装置包括两个竖向挡条组件、两个横向挡条组件、辅流支撑组件以及两个拍门组件，两个竖向挡条组件分别穿设进入两个第一安装槽固定安装于两个凸台中，每个竖向挡条组件端壁顶部及中部分别贯穿开设有第二安装槽，每个横向挡条组件的两端分别穿设进入对应的两个第二安装槽安装于两个竖向挡条组件上，且两个横向挡条组件水平设置，辅流支撑组件安装于两个竖向挡条组件及设置于竖向挡条组件中部的横向挡条组件中，两个拍门组件分别铰接地安装于两个横向挡条组件底面邻近上游的一侧。
作为本发明的进一步改进，每个竖向挡条组件包括竖向支撑管以及套管，两个第二安装槽分别形成于竖向支撑管端壁顶部及中部，竖向支撑管顶面凹设形成中空腔体，中空腔体邻近上游一侧侧壁中部及顶部分别凹设形成有密封槽，两个密封槽中部分别贯穿凹设形成有第三安装槽，且两个第三安装槽分别与两个第二安装槽水平设置，两个第三安装槽外侧均凹设形成有倾斜面，每个第三安装槽中设置有绕性块，绕性块外端邻近上游一侧凹设形成有倾斜地安装面，安装面上设置有倾斜地挡水板，套管邻近上游一侧侧壁中部设置有密封片，套管顶面固定安装于竖向支撑管底面，套管穿设进入第一安装槽固定安装于凸台中。
作为本发明的进一步改进，每个横向挡条组件包括横向支撑柱以及辅助引流板，横向支撑柱两端分别穿设通过两个第二安装槽固定安装于竖向支撑管上，横向支撑柱顶面中部远离上游一侧凸设形成有倾斜台，辅助引流板一侧侧壁固定安装于横向支撑柱邻近上游一侧侧壁中。
作为本发明的进一步改进，辅助引流板顶面邻近上游一侧等距间隔凹设有多个倾斜的引水槽，多个引水槽一端端壁均凹设形成有倾斜槽。
作为本发明的进一步改进，辅流支撑组件包括两个辅助支撑柱以及辅流固定元件，辅助支撑柱由挠性材料制成，每个辅助支撑柱截面形状为弧形，且辅助支撑柱弧形的尖端邻近上游设置，两个辅助支撑柱两端分别固定安装于两个竖向支撑管的内壁远离上游的一侧，两个辅助支撑柱水平设置，且其中一个辅助支撑柱位于两个辅助支撑柱之间，另一个辅助支撑柱位于辅助支撑柱与安装河道的底面之间，辅流固定元件通过扭簧转动地安装于竖向挡条组件中部的横向挡条组件顶面邻近上游的一侧。
作为本发明的进一步改进，辅流固定元件包括倾斜板以及竖板，倾斜板底端通过扭簧转动地安装于竖向挡条组件中部的横向挡条组件顶面邻近上游的一侧，倾斜板远离上游一侧侧壁两端凸设有橡胶块，橡胶块底面抵持于倾斜台的顶面，倾斜板邻近上游一侧侧壁中部凹设形成有稳固槽，倾斜板顶端与竖板底面固定连接，竖板顶面邻近上游一侧凹设形成有倾斜地击打面。
作为本发明的进一步改进，每个拍门组件包括刚性拍门以及两个辅流转动门，刚性拍门铰接安装于横向支撑柱底面邻近上游一侧，且刚性拍门底面抵持于稳固槽底面，刚性拍门远离上游一侧侧壁底部抵持于稳固槽侧壁，刚性拍门远离上游一侧侧壁中部抵持于辅助支撑柱侧壁，刚性拍门邻近上游一侧侧壁底部凹设形成有倾斜地导流面，两个辅流转动门通过扭簧转动地安装于刚性拍门两端。
作为本发明的进一步改进，每个辅流转动门远离上游一侧侧壁底部向刚性拍门中心凸设有弧形管，弧形管内侧设置有抵推块，且抵推块底面抵持于倾斜台的顶面，抵推块顶面内侧凹设有倾斜地抵推面，抵推面抵持于倾斜板远离上游一侧侧壁。
作为本发明的进一步改进，能够利用安装河道中历史枯水期水位、流量和咸水楔体高度历史数据使用公式计算蜂窝模块可拼装式的单向流抑咸拍门装置的设计高程，公式如下所示：
式中，H(a,b,k)表示为蜂窝模块可拼装式的单向流抑咸拍门装置的设计高程，N表示为感潮河段枯水期水位流量数据的系数，ai表示为感潮河段第i个枯水期的水位数据，bi表示为感潮河段第i个枯水期的流量数据，表示为感潮河段参考水位值，/>表示为感潮河段参考流量值，x表示为感潮河段临界水位值，y表示为感潮河段临界流量值，ki表示为感潮河段第i个枯水期的底部咸水楔体高度数据，/>表示为感潮河段单向流抑咸拍门装置安全经验数据的异常调整值。
操作人员可根据公式计算的设计高程确定多个单向流抑咸拍门装置竖直等距间隔设置数量，随后，利用套管穿设进入中空腔体顶部，使得套管的密封片安装于密封槽中，绕性块抵持于密封片侧壁，使得多个单向流抑咸拍门装置实现竖直安装设置，随后再通过测量安装河道宽度，设计多个单向流抑咸拍门装置沿刚性轨道长度方向等距间隔设置，从而实现多个单向流抑咸拍门装置灵活拼接作业，实现根据安装河道几何尺寸进行灵活定制单向流抑咸拍门装置。
且多个单向流抑咸拍门装置中的刚性拍门采用低密度、强度大、耐腐蚀和轻薄型的新型刚性材料制作，使得在刚性拍门装卸时更为便捷方便，同时更能根据安装河道进行灵活修改定制，且能保证在海底长期运行，提升了装置使用的寿命，且由于刚性拍门较为轻薄，使得在咸潮上溯时能完成迅速开启且所承受冲击力及刚性拍门本身惯性更小，使得竖向挡条组件与横向挡条组件所需承受力减少，大大延长装置的使用寿命。
本发明的有益效果如下：
1.本发明中刚性拍门采用低密度、强度大、耐腐蚀和轻薄型新型刚性材料制作，且可根据公式计算蜂窝模块可拼装式的单向流抑咸拍门装置确定设计高程，从而实现根据安装河道几何尺寸进行灵活定制单向流抑咸拍门装置，且多个单向流抑咸拍门装置间进行模式化拼装，使得本发明安装稳固，且强度高、耐腐蚀。
2.本发明适用于枯水期咸潮上溯显著期间；不需要使用时，可利用刚性轨道及横向牵引动力设备，将单向流抑咸拍门装置依次拆卸和移除，且可根据安装河道宽度及咸水楔体高度等，设计适合单向流抑咸拍门装置，具有设计拼装方便，适应性强的特点，具有可重复利用、经济性和便捷性等优势。
3.当落潮时，通过辅流固定元件与拍门组件配合不影响河道泄洪排涝功能，不改变河道原有地形，不会对河道枯水期落潮水流造成明显阻挡。同时实现了抑制感潮河段枯水期咸潮上溯的强度和距离，增强了上下游感潮河段枯水期淡水取水条件的取水保证率、可靠性和稳定性。
4.在涨潮的同时单向流抑咸拍门装置还可以利用竖向挡条组件与横向挡条组件的配合，使得在多个单向流抑咸拍门装置竖直设置的连接处产生回流和涡流，使咸水水流在连接处出现缓冲区，分散了涌潮的冲击力，减小了对系统和构件的损伤，提高了系统的使用寿命和维护效果，且使得多个单向流抑咸拍门装置竖直设置的连接处更为稳固。
5.本发明安装后不影响河道泄洪排涝功能，不改变河道原有地形，不会对河道枯水期落潮水流造成明显阻挡，在涨潮时，咸水水流被单向流抑咸拍门装置阻挡于安装河道底部的盐水楔上溯，削弱咸潮的上溯强度，减少了咸水对淡水的侵蚀和混合，保护了生态及居民生活环境，同时通过横向支撑柱形变缓解，缓冲了咸水水流的冲击力度，减少了对挡板和拍门等构件的损害，提高了防护设施的使用寿命和稳定性，且通过引导咸水水流向下游流动到横向挡条组件处，并经由引水槽反向逆流，有效减少了后续涌潮的冲击力，减轻了抑咸拍门装置的工作负担，提高了防潮效果和设施的可靠性。
附图说明
图1为本发明一实施例的结构示意图。
图2为本发明另一实施例的结构示意图。
图3为本发明再一实施例的结构示意图。
图4为本发明一实施例中单向流抑咸拍门装置的立体示意图。
图5为本发明另一实施例中单向流抑咸拍门装置的立体示意图。
图6为图5中A处的放大图。
图7为本发明一实施例中竖向挡条组件的立体示意图。
图8为本发明一实施例中辅流固定元件的立体示意图。
图9为本发明一实施例中拍门组件的立体示意图。
图中：10、轨道安装基槽；11、刚性轨道；12、横向牵引动力设备；13、安装河道；14、河岸；20、单向流抑咸拍门装置；30、固定装置；31、凸台；311、第一安装槽；312、引流面；40、竖向挡条组件；41、竖向支撑管；411、中空腔体；412、密封槽；413、第三安装槽；414、倾斜面；415、绕性块；416、挡水板；42、套管；421、密封片；43、第二安装槽；50、横向挡条组件；51、横向支撑柱；511、倾斜台；52、辅助引流板；521、引水槽；522、倾斜槽；60、辅流支撑组件；61、辅助支撑柱；62、辅流固定元件；621、倾斜板；622、竖板；623、橡胶块；624、稳固槽；625、击打面；70、拍门组件；71、刚性拍门；711、导流面；72、辅流转动门；721、弧形管；722、抵推块；723、抵推面。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
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发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1至图9，一种蜂窝拼装式单向流抑咸拍门装置，包括轨道安装基槽10、刚性轨道11、横向牵引动力设备12以及多个蜂窝模块可拼装式的单向流抑咸拍门装置20，在安装河道13的底面沿安装河道13宽度方向凹设形成有轨道安装基槽10，且轨道安装基槽10与河道中轴线垂直设置，刚性轨道11固定安装于轨道安装基槽10中，横向牵引动力设备12设置于两侧河岸14中，且横向牵引动力设备12与刚性轨道11相对设置，多个单向流抑咸拍门装置20由横向牵引动力设备12牵引固定于安装刚性轨道11中，且多个单向流抑咸拍门装置20沿刚性轨道11长度方向等距间隔设置或竖直等距间隔设置，使得多个单向流抑咸拍门装置20形成链式结构设置于安装河道13中；刚性轨道11中设置多个固定装置30，多个固定装置30与多个单向流抑咸拍门装置20相对应，每个固定装置30包括两个凸台31，两个凸台31沿刚性轨道11长度方向等距间隔设置，每个凸台31中心凹设形成有第一安装槽311，每个凸台31周缘凹设形成有倾斜地引流面312。
如图4-9所示，每个单向流抑咸拍门装置20包括两个竖向挡条组件40、两个横向挡条组件50、辅流支撑组件60以及两个拍门组件70，两个竖向挡条组件40分别穿设进入两个第一安装槽311固定安装于两个凸台31中，每个竖向挡条组件40端壁顶部及中部分别贯穿开设有第二安装槽43，每个横向挡条组件50的两端分别穿设进入对应的两个第二安装槽43安装于两个竖向挡条组件40上，且两个横向挡条组件50水平设置，辅流支撑组件60安装于两个竖向挡条组件40及设置于竖向挡条组件40中部的横向挡条组件50中，两个拍门组件70分别铰接地安装于两个横向挡条组件50底面邻近上游的一侧。
每个竖向挡条组件40包括竖向支撑管41以及套管42，两个第二安装槽43分别形成于竖向支撑管41端壁顶部及中部，竖向支撑管41顶面凹设形成中空腔体411，中空腔体411邻近上游一侧侧壁中部及顶部分别凹设形成有密封槽412，两个密封槽412中部分别贯穿凹设形成有第三安装槽413，且两个第三安装槽413分别与两个第二安装槽43水平设置，两个第三安装槽413外侧均凹设形成有倾斜面414，每个第三安装槽413中设置有绕性块415，绕性块415外端邻近上游一侧凹设形成有倾斜地安装面，安装面上设置有倾斜地挡水板416，套管42邻近上游一侧侧壁中部设置有密封片421，套管42顶面固定安装于竖向支撑管41底面，套管42穿设进入第一安装槽311固定安装于凸台31中。
在一实施例中，套管42还可以穿设进入中空腔体411顶部，使得套管42的密封片421安装于密封槽412中，绕性块415抵持于密封片421侧壁，使得多个单向流抑咸拍门装置20实现竖直安装设置，随后再通过测量安装河道13宽度，设计多个单向流抑咸拍门装置20沿刚性轨道11长度方向等距间隔设置，从而实现多个单向流抑咸拍门装置20灵活拼接作业。
每个横向挡条组件50包括横向支撑柱51以及辅助引流板52，横向支撑柱51两端分别穿设通过两个第二安装槽43固定安装于竖向支撑管41上，横向支撑柱51顶面中部远离上游一侧凸设形成有倾斜台511，辅助引流板52一侧侧壁固定安装于横向支撑柱51邻近上游一侧侧壁中。
辅助引流板52顶面邻近上游一侧等距间隔凹设有多个倾斜的引水槽521，多个引水槽521一端端壁均凹设形成有倾斜槽522。
辅流支撑组件60包括两个辅助支撑柱61以及辅流固定元件62，辅助支撑柱61由挠性材料制成，每个辅助支撑柱61截面形状为弧形，且辅助支撑柱61弧形的尖端邻近上游设置，两个辅助支撑柱61两端分别固定安装于两个竖向支撑管41的内壁远离上游的一侧，两个辅助支撑柱61水平设置，且其中一个辅助支撑柱61位于两个横向支撑柱51之间，另一个辅助支撑柱61位于横向支撑柱51与安装河道13的底面之间，辅流固定元件62通过扭簧转动地安装于竖向挡条组件40中部的横向挡条组件50顶面邻近上游的一侧。
如图1-4所示。在一实施例中，两个凸台31底部还设置有滚轮，使得在安装时能够利用滚轮在刚性轨道11进行移动，使得安装更为方便、快捷，且刚性轨道11可以沿安装河道13纵向方向设置多组，使得多组刚性轨道11上安装的单向流抑咸拍门装置20可以相互夹持固定，在方便安装的同时还保证了蜂窝拼装式单向流抑咸拍门装置的稳定性，且增强了装置对海水冲击的抗性，提升了装置的抑制咸潮上溯的强度。
在另一实施例中，本发明能够根据安装河道13中历史流量值不安装辅流固定元件62，使得刚性拍门71下部处于无约束的放松状态，使得刚性拍门71能够更加灵活地根据水流而调整刚性拍门71的姿态和位置，减少了在强流中可能出现的抖动和摆动，从而使其具有更好的抑制海流的能力，且减少刚性拍门71下部的振动和磨损，延长刚性拍门71使用寿命，并且使得修理人员可以更容易地对刚性拍门71进行检修、安装或更换，从而减少维护成本。
辅流固定元件62包括倾斜板621以及竖板622，倾斜板621底端通过扭簧转动地安装于竖向挡条组件40中部的横向挡条组件50顶面邻近上游的一侧，倾斜板621远离上游一侧侧壁两端凸设有橡胶块623，橡胶块623底面抵持于倾斜台511的顶面，倾斜板621邻近上游一侧侧壁中部凹设形成有稳固槽624，倾斜板621顶端与竖板622底面固定连接，竖板622顶面邻近上游一侧凹设形成有倾斜地击打面625。
每个拍门组件70包括刚性拍门71以及两个辅流转动门72，刚性拍门71铰接安装于横向支撑柱51底面邻近上游一侧，且刚性拍门71底面抵持于稳固槽624底面，刚性拍门71远离上游一侧侧壁底部抵持于稳固槽624侧壁，刚性拍门71远离上游一侧侧壁中部抵持于辅助支撑柱61侧壁，刚性拍门71邻近上游一侧侧壁底部凹设形成有倾斜地导流面711，两个辅流转动门72通过扭簧转动地安装于刚性拍门71两端。
每个辅流转动门72远离上游一侧侧壁底部向刚性拍门71中心凸设有弧形管721，弧形管721内侧设置有抵推块722，且抵推块722底面抵持于倾斜台511的顶面，抵推块722顶面内侧凹设有倾斜地抵推面723，抵推面723抵持于倾斜板621远离上游一侧侧壁。
本发明能够利用安装河道13中历史枯水期水位、流量和咸水楔体高度历史数据使用公式计算蜂窝模块可拼装式的单向流抑咸拍门装置20的设计高程，公式如下所示：
式中，H(a,b,k)表示为蜂窝模块可拼装式的单向流抑咸拍门装置20的设计高程，N表示为感潮河段枯水期水位流量数据的系数，ai表示为感潮河段第i个枯水期的水位数据，bi表示为感潮河段第i个枯水期的流量数据，表示为感潮河段参考水位值，/>表示为感潮河段参考流量值，x表示为感潮河段临界水位值，y表示为感潮河段临界流量值，ki表示为感潮河段第i个枯水期的底部咸水楔体高度数据，/>表示为感潮河段单向流抑咸拍门装置20安全经验数据的异常调整值。
操作人员可根据公式计算的设计高程确定多个单向流抑咸拍门装置竖直等距间隔设置数量，随后，利用套管42穿设进入中空腔体411顶部，使得套管42的密封片421安装于密封槽412中，绕性块415抵持于密封片421侧壁，使得多个单向流抑咸拍门装置20实现竖直安装设置，随后再通过测量安装河道13宽度，设计多个单向流抑咸拍门装置20沿刚性轨道11长度方向等距间隔设置，从而实现多个单向流抑咸拍门装置20灵活拼接作业，实现根据安装河道几何尺寸进行灵活定制单向流抑咸拍门装置20。
例如，在一实施例中：当涨潮咸水流向方向为从下游流向上游，即由咸水流向淡水方向，使得产生咸水水流F1时，咸水水流F1将冲击两个竖向挡条组件40、两个横向挡条组件50、刚性拍门71以及两个辅流转动门72，使得刚性拍门71以及两个辅流转动门72向上游方向进一步移动，使得刚性拍门71以及两个辅流转动门72压迫辅助支撑柱61，由于辅助支撑柱61由挠性材料制成，使得辅助支撑柱61弧形的尖端将发生形变缓解为水流冲击力度，同时也将使得刚性拍门71向上游方向进一步移动，使得辅流固定元件62围绕扭簧旋转向下移动，压迫抵推块722的抵推面723，使得两个辅流转动门72产生向下游旋转趋势，以此抵消咸水水流F1的冲击力，而刚性拍门71处咸水水流F1由于刚性拍门71邻近上游一侧侧壁底部凹设形成有倾斜地导流面711，且刚性拍门71向下游方向进一步移动，将使得导流面711与安装河道13底面夹角进一步减少，即使得导流面711倾斜程度进一步增大，使得咸水水流F1将在导流面711引导下向下流动至横向挡条组件50处，并流向辅助引流板52的引水槽521，在引水槽521的导向下，大部分咸水水流F1的发生反向逆流，与后续流向单向流抑咸拍门装置20的咸水水流F1汇聚冲击，大大减少了后续咸水水流F1的冲击力，使得在涨潮时，咸水水流F1被单向流抑咸拍门装置20阻挡于安装河道13底部的盐水楔上溯，削弱咸潮的上溯强度，减少了咸水对淡水的侵蚀和混合，保护了生态及居民生活环境，同时通过辅助支撑柱61形变缓解，缓冲了咸水水流F1的冲击力度，减少了对挡板和拍门等构件的损害，提高了防护设施的使用寿命和稳定性，且通过引导咸水水流F1向下游流动到横向挡条组件50处，并经由引水槽521反向逆流，有效减少了后续涌潮的冲击力，减轻了抑咸拍门装置的工作负担，提高了防潮效果和设施的可靠性。
同时，小部分的咸水水流F1将沿倾斜槽522流向两个竖向挡条组件40，抵消咸水水流F1的横向冲击力，且当多个单向流抑咸拍门装置20竖直等距间隔设置叠加在一起时，上方一个单向流抑咸拍门装置20所引导的咸水水流F1部分沿倾斜槽522流向两个第三安装槽413中的绕性块415及挡水板416，使得部分的咸水水流F1冲击往绕性块415侧壁及挡水板416底面，由于挡水板416设置于绕性块415外端倾斜地安装面上，使得挡水板416随之倾斜设置，使得进入水流将产生向刚性拍门71中心处回流，使得在多个单向流抑咸拍门装置20竖直设置的连接处发生涡流，大大减小了咸水水流F1流向此处的冲击力，为连接处提供缓冲区，提升了多个单向流抑咸拍门装置20连接处的抗冲击能力，同时部分的咸水水流F1冲击往绕性块415侧壁及挡水板416底面时，也将使得绕性块415进一步向中空腔体411中心处移动，进一步压迫绕性块415与密封片421连接，使得多个单向流抑咸拍门装置20竖直设置的连接处更为稳固，合理引导咸水水流F1的流向，减小了抑咸拍门装置20的冲击力，同时减小了连接处的冲击力，增强了连接处的抗冲击能力，通过产生的回流和涡流，使咸水水流F1在连接处出现缓冲区，分散了涌潮的冲击力，减小了对系统和构件的损伤，提高了系统的使用寿命和维护效果。
例如，在一实施例中：当落潮咸水流向方向为从上游流向下游，使得产生淡水水流F2时，淡水水流F2将冲击单向流抑咸拍门装置20，由于倾斜板621远离上游一侧侧壁两端凸设有橡胶块623，橡胶块623底面抵持于倾斜台511的顶面，使得在倾斜板621的底面及倾斜台511的顶面之间形成有一个引导缝隙，首先小部分的淡水水流F2将从引导缝隙中流入，使得倾斜板621产生围绕扭簧发生翻转趋势，同时由于大部分的淡水水流F2将冲击向竖板622、刚性拍门71以及两个辅流转动门72，使得刚性拍门71向下游方向移动，使得刚性拍门71底面不再抵持于稳固槽624底面，使得引导缝隙迅速扩大，使得辅流固定元件62迅速发生翻转，且辅流固定元件62翻转速度大于刚性拍门71翻转的速度，使得辅流固定元件62翻转时竖板622的击打面625将击打刚性拍门71底部，使得刚性拍门71迅速打开，淡水水流F2迅速流出，且翻转后辅流固定元件62将由于淡水水流F2继续流出，使得倾斜板621将抵持于辅助引流板52顶面，此时竖板622将反向竖直设置，使得击打面625将抵持于另一个刚性拍门71的导流面711的顶部，为另一个刚性拍门71提供支撑，也使得淡水水流F2流出时流向相对稳定，保证了系统在复杂的环境中的稳定性和可靠性，且实现了淡水水流F2的快速排放，减小了淡水水流F2的冲击力度和时间，加速了淡水水流F2的排放速度，减少了积水的时间和对淡水资源的损失，同时实现了淡水和咸水的有效分离和保护，增强了环境的可持续性和稳定性。
安装过程：在安装河道13的底面沿安装河道13宽度方向凹设形成有轨道安装基槽10，且轨道安装基槽10与河道中轴线垂直设置，刚性轨道11固定安装于轨道安装基槽10中，横向牵引动力设备12设置于两侧河岸14中，且横向牵引动力设备12与刚性轨道11相对设置，将横向支撑柱51两端分别穿设通过两个第二安装槽43固定安装于竖向支撑管41上，横向支撑柱51顶面中部远离上游一侧凸设形成有倾斜台511，辅助引流板52一侧侧壁固定安装于横向支撑柱51邻近上游一侧侧壁中，将两个辅助支撑柱61两端分别固定安装于两个竖向支撑管41的内壁远离上游的一侧，两个辅助支撑柱61水平设置，且其中一个辅助支撑柱61位于两个横向支撑柱51之间，另一个辅助支撑柱61位于横向支撑柱51与安装河道13的底面之间，倾斜板621底端通过扭簧转动地安装于竖向挡条组件40中部的横向挡条组件50顶面邻近上游的一侧，将倾斜板621顶端与竖板622底面固定连接，将刚性拍门71铰接安装于横向支撑柱51底面邻近上游一侧，且刚性拍门71底面抵持于稳固槽624底面，刚性拍门71远离上游一侧侧壁底部抵持于稳固槽624侧壁，刚性拍门71远离上游一侧侧壁中部抵持于辅助支撑柱61侧壁，将两个辅流转动门72通过扭簧转动地安装于刚性拍门71两端，将抵推块722底面抵持于倾斜台511的顶面，抵推面723抵持于倾斜板621倾斜板621远离上游一侧侧壁将每个横向挡条组件50的两端分别穿设进入对应的两个第二安装槽43安装于两个竖向挡条组件40上，且两个横向挡条组件50水平设置，将多个单向流抑咸拍门装置20由横向牵引动力设备12牵引固定于安装刚性轨道11中，且多个单向流抑咸拍门装置20沿刚性轨道11长度方向等距间隔设置或竖直等距间隔设置，使得多个单向流抑咸拍门装置20形成链式结构设置于安装河道13中。
有益效果：1.本发明中刚性拍门71采用低密度、强度大、耐腐蚀和轻薄型新型刚性材料制作，且可根据公式计算蜂窝模块可拼装式的单向流抑咸拍门装置确定设计高程，从而实现根据安装河道几何尺寸进行灵活定制单向流抑咸拍门装置，且多个单向流抑咸拍门装置间进行模式化拼装，使得本发明安装稳固，且强度高、耐腐蚀。
2.本发明适用于枯水期咸潮上溯显著期间；不需要使用时，可利用刚性轨道11及横向牵引动力设备12，将单向流抑咸拍门装置20依次拆卸和移除，且可根据安装河道13宽度及咸水楔体高度等，设计适合单向流抑咸拍门装置20，具有设计拼装方便，适应性强的特点，具有可重复利用、经济性和便捷性等优势。
3.当落潮时，通过辅流固定元件62与拍门组件70配合不影响河道泄洪排涝功能，不改变河道原有地形，不会对河道枯水期落潮水流造成明显阻挡。同时实现了抑制感潮河段枯水期咸潮上溯的强度和距离，增强了上下游感潮河段枯水期淡水取水条件的取水保证率、可靠性和稳定性。
4.在涨潮的同时单向流抑咸拍门装置20还可以利用竖向挡条组件40与横向挡条组件50的配合，使得在多个单向流抑咸拍门装置20竖直设置的连接处产生回流和涡流，使咸水水流F1在连接处出现缓冲区，分散了涌潮的冲击力，减小了对系统和构件的损伤，提高了系统的使用寿命和维护效果，且使得多个单向流抑咸拍门装置20竖直设置的连接处更为稳固。
5.本发明基本不影响河道泄洪排涝功能，不改变河道原有地形，不会对河道枯水期落潮水流造成明显阻挡，在涨潮时，咸水水流F1被单向流抑咸拍门装置20阻挡于安装河道13底部的盐水楔上溯，削弱咸潮的上溯强度，减少了咸水对淡水的侵蚀和混合，保护了生态及居民生活环境，同时通过辅助支撑柱61形变缓解，缓冲了咸水水流F1的冲击力度，减少了对挡板和拍门等构件的损害，提高了防护设施的使用寿命和稳定性，且通过引导咸水水流F1向下游流动到横向挡条组件50处，并经由引水槽521反向逆流，有效减少了后续涌潮的冲击力，减轻了抑咸拍门装置的工作负担，提高了防潮效果和设施的可靠性。
以上所述实施方式仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种蜂窝拼装式单向流抑咸拍门装置，其特征在于：包括轨道安装基槽(10)、刚性轨道(11)、横向牵引动力设备(12)以及多个蜂窝模块可拼装式的单向流抑咸拍门装置(20)，在安装河道(13)的底面沿安装河道(13)宽度方向凹设形成有轨道安装基槽(10)，且轨道安装基槽(10)与河道中轴线垂直设置，刚性轨道(11)固定安装于轨道安装基槽(10)中，横向牵引动力设备(12)设置于两侧河岸(14)中，且横向牵引动力设备(12)与刚性轨道(11)相对设置，多个单向流抑咸拍门装置(20)由横向牵引动力设备(12)牵引固定于安装刚性轨道(11)中，且多个单向流抑咸拍门装置(20)沿刚性轨道(11)长度方向等距间隔设置或竖直等距间隔设置，使得多个单向流抑咸拍门装置(20)形成链式结构设置于安装河道(13)中；刚性轨道(11)中设置多个固定装置(30)，多个固定装置(30)与多个单向流抑咸拍门装置(20)相对应，每个固定装置(30)包括两个凸台(31)，两个凸台(31)沿刚性轨道(11)长度方向等距间隔设置，每个凸台(31)中心凹设形成有第一安装槽(311)，每个凸台(31)周缘凹设形成有倾斜地引流面(312)。
2.根据权利要求1所述的蜂窝拼装式单向流抑咸拍门装置，其特征在于：每个单向流抑咸拍门装置(20)包括两个竖向挡条组件(40)、两个横向挡条组件(50)、辅流支撑组件(60)以及两个拍门组件(70)，两个竖向挡条组件(40)分别穿设进入两个第一安装槽(311)固定安装于两个凸台(31)中，每个竖向挡条组件(40)端壁顶部及中部分别贯穿开设有第二安装槽(43)，每个横向挡条组件(50)的两端分别穿设进入对应的两个第二安装槽(43)安装于两个竖向挡条组件(40)上，且两个横向挡条组件(50)水平设置，辅流支撑组件(60)安装于两个竖向挡条组件(40)及设置于竖向挡条组件(40)中部的横向挡条组件(50)中，两个拍门组件(70)分别铰接地安装于两个横向挡条组件(50)底面邻近上游的一侧。
3.根据权利要求2所述的蜂窝拼装式单向流抑咸拍门装置，其特征在于：每个竖向挡条组件(40)包括竖向支撑管(41)以及套管(42)，两个第二安装槽(43)分别形成于竖向支撑管(41)端壁顶部及中部，竖向支撑管(41)顶面凹设形成中空腔体(411)，中空腔体(411)邻近上游一侧侧壁中部及顶部分别凹设形成有密封槽(412)，两个密封槽(412)中部分别贯穿凹设形成有第三安装槽(413)，且两个第三安装槽(413)分别与两个第二安装槽(43)水平设置，两个第三安装槽(413)外侧均凹设形成有倾斜面(414)，每个第三安装槽(413)中设置有绕性块(415)，绕性块(415)外端邻近上游一侧凹设形成有倾斜地安装面，安装面上设置有倾斜地挡水板(416)，套管(42)邻近上游一侧侧壁中部设置有密封片(421)，套管(42)顶面固定安装于竖向支撑管(41)底面，套管(42)穿设进入第一安装槽(311)固定安装于凸台(31)中。
4.根据权利要求3所述的蜂窝拼装式单向流抑咸拍门装置，其特征在于：每个横向挡条组件(50)包括横向支撑柱(51)以及辅助引流板(52)，横向支撑柱(51)两端分别穿设通过两个第二安装槽(43)固定安装于竖向支撑管(41)上，横向支撑柱(51)顶面中部远离上游一侧凸设形成有倾斜台(511)，辅助引流板(52)一侧侧壁固定安装于横向支撑柱(51)邻近上游一侧侧壁中。
5.根据权利要求4所述的蜂窝拼装式单向流抑咸拍门装置，其特征在于：辅助引流板(52)顶面邻近上游一侧等距间隔凹设有多个倾斜的引水槽(521)，多个引水槽(521)一端端壁均凹设形成有倾斜槽(522)。
6.根据权利要求5所述的蜂窝拼装式单向流抑咸拍门装置，其特征在于：辅流支撑组件(60)包括两个辅助支撑柱(61)以及辅流固定元件(62)，辅助支撑柱(61)由挠性材料制成，每个辅助支撑柱(61)截面形状为弧形，且辅助支撑柱(61)弧形的尖端邻近上游设置，两个辅助支撑柱(61)两端分别固定安装于两个竖向支撑管(41)的内壁远离上游的一侧，两个辅助支撑柱(61)水平设置，且其中一个辅助支撑柱(61)位于两个横向支撑柱(51)之间，另一个辅助支撑柱(61)位于横向支撑柱(51)与安装河道(13)的底面之间，辅流固定元件(62)通过扭簧转动地安装于竖向挡条组件(40)中部的横向挡条组件(50)顶面邻近上游的一侧。
7.根据权利要求6所述的蜂窝拼装式单向流抑咸拍门装置，其特征在于：辅流固定元件(62)包括倾斜板(621)以及竖板(622)，倾斜板(621)底端通过扭簧转动地安装于竖向挡条组件(40)中部的横向挡条组件(50)顶面邻近上游的一侧，倾斜板(621)远离上游一侧侧壁两端凸设有橡胶块(623)，橡胶块(623)底面抵持于倾斜台(511)的顶面，倾斜板(621)邻近上游一侧侧壁中部凹设形成有稳固槽(624)，倾斜板(621)顶端与竖板(622)底面固定连接，竖板(622)顶面邻近上游一侧凹设形成有倾斜地击打面(625)。
8.根据权利要求7所述的蜂窝拼装式单向流抑咸拍门装置，其特征在于：每个拍门组件(70)包括刚性拍门(71)以及两个辅流转动门(72)，刚性拍门(71)采用低密度、强度大新型刚性材料制成，刚性拍门(71)铰接安装于横向支撑柱(51)底面邻近上游一侧，且刚性拍门(71)底面抵持于稳固槽(624)底面，刚性拍门(71)远离上游一侧侧壁底部抵持于稳固槽(624)侧壁，刚性拍门(71)远离上游一侧侧壁中部抵持于辅助支撑柱(61)侧壁，刚性拍门(71)邻近上游一侧侧壁底部凹设形成有倾斜地导流面(711)，两个辅流转动门(72)通过扭簧转动地安装于刚性拍门(71)两端。
9.根据权利要求8所述的蜂窝拼装式单向流抑咸拍门装置，其特征在于：每个辅流转动门(72)远离上游一侧侧壁底部向刚性拍门(71)中心凸设有弧形管(721)，弧形管(721)内侧设置有抵推块(722)，且抵推块(722)底面抵持于倾斜台(511)的顶面，抵推块(722)顶面内侧凹设有倾斜地抵推面(723)，抵推面(723)抵持于倾斜板(621)远离上游一侧侧壁。
10.根据权利要求9所述的蜂窝拼装式单向流抑咸拍门装置，其特征在于：利用安装河道(13)中历史枯水期水位、流量和咸水楔体高度历史数据使用公式计算蜂窝模块可拼装式的单向流抑咸拍门装置(20)的设计高程，公式如下所示：
式中，H(a,b,k)表示为蜂窝模块可拼装式的单向流抑咸拍门装置(20)的设计高程，N表示为感潮河段枯水期水位流量数据的系数，ai表示为感潮河段第i个枯水期的水位数据，bi表示为感潮河段第i个枯水期的流量数据，表示为感潮河段参考水位值，/>表示为感潮河段参考流量值，x表示为感潮河段临界水位值，y表示为感潮河段临界流量值，ki表示为感潮河段第i个枯水期的底部咸水楔体高度数据，/>表示为感潮河段单向流抑咸拍门装置(20)安全经验数据的异常调整值。
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| CN202310670734.XA CN116623614A (zh) | 2023-06-07 | 2023-06-07 | 一种蜂窝拼装式单向流抑咸拍门装置 |
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2023
- 2023-06-07 CN CN202310670734.XA patent/CN116623614A/zh active Pending
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