CN208251039U - 用于引水渠道的水量调控设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于引水渠道的水量调控设备，属于灌溉技术领域。该引水渠道底部设置有弧形闸板槽，水量调控设备包括：弧形闸板、用于驱动弧形闸板绕弧形闸板槽转动的驱动机构，弧形闸板包括：圆弧面板、与圆弧面板的矩形开口连接，以配合形成中空柱体的平面板。圆弧面板与平面板的连接处设置成弧形倒角结构。通过采用圆弧面板进行挡水，能够使水流以堰流形式流动，并且堰顶高度可调，以实现水位调节。并且，由于圆弧面板与平面板的连接处设置成弧形倒角结构，当水流经过该连接处时能稳定过渡，形成稳定地堰流，对于稳定上游水位以及下游水量的效果更加显著，同时显著减小了过闸水头损失。

Description

用于引水渠道的水量调控设备

技术领域

本实用新型涉及灌溉技术领域，特别涉及用于引水渠道的水量调控设备。

背景技术

在引水渠道灌溉过程中，多在渠道中安装闸门作为水量调控设备，以调节渠道水位。

现有技术采用弧形闸板来作为水量调控设备，其中，在渠道底部设置弧形闸板槽，该水量调控设备包括：与弧形闸板槽相适配的弧形闸板、用于驱动弧形闸板转动的驱动组件，其中，弧形闸板包括：圆弧面板、与圆弧面板的矩形开口连接的平面板。调控设备关闭时，弧形闸板的圆弧面板位于弧形闸板槽内，其平面板与渠底持平。当需要调节水位时，弧形闸板在弧形闸板槽内转动，此时，弧形闸板的圆弧面板部分地位于弧形闸板槽外，以用来挡水。

然而，设计人发现现有技术至少存在以下技术问题：

现有技术提供的水量调控设备中，弧形闸板的圆弧面板的开口与平面板直接连接，使得水流经过该连接处时形成溢流，对稳定上游水位以及下游水量的效果较差，并且容易造成过闸水头损失。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种用于引水渠道的水量调控设备，可解决上述技术问题。具体技术方案如下：

一种用于引水渠道的水量调控设备，所述引水渠道底部设置有弧形闸板槽，所述水量调控设备包括：弧形闸板、用于驱动弧形闸板绕所述弧形闸板槽转动的驱动机构，所述弧形闸板包括：圆弧面板、与所述圆弧面板的矩形开口连接，以配合形成中空柱体的平面板；

所述圆弧面板与所述平面板的连接处设置成弧形倒角结构。

在一种可能的实现方式中，所述圆弧面板通过弧形过渡板与所述平面板连接，以形成所述弧形倒角结构。

在一种可能的实现方式中，所述弧形过渡板为圆弧状，且弧度为145°-155°。

在一种可能的实现方式中，所述圆弧面板、所述平面板、所述弧形过渡板一体成型。

在一种可能的实现方式中，所述圆弧面板为劣弧结构。

在一种可能的实现方式中，所述圆弧面板作为挡水面，且，当所述圆弧面板的挡水高度达到最大时，所述平面板与水平面之间的夹角小于或等于60°。

在一种可能的实现方式中，所述圆弧面板对应的弦高为0.1m-0.2m。

在一种可能的实现方式中，所述弧形闸板还包括：两个侧面板，分别与所述中空柱体的两个侧端口密封连接。

在一种可能的实现方式中，所述驱动机构包括：设置在所述引水渠道顶部两侧的闸框；

设置在所述闸框顶部的壳体；

可转动地设置在所述闸框顶部的转轴；

设置于所述壳体内部，用于驱动所述转轴转动的驱动体；

下端与所述平面板连接，上端与所述转轴连接的V形驱动臂。

在一种可能的实现方式中，所述驱动体为双输出电机，两个输出轴分别与一个所述转轴同轴连接；

所述V形驱动臂设置有两个，分别与对应的所述转轴和所述平面板的端部连接。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本实用新型实施例提供的水量调控设备，通过采用圆弧面板进行挡水，能够使水流以堰流形式流动，并且堰顶高度可调，以实现水位调节。并且，由于圆弧面板与平面板的连接处设置成弧形倒角结构，当水流经过该连接处时能稳定过渡，形成稳定地堰流，对于稳定上游水位以及下游水量的效果更加显著，同时显著减小了过闸水头损失。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的水量调控设备的结构示意图；

图2-1是本实用新型实施例提供的水量调控设备，在完全打开状态下的结构示意图；

图2-2是本实用新型实施例提供的水量调控设备，在不完全关闭状态下的结构示意图；

图2-3是本实用新型实施例提供的水量调控设备，在完全关闭状态下的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的弧形闸板的结构示意图；

图4是就图3所示弧形闸板的局部放大图。

其中，图2-1至图2-3中的箭头代表水流方向。

附图标记分别表示：

M-引水渠道，M1-弧形闸板槽，

1-弧形闸板，101-圆弧面板，102-平面板，103-弧形过渡板，104-侧面板，

2-驱动机构，

201-闸框，202-壳体，203-转轴，204-V形驱动臂，205-驱动体。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

本实用新型实施例提供了一种用于引水渠道的水量调控设备，其中，如附图2-1、附图2-2、附图2-3所示，引水渠道M底部设置有弧形闸板槽M1，如附图1所示，该水量调控设备包括：弧形闸板1、用于驱动弧形闸板1绕弧形闸板槽M1转动的驱动机构2。进一步地，如附图2-1、附图2-2、附图2-3所示，该弧形闸板1包括：圆弧面板101、与圆弧面板101的矩形开口连接，以配合形成中空柱体的平面板102。如附图3及附图4所示，圆弧面板101与平面板102的连接处设置成弧形倒角结构。

以下就该水量调控设备的工作原理给予简述：

本实用新型实施例提供的水量调控设备可用于对引水渠道M的内部水位进行调整。如附图2-1所示，当该水量调控设备完全打开时(即非工作状态)，弧形闸板1的圆弧面板101适配地容纳于弧形闸板槽M1内，其平面板102与渠道底部持平，此时，可保证水渠正常输水，并利于使沉积在渠底的泥沙排往下游。如附图2-2所示，当部分关闭该水量调控设备时(即使其为工作状态时)，可根据实际水位需求，使弧形闸板1绕弧形闸板槽M1转动，此时，弧形闸板1的圆弧面板101和平面板102均部分地位于弧形闸板槽M1外部，并且，圆弧面板101作为迎水面用来挡水。通过驱动机构2来调节弧形闸板1的转动角度，即可实现水位调节。如附图2-3所示，当挡水高度达到最大时，此时可认为该水量调控设备完全关闭，切断水流，使水流不能通过该弧形闸板1。

可见，本实用新型实施例提供的水量调控设备，通过采用圆弧面板101进行挡水，能够使水流以堰流形式流动，并且堰顶高度可调，以实现水位调节。并且，由于圆弧面板101与平面板102的连接处设置成弧形倒角结构，当水流经过该连接处时能稳定过渡，形成稳定地堰流，对于稳定上游水位以及下游水量的效果更加显著，同时显著减小了过闸水头损失。

可以理解的是，该弧形闸板1所形成的中空柱体可理解为对圆柱体进行部分纵切后，得到的结构体。

上述提及，圆弧面板101与平面板102的连接处为弧形倒角结构，其对于稳定水位以及减小水头损失具有重要的意义。对于该弧形倒角结构的形成，可通过如下所述的方式来实现：

示例地，如附图3及附图4所示，圆弧面板101通过弧形过渡板103与平面板102连接，以在圆弧面板101与平面板102的连接处形成弧形倒角结构。

进一步地，该弧形过渡板103为圆弧状，且弧度为145°-155°，例如145°、148°、150°、155等，通过如此限定，能够进一步提高水位稳定效果，并且尽可能地使水头损失降至最低。

为了提高弧形闸板1的强度，本实用新型实施例中，圆弧面板101、平面板102、弧形过渡板103一体成型。其中，圆弧面板101、平面板102、弧形过渡板103可采用高强质轻的金属材质或者高聚物材质。

为减小该水量调控设备与下游引水渠道M衔接处的回流区的范围，弧形闸板1的圆弧面板101为劣弧结构。

进一步地，本实用新型实施例中，弧形闸板1的圆弧面板101作为挡水面。，且，当圆弧面板101的挡水高度达到最大时，平面板102与水平面之间的夹角小于或等于60°，如此设置，可以最大程度减小V形驱动臂3的长度并保证挡水结构的有效性。示例地，平面板102与水平面之间的夹角可以为60°，并且，此时该夹角还可以理解为弧形闸板1的最大转动角度。

进一步地，如附图3所示，该弧形闸板1还包括：两个侧面板104，分别与中空柱体的两个侧端口密封连接。如此设置，可使该弧形闸板1形成密封地中空内腔，以借助其在水中的浮力辅助其转动，有效节约了能源，并且减少与水流的接触面积，利于提高弧形闸门的使用寿命。

本实用新型实施例中，利用驱动机构2来驱动弧形闸板1绕弧形闸板槽M1转动，对于驱动机构2如何实现对弧形闸板1的驱动，以下给出示例说明：

作为一种示例，如附图1及附图2-2所示，该驱动机构2包括：设置在引水渠道M顶部两侧的闸框201；

设置在闸框201顶部的壳体202；

可转动地设置在闸框201顶部的转轴203；

设置于壳体202内部，用于驱动转轴203转动的驱动体205；

下端与平面板102连接，上端与转轴203连接的V形驱动臂204。

应用时，驱动体205驱动转轴203转动，而转轴203又带V形驱动臂204转动，进而带动弧形闸板1转动，从而使弧形闸板1绕着弧形闸板槽M1转动。可以理解的是，闸框201可设置成竖杆状，分别位于引水渠道M的两侧。

由上述可知，转轴203位于引水渠道M上方，可避免浸泡在水中，防止锈蚀，进而确保提高其使用寿命。

可以理解的是，V形驱动臂204的尖端与转轴203连接，而其大径端与弧形闸板1的平面板102连接。并且，该连接方式可以是焊接，以提高连接强度。

具体地，该驱动体205可以为双输出电机，两个输出轴分别与一个转轴203同轴连接；V形驱动臂204设置有两个，分别与对应的转轴203和平面板102的端部连接。即，在弧形闸板1的两端分别设置一个V形驱动臂204，如此设置，对于提高弧形闸板1挡水时的结构稳定性具有重要的意义。

可以理解的是，防水壳体202内还可设置有与双输出电机电性连接的控制机构，以控制双输出电机的转动角度，进而控制弧形闸板1的开合度。

考虑到双输出电机的使用寿命，该壳体202可以设置成防水性壳体202。并且，该双输出电机的供电方式可选用电源供电，或者，也可选用太阳能供电。

作为另一种示例，对于该驱动体205来说，其还可以包括：可转动地设置在引水渠道M侧壁上的转轴203；

下端与平面板102连接，上端与转轴203连接的V形驱动臂204。

与转轴203的中部同轴连接的从动轮；

通过支架设置在引水渠道M上方的主动轮，并且，主动轮与从动轮通过皮带传动。

在该种示例下，通过驱动主动轮转动，在皮带传送作用下带动从动轮转动，进而带动转轴203转动，以实现弧形闸板1的转动。

其中，主动轮可以通过人工驱动，也可以电力驱动，并且这两种驱动方式均为本领域所常见的，本实用新型实施例在此不再具体阐述。

进一步地，还可以在弧形闸板1的圆弧面板101上设置防水弹性层，当其与弧形闸板槽M1配合进行挡水时，能够防止水流由其与闸板槽的间隙中溢出，提高防水效果。

研究发现，当挡水高度一定时，弧形闸板1的圆弧面板101的弦高直接影响、V形驱动臂204长度(即驱动机构2的部分)、弧形闸板1的形状和回流区的大小。如果弦高过大，回流区过深，泥沙淤积体影响弧形闸板1关闭，V形驱动臂204的长度小于挡水高度，转轴203浸泡在水中，可能发生锈蚀。如果弦高过小，会影响弧形闸板1的整体稳定性。

根据勾股定理，可以推出挡水高度h，安全高度为Δh，最大倾斜角度(即上述的平面板102与水平面的加减)α，弦高a和驱动臂长度R满足的关系为

其约束条件有：

在最大倾斜角度时，弧形闸板1不悬空，即

弧形闸板1转动轴高于水面，即

R-a＞h (3)

为减小该水量调控设备与下游引水渠道M衔接处的回流区的范围，弧形闸板1的圆弧面板101为劣弧，即，

如果挡水高度h为0.8m，安全超高Δh为0.2m，最大倾斜角度α为60度时，弦高、驱动臂长度、闸板弧度和转动轴高度见表1。

表1

由上述分析可知，为了确保实现上述效果，本实用新型实施例中，圆弧面板101对应的弦高为0.1m-0.2m，例如可为0.17m。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于引水渠道的水量调控设备，所述引水渠道(M)底部设置有弧形闸板槽(M1)，所述水量调控设备包括：弧形闸板(1)、用于驱动所述弧形闸板(1)绕所述弧形闸板槽(M1)转动的驱动机构(2)，其特征在于，所述弧形闸板(1)包括：圆弧面板(101)、与所述圆弧面板(101)的矩形开口连接，以配合形成中空柱体的平面板(102)；

所述圆弧面板(101)与所述平面板(102)的连接处设置成弧形倒角结构。

2.根据权利要求1所述的水量调控设备，其特征在于，所述圆弧面板(101)通过弧形过渡板(103)与所述平面板(102)连接，以形成所述弧形倒角结构。

3.根据权利要求2所述的水量调控设备，其特征在于，所述弧形过渡板(103)为圆弧状，且弧度为145°-155°。

4.根据权利要求2所述的水量调控设备，其特征在于，所述圆弧面板(101)、所述平面板(102)、所述弧形过渡板(103)一体成型。

5.根据权利要求1所述的水量调控设备，其特征在于，所述圆弧面板(101)为劣弧结构。

6.根据权利要求5所述的水量调控设备，其特征在于，所述圆弧面板(101)作为挡水面，且，当所述圆弧面板(101)的挡水高度达到最大时，所述平面板(102)与水平面之间的夹角小于或等于60°。

7.根据权利要求6所述的水量调控设备，其特征在于，所述圆弧面板(101)对应的弦高为0.1m-0.2m。

8.根据权利要求2所述的水量调控设备，其特征在于，所述弧形闸板(1)还包括：两个侧面板(104)，分别与所述中空柱体的两个侧端口密封连接。

9.根据权利要求1-8任一项所述的水量调控设备，其特征在于，所述驱动机构(2)包括：设置在所述引水渠道(M)顶部两侧的闸框(201)；

设置在所述闸框(201)顶部的壳体(202)；

可转动地设置在所述闸框(201)顶部的转轴(203)；

设置于所述壳体(202)内部，用于驱动所述转轴(203)转动的驱动体(205)；

下端与所述平面板(102)连接，上端与所述转轴(203)连接的V形驱动臂(204)。

10.根据权利要求9所述的水量调控设备，其特征在于，所述驱动体(205)为双输出电机，所述双输出电机的两个输出轴分别与一个所述转轴(203)同轴连接；

所述V形驱动臂(204)设置有两个，分别与对应的所述转轴(203)和所述平面板(102)的端部连接。