CN214695471U - 一种自动化水利控制设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动化水利控制设备，属于水利工程技术领域。包括机架、固定于机架上的启闭装置、与启闭装置连接的闸门、进水口和过水管；进水口的一端与过水管连接，闸门设置在进水口处对进水口进行开合；还包括驱动控制装置和监测装置；驱动装置与所述驱动控制装置连接；监测装置包括位置传感器、液体流量计、监测控制模块和终端。本实用新型通过驱动器带动闸门上下移动升降来达到对进水口的封堵和开启，实现水利截流和控流的效果。驱动装置和检测装置能够实时监控流量，并将数据通过无线方式发送至控制终端进行监控，并设有报警模块，便于及时发现水利问题，提前处理，保障水利工程的正常运行。

Description

一种自动化水利控制设备

技术领域

本实用新型涉及水利工程技术领域，具体涉及一种自动化水利控制设备。

背景技术

目前使用的水利渠道水流水量分配及控制系统，主要由启闭机、闸门、预埋件和与之配套的水工建筑物组成。是一种在水利行业应用非常广泛的水利控制工程，在这里我们可以称为——水利渠道水量控制分部系统。它的主要功能是分配，调节干渠与支渠的水流、水量和闭水，以实现水量控制的目标。

现有的水利调节大致分为两种，一种是手动调节，即通过手动使闸门进行上升或下降，达到开合目的。另一种就是通过电动带动，即通过伸缩电机或液压伸缩缸等方式带动闸门的升降以达到开合目的，但是伸缩杆的拉伸力较大，影响设备的使用寿命，闸门的封闭型较差，容易漏水。

但是现有水利渠道由于大部分在户外，且水利的渠道分布零散，因此很难对水利实现实时监控，无法及时且科学的调整水利。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提出一种能够自动控制水渠流量，并实时监控水渠水量的自动化水利控制设备。

为了实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案来实现的：

一种自动化水利控制设备，包括机架、固定于机架上的启闭装置、与启闭装置连接的闸门、进水口和过水管；所述进水口的一端与所述过水管连接，所述闸门设置在进水口处对进水口进行开合；控制设备还包括驱动装置、驱动控制装置和监测装置；

所述驱动装置与所述驱动控制装置连接；

所述监测装置包括位置传感器、液体流量计、监测控制模块和终端；所述位置传感器设置在所述闸门的最低端；所述液体流量计设置在所述进水口处；所述位置传感器和液体流量计均与所述监测控制模块信号连接；所述监测控制模块包括数据模块、信号传输模块和报警模块；所述报警模块的输入端与所述数据模块信号连接；

所述启闭装置包括驱动器和连接杆，所述连接杆与所述闸门连接并带动所述闸门上下移动；所述机架包括对称设置于进水口两侧的两根立柱，所述立柱沿其长度方向均设置有导轨；所述闸门的两侧与所述导轨之间设有滑动辅助装置。

进一步的，所述滑动辅助装置为至少一个排列在导轨内的滚轴，所述滚轴与所述闸门运行方向相互垂直。

进一步的，所述滑动辅助装置为至少一个排列在所述闸门的两侧的滑轮，所述滑轮与所述导轨配合并在所述导轨上滑动。

进一步的，所述闸门靠近所述进水口的一面设有耐磨和抗腐蚀的密封层。

进一步的，所述驱动装置包括驱动器和为所述驱动器提供动力的动力单元。

进一步的，所述动力单元包括电源和电压电流信号采集模块；所述电压电流信号采集模块与所述数据模块电信号连接。

进一步的，所述电源为直流电源或交流电源；所述直流电源包括有太阳能发电装置和与太阳能发电装置连接并储存电量的蓄电池。

进一步的，所述太阳能发电装置为太阳能发电板，或太阳能发电纸，或太阳能发电膜。

进一步的，所述数据模块包括信号采集模块、信号储存模块和信号处理模块；所述信号采集模块与所述驱动控制装置、位置传感器和液体流量计信号连接。

进一步的，所述信号传输模块包括数据发射模块、数据接收模块、无线网络模块和/或蓝牙模块；所述数据发射模块和数据接收模块通过无线网络模块和 /或蓝牙模块与所述终端无线连接。

本实用新型自动化水利控制设备，其有益效果在于：

(1)本实用新型通过驱动器带动闸门上下移动升降来达到对进水口的封堵和开启，实现水利截流和控流的效果。

(2)本实用新型通过驱动装置和检测装置，能够实时监控流量，并将数据通过无线方式发送至控制终端进行监控，并设有报警模块，便于及时发现水利问题，提前处理，保障水利工程的正常运行。

(3)驱动器通过电源驱动，且电源采用太阳能发电装置，能够满足在较偏远地区对启闭装置的电力提供，保障了设备的正常运行。

(4)设有滑动辅助装置，滑动辅助装置能够根据闸门向上和向下运动旋转，该旋转又能反向作用于闸门，使闸门能够更省力的上升，提高了驱动器的使用寿命。

(5)在闸门与进水口处设有具有弹性的密封层，闸门在作用时密封层通过轴向水的压力与进水口密封接触达到密封状态。当闸门开启过程中，由于启闭装置的牵引和弹性密封层达到回弹，能够使闸门与进水口更容易分开，降低了闸门与进水口之间的摩擦，从而使闸门的提升更加运行顺畅，提高了设备的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型中实施例1的结构示意图；

图2是本实用新型中实施例2的结构示意图；

图3是图2中闸门的结构示意图；

图4是闸门与过水管的连接示意图；

图5是本实用新型的控制结构示意图。

1机架，2立柱，3闸门,4过水管，5进水口，6驱动器，7连接杆，8导轨， 9滚轴，10滑轮，11密封层，12蓄电池，13太阳能发电装置。

具体实施方式

下面结合具体实施例及附图来进一步详细说明本实用新型。

实施例1

一种自动化水利控制设备，如图1、图4和图5所示，包括机架1、固定于机架1上的启闭装置、与启闭装置连接的闸门3、进水口5和过水管4；所述进水口5的一端与所述过水管4连接，所述闸门3设置在进水口5处对进水口5 进行开合。控制设备还包括驱动装置、驱动控制装置和监测装置；

所述驱动装置与所述驱动控制装置连接；

所述监测装置包括位置传感器、液体流量计、监测控制模块和终端；所述位置传感器设置在所述闸门3的最低端；所述液体流量计设置在所述进水口5 处；所述位置传感器和液体流量计均与所述监测控制模块信号连接；所述监测控制模块包括数据模块、信号传输模块和报警模块；所述报警模块的输入端与所述数据模块信号连接；

所述启闭装置包括驱动器6和连接杆7，所述连接杆7与所述闸门3连接并带动所述闸门3上下移动；所述机架1包括对称设置于进水口5两侧的两根立柱2，所述立柱2沿其长度方向均设置有导轨8；所述闸门3的两侧与所述导轨 8之间设有滑动辅助装置。

本实施例中，滑动辅助装置为多个排列在导轨8内的滚轴9，滚轴9与闸门 3运行方向相互垂直。机架1的两个立柱2上设有用于支撑滚轴9的且便于滚轴 9转动的转孔。滚轴9能够根据闸门3向上和向下运动旋转，该旋转作用又能反向作用于闸门3，使闸门3能够更省力的上升，提高了驱动器6的使用寿命。

本实施例中，闸门3靠近所述进水口5的一面设有耐磨和抗腐蚀的密封层 11。闸门3在截流时密封层11通过闸门3一侧的轴向水给闸门3向进水口5方向的压力，该压力使闸门3的密封层11与进水口5密封接触达到密封状态，避免了漏水。当闸门3开启过程中，由于启闭装置的牵引和弹性密封层11达到回弹，能够使闸门3与进水口5更容易分开，分开后闸门3上下移动时能够降低闸门3与过水管4的进水口5之间的摩擦，从而使闸门3的提升更加运行顺畅，提高了设备的使用寿命，也降低了对密封层11的磨损。

本实施例中，驱动装置包括驱动器6和为驱动器6提供动力的动力单元。驱动器6可为电动驱动器6，也可为气动或液压驱动器6。本实施例中更优选为电动伸缩装置，电动伸缩装置与连接杆7连接，连接杆7的一端固定在闸门3 的中心，通过电动伸缩装置的向下伸长带动闸门3的下降；电动伸缩装置的向上回缩带动闸门3的提升。

动力单元包括电源和电压电流信号采集模块。电源为直流电源或交流电源；所述直流电源包括有太阳能发电装置13和与太阳能发电装置13连接并储存电量的蓄电池12。电源一般与电动伸缩装置电性连接并提供电能。电压电流信号采集模块主要是检测电源内的电流，且电压电流信号采集模块与所述数据模块电信号连接。当电压电流信号采集模块采集的电压或电流长期处于异常状态，即可说明电源出现问题，信号通过数据模块的储存和分析后发送至终端，并通过报警模块提醒监控人员，及时分配检修，保障水利水渠的正常运行。

太阳能发电装置13为太阳能发电板，或太阳能发电纸，或太阳能发电膜。这些都现有中能够收集太阳能并转化为电能的装置。太阳能发电装置13适用于未通电或电力提供较弱的地区，且由于闸门3的提升或下降所需要的力较少，因此太阳能能够保障了设备的正常运行。

本实施例中，数据模块包括信号采集模块、信号储存模块和信号处理模块；所述信号采集模块与所述驱动控制装置、位置传感器和液体流量计信号连接。

信号传输模块包括数据发射模块、数据接收模块、无线网络模块、蓝牙模块；无线网络模块和蓝牙模块可单一设置，也可混合设置，实现两种不同的无线控制。数据发射模块和数据接收模块通过无线网络模块、蓝牙模块与终端无线连接。终端能够实时观测控制设备的检测数据，通过终端实现远程控制。

本实施例中，驱动控制装置为控制电路板，为现有常规控制电路板，主要进行电路连通，指令的发送，以及信号载体的作用，其结构和原理在此不以赘述。

工作原理：

手动控制：当需要截流时，手动启动电动伸缩装置，通过电动伸缩装置的向下伸长带动闸门3的下降，达到截流目的。当需要开启闸门3时，电动伸缩装置的向上回缩带动闸门3的提升。

闸门3在截流时密封层11通过闸门3一侧的轴向水给闸门3向进水口5方向的压力，该压力使闸门3的密封层11与进水口5密封接触达到密封状态，避免了漏水。当闸门3开启过程中，由于启闭装置的牵引和弹性密封层11达到回弹，能够使闸门3与进水口5更容易分开，分开后闸门3上下移动时能够降低闸门3与过水管4的进水口5之间的摩擦，从而使闸门3的提升更加运行顺畅，提高了设备的使用寿命，也降低了对密封层11的磨损。

电动控制：终端进行启动，并发出开启或关闭的指令，指令通过无线网络模块或蓝牙模块传送，并发送给数据模块，数据模块经过分析处理后，将开启或关闭的指令发送给控制电路板，控制电路板控制电动伸缩装置的电路联通或断开，并通过位置传感器感应闸门3的位置使闸门3上升或下降，实现截流和开闸的目的。

液体流量计设置在进水口5处，能够检测到在一定时间内通过该处的水量。为差压式流量计、涡轮流量计、电磁流量计、涡街流量计、质量流量计和SST 插入式流量计中的任意一种。

电压电流信号采集模块主要是检测电源内的电流，且电压电流信号采集模块与所述数据模块电信号连接。当电压电流信号采集模块采集的电压或电流长期处于异常状态，即可说明电源出现问题，信号通过数据模块的储存和分析后发送至终端，并通过报警模块提醒监控人员，及时分配检修，保障水利水渠的正常运行。

另外，本实施例中的过水管可以采用圆管，也可以采用方管，在此不做限定。

实施例2

一种自动化水利控制设备，如图2、图3、图4和图5所示，包括机架1、固定于机架1上的启闭装置、与启闭装置连接的闸门3、进水口5和过水管4；所述进水口5的一端与所述过水管4连接，所述闸门3设置在进水口5处对进水口5进行开合。控制设备还包括驱动装置、驱动控制装置和监测装置；

所述驱动装置与所述驱动控制装置连接；

所述监测装置包括液体流量计、监测控制模块和终端；所述液体流量计设置在所述进水口5处并与所述监测控制模块信号连接；所述监测控制模块包括数据模块、信号传输模块和报警模块；所述报警模块的输入端与所述数据模块信号连接；

所述启闭装置包括驱动器6和连接杆7，所述连接杆7与所述闸门3连接并带动所述闸门3上下移动；所述机架1包括对称设置于进水口5两侧的两根立柱2，所述立柱2沿其长度方向均设置有导轨8；所述闸门3的两侧与所述导轨 8之间设有滑动辅助装置。

本实施例中，滑动辅助装置为至少一个排列在闸门3的两侧的滑轮10，所述滑轮10与所述导轨8配合并在所述导轨8上滑动。

本实施例中，闸门3靠近所述进水口5的一面设有耐磨和抗腐蚀的密封层 11。闸门3在截流时密封层11通过闸门3一侧的轴向水给闸门3向进水口5方向的压力，该压力使闸门3的密封层11与进水口5密封接触达到密封状态，避免了漏水。当闸门3开启过程中，由于启闭装置的牵引和弹性密封层11达到回弹，能够使闸门3与进水口5更容易分开，分开后闸门3上下移动时能够降低闸门3与过水管4的进水口5之间的摩擦，从而使闸门3的提升更加运行顺畅，提高了设备的使用寿命，也降低了对密封层11的磨损。

本实施例中，驱动装置包括驱动器6和为驱动器6提供动力的动力单元。驱动器6可为电动驱动器6，也可为气动或液压驱动器6。本实施例中更优选为电动伸缩装置，电动伸缩装置与连接杆7连接，连接杆7的一端固定在闸门3 的中心，通过电动伸缩装置的向下伸长带动闸门3的下降；电动伸缩装置的向上回缩带动闸门3的提升。

动力单元包括电源和电压电流信号采集模块。电源为直流电源或交流电源；所述直流电源包括有太阳能发电装置13和与太阳能发电装置13连接并储存电量的蓄电池。电源一般与电动伸缩装置电性连接并提供电能。电压电流信号采集模块主要是检测电源内的电流，且电压电流信号采集模块与所述数据模块电信号连接。当电压电流信号采集模块采集的电压或电流长期处于异常状态，即可说明电源出现问题，信号通过数据模块的储存和分析后发送至终端，并通过报警模块提醒监控人员，及时分配检修，保障水利水渠的正常运行。

太阳能发电装置13为太阳能发电板，或太阳能发电纸，或太阳能发电膜。这些都现有中能够收集太阳能并转化为电能的装置。太阳能发电装置13适用于未通电或电力提供较弱的地区，且由于闸门3的提升或下降所需要的力较少，因此太阳能能够保障了设备的正常运行。

本实施例中，数据模块包括信号采集模块、信号储存模块和信号处理模块；所述信号采集模块与所述驱动控制装置、位置传感器和液体流量计信号连接。

信号传输模块包括数据发射模块、数据接收模块、无线网络模块、蓝牙模块；无线网络模块和蓝牙模块可单一设置，也可混合设置，实现两种不同的无线控制。数据发射模块和数据接收模块通过无线网络模块、蓝牙模块与终端无线连接。终端能够实时观测控制设备的检测数据，通过终端实现远程控制。

本实施例中，驱动控制装置为控制电路板，为现有常规控制电路板，主要进行电路连通，指令的发送，以及信号载体的作用，其结构和原理在此不以赘述。

工作原理：

手动控制：当需要截流时，手动启动电动伸缩装置，通过电动伸缩装置的向下伸长带动闸门3的下降，达到截流目的。当需要开启闸门3时，电动伸缩装置的向上回缩带动闸门3的提升。

闸门3在截流时密封层11通过闸门3一侧的轴向水给闸门3向进水口5方向的压力，该压力使闸门3的密封层11与进水口5密封接触达到密封状态，避免了漏水。当闸门3开启过程中，由于启闭装置的牵引和弹性密封层11达到回弹，能够使闸门3与进水口5更容易分开，分开后闸门3上下移动时能够降低闸门3与过水管4的进水口5之间的摩擦，从而使闸门3的提升更加运行顺畅，提高了设备的使用寿命，也降低了对密封层11的磨损。

电动控制：终端进行启动，并发出开启或关闭的指令，指令通过无线网络模块或蓝牙模块传送，并发送给数据模块，数据模块经过分析处理后，将开启或关闭的指令发送给控制电路板，控制电路板控制电动伸缩装置的电路联通或断开，并通过位置传感器感应闸门3的位置使闸门3上升或下降，实现截流和开闸的目的。

液体流量计设置在进水口5处，能够检测到在一定时间内通过该处的水量。为差压式流量计、涡轮流量计、电磁流量计、涡街流量计、质量流量计和SST 插入式流量计中的任意一种。

电压电流信号采集模块主要是检测电源内的电流，且电压电流信号采集模块与所述数据模块电信号连接。当电压电流信号采集模块采集的电压或电流长期处于异常状态，即可说明电源出现问题，信号通过数据模块的储存和分析后发送至终端，并通过报警模块提醒监控人员，及时分配检修，保障水利水渠的正常运行。

另外，本实施例中的过水管可以采用圆管，也可以采用方管，在此不做限定。

以上对本实用新型实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本实用新型实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种自动化水利控制设备，包括机架、固定于机架上的启闭装置、与启闭装置连接的闸门、进水口和过水管；所述进水口的一端与所述过水管连接，所述闸门设置在进水口处对进水口进行开合；其特征在于：还包括驱动装置、驱动控制装置和监测装置；

所述驱动装置与所述驱动控制装置连接；

所述监测装置包括位置传感器、液体流量计、监测控制模块和终端；所述位置传感器设置在所述闸门的最低端；所述液体流量计设置在所述进水口处；所述位置传感器和液体流量计均与所述监测控制模块信号连接；所述监测控制模块包括数据模块、信号传输模块和报警模块；所述报警模块的输入端与所述数据模块信号连接；

所述启闭装置包括驱动器和连接杆，所述连接杆与所述闸门连接并带动所述闸门上下移动；所述机架包括对称设置于进水口两侧的两根立柱，所述立柱沿其长度方向均设置有导轨；所述闸门的两侧与所述导轨之间设有滑动辅助装置。

2.根据权利要求1所述自动化水利控制设备，其特征在于：所述滑动辅助装置为至少一个排列在导轨内的滚轴，所述滚轴与所述闸门运行方向相互垂直。

3.根据权利要求1所述自动化水利控制设备，其特征在于：所述滑动辅助装置为至少一个排列在所述闸门的两侧的滑轮，所述滑轮与所述导轨配合并在所述导轨上滑动。

4.根据权利要求1所述自动化水利控制设备，其特征在于：所述闸门靠近所述进水口的一面设有耐磨和抗腐蚀的密封层。

5.根据权利要求1所述自动化水利控制设备，其特征在于：所述驱动装置包括驱动器和为所述驱动器提供动力的动力单元。

6.根据权利要求5所述自动化水利控制设备，其特征在于：所述动力单元包括电源和电压电流信号采集模块；所述电压电流信号采集模块与所述数据模块电信号连接。

7.根据权利要求6所述自动化水利控制设备，其特征在于：所述电源为直流电源或交流电源；所述直流电源包括有太阳能发电装置和与太阳能发电装置连接并储存电量的蓄电池。

8.根据权利要求7所述自动化水利控制设备，其特征在于：所述太阳能发电装置为太阳能发电板，或太阳能发电纸，或太阳能发电膜。

9.根据权利要求1所述自动化水利控制设备，其特征在于：所述数据模块包括信号采集模块、信号储存模块和信号处理模块；所述信号采集模块与所述驱动控制装置、位置传感器和液体流量计信号连接。

10.根据权利要求1所述自动化水利控制设备，其特征在于：所述信号传输模块包括数据发射模块、数据接收模块、无线网络模块和/或蓝牙模块；所述数据发射模块和数据接收模块通过无线网络模块和/或蓝牙模块与所述终端无线连接。

Images