專利名稱：控制閘門的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于控制流體流動(dòng)和水平面的控制閘門，以及該閘門的提升機(jī)械裝置。
背景技術(shù)：
控制閘門一般用于控制槽內(nèi)的水、尤其是灌溉用水的流動(dòng)和水平面。普通的控制閘門一般為美國專利US4726709中公開的豎直滑動(dòng)型；美國專利US5516230中公開的放射控制型；或者美國專利US4073147中公開的向下擺動(dòng)型。實(shí)踐證明這種閘門應(yīng)用很廣泛，但需要較大的發(fā)電機(jī)或需要復(fù)雜的啟動(dòng)裝置，以克服水的重力，水的流動(dòng)或閘門的重力而提升閘門。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為提供一種控制閘門，以降低提升控制閘門的發(fā)電機(jī)所需求的扭矩。
本發(fā)明的另一個(gè)目的為提供一種測量流體流過閘門的速度的測量方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的為提供一種與提升機(jī)械裝置配合的控制閘門，該提升機(jī)械裝置可組裝成其自身包含的系統(tǒng)，所述控制閘門改進(jìn)了現(xiàn)有技術(shù)中的調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的為提供一種用于控制閘門的提升機(jī)械裝置，該裝置可與控制閘門形成為一體，或?qū)ΜF(xiàn)有技術(shù)中的控制閘門的改進(jìn)。
本發(fā)明中的這些目的一方面提供了一種適于橫過流體槽安裝的控制閘門，所述控制閘門包括樞軸安裝在或鄰近流動(dòng)槽基底的擋板裝置，和至少一個(gè)側(cè)板或中心板連接在所述擋板裝置上，驅(qū)動(dòng)裝置與所述至少一個(gè)側(cè)板或中心板配合，以提升或降低所述擋板裝置，從而調(diào)節(jié)通過控制閘門的流體的流動(dòng)。
所述至少一個(gè)側(cè)板或中心板最好具有與所述驅(qū)動(dòng)裝置配合的圓拱部分。在一個(gè)實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括位于所述圓拱部分上的，與驅(qū)動(dòng)小齒輪、蝸桿或鏈輪配合的齒條或鏈條。在最佳實(shí)施例中具有兩個(gè)所述側(cè)板，所述側(cè)板密封地與流體槽中的支架嚙合。在另一個(gè)實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)裝置包括與至少一條沿圓拱部分或平行于圓拱部分的電纜配合的纏繞的線圈，借此所述至少一條電纜纏繞在線圈上或從線圈上展開，可導(dǎo)致所述控制閘門的移動(dòng)。在另一個(gè)最佳實(shí)施例中，所述圓拱部分包括突出到流動(dòng)的流體中的翼緣，以改變通過控制閘門的流體的流動(dòng)特性。
本發(fā)明的另一方面提供一種提升控制閘門的裝置，該裝置具有可移動(dòng)的，用于控制通過控制閘門的流體的流動(dòng)的擋板裝置，所述提升裝置包括至少一個(gè)沿?fù)醢逖b置的長度設(shè)置的嚙合裝置，和至少一個(gè)與該至少一個(gè)嚙合裝置配合的驅(qū)動(dòng)裝置，以在至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置旋轉(zhuǎn)的情況下，提升所述可移動(dòng)的擋板。
所述至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置最好包括小齒輪，蝸桿驅(qū)動(dòng)器，鏈輪，線圈或滑輪，并且所述至少一個(gè)嚙合裝置包括齒條，鏈條或至少一個(gè)受拉的電纜。
在本發(fā)明的另一方面，提供一種用于控制擋板裝置移動(dòng)的可移動(dòng)的裝置，該移動(dòng)裝置包括至少一個(gè)沿?fù)醢逖b置長度設(shè)置的，或在擋板裝置側(cè)邊的嚙合裝置，和至少一個(gè)與該至少一個(gè)嚙合裝置配合的驅(qū)動(dòng)裝置，以在至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置旋轉(zhuǎn)的情況下，移勸所述擋板。所述嚙合裝置最好為一對固定在至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置上的相對的電纜，該嚙合裝置形成為線圈的形式，電纜可纏繞在該線圈上，或從該線圈上展開。在實(shí)際的實(shí)施例中，所述線圈在旋轉(zhuǎn)的過程中也可軸向移動(dòng)，以使電纜直接纏繞在所述線圈的基本連續(xù)的位置上，或從該位置處展開。
在本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于調(diào)節(jié)沿槽流動(dòng)的，通過控制閘門的流體的穩(wěn)定裝置，所述流動(dòng)穩(wěn)定裝置包括樞軸地連接在所述控制閘門上的流動(dòng)方向板，所述流動(dòng)方向板適于使通過控制閘門的流體基本平行于所述槽的底壁排出控制閘門。
所述流動(dòng)方向板最好樞軸地連接在可樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的板上，所述流體從該板上流過，并且所述流動(dòng)方向板對應(yīng)于所述槽底壁保持基本平行。在最佳實(shí)施例中，所述流動(dòng)方向板形成平行四邊形的一側(cè)，其相對側(cè)固定在平行于所述槽底壁的位置上。
在本發(fā)明的另一方面，提供一種用于測量在槽中通過閘門流體的流速的方法，所述方法包括下列步驟在所述閘門的上游第一位置測量流體的壓力，在所述閘門的下游第二位置測量流體的壓力，測量所述閘門張開的位置，并在所述測量值的基礎(chǔ)上應(yīng)用運(yùn)算法則計(jì)算流速。最好鄰近閘門進(jìn)行測量。最好應(yīng)用系統(tǒng)識別的方法確定運(yùn)算法則。
在本發(fā)明的另一方面，提供一種用于測量在槽中通過閘門的流體的流速的裝置，所述裝置具有用于在所述閘門上游第一位置測量流體壓力的第一壓力感應(yīng)器，用于在閘門下游第二位置測量流體壓力的第二壓力感應(yīng)器，用于測量閘門張開位置的張開感應(yīng)器，和用于在所述測量值的基礎(chǔ)上應(yīng)用運(yùn)算法則計(jì)算流速的計(jì)算裝置。
在本發(fā)明的另一方面，提供一種適于橫過流體槽安裝的控制閘門，所述控制閘門具有適于固定在所述槽上的第一框架，可滑動(dòng)地與第一框架配合的第二框架，所述第二框架包括用于控制通過流體流動(dòng)的閘門，和在第二框架上的密封裝置，以提供所述閘門與第二框架之間的密封。
密封裝置最好為位于第二框架上、或位于第二框架中的連續(xù)的密封件。所述連續(xù)密封件最好包括多個(gè)鄰靠閘門的平行肋，以達(dá)到可靠的密封效果。
在本發(fā)明的另一方面，提供一種用于測量在槽中通過閘門的流體流速的方法，所述方法包括下列步驟在所述閘門內(nèi)或鄰近閘門處設(shè)置至少一個(gè)感應(yīng)器，測量從所述至少一個(gè)感應(yīng)器的輸出，在所述測量值的基礎(chǔ)上應(yīng)用運(yùn)算法則計(jì)算通過閘門的流體的流速。最好應(yīng)用系統(tǒng)識別的方法確定運(yùn)算法則(algorithm)。最好用壓力，導(dǎo)磁性，聲納或其它合適類型的感應(yīng)器、和/或不同感應(yīng)器的組合進(jìn)行測量值。最好也測量閘門的張開位置，并且該測量值也包括在確定運(yùn)算法則中。


為了使本發(fā)明更易于理解，并使其具有實(shí)際效果，下面將參照附圖描述本發(fā)明，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的控制閘門的透視圖；
圖2是圖1所示控制閘門的部分側(cè)視圖；圖3是圖1所示控制閘門的部分側(cè)視圖，它帶有控制閘門驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置的第二實(shí)施例；圖4是圖1所示控制閘門的部分側(cè)視圖，它帶有控制閘門驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置的第三實(shí)施例；圖5是圖1所示控制閘門的平面圖，它帶有控制閘門驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置的第四實(shí)施例；圖6是圖1所示控制閘門的平面圖，它帶有控制閘門驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置的第五實(shí)施例；圖7是圖1所示控制閘門的平面圖，它帶有控制閘門驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置的第六實(shí)施例；圖8是圖1所示控制閘門的平面圖，它帶有控制閘門驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置的第七實(shí)施例；圖9是沿圖8中箭頭9-9所示方向上的橫截面圖；圖10是具有圖5所示控制閘門機(jī)械裝置的控制閘門的透視圖；圖11是具有圖5所示控制閘門機(jī)械裝置的第二類型控制閘門的透視圖；圖12是具有流動(dòng)穩(wěn)定裝置的圖1所示的控制閘門的透視圖；圖13是圖12所示的控制閘門在閘門關(guān)閉模式下的側(cè)視圖；圖14是圖12所示的控制閘門在閘門張開模式下的側(cè)視圖；圖15-19是圖1所示控制閘門的變型視圖，示出了控制閘門的組合序列；其中圖15示出將密封裝置安裝到支架上的透視圖；圖16示出容納帶有樞軸連接的擋板裝置的支架的外框架透視圖；圖17是沿圖16中箭頭17-17方向上的橫截面圖，但還包括外框架；圖18示出了沿圖16中的箭頭18-18方向所示的、用控制閘門的密封裝置密封擋板裝置的側(cè)視圖；和圖19是類似于圖1的視圖，示出了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
在說明書和附圖中對相似案件采用類似的標(biāo)號以避免重復(fù)描述。在圖1和2中示出了控制閘門10，用于控制流經(jīng)槽12的水流。槽12可為排水溝，灌溉槽或其它必須受控制的流水路程。在本實(shí)施例中，槽12具有一對側(cè)壁14，16和底壁17，形成為U形槽。盡管示出的是U形槽，但也可以是其它任何形狀，如圓形，梯形或其它形狀。槽12最好由混凝土制成，以提供易于制造的結(jié)構(gòu)和光滑的水流。在相對的側(cè)壁14，16上最好鑿有縫隙(未示出)，以容納控制閘門10的支架18。支架18為U形，并可滑入縫隙以便易于裝配。支架18與縫隙或其它支架互鎖，以對組件提供穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。擋板裝置22樞軸地安裝在支架18上。擋板裝置22由底板24和一對圓拱形側(cè)板26，28構(gòu)成。擋板裝置22可從底板24基本豎直的完全封閉位置，樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)至底板24基本水平的完全張開位置。
通過將底板24定位于完全張開位置和完全封閉位置之間，可控制水流的流速。側(cè)板26，28具有直角部分，相對直角三角形的側(cè)邊具有圓拱部分30。如果需要，直角部分可大于或小于90°。底板24根據(jù)槽12的尺寸形成為矩形或正方形。沿支架18的長度方向設(shè)有密封件32，如密封條，以在擋板裝置22上提供防水密封，并防止有水流過擋板裝置22。在應(yīng)用的實(shí)施例中，在擋板裝置22的樞軸兩側(cè)，在支架18內(nèi)部和沿支架18的整體長度上設(shè)置有連續(xù)的密封條。
為了精確控制流速，使用電動(dòng)機(jī)34來提升擋板裝置22。電動(dòng)機(jī)34可由電路系統(tǒng)(未示出)監(jiān)控，以確定擋板裝置22的位置，或者由手工控制的開關(guān)(未示出)監(jiān)控。電動(dòng)機(jī)34與簡化的齒輪箱36配合，該齒輪箱具有由槽12兩側(cè)上的軸承40支撐的輸出軸38。小齒輪42固定在軸38上，并與各個(gè)側(cè)板26，28外周邊上的齒條44，46嚙合。小齒輪42直接位于擋板裝置22的樞軸點(diǎn)上。齒條44，46和小齒輪42的組配具有很強(qiáng)的力學(xué)優(yōu)勢，即由于低扭矩的需要，可采用小功率的電動(dòng)機(jī)34提升擋板裝置22。
在使用中，電動(dòng)機(jī)34最好由連接有多個(gè)控制閘門10的的控制板(未示出)監(jiān)控?？蛇x擇或取消選擇電動(dòng)機(jī)34來控制與槽12底壁17對應(yīng)的底板24的角度。通過在槽中設(shè)置壓力感應(yīng)器(未示出)，在控制板的監(jiān)控下，由電動(dòng)機(jī)34驅(qū)動(dòng)軸38的轉(zhuǎn)動(dòng)，由齒條和齒條44，46與小齒輪42的小齒輪作用力提升該底板24，由此可控制和改變通過控制閘門的水流。最好采用一對壓力感應(yīng)器，它們分別安裝在上游和下游的支架18上。這些感應(yīng)器可放置在支架的任何位置上，但最好放置在靠近支架18側(cè)邊的底部。通過這對感應(yīng)器的測量和對閘門張開的測量，可應(yīng)用已知的“系統(tǒng)識別”技術(shù)，通過控制板內(nèi)部的計(jì)算系統(tǒng)計(jì)算水的流速。在說明書中采用的術(shù)語“系統(tǒng)識別”是指源于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)模式的現(xiàn)有技術(shù)。它包括對感興趣的系統(tǒng)模式根據(jù)調(diào)整過程，提出適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)表達(dá)式，在該調(diào)整過程中，精確的表達(dá)式可盡可能接近地再現(xiàn)從系統(tǒng)中同步觀測到的實(shí)驗(yàn)。方法論提供了不同模式的比較方法，和根據(jù)其再現(xiàn)系統(tǒng)的行為能力將它們進(jìn)行分類的方法。系統(tǒng)識別在數(shù)學(xué)系統(tǒng)理論和統(tǒng)計(jì)學(xué)中是一個(gè)典型的次一級的課題。系統(tǒng)識別的技術(shù)可提高多個(gè)閘門系統(tǒng)中每個(gè)閘門的特殊關(guān)系。水沿箭頭48指示的方向流動(dòng)，并流過圖1中所示位置的底板24。當(dāng)?shù)装?4豎直時(shí)，底板24截住所有水流，即所有的水停止流動(dòng)。封條32可保證支架18和擋板裝置22之間沒有滲流。
圖3示出了類似于圖2的實(shí)施例，其中齒條50作為一部分翼緣位于圓拱部分30的側(cè)邊，小齒輪42位于齒條50的下方。
圖4示出了類似于圖2的實(shí)施例，不同處在于齒條46由沿圓拱部分30的周邊的鏈條52替代，小齒輪42由鏈輪53替代。蝸桿啟動(dòng)器也可替代小齒輪42，蝸桿軌道可替代齒條50。
圖5示出了類似于圖1的實(shí)施例，但其中小齒輪42由線圈54替代，齒條50由電纜56，58替代。當(dāng)纏繞好線圈后，電纜56沿圓拱部分30的圓周邊緣導(dǎo)向，并固定在擋板裝置22的一端和線圈54的另一端60。類似地，當(dāng)纏繞好線圈后，電纜58沿圓拱部分30的圓周邊緣導(dǎo)向，并固定在擋板裝置22的相對一端和線圈54的另一端62?？捎脠A拱部分30上的槽或者其上的翼緣對電纜56，58進(jìn)行定位。通過軸38使線圈54旋轉(zhuǎn)，通過將電纜56從線圈54上展開，同時(shí)將電纜58纏繞在線圈54上，會(huì)使擋板裝置22提升，僅之亦然。線圈54非常接近于圓拱部分30，并受拉力，以保證電纜56，58不會(huì)從圓周的接觸面上突起，而且在該位置上使其力學(xué)優(yōu)勢得到最大的發(fā)揮。
圖6示出了類似于圖5的實(shí)施例，但其中僅有一條電纜64固定在圓拱部分30的每一端，而且固定在線圈54上。線圈54的旋轉(zhuǎn)將根據(jù)其旋轉(zhuǎn)的方向延長或縮短從線圈54處抽出的電纜64的相對的兩側(cè)邊。
圖7示出了類似于圖5的實(shí)施例，但其中僅有一條電纜66固定在圓拱部分30的每一端。電纜66在拉力的情況下纏繞在線圈54上，該力為一對可轉(zhuǎn)換成足夠摩擦力的力，以防止電纜66在線圈54上滑移。
圖8示出了類似于圖7的實(shí)施例，不同處在于線圈54由滑輪68替代，該滑輪由在受拉的情況下纏繞在中心線圈72上連續(xù)電纜70驅(qū)動(dòng)。中心線圈72由電動(dòng)機(jī)34驅(qū)動(dòng)。中心線圈72也可具有與相對的側(cè)板28配合的類似連續(xù)電纜74。
在圖5-8所示的實(shí)施例中，線圈54，72也可在轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中沿軸向移動(dòng)，以使電纜定位于沿線圈基本不變的軸向位置上。線圈54，72的這種軸向運(yùn)動(dòng)可使電纜在線圈54，72上平滑地纏繞或平滑地展開。
圖10示出了如何將圖1-9所示的提升機(jī)械裝置用于標(biāo)準(zhǔn)的放射狀閘門76上。放射閘門76具有部分圓柱形的板78，在其關(guān)閉位置，該圓柱形的板位于槽12的底壁17上。側(cè)支架80，82沿板78的相對周邊連接在整個(gè)放射狀閘門76上。在側(cè)支架80，82上的樞軸84，86與槽12的側(cè)壁14，16配合，以使放射狀的閘門76向上樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，并使水在其下流過。在板78的下邊緣和兩個(gè)圓周邊緣上設(shè)置有密封條(未示出)，以保證水沒有通過閘門滲漏。本實(shí)施例示出了使用圖5所示的提升機(jī)械裝置。電纜56，58固定在板78的每一端，并沿板78的外表面延伸。
圖11示出了如何將圖1-9所示的提升機(jī)械裝置用于標(biāo)準(zhǔn)的豎直滑動(dòng)閘門88上?；瑒?dòng)門90可在U形框架92中上、下移動(dòng)，該U形框架安裝在槽12的側(cè)壁14，16上?？蚣?2在槽12上延伸，以便當(dāng)框架完全升起時(shí)為滑動(dòng)門90提供滑軌。水可以流過框架92的底部和滑動(dòng)門90的底部之間的縫隙94。在框架92中設(shè)置有密封條(未示出)，以保證在閘門88處沒有滲漏。
圖12-14示出了與圖1和2相同的實(shí)施例，但是其中還帶有水流穩(wěn)定裝置96。在本實(shí)施例中，水流穩(wěn)定裝置96為沿底板24的整個(gè)寬度延伸的板98。板98由鉸鏈100樞軸地安裝在底板24上。一對延伸臂102(僅示出一個(gè))平行于槽12的底壁17延伸，并且與板98的寬度相等。一對桿或鏈條104樞軸地連接在各個(gè)延伸臂102的兩端和板98的自由邊106上。桿或鏈條104的長度與底板24的長度相等。由此底板24的側(cè)邊，板98，各個(gè)桿或鏈條104和各個(gè)延伸臂102形成可移動(dòng)的平行四邊形。當(dāng)?shù)装?4提升時(shí)，延伸臂102以平行于槽12的底壁17安裝時(shí)，板98也基本平行于底壁17。如果沒有板98，則水將流過底板24，并在離開底板24退出控制閘門處產(chǎn)生湍流。當(dāng)水流退出控制閘門時(shí)，板98將保持水在水平路徑上流動(dòng)。圖13和14分別示出了關(guān)閉狀態(tài)的水流速度和打開狀態(tài)的水流速度，并且從圖中可清楚地看到在任何流速中，都可保持水流的水平流動(dòng)路徑。當(dāng)水退出水流控制閘門時(shí)，板98可減少通常所預(yù)料到的湍流。
在圖15和16的實(shí)施例中示出了控制閘門10的裝配。外框架110替代了槽12中容納支架18的縫隙。外框架110為帶有豎直部分112，114和基底部分116的U形結(jié)構(gòu)。部分112，114，116具有U形構(gòu)形，并固定在槽12的側(cè)壁14，16和底壁17上?？赏ㄟ^緊固件，膠粘劑或任何其它適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行固定。外框架110可由硅型的密封件或其它防水介質(zhì)進(jìn)行灌漿和密封，以防止在槽12和外框架110之間有滲漏。支架18如前面所述具有樞軸連接在其上的擋板裝置22。本實(shí)施例中的支架18形成為中空的正方形或長方形部分，并具有連接在底臂122上的側(cè)臂118，120。支架18和外框架110的形狀不限于在最佳實(shí)施例中所示的形狀，它們可根據(jù)適當(dāng)?shù)男枰兓?br> 作為實(shí)例可選擇互鎖的突起形狀，圓形或矩形。密封條形成為連續(xù)的條安裝在側(cè)臂118，120和底臂122的內(nèi)部相對的表面。密封條32最好如124(圖17)所示在支架相對的邊緣上延伸。突緣124在外框架110和支架18之間提供密封，以防止它們之間有滲漏。密封條32可為任何適當(dāng)?shù)男螤?，而在最佳?shí)施例中具有一對平行的肋126，128，該肋對擋板裝置22提供非常有效的密封。雙肋為如圖18所示的擋板裝置22的樞軸點(diǎn)提供很好的雙重密封，并為側(cè)板26，28也提供很好的雙重密封。
在使用中，支架18和安裝在其上的擋板裝置22被導(dǎo)入豎直部分112，114的位置中，并被導(dǎo)入與基底部分116密封嚙合。突緣124可保證在外框架110和支架18之間沒有滲漏。隨后支架18與外框架110互鎖。如果需要修理擋板裝置22，或者需要安裝不同類型的擋板裝置(例如如圖10所示的放射狀閘門或如圖11所示的豎直滑動(dòng)控制閘門)，則很容易撤下支架110和擋板裝置22。
壓力感應(yīng)器130，132(圖15)位于控制閘門10的上游和下游，最好位于支架18上。在最佳實(shí)施例中，壓力感應(yīng)器130，132位于密封條32的最近的上游的點(diǎn)和密封條32的最近的下游的點(diǎn)，如肋126，128的兩側(cè)。這種類型的感應(yīng)器可變化以適合測量流速的特性，并且本發(fā)明不限于所采用的感應(yīng)器的類型、其位置或所用的感應(yīng)器數(shù)量。
圖19所示的實(shí)施例是圖1所示實(shí)施例的變型。在每個(gè)側(cè)板26，28的圓拱部分30上的附加彎曲翼緣板134，136改變通過控制閘門的流體流動(dòng)特性。彎曲翼緣板134，136垂直于側(cè)板26，28的平面安裝，并由此向內(nèi)延伸。流動(dòng)特性的改變可提高由壓力感應(yīng)器測量的壓力感應(yīng)度。
盡管描述的最佳實(shí)施例是關(guān)于水的流動(dòng)，但很顯然本發(fā)明適用于不同的流體和漿體。最佳實(shí)施例示出了采用一對小齒輪42或線圈54，本發(fā)明可采用一個(gè)或多于兩個(gè)的這種組合。采用一對小齒輪或線圈54為提升控制閘門提供了較好的平衡。側(cè)板26，28；80，82可由位于中心的板替代。在流體測量方法中，在支架18上具有壓力感應(yīng)器，但它們可定位在其它適當(dāng)?shù)奈恢靡赃m應(yīng)計(jì)算的需要。
下面具體參照附圖16描述另一個(gè)實(shí)施例，但并不限于該實(shí)施例。圖16中的壓力感應(yīng)器可省略，可采用測定流體速度的替代系統(tǒng)。電磁的或聲納的裝置屬于這種系統(tǒng)。電磁系統(tǒng)是指任何流過磁場的導(dǎo)電流體會(huì)感應(yīng)可測量的電壓。該方法基于感應(yīng)的Faraday規(guī)律。感應(yīng)電壓的振幅與流體的速率有關(guān)。通過閘門的流體流速來自于采用系統(tǒng)識別技術(shù)測量的數(shù)值。底板24和側(cè)板26，28可包含適當(dāng)?shù)难b置以感應(yīng)磁場，并測量出感應(yīng)的電壓。也可采用Doppler效應(yīng)或直接傳播的計(jì)時(shí)方法應(yīng)用聲納技術(shù)。在Doppler效應(yīng)方法中，在流動(dòng)的流體中發(fā)射一種聲音信號，并且測量流體部分所反射的信號頻率的改變。反射信號頻率改變的頻率分布與流體的速率有關(guān)。在直接傳播的計(jì)時(shí)方法中，在流動(dòng)的流體相對的邊界處設(shè)置有成對的發(fā)射和接收聲音感應(yīng)器。定位該感應(yīng)器，從而使它們之間的聲音路徑的方向指向發(fā)射到相對的感應(yīng)器的方向，并且還指向可接收相對的感應(yīng)器的信號的方向。這些感應(yīng)器的定位使它們之間的路徑與流體流動(dòng)方向成角度而不成直角。在信號傳播的兩個(gè)方向都測量時(shí)間。傳播時(shí)間的不同直接與兩個(gè)感應(yīng)點(diǎn)之間的流體的速度相關(guān)?？墒褂酶郊拥某蓪Φ母袘?yīng)器以體現(xiàn)流體速率的全貌。
所作的測量和系統(tǒng)識別方法的應(yīng)用將確定是否采用附加的感應(yīng)器。多個(gè)相同類型的不同感應(yīng)器或不同類型的感應(yīng)器可組合使用，它們具有提高流體速度測量值的運(yùn)算法則的潛力。一種類型的感應(yīng)器測量高速流體優(yōu)于測量低速流體，當(dāng)在系統(tǒng)識別的情況下應(yīng)用其相互關(guān)系時(shí)，使用不同的感應(yīng)器重量增加。如果需要，也可將圖20所示實(shí)施例的壓力感應(yīng)器與該系統(tǒng)構(gòu)成整體。
本領(lǐng)域所屬普通技術(shù)人員應(yīng)理解本發(fā)明還包含其它的變型，它們都在本發(fā)明的范疇和范圍之內(nèi)，本發(fā)明僅描述某些特殊的實(shí)施例，并通過實(shí)施例描述本發(fā)明顯著的特征。
權(quán)利要求
1.一種適于橫過流體槽安裝的控制閘門，所述控制閘門具有擋板裝置，該擋板裝置樞軸地安裝在流體槽的基底上或鄰近流體槽的基底，并且至少一個(gè)側(cè)板或中心板連接在所述擋板裝置上，與所述至少一個(gè)側(cè)板或中心板配合的驅(qū)動(dòng)裝置，以提升和降低所述擋板裝置，從而調(diào)節(jié)通過控制閘門的流體的流動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制閘門，其中所述至少一個(gè)側(cè)板或中心板具有與所述驅(qū)動(dòng)裝置配合的圓拱部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制閘門，其中所述驅(qū)動(dòng)裝置包括位于圓拱部分上的齒條或鏈條，它與驅(qū)動(dòng)小齒輪，蝸桿或鏈輪配合使用。
4.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的控制閘門，其中設(shè)置兩個(gè)所述側(cè)板，并且所述側(cè)板密封地與流體槽內(nèi)的支架嚙合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一所述的控制閘門，其中所述驅(qū)動(dòng)裝置包括與至少一條電纜配合的纏繞線圈，該電纜沿著或平行于所述圓拱部分，借此至少一個(gè)電纜纏繞在線圈上或從線圈上展開將導(dǎo)致控制閘門的移動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制閘門，其中所述纏繞線圈在旋轉(zhuǎn)的過程中也可軸向移動(dòng)，以使電纜在纏繞線圈上的基本連續(xù)的位置直接纏繞在纏繞線圈上，或從纏繞線圈上展開。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制閘門，其中所述圓拱部分可包括突出到流體內(nèi)的翼緣，以改變通過控制閘門的流體的流動(dòng)性質(zhì)。
8.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的控制閘門，其中還包括流體穩(wěn)定裝置，所述流體穩(wěn)定裝置包括與所述控制閘門樞軸連接的流動(dòng)方向板，所述流動(dòng)方向板適于使通過控制閘門的流體以基本平行于槽底壁的方向從控制閘門處排出。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制閘門，其中所述流動(dòng)方向板樞軸地連接在所述擋板裝置上，所述流體從流動(dòng)方向板上流過，并且流動(dòng)方向板相對所述槽底壁保持基本平行的配置。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的控制閘門，其中所述流動(dòng)方向板與固定在平行于所述槽底壁位置中的相對側(cè)邊形成平行四邊形的一側(cè)。
11.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的控制閘門，其中控制閘門具有適于固定在所述槽中的第一框架，滑動(dòng)地與第一框架配合的第二框架，所述擋板裝置樞軸地連接在第二框架上，在第二框架上具有密封件以提供至少一個(gè)側(cè)板和第二框架之間的密封。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的控制閘門，其中所述密封件為位于第二框架上或內(nèi)的連續(xù)密封件。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的控制閘門，其中所述連續(xù)密封件包括多個(gè)平行的鄰靠于所述擋板裝置的肋，以提供可靠的密封效果。
14.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的控制閘門，其中還包括用于在所述擋板的上游第一位置測量流體壓力的第一壓力感應(yīng)器，用于在所述擋板的下游第二位置測量流體壓力的第二壓力感應(yīng)器，用于測量所述擋板裝置張開位置的張開感應(yīng)器，和在所述測量數(shù)值的基礎(chǔ)上用運(yùn)算法則進(jìn)行計(jì)算的計(jì)算裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的控制閘門，其中應(yīng)用系統(tǒng)識別的方法確定運(yùn)算法則。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的控制閘門，其中用壓力，導(dǎo)磁性，聲納或其它適當(dāng)類型的感應(yīng)器、和/或不同感應(yīng)器的組合表示測量值。
17.一種控制閘門的提升裝置，它包括控制通過控制閘門的流體的可移動(dòng)的擋板裝置，所述提升裝置包括至少一個(gè)沿?fù)醢逖b置長度設(shè)置的嚙合裝置，和至少一個(gè)與所述至少一個(gè)嚙合裝置配合的驅(qū)動(dòng)裝置，以在所述至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置旋轉(zhuǎn)的情況下提升所述可移動(dòng)的擋板。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的提升裝置，其中所述至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置包括小齒輪，蝸桿驅(qū)動(dòng)器，鏈輪，線圈或滑輪，并且所述至少一個(gè)嚙合裝置包括齒條，鏈條或至少一條受拉的電纜。
19.一種用于控制擋板裝置位移的移動(dòng)裝置，所述移動(dòng)裝置包括至少一個(gè)設(shè)置在沿?fù)醢逖b置長度或側(cè)邊上的嚙合裝置，和至少一個(gè)與所述至少一個(gè)嚙合裝置配合的驅(qū)動(dòng)裝置，以便在至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置旋轉(zhuǎn)的情況下使擋板移動(dòng)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的移動(dòng)裝置，其中所述嚙合裝置為一對固定在至少一個(gè)呈線圈形式的驅(qū)動(dòng)裝置上的相對設(shè)置的電纜，所述電纜可纏繞在所述線圈上，并可從所述線圈上展開。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的移動(dòng)裝置，其中所述線圈在旋轉(zhuǎn)的過程中也可軸向移動(dòng)，以使電纜可直接纏繞在線圈上的基本連續(xù)的位置，并可從線圈上基本連續(xù)的位置處展開。
22.一種用于調(diào)節(jié)沿槽的流體流動(dòng)的控制閘門的流動(dòng)穩(wěn)定裝置，所述流動(dòng)穩(wěn)定裝置包括樞軸安裝在所述控制閘門上的流動(dòng)方向板，所述流動(dòng)方向板適于通過控制閘門的流體基本平行于槽底壁排出控制閘門。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的流動(dòng)穩(wěn)定裝置，其中所述流動(dòng)方向板樞軸地連接在可樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的板上，所述流體流過該板，并且所述流動(dòng)方向板相對于槽的底壁保持基本平行的位置。
24.根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的流動(dòng)穩(wěn)定裝置，其中所述流動(dòng)方向板形成為平行四邊形的一側(cè)，其相對邊固定在平行于槽底壁的位置中。
25.一種測量在槽中通過閘門的流體的流速的方法，所述方法包括下列步驟在閘門上游的第一位置測量流體的壓力，在閘門下游的第二位置測量流體的壓力，測量閘門的張開位置，并且在所述測量值的基礎(chǔ)上應(yīng)用運(yùn)算法則計(jì)算流速。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中在鄰近閘門處進(jìn)行測量。
27.根據(jù)權(quán)利要求25或26所述的方法，其中應(yīng)用系統(tǒng)識別的方法確定運(yùn)算法則。
28.一種測量在槽中通過閘門的流體的流速的裝置，所述裝置具有用于在閘門上游的第一位置處測量流體壓力的第一壓力感應(yīng)器，用于在閘門下游的第二位置處測量流體壓力的第二壓力感應(yīng)器，用于測量閘門張開位置的張開感應(yīng)器，和在所述測量值的基礎(chǔ)上應(yīng)用運(yùn)算法則計(jì)算流速的裝置。
29.一種適于橫過流體槽安裝的控制閘門，所述控制閘門具有適于固定在所述槽中的第一框架，滑動(dòng)地與所述第一框架配合的第二框架，所述第二框架包括用于控制所通過流體的閘門，在第二框架上的密封件，以在所述閘門與第二框架和之間進(jìn)行密封。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的控制閘門，其中所述密封件為位于第二框架上或內(nèi)部的連續(xù)的密封件。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的控制閘門，其中所述連續(xù)的密封件包括多個(gè)鄰靠在閘門處的平行肋，以達(dá)到可靠的密封效果。
32.一種測量在槽中通過閘門的流體的流速的方法，所述方法包括下列步驟在閘門中或鄰近閘門處設(shè)置至少一個(gè)感應(yīng)器，測量從該至少一個(gè)感應(yīng)器中的輸出，在所述測量值的基礎(chǔ)上應(yīng)用運(yùn)算法則計(jì)算通過閘門的流體的流速。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中應(yīng)用系統(tǒng)識別的方法確定所述運(yùn)算法則。
34.根據(jù)權(quán)利要求32或33所述的方法，其中所述測量值用壓力，導(dǎo)磁性，聲納或其它適當(dāng)類型的感應(yīng)器、和/或不同感應(yīng)器的組合表示。
35.根據(jù)權(quán)利要求32-34中任一所述的方法，其中也測量所述閘門張開的位置，并且該測量值也包含在運(yùn)算法則的確定中。
全文摘要
本發(fā)明提供一種適于橫過流體槽(12)安裝的控制閘門(10)?？刂崎l門(10)具有樞軸安裝在流體槽(12)基底(20)處、或鄰近在該處的擋板裝置(22)，并且至少一個(gè)側(cè)板(26)連接在擋板裝置(22)上。驅(qū)動(dòng)裝置(34)與至少一個(gè)側(cè)板(26)或中心板配合，以提升和降低擋板裝置(22)，從而調(diào)節(jié)通過閘門(10)的流體的流動(dòng)。本發(fā)明還描述了一種測量通過閘門流體的流速的方法。
文檔編號E02B7/44GK1952268SQ20061007530
公開日2007年4月25日 申請日期2001年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月21日
發(fā)明者戴維·奧頓, 艾文·馬里爾斯, 埃里克·韋耶 申請人:魯比康研究有限公司