本發(fā)明涉及水閘領(lǐng)域，具體涉及一種水位自動(dòng)調(diào)控閘門(mén)。

背景技術(shù)：

在儲(chǔ)水池、中小型水庫(kù)常常會(huì)用到閘門(mén)以調(diào)節(jié)水位，部分閘門(mén)采取人工方式開(kāi)啟或關(guān)閉作用，但此種方式費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且調(diào)控水位時(shí)的執(zhí)行效率較低；另外部分閘門(mén)采取增加傳感器與控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)啟或關(guān)閉。但此種方式需要投入的成本較高；專(zhuān)利cn2259433y公布了一種自動(dòng)開(kāi)關(guān)水閘，其通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使水閘不依賴(lài)電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)關(guān)的功能，但其結(jié)構(gòu)仍較復(fù)雜，施工難度較大，不便于施工設(shè)計(jì)，且在完成施工后，不利于調(diào)整設(shè)定水位的閘門(mén)開(kāi)度，為了解決以上問(wèn)題，有必要進(jìn)行深入研究。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足，本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于施工的水位自動(dòng)調(diào)控閘門(mén)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：

一種水位自動(dòng)調(diào)控閘門(mén)，包含閘門(mén)框，在閘門(mén)框上設(shè)有轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸豎直的設(shè)于閘門(mén)框內(nèi)，且將閘門(mén)框分為面積不相等的寬部與窄部；在寬部一側(cè)于閘門(mén)框的底部至閘門(mén)框內(nèi)設(shè)有與寬部的寬度尺寸匹配的水壩；在轉(zhuǎn)軸上還包含有繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)門(mén)；旋轉(zhuǎn)門(mén)在轉(zhuǎn)軸靠寬部一側(cè)的門(mén)面形狀與寬部在水壩上方的形狀匹配，旋轉(zhuǎn)門(mén)在轉(zhuǎn)軸靠窄部一側(cè)的門(mén)面形狀與窄部的形狀匹配；在閘門(mén)框的內(nèi)側(cè)設(shè)有擋板，用于限制旋轉(zhuǎn)門(mén)的旋轉(zhuǎn)范圍，并使旋轉(zhuǎn)門(mén)的其中一個(gè)旋轉(zhuǎn)限位點(diǎn)對(duì)應(yīng)設(shè)置在旋轉(zhuǎn)門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)的位置。

由于窄部相比寬部的出水位要低，根據(jù)物理原理，水壓跟水的深度有關(guān)，因此窄部底端的水壓要大于寬部底端的水壓，故窄部底端的水流速度相比寬部底端的水流速度要快；另一方面，基于伯努利原理，在切面小的地方則流體速度快、壓強(qiáng)小，切面大的地方則流體速度慢、壓強(qiáng)大；由此，本發(fā)明通過(guò)寬部、窄部以及水壩的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得窄部的橫截切面小，水流速度快，壓強(qiáng)小，寬部的水流速度慢，壓強(qiáng)大；當(dāng)水位較低時(shí)，窄部的水流作用在旋轉(zhuǎn)門(mén)上的面積較大，與水流作用壓強(qiáng)的乘積值(即壓力)也較大，當(dāng)水位較高時(shí)，則寬部的水流作用在旋轉(zhuǎn)門(mén)上的面積與水流作用壓強(qiáng)的乘積較大；所以，在水位不同時(shí)，旋轉(zhuǎn)門(mén)在寬部側(cè)、窄部側(cè)所受到的壓力大小會(huì)發(fā)生改變，從而相應(yīng)的對(duì)旋轉(zhuǎn)門(mén)產(chǎn)生方向相反的推動(dòng)力，以獲得自動(dòng)開(kāi)啟或關(guān)閉旋轉(zhuǎn)門(mén)的綠色動(dòng)力源；并在擋板的作用下實(shí)現(xiàn)對(duì)于旋轉(zhuǎn)門(mén)的有效限位及主體水流的防漏。

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果：

⑴、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，便于推廣；

⑵、閘門(mén)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)打開(kāi)、關(guān)閉以調(diào)控水位；

⑶、根據(jù)水壩的高度、寬部與窄部的比例選擇能夠適于不同水位調(diào)控需求，應(yīng)用廣泛；

⑷、通過(guò)助力擋水板的設(shè)計(jì)能夠調(diào)整不同水位的閘門(mén)開(kāi)度。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例中閘門(mén)主體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為實(shí)施例中旋轉(zhuǎn)門(mén)打開(kāi)狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為實(shí)施例中旋轉(zhuǎn)門(mén)關(guān)閉狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)一步說(shuō)明。

一種水位自動(dòng)調(diào)控閘門(mén)，如圖1所示，包含閘門(mén)框1，在閘門(mén)框上設(shè)有轉(zhuǎn)軸2，所述轉(zhuǎn)軸豎直的設(shè)于閘門(mén)框1內(nèi)，且將閘門(mén)框1分為面積不相等的寬部4與窄部5；窄部5與寬部4的寬度比例在1/10～9/10之間；在寬部4一側(cè)于閘門(mén)框的底部至閘門(mén)框內(nèi)設(shè)有與寬部4的寬度尺寸匹配的水壩3；水壩3的高度在閘門(mén)框1高度的1/10～7/10之間；如圖2，圖3所示，在轉(zhuǎn)軸2上還包含有繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)門(mén)6；旋轉(zhuǎn)門(mén)6在轉(zhuǎn)軸2靠寬部4一側(cè)的門(mén)面形狀與寬部4在水壩3上方的形狀匹配，旋轉(zhuǎn)門(mén)6在轉(zhuǎn)軸2靠窄部5一側(cè)的門(mén)面形狀與窄部的形狀匹配；在閘門(mén)框1的內(nèi)側(cè)設(shè)有擋板，用于限制旋轉(zhuǎn)門(mén)的旋轉(zhuǎn)范圍，并使旋轉(zhuǎn)門(mén)的其中一個(gè)旋轉(zhuǎn)限位點(diǎn)對(duì)應(yīng)設(shè)置在旋轉(zhuǎn)門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)的位置；所述擋板包含第一限位擋板7和第二限位擋板8；第一限位擋板7呈長(zhǎng)條形，并豎直的固定在寬部4遠(yuǎn)離窄部5一端的閘門(mén)框1內(nèi)；第一限位擋板7的長(zhǎng)度不小于旋轉(zhuǎn)門(mén)在寬部一側(cè)門(mén)面高度的1/2，且其一端靠水壩3上表面；第二限位擋板8呈長(zhǎng)條形，并豎直的固定在窄部5遠(yuǎn)離寬部4一端的閘門(mén)框1內(nèi)；第二限位擋板8的長(zhǎng)度不小于窄部5高度的1/2，且其一端靠閘門(mén)框1的底部；所述第一限位擋板7設(shè)置在閘門(mén)框靠迎水面的一側(cè)，第二限位擋板8設(shè)置在閘門(mén)框靠背水面的一側(cè)，從而使得擋板能夠有效對(duì)于閘門(mén)限位。通過(guò)第一限位擋板7、第二限位擋板8的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)，可調(diào)整在閘門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)下的溢流大小。

在旋轉(zhuǎn)門(mén)6于寬部4一側(cè)的門(mén)面上豎直的設(shè)有助力擋水板9，助力擋水板的平面9與旋轉(zhuǎn)門(mén)的門(mén)面相垂直，所述助力擋水板的面積在旋轉(zhuǎn)門(mén)于轉(zhuǎn)軸靠寬部一側(cè)門(mén)面的面積1/400～1/4之間，且助力擋水板9的設(shè)置位置越靠近旋轉(zhuǎn)門(mén)6的側(cè)邊則其作用力矩越大，助力擋水板9的下端越靠近水壩3則其作用水位越低，在水位較高時(shí)，迎水面積越大；在旋轉(zhuǎn)門(mén)6打開(kāi)時(shí)，其在轉(zhuǎn)軸兩側(cè)門(mén)面的正迎水面投影面積都將減小，壓力差值逐漸減小，而助力擋水板9在旋轉(zhuǎn)門(mén)6的打開(kāi)過(guò)程中其迎水面積卻逐漸加大，從而可輔助旋轉(zhuǎn)門(mén)6穩(wěn)定打開(kāi)；通過(guò)設(shè)計(jì)助力擋水板9的面積及其設(shè)置位置，結(jié)合水流情況，可獲得所需要的助力大小。

本實(shí)施例通過(guò)寬部、窄部的寬窄比例，并結(jié)合水壩的高度設(shè)計(jì)，可改變水的流速、壓強(qiáng)和對(duì)旋轉(zhuǎn)門(mén)的作用力；由于窄部相比寬部的出水位要低，根據(jù)物理原理，水壓跟水的深度有關(guān)，因此窄部底端的水壓要大于寬部底端的水壓，故窄部底端的水流速度相比寬部底端的水流速度要快；另一方面，窄部的橫截切面小，水流速度快，壓強(qiáng)小，寬部的水流速度慢，壓強(qiáng)大；當(dāng)水位較低時(shí)，窄部的水流作用在旋轉(zhuǎn)門(mén)上的面積較大，與水流作用壓強(qiáng)的乘積值(即壓力)也較大，當(dāng)水位較高時(shí)，則寬部的水流作用在旋轉(zhuǎn)門(mén)上的面積與水流作用壓強(qiáng)的乘積較大；所以，在水位不同時(shí)，旋轉(zhuǎn)門(mén)在寬部側(cè)、窄部側(cè)所受到的壓力大小會(huì)發(fā)生改變，從而相應(yīng)的對(duì)旋轉(zhuǎn)門(mén)產(chǎn)生方向相反的推動(dòng)力，以獲得自動(dòng)開(kāi)啟或關(guān)閉旋轉(zhuǎn)門(mén)的綠色動(dòng)力源；并在擋板的作用下實(shí)現(xiàn)對(duì)于旋轉(zhuǎn)門(mén)的有效限位及主體水流的防漏。另外，當(dāng)整體閘門(mén)框1及水壩3完成后，通過(guò)助力擋水板9的位置更改也可方便的調(diào)整其在不同水位的開(kāi)度大小，靈活性更高。

最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種水位自動(dòng)調(diào)控閘門(mén)，包含閘門(mén)框，在閘門(mén)框上設(shè)有轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸豎直的設(shè)于閘門(mén)框內(nèi)，且將閘門(mén)框分為面積不相等的寬部與窄部；在寬部一側(cè)于閘門(mén)框的底部至閘門(mén)框內(nèi)設(shè)有與寬部的寬度尺寸匹配的水壩；在轉(zhuǎn)軸上還包含有繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)門(mén)；旋轉(zhuǎn)門(mén)在轉(zhuǎn)軸靠寬部一側(cè)的門(mén)面形狀與寬部在水壩上方的形狀匹配，旋轉(zhuǎn)門(mén)在轉(zhuǎn)軸靠窄部一側(cè)的門(mén)面形狀與窄部的形狀匹配；在閘門(mén)框的內(nèi)側(cè)設(shè)有擋板，用于限制旋轉(zhuǎn)門(mén)的旋轉(zhuǎn)范圍，并使旋轉(zhuǎn)門(mén)的其中一個(gè)旋轉(zhuǎn)限位點(diǎn)對(duì)應(yīng)設(shè)置在旋轉(zhuǎn)門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)的位置。本發(fā)明的有益效果在于：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，便于推廣；閘門(mén)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)打開(kāi)、關(guān)閉以調(diào)控水位。

技術(shù)研發(fā)人員：榮勁越;楊智麟;陳萬(wàn)明
受保護(hù)的技術(shù)使用者：陳萬(wàn)明
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.29
技術(shù)公布日：2017.09.01