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。
背景技術(shù):
在儲(chǔ)水池、中小型水庫(kù)常常會(huì)用到閘門以調(diào)節(jié)水位,部分閘門采取人工方式開啟或關(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;另外部分閘門采取增加傳感器與控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開啟或關(guān)閉。但此種方式需要投入的成本較高;專利cn2259433y公布了一種自動(dòng)開關(guān)水閘,其通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使水閘不依賴電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開關(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)定水位的閘門開度,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。
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,包含閘門框,在閘門框上設(shè)有轉(zhuǎn)軸,所述轉(zhuǎn)軸豎直的設(shè)于閘門框內(nèi),且將閘門框分為面積不相等的寬部與窄部;在寬部一側(cè)于閘門框的底部至閘門框內(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;旋轉(zhuǎn)門在轉(zhuǎn)軸靠寬部一側(cè)的門面形狀與寬部在水壩上方的形狀匹配,旋轉(zhuǎn)門在轉(zhuǎn)軸靠窄部一側(cè)的門面形狀與窄部的形狀匹配;在閘門框的內(nèi)側(cè)設(shè)有擋板,用于限制旋轉(zhuǎn)門的旋轉(zhuǎn)范圍,并使旋轉(zhuǎn)門的其中一個(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)門產(chǎn)生方向相反的推動(dòng)力,以獲得自動(dòng)開啟或關(guān)閉旋轉(zhuǎn)門的綠色動(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、閘門能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)打開、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)整不同水位的閘門開度。
附圖說(shuō)明
圖1為實(shí)施例中閘門主體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為實(shí)施例中旋轉(zhuǎn)門打開狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為實(shí)施例中旋轉(zhuǎn)門關(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,如圖1所示,包含閘門框1,在閘門框上設(shè)有轉(zhuǎn)軸2,所述轉(zhuǎn)軸豎直的設(shè)于閘門框1內(nèi),且將閘門框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)于閘門框的底部至閘門框內(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6;旋轉(zhuǎn)門6在轉(zhuǎn)軸2靠寬部4一側(cè)的門面形狀與寬部4在水壩3上方的形狀匹配,旋轉(zhuǎn)門6在轉(zhuǎn)軸2靠窄部5一側(cè)的門面形狀與窄部的形狀匹配;在閘門框1的內(nèi)側(cè)設(shè)有擋板,用于限制旋轉(zhuǎn)門的旋轉(zhuǎn)范圍,并使旋轉(zhuǎn)門的其中一個(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5一端的閘門框1內(nèi);第一限位擋板7的長(zhǎng)度不小于旋轉(zhuǎn)門在寬部一側(cè)門面高度的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,且其一端靠閘門框1的底部;所述第一限位擋板7設(shè)置在閘門框靠迎水面的一側(cè),第二限位擋板8設(shè)置在閘門框靠背水面的一側(cè),從而使得擋板能夠有效對(duì)于閘門限位。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)整在閘門處于關(guān)閉狀態(tài)下的溢流大小。
在旋轉(zhuǎn)門6于寬部4一側(cè)的門面上豎直的設(shè)有助力擋水板9,助力擋水板的平面9與旋轉(zhuǎn)門的門面相垂直,所述助力擋水板的面積在旋轉(zhuǎn)門于轉(zhuǎn)軸靠寬部一側(cè)門面的面積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6打開時(shí),其在轉(zhuǎn)軸兩側(cè)門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6的打開過(guò)程中其迎水面積卻逐漸加大,從而可輔助旋轉(zhuǎn)門6穩(wěn)定打開;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)門產(chǎn)生方向相反的推動(dòng)力,以獲得自動(dòng)開啟或關(guān)閉旋轉(zhuǎn)門的綠色動(dòng)力源;并在擋板的作用下實(shí)現(xiàn)對(duì)于旋轉(zhuǎn)門的有效限位及主體水流的防漏。另外,當(dāng)整體閘門框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。