一种水利水电闸门提升装置 |
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| 申请号 | CN202211189276.X | 申请日 | 2022-09-28 | 公开(公告)号 | CN115369808A | 公开(公告)日 | 2022-11-22 |
| 申请人 | 三峡大学; | 发明人 | 李新哲; 孙旭曙; 朱忠荣; 刘娟; | ||||
| 摘要 | 本 发明 属于 水 利 水电 技术领域，尤其涉及一种水利水电闸 门 提升装置，包括坝基主体，坝基主体的底部开设有泄洪涵洞，泄洪涵洞的内相对 侧壁 上部竖向滑动连接有升降闸门，泄洪涵洞的内相对侧壁下部横向滑动连接有两组排泥闸门，两组排泥闸门滑动方向相反，升降闸门的底部与两组排泥闸门的顶部对应设置，坝基主体内固定连接有 基座 ，基座上连接有依次开启两组排泥闸门与升降闸门的牵引机构；第一驱动单元用于依次牵引两组排泥闸门与升降闸门，第二驱动单元用于关闭两组排泥闸门，升降闸门的两侧与第一驱动单元之间分别设置有缓冲部。本 申请 能够减轻动 力 设备的牵引压力，有效保证设备的使用寿命，并进行分级泄洪，有效提高排泥和排水的效率。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种水利水电闸门提升装置，包括坝基主体(1)，所述坝基主体(1)的底部开设有泄洪涵洞(29)，其特征在于：所述泄洪涵洞(29)的内相对侧壁上部竖向滑动连接有升降闸门(3)，所述泄洪涵洞(29)的内相对侧壁下部横向滑动连接有两组排泥闸门(2)，两组所述排泥闸门(2)滑动方向相反，所述升降闸门(3)的底部与两组所述排泥闸门(2)的顶部对应设置，所述坝基主体(1)内固定连接有基座(7)，所述基座(7)上连接有依次开启两组所述排泥闸门(2)与所述升降闸门(3)的牵引机构； |
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| 说明书全文 | 一种水利水电闸门提升装置技术领域[0001] 本发明属于水利水电技术领域，尤其涉及一种水利水电闸门提升装置。 背景技术[0002] 水利水电闸门是水工建筑物的重要组成部分之一，它可以根据需要来封闭建筑物的孔口，也可全部或局部开启孔口，用于调节上下游水位和流量，从而获得防洪、灌溉、供水、发电、通航、过木过筏等效益，还可用于排除漂浮物、泥沙、冰块等，或者为相关建筑物和设备的检修提供了必要条件。闸门可用以拦截水流，控制水位、调节流量、排放泥沙和飘浮物等，闸门在水利工程中起到了至关重要的作用，在闸门中需要提升装置来控制闸门的升 降。现有的闸门大多为提升式，闸门在被向上牵引过程中，驱动电机承受较大压力，对电机的要求很高，给运行维护带来很多不便；还有的闸门为了避免上述问题，采用横向牵引的方式，减小了牵引力；但是，横向的闸门打开后，水和泥沙同时释放，对于只需要清理泥沙的情况，泄洪效率低，会带走大量的蓄水，无法达到准确的泄洪目的；因此，亟需一种减轻动力设备的牵引压力，有效保证设备的使用寿命，并进行分级泄洪，有效提高排泥和排水效率的水利水电闸门提升装置。 发明内容[0003] 本发明的目的是提供一种水利水电闸门提升装置，以解决上述问题，达到提高泄洪效率的目的。 [0004] 为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种水利水电闸门提升装置，包括坝基主体，所述坝基主体的底部开设有泄洪涵洞，所述泄洪涵洞的内相对侧壁上部竖向滑动连接有升降闸门，所述泄洪涵洞的内相对侧壁下部横向滑动连接有两组排泥闸门，两组所述 排泥闸门滑动方向相反，所述升降闸门的底部与两组所述排泥闸门的顶部对应设置，所述 坝基主体内固定连接有基座，所述基座上连接有依次开启两组所述排泥闸门与所述升降闸 门的牵引机构； [0005] 所述牵引机构包括第一驱动单元和第二驱动单元，所述第一驱动单元用于依次牵引所述两组所述排泥闸门与所述升降闸门，所述第二驱动单元用于关闭两组所述排泥闸 门，所述升降闸门的两侧与所述第一驱动单元之间分别设置有缓冲部。 [0006] 优选的，所述第一驱动单元包括固定连接在所述基座上方的伺服电机、同轴心固定连接在所述伺服电机旋转轴上的第一绕线轮、固定连接在所述升降闸门两侧顶部的固定 块、绕接在所述第一绕线轮外侧的两组第一钢绳、固定连接在所述排泥闸门靠近所述坝基 主体一侧的第二钢绳、连接在所述第一钢绳与所述第二钢绳之间的调节部，所述第一钢绳 远离所述第一绕线轮的一端穿过所述固定块且还绕接在所述调节部上，所述第二钢绳远离 所述排泥闸门的一端绕接在所述调节部上，两组所述第一钢绳的中端固定连接有驱动块， 所述驱动块对应位于所述固定块的下方，所述缓冲部设置在所述驱动块与所述升降闸门之 间。 [0007] 优选的，所述第二驱动单元包括开设在所述坝基主体内的空腔、连接在所述空腔内侧底部的执行电机、转动连接在所述空腔内的齿轮、固定连接在所述排泥闸门靠近所述 泄洪涵洞内壁一侧的齿板、开设在所述空腔侧壁上的第一滑槽，所述执行电机通过所述调 节部与所述齿轮传动连接，所述齿轮啮合在所述齿板的顶面，所述排泥闸门滑动连接在所 述空腔的底面，所述齿板与所述第一滑槽对应设置且相适配。 [0008] 优选的，所述调节部包括固定连接在所述空腔内的液压缸、滑动连接在所述空腔内的滑板、转动连接在所述空腔内的第二绕线轮与第三绕线轮、与所述执行电机的旋转轴 同轴心固定连接的驱动轴，所述液压缸的伸缩端固定连接在所述滑板的一侧，所述滑板沿 所述液压缸的伸缩方向移动，所述第二绕线轮键连接在所述执行电机的旋转轴上，所述驱 动轴位于所述第二绕线轮远离所述执行电机的一侧，所述第三绕线轮同轴心位于所述第二 绕线轮与所述齿轮之间，所述驱动轴分别与所述第三绕线轮、齿轮对应设置且还相适配，所述第一钢绳远离所述伺服电机的一端绕接在所述第二绕线轮上，所述第二钢绳远离所述排 泥闸门的一端绕接在所述第三绕线轮上。 [0009] 优选的，所述驱动轴包括第一传动轴与第二传动轴所述第一传动轴与所述执行电机的旋转轴同轴心固定连接，所述第二传动轴同轴心固定连接在所述第一传动轴远离所述 执行电机的一端，所述第一传动轴的外径与所述第三绕线轮的内径相适配，所述第二传动 轴的外径与所述齿轮的内径相适配。 [0010] 优选的，所述缓冲部包括水平开设在所述升降闸门内侧顶部的缓冲槽、滑动连接在所述缓冲槽内的滑动销、固定连接在所述缓冲槽侧壁与所述滑动销一端的弹簧、竖向开 设在所述固定块内的第二滑槽、固定连接在所述驱动块顶部的固定销，所述滑动销远离所 述弹簧的一端垂直伸入所述第二滑槽内且还与所述固定销的顶端对应设置。 [0011] 优选的，两组所述排泥闸门的顶面沿滑动方向分别固定连接有限位凸起，两组所述排泥闸门的相对侧面分别设置有所述限位凸起与限位凹槽，所述限位凸起与所述限位凹 槽相适配，所述升降闸门的底部开设有若干所述限位凹槽，所述升降闸门底部的所述限位 凹槽与所述排泥闸门的顶面的所述限位凸起对应设置。 [0012] 优选的，所述坝基主体与所述空腔内分别转动连接有若干滑轮，所述第一钢绳与所述第二钢绳分别绕过对应的若干所述滑轮。 [0013] 本发明具有如下技术效果：两组排泥闸门的主要作用是用来释放水底的齿泥沙，然后打开升降闸门，同时释放水和泥沙，当不需要释放水的情况下，只需要打开两组排泥闸门即可；第一驱动单元的主要作用是首先打开两组排泥闸门，然后打开升降闸门，升降闸门在重力作用下自行关闭，两组排泥闸门通过第二驱动单元关闭；一方面可以在只需要清理 齿泥沙时打开两组排泥闸门，比竖向花费更少的牵引力，一方面可以减轻第一驱动单元只 通过竖向牵引打开泄洪涵洞的压力，另一方面可以将可以选择性的进行排泥或排水，在省 力的情况下，达到较高的泄洪效率；整体上，本申请能够减轻动力设备的牵引压力，有效保证设备的使用寿命，并进行分级泄洪，有效提高排泥和排水的效率。 附图说明 [0014] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施 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。 [0015] 图1为本发明泄洪涵洞关闭状态示意图； [0016] 图2为本发明牵引机构结构示意图； [0017] 图3为本发明调节部示意图； [0018] 图4为本发明第三绕线轮传动状态示意图； [0019] 图5为本发明排泥闸门俯视状态示意图； [0020] 其中，1、坝基主体；2、排泥闸门；3、升降闸门；4、驱动块；5、第一钢绳；6、固定块；7、基座；8、伺服电机；9、第一绕线轮；10、第二钢绳；11、第一滑槽；12、齿板；13、齿轮；14、空腔；15、固定销；16、弹簧；17、滑动销；18、第二滑槽；19、放置腔；20、限位凸起；21、液压缸；22、滑板；23、执行电机；24、第二绕线轮；25、第一传动轴；26、第二传动轴；27、第三绕线轮；28、滑轮；29、泄洪涵洞。 具体实施方式[0021] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。 [0022] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。 [0023] 参照图1‑5所示，本发明提供了一种水利水电闸门提升装置，包括坝基主体1，坝基主体1的底部开设有泄洪涵洞29，泄洪涵洞29的内相对侧壁上部竖向滑动连接有升降闸门3，泄洪涵洞29的内相对侧壁下部横向滑动连接有两组排泥闸门2，两组排泥闸门2滑动方向相反，升降闸门3的底部与两组排泥闸门2的顶部对应设置，坝基主体1内固定连接有基座7，基座7上连接有依次开启两组排泥闸门2与升降闸门3的牵引机构； [0024] 牵引机构包括第一驱动单元和第二驱动单元，第一驱动单元用于依次牵引两组排泥闸门2与升降闸门3，第二驱动单元用于关闭两组排泥闸门2，升降闸门3的两侧与第一驱 动单元之间分别设置有缓冲部。 [0025] 两组排泥闸门2的主要作用是用来释放水底的齿泥沙，然后打开升降闸门3，同时释放水和泥沙，当不需要释放水的情况下，只需要打开两组排泥闸门2即可；第一驱动单元的主要作用是首先打开两组排泥闸门2，然后打开升降闸门3，升降闸门3在重力作用下自行关闭，两组排泥闸门2通过第二驱动单元关闭；一方面可以在只需要清理齿泥沙时打开两组排泥闸门2，比竖向花费更少的牵引力，一方面可以减轻第一驱动单元只通过竖向牵引打开泄洪涵洞29的压力，另一方面可以将可以选择性的进行排泥或排水，在省力的情况下，达到较高的泄洪效率；整体上，本申请能够减轻动力设备的牵引压力，有效保证设备的使用寿 命，并进行分级泄洪，有效提高排泥和排水的效率。 [0026] 进一步优化方案，第一驱动单元包括固定连接在基座7上方的伺服电机8、同轴心固定连接在伺服电机8旋转轴上的第一绕线轮9、固定连接在升降闸门3两侧顶部的固定块 6、绕接在第一绕线轮9外侧的两组第一钢绳5、固定连接在排泥闸门2靠近坝基主体1一侧的第二钢绳10、连接在第一钢绳5与第二钢绳10之间的调节部，第一钢绳5远离第一绕线轮9的一端穿过固定块6且还绕接在调节部上，第二钢绳10远离排泥闸门2的一端绕接在调节部 上，两组第一钢绳5的中端固定连接有驱动块4，驱动块4对应位于固定块6的下方，缓冲部设置在驱动块4与升降闸门3之间。 [0027] 初始状态下，升降闸门3与两组排泥闸门2分别为关闭状态；通过启动伺服电机8，带动两组第一钢绳5分别同向缠绕在第一绕线轮9上，第一钢绳5带动驱动块4竖向上升，第 一钢绳5通过调节部牵引第二钢绳10，进而带动两组排泥闸门2向背离侧移动，直至驱动块4位于在固定块6的下方，此时，两组排泥闸门2完全打开，通过调节部，第一钢绳5与第二钢绳 10脱离；当驱动块4抵接在固定块6的下方，固定块6触发缓冲部，可以有效缓解升降闸门3对伺服电机8的反作用力，一定程度上保证伺服电机8的使用寿命；当第一钢绳5带动驱动块4 继续上升，驱动块4向上推动固定块6，从而带动升降闸门3上移，逐渐打开泄洪涵洞29；当完成泄洪，需要关闭泄洪涵洞29时，反向启动伺服电机8，逐渐释放两组第一钢绳5，在重力作用下，升降闸门3逐渐下移，驱动块4脱离缓冲部和固定块6；第二驱动单元驱动排泥闸门2关闭泄洪涵洞29底部。 [0028] 进一步优化方案，第二驱动单元包括开设在坝基主体1内的空腔14、连接在空腔14内侧底部的执行电机23、转动连接在空腔14内的齿轮13、固定连接在排泥闸门2靠近泄洪涵洞29内壁一侧的齿板12、开设在空腔14侧壁上的第一滑槽11，执行电机23通过调节部与齿 轮13传动连接，齿轮13啮合在齿板12的顶面，排泥闸门2滑动连接在空腔14的底面，齿板12与第一滑槽11对应设置且相适配。 [0030] 进一步优化方案，调节部包括固定连接在空腔14内的液压缸21、滑动连接在空腔14内的滑板22、转动连接在空腔14内的第二绕线轮24与第三绕线轮27、与执行电机23的旋 转轴同轴心固定连接的驱动轴，液压缸21的伸缩端固定连接在滑板22的一侧，滑板22沿液 压缸21的伸缩方向移动，第二绕线轮24键连接在执行电机23的旋转轴上，驱动轴位于第二 绕线轮24远离执行电机23的一侧，第三绕线轮27同轴心位于第二绕线轮24与齿轮13之间， 驱动轴分别与第三绕线轮27、齿轮13对应设置且还相适配，第一钢绳5远离伺服电机8的一 端绕接在第二绕线轮24上，第二钢绳10远离排泥闸门2的一端绕接在第三绕线轮27上。 [0031] 当升降闸门3随第一钢绳5牵引而上升时，液压缸21为伸长状态，推动执行电机23至驱动轴与第三绕线轮27内侧啮合状态，随着第一钢绳5持续被牵引，带动第三绕线轮27转动，收拢第二钢绳10，此时两组排泥闸门2向背离侧移动，逐渐被打开；当两组排泥闸门2完全打开，即驱动块4刚好位于固定块6的下方，此时反向启动液压缸21并缩短，第二绕线轮24脱离第三绕线轮27，不与第三绕线轮27传动，随着第一钢绳5被伺服电机8牵引，第二绕线轮 24开始释放第一钢绳5，此时执行电机23未启动，空转；当升降闸门3根据重力开始下降，伺服电机8反转，释放第一钢绳5，此时齿轮13并未被驱动，液压缸21为收缩状态，此时，执行电机23带动第二绕线轮24转动，即收拢第一钢绳5，当第一钢绳5收拢至驱动块4刚好位于固定块6的下方，脱离缓冲部，执行电机23关闭，此时启动液压缸21并伸长，直至驱动轴同时与第三绕线轮27、齿轮13内侧啮合，启动执行电机23，驱动齿轮13并与齿板12啮合，带动两组排泥闸门2沿相对方向移动的同时，第三绕线轮27释放第二钢绳10，此时驱动块4在重力作用 下继续下移，第三绕线轮27释放第二钢绳10的同时第二绕线轮24收拢第一钢绳5。 [0032] 进一步优化方案，驱动轴包括第一传动轴25与第二传动轴26第一传动轴25与执行电机23的旋转轴同轴心固定连接，第二传动轴26同轴心固定连接在第一传动轴25远离执行 电机23的一端，第一传动轴25的外径与第三绕线轮27的内径相适配，第二传动轴26的外径 与齿轮13的内径相适配。 [0033] 第二传动轴26穿过第三绕线轮27且啮合，第二传动轴26穿入齿轮13且啮合。 [0034] 进一步优化方案，缓冲部包括水平开设在升降闸门3内侧顶部的缓冲槽、滑动连接在缓冲槽内的滑动销17、固定连接在缓冲槽侧壁与滑动销17一端的弹簧16、竖向开设在固 定块6内的第二滑槽18、固定连接在驱动块4顶部的固定销15，滑动销17远离弹簧16的一端 垂直伸入第二滑槽18内且还与固定销15的顶端对应设置。 [0035] 初始状态，弹簧16为自由状态，当驱动块4上移，固定销15顶部锥面推动滑动销17的一端锥面，推动滑动销17克服弹簧16的弹力，弹簧16被压缩，在弹簧16被压缩的过程中，升降闸门3承受部分驱动块4向上的牵引力，驱动块4克服部分升降闸门3的重力，能够有效 减轻伺服电机8的运行压力。 [0036] 进一步优化方案，两组排泥闸门2的顶面沿滑动方向分别固定连接有限位凸起20，两组排泥闸门2的相对侧面分别设置有限位凸起20与限位凹槽，限位凸起20与限位凹槽相 适配，升降闸门3的底部开设有若干限位凹槽，升降闸门3底部的限位凹槽与排泥闸门2的顶面的限位凸起20对应设置。 [0037] 进一步优化方案，坝基主体1与空腔14内分别转动连接有若干滑轮28，第一钢绳5与第二钢绳10分别绕过对应的若干滑轮28。 [0038] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。 |
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