本發(fā)明涉及一種可控式衡量取水空心閘門。

背景技術：

一般進水閘修建在引水渠道首部，為保證引水量和盡量減少泥沙入渠，在滿足正常引水要求的前提下，通常在進水閘前常設沖沙閘和導沙坎，進水閘底檻高程應比河底高程，即使這樣也常常引入大量泥沙。再者，目前基本上所有的引水閘大都采用垂直啟閉式閘門，致使操縱力較大；引水時一般是向上提升，水從閘門底部與閘墩之間的過水斷面中流向下游，引入的水是水源深層部位的水，引入的泥沙含量最高，同時，水溫最低，非常不適合灌區(qū)引水的要求。發(fā)明人曾研制了“自動衡量取水空心閘門(專利號：ZL201510210197.6)”，但該空心閘門主要依靠空心閘門及浮球產生的浮力工作，不方便根據生產中對取水流量大小變化而任意調節(jié)。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明在“自動衡量取水空心閘門”的基礎上，提供了一種可控式衡量取水空心閘門，可使閘門引水時只引取水源表層的水，其泥沙含量最小，水溫最高，最適宜作物生長需要，且可利用空心閘門中水量多少來控制引水水頭，適宜用戶用水需要。

一種可控式衡量取水空心閘門，包括由閘墩和閘底板組成的閘室，還包括安裝在閘室內的浮球、浮球室、卷揚機、卷揚機軸、空心閘門、浮球軸、空心軸、排水管、排水泵和長柄閘閥。

所述的空心閘門包括密封連接為一體的前閘門面板和后閘門面板；空心閘門內部設有相互垂直安裝的縱隔板和橫隔板，縱隔板和橫隔板均設有流通孔，水可以在空心閘門內部自由流動；縱隔板和橫隔板將空心閘門內部分割成相互獨立又相互連通的多個獨立空間；后閘門面板頂部呈橢圓形，表面光滑，能使水過流順暢；所述空心閘門下端通過空心軸及軸承(或絞)固定在閘墩與閘底板相交處的兩側閘墩上，空心閘門能繞著閘門軸(空心軸)轉動；空心軸與空心閘門內部連通；空心閘門在立面上的高度與閘墩高度相等或略低；在空心閘門迎水面上部布設有浮球軸(浮球軸位置可以根據現(xiàn)有技術通過受力分析計算確定)；浮球軸通過鉸或軸承固定在空心閘門的上部；所述浮球軸兩端分別設置有相同的浮球；兩側閘墩內相對設有浮球室；所述浮球分別設置在兩側閘墩內的浮球室內；浮球的重量、內腔體積大小可以根據現(xiàn)有技術以閘門重量及閘門相應的開啟度等參數(shù)為依據，通過受力分析計算確定；由于浮球及空心閘門受到水的浮力作用，當向下游取水時，可以自動控制閘門頂?shù)缴嫌嗡恢g的垂直距離，控制引水量大小；所述浮球軸通過鋼索與卷揚機連接，所述鋼索分別布置在兩側的浮球室內；卷揚機固定在閘墩頂部，卷揚機的固定位置以不影響提升空心閘門為準，其作用是在不取水時，由卷揚機提升空心閘門，以使空心閘門關閉，防止水量浪費，而正常取水時，空心閘門不受鋼索的牽引，而只受浮球浮力及自身承受的浮力作用；

所述空心軸上設有孔，每側的浮球室和空心軸之間均通過長柄閘閥連通，浮球室內的水能通過長柄閘閥控制注入空心軸，既而通過孔注入到空心閘門內；同時，空心軸還通過排水管與排水泵相連，當需要將空心閘門中的水排出時，可用排水泵排除，以保證空心閘門頂部到上游水位之間的垂直距離(即堰上水頭)，確保引水量的大小，以實現(xiàn)衡量取水的目的；長柄閘閥和排水管均布設在浮球室內；閘底板上與浮球室相對應位置也設置有與浮球室大小一致的閘底板浮球室；浮球室在迎水面設置有進水口；浮球軸與閘墩相交處設置有與浮球室相通的浮球軸通道，浮球軸放置在浮球軸通道中；浮球室內的水與水源相通，從而使浮球室內的水位與水源的水位等高，同時由于進水口及浮球軸通道面積較小(浮球軸通道僅夠放置浮球軸)，水通過時受到一定的阻力作用，當水源水位有較大波動時，能使浮球室內的水位相對穩(wěn)定，從而避免使浮球過度波動引起堰上水頭過分地忽高忽低，致使取水流量忽大忽小，從而影響取水量的穩(wěn)定性；空心閘門關閉時，閘門兩側的浮球支撐在浮球室的壁面上，防止空心閘門向下游轉動；空心閘門全開時，閘門兩側的浮球支撐在閘底板浮球室內，以使閘門能放置在水平狀態(tài)，此時達到最大取水量。

本發(fā)明工作時，浮球及空心閘門在水的浮力作用下，可以使空心閘門自動地繞著閘門軸轉動，以使空心閘門的頂部產生上升或下降運動，并通過長軸閘閥向空心閘門中流水，或通過排水泵將空心閘門中的水排除的方法，來控制空心閘門中水量多少，以使空心閘門的頂部高程低于上游水源水位一定高度，且保持不變，完成定量取水的目的，由于引水是引取的水源表層的水，實現(xiàn)了引水水溫較高并減少泥沙引入的目的：

閘門引水時，放松卷揚機鋼索，閘門向前旋轉，閘門頂浸入水中，由于兩側浮球室內充滿了與上游水源水位等高的水量，使浮球及空心閘門受到水的浮力作用，使閘門頂與上游水位之間有一定的垂直距離，可以使空心閘門頂部保持與水源水位一定垂直高差，保證門上水頭不變，從而保證引水量的穩(wěn)定，如果引水量不能滿足用水需要，可以由長柄閘閥或排水泵控制空心閘門內水量的多少，使門上水頭增大或減小，滿足引水需要。

再者，由于可控式衡量取水空心閘門引水，是從空心閘門頂部將水引入，所以下部的空心閘門相當于攔沙坎，河床底部的泥沙就不容易引入，保證引入的泥沙含量最小，同時，由于引取的是水源表層的水，其溫度一般較高，更容易滿足灌溉及其他部分用水的需要。

引水完畢，則可通過卷揚機，將空心閘門提起，使前傾式自動衡量取水空心閘門向上旋轉，達到空心閘門關閉位置，空心閘門直立，此時，由于在空心閘門周邊均設置有止水，可以防止漏水現(xiàn)象的產生，保證不產生漏水損失。

為保證有足夠大的引水量，同時，盡量減少泥沙的引入，閘底板高程要合理設計，可使閘底板高程稍高于河床高程。

附圖說明

圖1水閘結構圖

圖2水閘圖1中Ⅰ-Ⅰ剖面圖

圖中：1-閘墩；2-浮球；3-浮球室；4-纜繩；5-卷揚機；6-卷揚機軸；7-空心閘門；8-浮球軸；9-絞；10-止水；11-橫隔板；12-縱隔板；13-閘底板；14-空心軸；15-孔；16-軸承；17-進水口；18-排水管；19-長柄閘閥；20-排水泵；21-閥管井

具體實施方式

使用時，將本發(fā)明安裝造閘室內：閘墩對稱地垂直布置在閘底板的兩側，兩側閘墩和閘底板澆筑成一個整體，共同構成閘室；閘墩、閘底板為混凝土結構、或鋼筋混凝土結構、或漿砌石結構等，視上游水深大小而定；兩側閘墩與閘底板現(xiàn)場澆筑，并澆筑成一個完整的整體結構，以增加其穩(wěn)定性；在設計狀況下，閘墩墩頂高程應大于上游水位一定高度，以保證安全運行為依據；空心閘門采用鋼材或合金等材料，應保證閘門密封不漏氣，空心閘門應具有足夠的剛性和強度，做好防銹處理，空心閘門內設置有縱向和橫向隔板，以增加其剛性和強度。浮球室是在澆注閘墩時在閘墩內預留的一個空室。由于空心閘門會受到上游水的浮力作用，可相應地減輕控制空心閘門轉動時的操控力；

在空心閘門與閘墩之間、與閘底板之間均設置有止水，以防止閘門產生漏水現(xiàn)象。

空心閘門工作時的開度大小由浮球及閘門自身產生浮力來控制，所以，閘門的空間形狀及浮球的體積大小應通過計算綜合確定。

當空心閘門不需要工作時，用卷揚機提升關閉，以滿足對空心閘門的操控。

可控式衡量取水空心閘門設計原理獨特，解決了目前閘門無法取用表層水、引水泥沙過多、水溫低及操控力較大等問題，無論在技術上，還是使用性能等方面，均產生了質的飛躍。