自动控制水位涵堰的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种自动控制水位涵堰，该自动控制水位涵堰包括两侧墙以及连接于两侧墙之间的涵顶板和涵底坝，涵顶板与涵底坝之间形成供水流通过的虹吸通道，在虹吸通道的两端分别形成上游河道和下游河道，虹吸通道具有朝向上游河道的入水口和朝向下游河道的出水口，虹吸通道具有一顶端，顶端高于虹吸通道任意位置，且顶端高于入水口，并低于河道的溢水位。当上游河道水位高于顶端时，则开始发生虹吸作用，上游河道内的水通过虹吸通道逐渐排出，直至水位降低至入水口处，虹吸作用消失，从而实现自动溢洪，且整个过程中不需要人工参与，而且不需要借助外部的电力等资源，因此有效地降低了成本。
【专利说明】自动控制水位涵堰
【技术领域】
[0001]本发明涉及水利工程领域，尤其涉及一种自动控制水位涵堰。
【背景技术】
[0002]城市内的景观河道或者内河在枯水期需要关闭堰闸以对河流进行节流蓄水，蓄水后的河流能起到美化环境、调节城市湿度等作用；而在丰水期或汛期时则需要开闸放水，以防止内涝。目前，一般通过安排工作人员上坝来进行开闸或关闸工作，不仅增加了人力成本，而且对于经常在堰坝上工作的人员而言具有一定的危险性。
[0003]因此，提供一种能够有效地实现自动控制水位堰闸十分重要。但是，目前的自动控制水位堰闸存在以下缺陷:(I)堰闸及其控制装置在自动运转的过程中依赖电力等外部资源，并且经常需要安排技术人员进行保养维修，成本较高；(2)当河流水位暴涨时，不能实现自动溢洪，依然需要人工开闸放水；(3)现有水利工程设计中，溢洪道和放水口一般都是分开设计，可以说相当于两个工程项目，工程和维修成本较高。
【发明内容】
[0004]本发明的主要目的在于解决现有自动控制水位堰闸不能实现自动溢洪，且成本较高的技术问题。
[0005]为了实现上述目的，本发明提供一种自动控制水位涵堰，该自动控制水位涵堰包括两相对设置的、且分别设于河道两侧的侧墙，以及连接于两侧墙之间、且上下层叠设置的涵顶板和涵底坝；所述涵顶板与涵底坝之间具有间隔，且形成供水流通过的虹吸通道；在所述虹吸通道的两端分别形成上游河道和下游河道，所述虹吸通道具有朝向上游河道的入水口和朝向下游河道的出水口 ；所述虹吸通道具有一顶端，所述顶端高于虹吸通道任意位置，且所述顶端高于所述入水口，并低于河道的溢水位。
[0006]优选地，所述涵顶板上设有至少一气孔和用于控制所述气孔开启或关闭的开关阀。
[0007]优选地，所述虹吸通道的顶端至入水口处设为上游通道，所述气孔设于所述涵顶板的用于形成所述上游通道的位置。
[0008]优选地，所述气孔至少为两个时，至少两所述气孔相对于水平面的高度不相同。
[0009]优选地，所述气孔与外围抽气机连接。
[0010]优选地，所述虹吸通道沿水流方向的截面呈倒置的U形或半圆形设置。
[0011]优选地，所述虹吸通道的顶端至入水口处设为上游通道，所述虹吸通道的顶端至出水口处设为下游通道，所述上游通道沿水流方向的截面弧度大于所述下游通道沿水流方向的截面弧度。
[0012]本发明提供的自动控制水位涵堰包括两侧墙以及连接于两侧墙之间的涵顶板和涵底坝，涵顶板与涵底坝之间形成供水流通过的虹吸通道，在虹吸通道的两端分别形成上游河道和下游河道，虹吸通道具有朝向上游河道的入水口和朝向下游河道的出水口，虹吸通道具有一顶端，顶端高于虹吸通道任意位置，且顶端高于入水口，并低于河道的溢水位。当上游河道水位高于顶端时，则开始发生虹吸作用，上游河道内的水通过虹吸通道逐渐排出，直至水位降低至入水口处，虹吸作用消失，从而实现自动溢洪，且整个过程中不需要人工参与，而且不需要借助外部的电力等资源，因此有效地降低了成本。此外，上述自动控制水位涵堰既能起到溢洪道的作用，也可起到放水的作用，因此避免了现有技术中同时设置溢洪道和放水口的设计，进一步降低了工程和维修成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本发明自动控制水位涵堰第一实施例的结构示意图；
[0014]图2为本发明自动控制水位涵堰第一实施例中水位的一状态结构示意图；
[0015]图3为本发明自动控制水位涵堰第一实施例中水位的另一状态结构示意图；
[0016]图4为本发明自动控制水位涵堰第一实施例中水位的又一状态结构示意图；
[0017]图5为本发明自动控制水位涵堰第二实施例的结构示意图；
[0018]图6为本发明自动控制水位涵堰第三实施例的结构示意图；
[0019]图7为本发明自动控制水位涵堰第三实施例中水位的一状态结构示意图；
[0020]图8为本发明自动控制水位涵堰第三实施例中水位的另一状态结构示意图；
[0021]图9为本发明自动控制水位涵堰第三实施例中水位的又一状态结构示意图；
[0022]本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
【具体实施方式】
[0023]应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0024]本发明提供一种自动控制水位涵堰，参照图1，图1为本发明自动控制水位涵堰第一实施例的结构示意图，在一实施例中，该自动控制水位涵堰包括两相对设置的、且分别设于河道两侧的侧墙10，以及连接于两侧墙10之间、且上下层叠设置的涵顶板20和涵底坝30 ;涵顶板20与涵底坝30之间具有间隔，且形成供水流通过的虹吸通道40 ;在虹吸通道40的两端分别形成上游河道50和下游河道60,虹吸通道40具有朝向上游河道50的入水口41和朝向下游河道60的出水口 42 ;虹吸通道40具有一顶端，顶端高于虹吸通道40任意位置，且顶端高于入水口 41，并低于河道的溢水位。
[0025]上述河道由两河堤形成，本实施例中，上述两侧墙10可以为河堤，也可以分别贴设于两河堤上的墙体。上述涵顶板20设于涵底坝30的上方，且涵顶板20的两端分别与两侧墙10连接，涵底坝30的两端分别与两侧墙10连接。上述虹吸通道40顶端的高度可以根据实际需要进行设置，优选地，只要略低于河道的溢水位即可。
[0026]自动控制水位涵堰的工作原理如下:当上游河道50水流溢涨或蓄满时，如图2所示，上游河道50的水位高于上述虹吸通道40的顶端位置，因此水流从入水口 41进入虹吸通道40，并蓄满整个虹吸通道40，水流从出水口 42流出，这即为虹吸现象。在虹吸作用下，上游河道50的水流不断地通过虹吸通道40流入下游河道60，上游河道50的水位不断下降，如图3所示，当上游河道50的水位介于虹吸通道40的顶端与入水口 41之间时，在虹吸作用下，上游河道50内的水流仍然通过虹吸通道40排至下游河道60。直至上游河道50的水位下降至低于入水口 41的位置时，如图4所示，空气进入虹吸通道40内，虹吸作用消失，水流停止排放，从而实现了上游河道50水满后自动溢洪的目的。当上游河道50内的水位逐渐升高且位于涵底坝30的最高点之下时，虹吸现象未产生，虹吸通道40内无水流通过，直至上游河道50内的水位升高至虹吸通道40的顶端之上时，虹吸现象再一次产生，如此反复，始终能够保持上游河道50内的水位位于虹吸通道40的顶端与入水口 41之间。由于本发明提供的自动控制水位涵堰在实现自动溢洪的过程中不需要人工参与，而且不需要借助外部的电力等资源，因此有效地降低了成本。此外，上述自动控制水位涵堰既能起到溢洪道的作用，也可起到放水的作用，因此避免了现有技术中同时设置溢洪道和其他专用放水口的设计，进一步降低了工程和维修成本。
[0027]进一步地，参照图5，图5为本发明自动控制水位涵堰第二实施例的结构示意图，涵顶板20上设有至少一气孔21和用于控制气孔21开启或关闭的开关阀22。本实施例中，气孔21的数量、大小和位置可以根据实际需要进行设置。例如，可以在虹吸通道40的顶端处(即涵顶板20上靠近虹吸通道40顶端的位置)设置一个气孔21或多个气孔21，也可以分别在虹吸通道40中的某几个不同高度处分别设置一个或多个气孔21，优选地，气孔21至少为两个时，至少两气孔21相对于水平面的高度不相同。上述开关阀22可以为一与气孔21形状、大小适配的塞子，也可以为螺丝等，工作人员可以通过扳手等工具将气孔21开启或关闭，也可以采用其他方式设置，只要能使得开关阀22能够控制气孔21的开启或关闭即可。虹吸通道40的顶端至入水口 41处设为上游通道，优选地，气孔21设于上游通道中，即设于涵顶板20的用于形成上游通道的位置，通过将气孔21设于上游通道中，可以通过控制气孔21的开启或关闭调节上游河道50的最低水位。
[0028]参照图6，图6为本发明自动控制水位涵堰第三实施例的结构示意图，本实施例中以设置两个气孔21为例进行说明，其中一个气孔21设于虹吸通道40的顶端，设为第一气孔211 ;另一个气孔21大体设于上游通道的底部或中部位置，设为第二气孔212，且第二气孔212的位置低于涵底坝30的最高处。
[0029]自动控制水位涵堰工作原理如下:当上游河道50的水位高于第一气孔211时，如图1所示，无论第一气孔211和第二气孔212处于开启状态还是关闭状态，虹吸通道40均发生虹吸效应。上游河道50的水位逐渐下降，直至下降至第一气孔211处，若此时第一气孔211开启，则空气通过第一气孔211进入虹吸通道40内，虹吸作用消失，上游河道50内的水流停止流入下游河道60，上游河道50水位逐渐上涨，直至超过虹吸通道40的顶端为止，虹吸作用再次产生，如此反复，在第一气孔211的作用下将上游河道50内的水位限制在第一气孔211以上。若此时第一气孔211关闭，则虹吸作用继续，如图8所示，上游河道50的水位在虹吸作用下继续下降，直至下降至第二气孔212处；若此时第二气孔212开启，如图9所示，则空气通过第二气孔212进入虹吸通道40内，虹吸作用消失，上游河道50内的水流停止流入下游河道60，上游河道50水位逐渐上涨，直至超过虹吸通道40的顶端为止，虹吸作用再次产生，如此反复，由于第二气孔212的位置低于涵底坝30的最高处，因此在第二气孔212的作用下将上游河道50内的水位限制在第二气孔212以上；若此时第二气孔212关闭，则虹吸作用继续，上游河道50的水位在虹吸作用下继续下降，直至下降至入水口41处，在入水口 41的作用下将上游河道50的水位限制在入水口 41以上。
[0030]进一步地，气孔21与外围抽气机连接。当上游河道50水位高于入水口 41且低于虹吸通道40的顶端时，若此时希望产生虹吸作用，则可将气孔21与抽气机连接，通过抽气机将虹吸通道40内的空气抽净，从而使得虹吸通道40内产生虹吸作用。当丰水期或汛期来临之前，此时上游河道50的水位还不足以高于虹吸通道40的顶端，则可以通过抽气机认为的产生虹吸作用，从而提前将上游通道的水位限制在最低水位，避免了河水突然暴涨而发生洪涝灾害。
[0031]上述虹吸通道40的具体形状可以根据实际需要进行设置，例如，虹吸通道40沿水流方向的截面可以呈倒置的U形或半圆形设置或其他水力条件理想的曲线。虹吸通道40的顶端至入水口 41处设为上游通道，虹吸通道40的顶端至出水口 42处设为下游通道，优选地，上游通道沿水流方向的截面弧度大于下游通道沿水流方向的截面弧度。更为优选地，下游通道呈平面设置。
[0032]以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的【技术领域】，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种自动控制水位涵堰，其特征在于，包括两相对设置的、且分别设于河道两侧的侧墙，以及连接于两侧墙之间、且上下层叠设置的涵顶板和涵底坝；所述涵顶板与涵底坝之间具有间隔，且形成供水流通过的虹吸通道；在所述虹吸通道的两端分别形成上游河道和下游河道，所述虹吸通道具有朝向上游河道的入水口和朝向下游河道的出水口 ；所述虹吸通道具有一顶端，所述顶端高于虹吸通道任意位置，且所述顶端高于所述入水口，并低于河道的溢水位。
2.如权利要求1所述的自动控制水位涵堰，其特征在于，所述涵顶板上设有至少一气孔和用于控制所述气孔开启或关闭的开关阀。
3.如权利要求2所述的自动控制水位涵堰，其特征在于，所述虹吸通道的顶端至入水口处设为上游通道，所述气孔设于所述涵顶板的用于形成所述上游通道的位置。
4.如权利要求3所述的自动控制水位涵堰，其特征在于，所述气孔至少为两个时，至少两所述气孔相对于水平面的高度不相同。
5.如权利要求2所述的自动控制水位涵堰，其特征在于，所述气孔与外围抽气机连接。
6.如权利要求1所述的自动控制水位涵堰，其特征在于，所述虹吸通道沿水流方向的截面呈倒置的U形或半圆形设置。
7.如权利要求1所述的自动控制水位涵堰，其特征在于，所述虹吸通道的顶端至入水口处设为上游通道，所述虹吸通道的顶端至出水口处设为下游通道，所述上游通道沿水流方向的截面弧度大于所述下游通道沿水流方向的截面弧度。
【文档编号】E02B7/18GK104153326SQ201410366146
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月29日 优先权日:2014年7月29日
【发明者】曾皋波 申请人:曾皋波