一种浮箱式堰门及其使用方法与流程

本发明涉及给排水技术领域，尤其涉及一种浮箱式堰门及其使用方法。

背景技术：

传统的渠道堰门启闭常常借助于电机驱动、液压驱动或者气压驱动，无论采用上述何种方式驱动，都存在：结构尺寸较大、生产及维护成本高昂，尤其是在驱动机构中出现故障时，不能及时对其进行检测，相应的采用人工检测，不仅工作效率低，而且浪费人力和物力。虽然有些地区采用了远程智能监控，但是整体设备相应的给企业带来了一定的负担。因而提出一种能够克服上述堰门启闭结构存在缺陷的驱动机构具有重要的研究和现实意义。

技术实现要素：

针对现有技术中堰门启闭驱动结构存在的上述不足，本发明的目的在于：提供一种浮箱式堰门及其使用方法，其具有结构简单、设计合理、能够充分利用力学原理进行堰门的启闭，运行性能可靠，自动化程度高，并且维护成本较低等优点。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案实现：

一种浮箱式堰门，该浮箱式堰门设置在主渠道和副渠道之间用于排放主渠道中的水至副渠道，所述浮箱式堰门包括堰门和浮箱室，其中，浮箱室内设置有浮箱，浮箱与堰门通过旋转轴连接；浮箱通过浮箱支撑臂固定在旋转轴上，堰门通过堰门支撑臂固定在旋转轴上，所述浮箱和堰门分别位于旋转轴两侧。

作为上述方案的进一步优化，所述旋转轴包括相互平行设置的浮箱旋转轴和堰门旋转轴，浮箱旋转轴上设置有小齿轮，堰门旋转轴上设置有大齿轮，小齿轮和大齿轮通过一个中间惰轮相互啮合传动连接；每根旋转轴的两端还设置有转动轴承。

作为上述方案的进一步优化，所述大齿轮、中间惰轮、小齿轮的齿数比为(1.5～3)：1：1。

作为上述方案的进一步优化，所述浮箱室内设置有液位传感器；所述带有浮箱和堰门的旋转轴上均安装有角度传感器，或者所述浮箱支撑臂和堰门支撑臂上设置有角度传感器；所述堰门两侧的主渠道和副渠道内均设置有液位传感器；每个液位传感器和角度传感器分别通过数据线与远程控制中心通过无线网络模块通信连接。

作为上述方案的进一步优化，所述无线网络模块包括2G、3G、4G、或者wifi无线网络。

作为上述方案的进一步优化，所述堰门底部与主渠道底部之间还设置有挡板，所述浮箱室内还设置有泄水孔。

作为上述方案的进一步优化，所述浮箱室堰门还包括堰门启闭辅助组件，该堰门启闭辅助组件由钢丝绳和设置在浮箱室上方的滑轮组件构成，所述钢丝绳绕过滑轮组件并且钢丝绳的两端分别固定连接在浮箱最高位置处、堰门最低位置处；所述滑轮组件包括用于改变作用拉力方向的定滑轮和用于节省堰门辅助拉力的动滑轮。

作为上述方案的进一步优化，所述浮箱最高位置处、堰门最低位置处上设置有钢丝绳安装吊耳。

本发明上述一种浮箱式堰门的使用方法包括如下步骤：

1)主渠道内的液位低于或等于挡板顶部时，堰门与挡板贴合状态，并且主渠道和副渠道中的水位保持一致；

2)当主渠道内的液位高于挡板顶部时，主渠道内的水进入浮箱室中，浮箱室的浮箱因浮力向上运动，并通过浮箱支撑臂带动浮箱旋转轴发生转动；当浮箱旋转轴发生转动后，通过堰门支撑臂带动堰门发生转动，使得堰门与挡板之间形成高差，主渠道靠近堰门侧的水通过该高差形成的空间流至副渠道；当主渠道内的液位等于挡板顶部高度时，浮箱室内的水通过泄水孔排出，浮箱下降至初始位置，通过浮箱支撑臂带动浮箱旋转轴向相反方向转动，进而浮箱旋转轴发生相反方向转动的同时通过堰门支撑臂带动堰门也向相反方向发生转动，回复至初始位置。

在步骤2)中，浮箱与堰门之间旋转力是通过设置在浮箱旋转轴和堰门旋转轴上的相互啮合的小齿轮、中间惰轮、大齿轮传递的；同时借助于堰门启闭辅助装置，在浮箱最低位置处向上转动过程中，通过带动浮箱最高位置处的钢丝绳向下运动，钢丝绳通过滑轮组件带动堰门最低位置处向上运动，进而辅助堰门开启。

与现有技术中的堰门启闭驱动装置相比，采用根本发明的浮箱式堰门及其使用方法具有如下优点：

(1)结构尺寸设计更加紧凑合理，生产及维护成本较低，自动化程度高。

(2)相较于传统的启闭机构而言，采用力学原理(利用浮箱的浮力)，运行更加可靠稳定，并且整体结构更加简单。

(3)通过同轴设置的旋转轴或者采用两根平行设置的旋转轴，均能有效传递力；对于采用两根平行设置的旋转轴，通过相互啮合的大齿轮、中间惰轮、小齿轮，一方面能够根据实际应用场所的使用要求，选择合适的大齿轮和小齿轮齿数，将浮箱转动速度进行合理的转化，设计更加巧妙；另一方面这样设计的目的也是为了便于维修和保养，在维护时可根据使用磨损程度进行有针对性的更换。

(4)通过液位传感器和角度传感器能够有效帮助控制中心人远程监控，提高了工作效率。

(5)通过浮箱启闭辅助装置，能够有效辅助堰门在开启时受力更加均匀，提高整体装置的使用寿命。

附图说明

附图1为本发明浮箱式堰门的结构示意图。

附图2为图1中浮箱室的A-A截面示意图。

附图3为图1中堰门的B-B截面示意图。

附图4为本发明两根平行的浮箱旋转轴和堰门旋转轴及堰门启闭辅助装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1-4对本发明浮箱式堰门及其使用方法作以详细说明。

一种浮箱式堰门，其特征在于：该浮箱式堰门设置在主渠道1和副渠道2之间用于排放主渠道中的水至副渠道，所述浮箱式堰门包括堰门3和浮箱室4，其中，浮箱室内设置有浮箱5，浮箱与堰门通过旋转轴6连接；浮箱通过浮箱支撑臂7固定在旋转轴上，堰门通过堰门支撑臂8固定在旋转轴上，所述浮箱和堰门分别位于旋转轴两侧。所述旋转轴包括相互平行设置的浮箱旋转轴9和堰门旋转轴10，浮箱旋转轴上设置有小齿轮11，堰门旋转轴上设置有大齿轮12，小齿轮和大齿轮通过一个中间惰轮13相互啮合传动连接；每根旋转轴的两端还设置有转动轴承。所述大齿轮、中间惰轮、小齿轮的齿数比为(1.5～3)：1：1。所述浮箱室内设置有液位传感器；所述带有浮箱和堰门的旋转轴上均安装有角度传感器，或者所述浮箱支撑臂和堰门支撑臂上设置有角度传感器；所述堰门两侧的主渠道和副渠道内均设置有液位传感器；每个液位传感器和角度传感器分别通过数据线与远程控制中心通过无线网络模块通信连接。所述无线网络模块包括2G、3G、4G、或者wifi无线网络。所述堰门底部与主渠道底部之间还设置有挡板14，所述浮箱室内还设置有泄水孔15。所述浮箱室堰门还包括堰门启闭辅助组件，该堰门启闭辅助组件由钢丝绳16和设置在浮箱室上方的滑轮组件17构成，所述钢丝绳绕过滑轮组件并且钢丝绳的两端分别固定连接在浮箱最高位置处18、堰门最低位置处19；所述滑轮组件包括用于改变作用拉力方向的定滑轮和用于节省堰门辅助拉力的动滑轮。所述浮箱最高位置处、堰门最低位置处上设置有钢丝绳安装吊耳。

本发明浮箱式堰门的使用方法包括如下步骤：

1)主渠道内的液位低于或等于挡板顶部时，堰门与挡板贴合状态，并且主渠道和副渠道中的水位保持一致；

2)当主渠道内的液位高于挡板顶部时，主渠道内的水进入浮箱室中，浮箱室的浮箱因浮力向上运动，并通过浮箱支撑臂带动浮箱旋转轴发生转动；当浮箱旋转轴发生转动后，通过堰门支撑臂带动堰门发生转动，使得堰门与挡板之间形成高差，主渠道靠近堰门侧的水通过该高差形成的空间流至副渠道；当主渠道内的液位等于挡板顶部高度时，浮箱室内的水通过泄水孔排出，浮箱下降至初始位置，通过浮箱支撑臂带动浮箱旋转轴向相反方向转动，进而浮箱旋转轴发生相反方向转动的同时通过堰门支撑臂带动堰门也向相反方向发生转动，回复至初始位置。

在步骤2)中，浮箱与堰门之间旋转力是通过设置在浮箱旋转轴和堰门旋转轴上的相互啮合的小齿轮、中间惰轮、大齿轮传递的；同时借助于堰门启闭辅助装置，在浮箱最低位置处向上转动过程中，通过带动浮箱最高位置处的钢丝绳向下运动，钢丝绳通过滑轮组件带动堰门最低位置处向上运动，进而辅助堰门开启。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。