一种浮力式智能化启闭闸门装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种浮力式智能化启闭闸门装置，尤其涉及一种适合应用于偏远地区中小水库除险加固工程建设中的一种无人看管型浮力式智能化启闭闸门装置，属于水利工程技术领域。
【背景技术】
[0002]我国山区或偏远地区的中小型水库数量巨大，其大多交通不便、供电保证率低、甚至无动力交流电供给，也造成该类水库实际处于长期无人看守状态、管理难度大。该类水库流域一般降水偏多、时间集中、造成山洪频发，如果不能及时开闸放水必将造成溃坝等重大灾害，人民生命财产面临巨大威胁。目前，很多中小水库采用的无闸控制式溢洪道设计，虽然能较好的保证大坝安全，但也在一定程度上造成了水资源浪费。在我国大部分地区天然来水时空分布不均的背景下，既能保证水利工程安全、又能最大程度利用水资源，是水利行业科技创新的重要方面。
[0003]基于上述背景，本发明能够很好的解决上述问题，即能保证水库安全，也能合理的保证水资源的充分利用，也进一步解决了无人看守中小水库工程的管理难题，具有较大的工程实践价值。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是，提供一种无需人为干预，特别适合山区无人看守的中小型水库使用的浮力式智能化启闭闸门装置；进一步地，提供一种根据水库水位变化，及时智能化启闭闸门的浮力式智能化启闭闸门装置。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:
一种浮力式智能化启闭闸门装置，其特征在于:包括:设置于坝面下部的两轨道，所述轨道上设置有闸门，所述闸门顶端中部连接有启闸绳索；所述启闸绳索依次穿过位于所述坝面顶端的第一定滑轮和位于所述第一定滑轮和轨道顶端之间的动滑轮后，一端与坝底固定连接，另一端穿过位于所述坝底上的第二定滑轮后与启闸气囊相连；所述闸门底端左右对称设置有两孔洞，所述坝底与所述孔洞对应处设置有两第三定滑轮，两闭闸绳索穿过相应侧的所述孔洞和第三定滑轮后均与闭闸气囊相连；在所述坝面内的泄洪水位设置有第一开关，在所述坝面内的正常蓄水位设置有第二开关；所述启闸气囊通过第一电磁开关与充气泵相连，所述闭闸气囊通过第二电磁开关与所述充气泵相连；所述启闸气囊还通过第三电磁开关与第一排气管相连，所述闭闸气囊还通过第四电磁开关与第二排气管相连。
[0006]闸门沿两轨道滑动。
[0007]所述坝面顶端与所述启闸绳索的连接点、第一定滑轮、动滑轮和第二定滑轮均位于与所述闸门中心相垂直的垂直面上。
[0008]所述轨道的长度至少为所述闸门的2倍高度。
[0009]所述第一开关和第二开关均为磁浮子开关。
[0010]磁浮子开关能够保证水库一定的蓄水量，确保水库正常运行和安全。
[0011]所述闸门开启时，洪水从泄水涵洞流至所述坝面外部。
[0012]所述启闸气囊位于所述正常蓄水位。
[0013]所述闭闸气囊位于所述正常蓄水位下方。
[0014]所述第一开关、第二开关、第一电磁开关、第二电磁开关、第三电磁开关和第四电磁开关均与PLC相连。
[0015]闸门的动力主要来源于气囊的浮力，当需要提起闸门时，用气泵向启闸气囊内充气，启闸气囊所受浮力大于拉起闸门所需动力的一半时，启闸气囊上升，带动绳索相继通过定滑轮、动滑轮，最终将闸门提起来。动滑轮的应用，将节省一半的拉力，使气囊体积大大减少，节省空间和材料，使结构更加合理化。当要关闭闸门时，放出启闸气囊内的气体，同时向闭闸气囊内充气，当其受到的浮力达到一定量值时就可牢固地关闭闸门。
[0016]气泵以直流电作为动力，在坝区电路故障时仍可保证装置正常运行。
[0017]气囊分为启闸气囊和闭闸气囊，分别用于开启和关闭闸门。动滑轮的设置，可使启闸气囊约减小一半；实际工程中因闸门在自重作用下下沉，因此闭闸气囊也不会很大。
[0018]本发明原理为利用气囊在水中受到浮力并借助动滑轮的省力作用来实现的；在水库水位变化时，通过磁浮子开关和电磁开关来自动控制气囊的充放气，进而开启和关闭闸门。启闸时充分利用水的浮力和动滑轮的省力作用，闭闸装时也利用水对气囊的浮力作用，两者均是利用气囊所受水的浮力来克服启闸和闭闸的阻力以达到启闭目的；为气囊充气的气泵只需直流电源，消耗很少的电能就能启闭闸门；通过磁浮子开关对水位和电磁开关对闸门位置的感应，实现闸门自动启闭，无需人为干预。
[0019]本发明的有益效果如下:改变了目前国内外闸门操作设备利用人力、强电等动力的现状，借助气囊在水中受到的竖直向上的浮力启闸和闭闸，并且在启闸过程中利用了动滑轮的省力作用。同时通过设置自动控制系统(即第一开关、第二开关、第一电磁开关、第二电磁开关、第三电磁开关和第四电磁开关)，可以自动地对水库水位进行控制，无需人为干预，实现智能化，特别适合于山区无人看守的中小型水库。本发明旨在改变传统的启闭闸门模式，利用弱电自动而及时地开闸放水和关闭闸门，设计思路新颖清晰，工艺简单，投资小，自动操作，合理可行，实用性强，经济效益和环境效益显著。本发明既适用于深孔倾斜闸门，也同样适用浅孔、普通水闸等水工建筑物。其创新特色主要有以下几个方面:
(O自动控制:根据水库水位变化，及时启闭闸门，实现智能化和无人看守。
[0020](2)原理简单:运用阿基米德原理和定滑轮省力，采用弱电控制闸门启闭。
[0021](3)提高安全保证率:可解决无人看守工程可能的洪水安全问题。
[0022](4)充分利用水资源:可根据实际情况设置控制水位，保证最大可能的水资源利用。
[0023]本发明提供的一种浮力式智能化启闭闸门装置，启闸部分采用定滑轮改变启闭动力作用方向、动滑轮减少所需外动力大小，从而有效地提升闸门；对于闭闸部分，则主要利用定滑轮改变方向；根据水库规划的特征水位，通过磁浮子开关和电磁开关的联合作用来控制气泵向气囊内充气，相应地开启和关闭闸门，实现自动控制、无人看守；本发明提供的一种浮力式智能化启闭闸门装置，创新设计视角独特，原理简单，设备制作使用方便，不仅适用于山区无人看守中小水库，也适用于其他有闸门启闭的水工建筑物，也可