一种水库水位自动调节系统的制作方法

本发明涉及水利工程的技术领域，尤其是涉及一种水库水位自动调节系统。

背景技术：

水库，一般的解释为"拦洪蓄水和调节水流的水利工程建筑物，可以利用来灌溉、发电、防洪和养鱼。"它是指在山沟或河流的狭口处建造拦河坝形成的人工湖泊。水库建成后，为附近的地区提供自来水及灌溉用水；利用水坝上的水力发电机来产生电力；可以作为运河系统的一部份；水库有很好的防洪效益；对库区和下游进行径流调节。

水库是我国防洪广泛采用的工程措施之一。在防洪区上游河道适当位置兴建能调蓄洪水的综合利用水库，利用水库库容拦蓄洪水，削减进入下游河道的洪峰流量，达到减免洪水灾害的目的。水库的水位受天气影响比较大，长时间干旱天气水库水位下降很快，使上下游的生活用水和灌溉用水无法得到保障，而在雨季降雨较多，水库的水位上涨又很快，需要对水库进行泄洪，以降低上游的泄洪压力和水库坝体的压力，因此需要对水库的水位进行监控，来调控水库的蓄水水位，使水位维持在一个安全的高度区域。现有技术中通常是由人工对水库水位进行监控，并控制水库闸门的开启和关闭，但是这种方式难以做到实时对水位进行监控和调节，需要监控人员到现场采集水位信息，特别是在汛期，存在一定的安全隐患，并且浪费人力。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种水库水位自动调节系统，能够随着上游水量的进入，自动调节水库的水位，使水库能够保证足够的蓄水量，又能够降低水库的蓄洪压力。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种水库水位自动调节系统，包括水坝坝体、设置在水坝坝体上的泄洪阀门、设置在水坝坝体内侧的压力感应器以及与压力感应器线连接并控制泄洪阀门开闭的控制器；

所述泄洪阀门包括第一阀门和设置在第一阀门上方的第二阀门，所述第一阀门和第二阀门同步开启或关闭；

所述压力感应器包括第一感应器和设置在第一感应器上方的第二感应器，所述第一感应器感应不到水压并传递信号控制第一阀门和第二阀门同步关闭，所述第二感应器感应水压并传递信号控制第一阀门和第二阀门同步开启；

所述控制器接收第一感应器和第二感应器的压力信号，控制第一阀门和第二阀门的开闭。

通过采用上述技术方案，水库水位稳定在第一感应器和第二感应器之间的高度位置，第一阀门和第二阀门处于关闭状态；当水库水位逐渐上涨时，水位达到或者超过第二感应器的高度，并将第二感应器浸入到水位线以下，第二感应器感应到水的压力，并发出压力信号传递给控制器，控制器控制第一阀门和第二阀门同时打开向外排水，水库内的水位线逐渐下降；当水位下降到低于第一感应器的高度时，第一感应器感应不到水压，发出信号给控制器，控制器控制第一阀门和第二阀门同时关闭，停止向水库外排水，水库开始蓄水，水位线上升至第一感应器和第二感应器之间的高度，达到安全水位。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述水坝坝体上设置有泄洪口，所述第一阀门和第二阀门转动连接在泄洪口的内壁上并上下摆动。

通过采用上述技术方案，泄洪口开设在水坝坝体上，可以根据泄洪口的高度设定水库水位的安全范围，第一阀门和第二阀门在泄洪口内上下转动，便于控制泄洪阀门打开的大小，进而控制排水时间。

所述第一阀门和第二阀门的结构相同，包括封堵泄洪口的门板以及推动门板转动的驱动器，所述门板的外侧横向设置有转轴与泄洪口内壁连接，所述转轴设置在门板的中间。

通过采用上述技术方案，通过驱动器控制阀门门板的转动，实现泄洪阀门的开闭，门板的转轴设置在外侧，避免转轴与水接触而发生锈蚀，转轴设置在门板中间，使门板上下两端受力相近，减缓门板某一端受力较大而发生的变形。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述泄洪口上顶面位于门板内的一侧设置为沿门板顶部转动轨迹设置的弧面，所述泄洪口下底面位于门板外的一侧设置为向下倾斜的斜面。

通过采用上述技术方案，泄洪口上顶面为弧面，与门板上端贴合，防止水流从门板上端排放，只通过门板下端排放，从而控制水位的最低高度，泄洪口下端为斜面，便于水流向下流动。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述驱动器设置为连接在门板上端的液压缸或者为连接在转轴一端的齿轮系统。

通过采用上述技术方案，驱动器采用液压缸，能够从门板上端向内侧推动门板，门板下端向外侧打开，水流从门板下端排放；驱动器采用齿轮系统连接在转轴上，使转轴转动控制门板的开合。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第一感应器的设置高度与安装第一阀门的泄洪口下底面高度相同，所述第二感应器的设置高度与安装第二阀门的泄洪口下底面高度相同。

通过采用上述技术方案，第一感应器的感应位置即为水库安全水位的最低高度，第二感应器的感应高度即为水库的最大安全高度。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第一阀门和第二阀门沿水坝坝体的长度方向分别布置有若干个，若干个第一阀门的高度相同，若干个第二阀门的高度相同。

通过采用上述技术方案，第一阀门和第二阀门均设置若干个，能够提高泄洪阀门的排水量，在汛期能够提高水坝的泄洪速度，使坝体更安全。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第一阀门和第二阀门设置在水坝坝体的两端位置，所述水坝坝体的中间位置设置有中间泄洪阀。

通过采用上述技术方案，使水库内的水向两侧流动，减少水坝坝体中间受到的压力和减少水坝坝体发生溃坝的危险，加上中间泄洪阀的配合，在汛期能够将水库快速进行泄洪，环节上游的防洪压力。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述控制器包括信号接收器、信号处理器以及命令发布单元，所述信号接收器与第一感应器和第二感应器连接，所述命令发布单元与第一阀门和第二阀门的驱动系统连接。

通过采用上述技术方案，信号接收器接收压力感应器传过来的压力信号，由信号处理器对信号进行处理分析，并由命令发布单元控制两个泄洪阀门的驱动系统工作，控制第一阀门和第二阀门同步开启或者关闭。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述控制器上还设置有手动控制开关。

通过采用上述技术方案，当压力感应器出现问题不能够及时发出信号时，监控人员可以根据现场监控情况，采取人工控制的方式，控制第一阀门和第二阀门同步开启或者关闭，使水库水位稳定在安全线上。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.本发明系统在水坝坝体的不同高度处设置分别设置压力感应器，并且在相应高度的压力感应器位置设置泄洪阀门，根据两个不同高度处的压力感应器发生的压力变化，控制两个高度出的泄洪阀门同步打开或者关闭；当水库水位超过需要的最大安全水位时，两个高度的泄洪阀门同步打开，将超高的水位进行排放，使水位逐渐降低，当水位降低到低于需要的最低安全水位时，两个高度的泄洪阀门同时关闭，水库进行蓄水，水位逐渐上涨，保持在安全水位线区域。

2.本发明中的泄洪阀门设置两层，两层泄洪阀门同步开启或者关闭，能够增大水库的泄洪效率，缓解水坝坝体和单个阀门的泄洪压力。

3.本发明采用自动控制系统对泄洪阀门的驱动系统进行控制，使泄洪阀门同步打开，避免出现阀门开启的时间差给先开启的阀门造成压力。

附图说明

图1是本发明中水坝坝体的断面结构示意图。

图2是本发明中水坝坝体的侧面结构示意图。

图3是本发明调节系统的结构原理图。

图中，1、水坝坝体，11、泄洪口，2、控制器，3、第一阀门，31、门板，32、驱动器，33、转轴，4、第二阀门，5、第一感应器，6、第二感应器，7、中间泄洪阀。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1和2，为本发明公开的一种水库水位自动调节系统，包括水坝坝体1、设置在水坝坝体1上的泄洪阀门、设置在水坝坝体1内侧的压力感应器以及与压力感应器线连接并控制泄洪阀门开闭的控制器2。

水坝坝体1的断面呈梯形，在其内侧设置有安全水位区域，即水库应该维持的水位高度区域。水坝坝体1上部设置泄洪阀门，泄洪阀门包括第一阀门3和第二阀门4，第二阀门4设置在高于第一阀门3的位置。水坝坝体1的中间设置有中间泄洪阀7，中间泄洪阀7的设置高度低于第一阀门3，位于水坝坝体1的下部，中间泄洪阀7作为大流量泄洪时实用，而第一阀门3和第二阀门4作为日常调节水库水位时使用。第一阀门3和第二阀门4沿水坝坝体1的长度方向分别布置有若干个，所有第一阀门3的设置高度相同，所有第二阀门4的设置高度相同，第一阀门3和第二阀门4基中设置在水坝坝体1的两端位置。

水坝坝体1上设置有泄洪口11，第一阀门3和第二阀门4均连接在泄洪口11的内壁上，泄洪口11开设为矩形，第一阀门3和第二阀门4也为矩形门，第一阀门3和第二阀门4转动连接在泄洪口11的内壁，并且转动轴横向设置，使第一阀门3和第二阀门4能够上下摆动，便于控制泄洪阀门打开的大小，进而控制排水时间。

第一阀门3和第二阀门4的结构相同，以第一阀门3为例，第一阀门3包括封堵泄洪口11的门板31以及推动门板31转动的驱动器32，门板31的外侧横向设置有转轴33，转轴设置在门板的中间位置，使得门板31绕转轴33转动，门板31上端向水库方向转动，转轴33两端与泄洪口11内壁连接，驱动器32安装在门板31的外侧，避免与水接触，通过驱动器32控制门板31的转动，实现泄洪阀门的开闭。泄洪口11上顶面位于门板31内的一侧设置为沿门板31顶部转动轨迹设置的弧面，门板31的顶部贴合在斜面上，泄洪口11下底面位于门板31外的一侧设置为向下倾斜的斜面，位于门板31内的一侧为平面，高度高于门板31竖直状态时的下端面高度，能够从内侧卡住门板31，避免门板31下端向水库方向转动。

驱动器32设置为连接在门板31上端的液压缸或者为连接在转轴33一端的齿轮系统。驱动器32设置为液压缸时，在水坝坝体1的顶部区域配套设置液压油站；驱动器32设置为齿轮系统时，每个泄洪阀门上配套连接有一套电机和减速机，利用减速机的齿轮系统带动转轴33转动。本实施例中驱动器32采用液压缸，液压缸连接在门板31的上部外侧面上，液压缸的底座固定在泄洪口11的顶壁上。

压力感应器包括第一感应器5和第二感应器6，第二感应器6设置在第一感应器5的上方，第一感应器5的设置高度与安装第一阀门3的泄洪口11下底面高度相同，第二感应器6的设置高度与安装第二阀门4的泄洪口11下底面高度相同。水库处于安全水位时，第一感应器5位于水位线下，随着水位的下降，第一感应器5露出水面，感应不到水压并传递信号给控制器2，控制器2控制第一阀门3和第二阀门4同步关闭，使水库开始蓄水。水库水位高于安全水位时，第二感应器6浸入到水中，感应到水压，并向控制器2传递信号，控制器2控制第一阀门3和第二阀门4同步开启，水库向外逐渐放水。

参照图3，控制器2设置在水库边的值班室内，包括信号接收器、信号处理器以及命令发布单元，本实施例中控制器2采用plc，信号接收器与第一感应器5和第二感应器6连接，接收第一感应器5和第二感应器6的压力信号，信号处理器对信号进行处理分析，命令发布单元与第一阀门3和第二阀门4的驱动系统连接，控制第一阀门3和第二阀门4的开闭，控制器2上还设置有手动控制开关，可以通过手动控制开关直接控制第一阀门3和第二阀门4的开闭。本实施例中的压力感应器采用型号为mwy-fbg-syj的水压传感器。

本实施例的实施原理为：水库水位稳定在第一感应器55和第二感应器6之间的高度位置，第一阀门3和第二阀门4处于关闭状态；当水库水位逐渐上涨时，水位达到或者超过第二感应器6的高度，并将第二感应器6浸入到水位线以下，第二感应器6感应到水的压力，并发出压力信号传递给控制器2，控制器2控制第一阀门3和第二阀门4同时打开向外排水，水库内的水位线逐渐下降；当水位下降到低于第一感应器5的高度时，第一感应器5感应不到水压，发出信号给控制器2，控制器2控制第一阀门3和第二阀门4同时关闭，停止向水库外排水，水库开始蓄水，水位线上升至第一感应器5和第二感应器6之间的高度，达到安全水位。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。