一种具有分层取水功能的景观闸门的制作方法

本实用新型涉及一种具有分层取水功能的景观闸门，属于水利工程设备领域。

背景技术：

水库建成运行后，库区水温结构大多呈季节性分层状态，水温具有明显的沿深度分层分布的特点。水库上层为表温层，水体与空气直接进行热交换，吸收热能多，温度高，层内水温相互掺混，全层温度基本均一；中层为温跃层，存在于水面以下4-15m范围内，全层上下水温变化剧烈，温度梯度较大；下层为深水层，受外界热能影响较小，水温几乎无变化，常年维持在较稳定的低温状态。

上世纪80年代起，魏宏刚、张士杰、王树萱、陈先根等开展了一系列用不同温度的水灌溉水稻的试验，结果表明低温水灌溉会导致稻谷产量降低甚至不出穗。而水的温度和取水的位置有很大的关系，表层水的温度最高，最有利于灌溉；中层水次之；底层水温度最低，对灌溉的不良影响最大。水利工程采取措施以减少低温水灌溉的影响，包括设置晒水池、渠道保温防胀等措施，其中采用分层取水以实现取用表层水是最直接的措施。因此，有必要研究可用的闸门来实现分层取水。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，鉴于以上所述现阶段分层取水的需要，提供一种具有分层取水功能的景观闸门。

本实用新型的目的是这样实现的，一种具有分层取水功能的景观闸门，其特征在于，包括第一闸门、第二闸门、第三闸门、横杆、闸门槽、横梁、卷扬机、电控器；横梁设置于闸门槽的顶部，卷扬机、电控器固定于横梁上；第一闸门、第二闸门、第三闸门均安装于闸门槽内，且第一闸门、第二闸门、第三闸门自下而上依次设置；

所述第一闸门、第二闸门、第三闸门左下角迎水面、背水面均设置有卡扣，第一闸门、第二闸门、第三闸门的迎水面、背水面上的卡扣右侧均焊接有限位铁块；横杆为“u”型横杆，横杆的一端为开口，横杆通过开口套于第一闸门、第二闸门、第三闸门上，横杆的一边位于对应的第一闸门、第二闸门、第三闸门迎水面，另一边位于对应的第一闸门、第二闸门、第三闸门背水面；通过第一闸门、第二闸门、第三闸门的迎水面、背水面上限位铁块限定横杆向限位铁块方向移动的距离；

所述第一闸门、第二闸门、第三闸门迎水面底部中心位置均设置一储水箱，所述储水箱的迎水面设有储水箱开口，储水箱开口的两侧边设有盖板槽；还设有盖板，盖板插于储水箱开口的两侧边的盖板槽，盖板插于盖板槽时，盖板密封储水箱；所述储水箱内设有滤网；盖板中心位置设置吊耳，还设有吊绳，吊绳的一端连接卷扬机，另一端连接有吊钩，吊钩钩于吊耳上，吊耳通过吊绳和吊钩连接卷扬机；滤网位于盖板后部；所述滤网后部为镂空部分，用于储存水；

所述第一闸门、第二闸门、第三闸门右侧分别设置有第一闸门转轴、第二闸门转轴、第三闸门转轴，第一闸门转轴、第二闸门转轴、第三闸门转轴与电控器连接，通过电控器控制第一闸门转轴、第二闸门转轴、第三闸门转轴的启闭，第一闸门转轴、第二闸门转轴、第三闸门转轴旋转带动对应的第一闸门、第二闸门、第三闸门打开或闭合；

所述闸门槽左侧、右侧均设有3个长杆，6个长杆分别位于闸门槽与第一闸门、第二闸门、第三闸门的接触位置；设置在闸门槽左侧的长杆，长杆一端焊接于闸门槽外侧，另一端设置有左定滑轮；设置在闸门槽右侧的长杆，与设置在闸门槽左侧长杆的布置形式相同，即，长杆一端焊接于闸门槽外侧，另一端设置有右定滑轮；

所述横杆的数量为3个，3个横杆分别位于第一闸门内侧、第二闸门内侧、第三闸门内侧；所述横杆外覆盖有一层限位钢板，横杆的左侧均布置有小浮球，小浮球通过左固定装置与对应的左侧长杆末端的左定滑轮连接，小浮球通过左细绳与横杆左部相连接，左细绳一端连接于小浮球，另一端绕过左定滑轮与横杆左部连接；横杆右侧设有大浮球，大浮球通过右固定装置与右侧长杆末端的右定滑轮连接，通过右细绳与横杆右部相连接，右细绳一端连接于大浮球，另一端绕过右定滑轮与横杆右部连接；

连接小浮球的左细绳长度远小于连接大浮球的右细绳长度；当左细绳、右细绳绷直时，小浮球的水平位置相对大浮球较低；

所述第一闸门的顶部至第一闸门底部之间的垂直高度距离为闸体一层，第二闸门的顶部至第一闸门的顶部之间的垂直高度距离为闸体二层，第三闸门的顶部至第二闸门的顶部之间的垂直高度距离为闸体三层，横梁与第三闸门底部之间的垂直高度距离为闸体四层。

所述第一闸门转轴、第二闸门转轴、第三闸门转轴顺时针旋转时，对应的第一闸门、第二闸门、第三闸门打开；第一闸门转轴、第二闸门转轴、第三闸门转轴逆时针旋转时，对应的第一闸门、第二闸门、第三闸门关闭。

所述第一闸门转轴、第二闸门转轴、第三闸门转轴旋转角度均为90°。

所述横杆的材质为轻质坚硬材料。

还设有止水装置，止水装置包括第一止水橡皮、第二止水橡皮、第三止水橡皮；第一止水橡皮设置在第一闸门、第二闸门、第三闸门左侧与闸门槽接触部分，第二止水橡皮设置在盖板四周，第三止水橡皮设置在第一闸门、第二闸门、第三闸门相互接触位置。

还设有工作梯，工作梯安装于闸门槽右侧。

所述横梁左右两侧均设有摄像头；所述电控器上设有显示器、旋钮、控制第一闸门、第二闸门、第三闸门的开关，显示器与摄像头连接，用于捕捉水位情况和卡扣状态；电控器中的开关均通过旋转旋钮控制；所述电控器位于横梁上部靠第三闸门转轴位置。

所述限位钢板始于闸门槽左内侧，其长度与横杆长度一致，保证横杆在向左水平移动时有足够的空间；所述限位钢板的长度小于长杆的长度，左定滑轮、右定滑轮的水平位置相对于对应的限位钢板的末端更靠外侧，保证横杆在小浮球、大浮球拉力的作用下能够移动至限位钢板末端。

所述闸门槽为钢筋混凝土结构。

本实用新型结构合理、使用方便，通过本实用新型，提供的一种具有分层取水功能的景观闸门，技术方案为：包括：第一闸门、第二闸门、第三闸门、卡扣、横杆、闸门槽、横梁、卷扬机、电控器、摄像头、吊绳、转轴、盖板槽、吊钩、吊耳、储水箱、工作梯、止水装置。

所述景观闸门的初始状态如图1。

所述第一闸门、第二闸门、第三闸门处于同一竖直面，三者均位于闸门槽内，由下至上依次是第一闸门、第二闸门、第三闸门。

所述闸门槽为钢筋混凝土结构。

所述长杆共六个，闸门槽左右各设置三个,位于闸门槽与各闸门（第一闸门、第二闸门、第三闸门）的接触位置。设置在闸门槽左侧的长杆，其一端被焊接于闸门槽外侧，另一端布置一定滑轮；设置在闸门槽右侧的长杆与设置在闸门槽左侧长杆的布置形式相同。

所述第一闸门、第二闸门、第三闸门左下角均设置有一块卡扣。卡扣用于限制横杆作顺水流方向的移动，同时与横杆配合能够增强景观闸门对于水流冲击的抵御能力，保证景观闸门的挡水性能。

所述横杆为轻质坚硬材料，横杆外覆盖有一层限位钢板，控制横杆仅在水平方向移动。

所述限位钢板始于闸门槽左内侧，其长度与横杆一致，保证横杆在向左水平移动时有足够的空间。所述限位钢板的长度小于长杆的长度，意味着定滑轮的水平位置相对于限位钢板的末端更靠外侧，保证横杆在浮球拉力的作用下能够移动至限位钢板末端。

当所述卡扣处于闭合状态时，横杆的左侧末端位于闸门槽外侧位置，横杆的右端末端位于卡扣右侧位置。进水时，横杆的左侧受到来自限位钢板的反作用力，横杆的右侧与卡扣相连接，提高了景观闸门抵御高强度水流冲击的能力。

所述横杆左侧布置一小浮球，小浮球通过固定装置与左侧长杆末端的定滑轮（左定滑轮）连接，通过左细绳与横杆左部相连接；所述横杆右侧布置一大浮球，大浮球通过固定装置与右侧长杆末端的定滑轮（右定滑轮）连接，通过右细绳与横杆右部相连接。

所述细绳分为两部分（左细绳、右细绳），连接小浮球和横杆的左细绳长度远小于连接大浮球的右细绳长度。

当细绳（左细绳、右细绳）绷直时，所述小浮球的水平位置相对大浮球较低。

进水时，位置较低的小浮球率先受到竖直向上的浮力作用，浮力通过左定滑轮转化为水平向左的拉力，拉动横杆向左侧作水平移动，此时卡扣打开；继续进水，当水位超过该层水位最高点时，位置较高的大浮球受到竖直向上的浮力，由于大浮球的体积大于小浮球，所以大浮球所受到的浮力大于小浮球所受浮力，故整个卡扣系统产生的合力为水平向右的拉力，该合力拉动卡扣向右侧作水平移动至限位铁块处，此时卡扣关闭。

所述第一闸门、第二闸门、第三闸门迎水面底部中心位置均设置一储水箱。所述储水箱包括盖板和滤网。盖板中心位置设置一吊耳，通过吊绳和吊钩连接卷扬机，并由卷扬机提供动力；滤网位于盖板后部，进入储水箱的水通过滤网清除部分颗粒较大的杂质；滤网后部为一镂空部分，用于储存指定水层的水。

所述卷扬机位于横梁上部，为吊起盖板作竖直运动提供动力。

所述电控器位于横梁上部靠右侧位置，包括：控制第一闸门转轴的开关、控制第二闸门转轴的开关、控制第三闸门转轴的开关、显示器和旋钮。

所述电控器中的开关均通过旋转旋钮控制；显示器与摄像头连接，用于捕捉水位情况和卡扣状态。

所述摄像头位于横梁左右两侧，可作360°无死角的转动及画面监控。

所述第一闸门、第二闸门、第三闸门在其右侧均布置有一转轴，分别为第一闸门转轴、第二闸门转轴、第三闸门转轴，通过电控器控制第一闸门转轴、第二闸门转轴、第三闸门转轴的启闭，进而控制各闸门打开或闭合的状态。

所述第一闸门转轴、第二闸门转轴、第三闸门转轴启动时，带动相应部分的第一闸门、第二闸门、第三闸门作顺时针方向的旋转，旋转角度为90°。

所述储水箱上方有一盖板槽，在盖板作竖直向上运动时，为其提供足够的空间。

所述闸门槽右侧布置有工作梯，用于工作人员登上横梁进行作业。

所述景观闸门的止水装置包括：设置在第一闸门、第二闸门、第三闸门左侧与闸门槽接触部分的第一止水橡皮、设置在各盖板四周的第二止水橡皮、设置在第一闸门、第二闸门、第三闸门相互接触位置的第三止水橡皮。

本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型结构简单，由第一闸门、第二闸门、第三闸门组合而成，通过转轴（第一闸门转轴、第二闸门转轴、第三闸门转轴）带动三块闸门（第一闸门、第二闸门、第三闸门）单独旋转，简单有效地实现了分层取水的功能。

2、本实用新型在各闸门底部均设置有一块卡扣，用于限制横杆作顺水流方向的移动，同时与横杆配合能够增强景观闸门对于水流冲击的抵御能力，保证景观闸门的挡水性能。

3、本实用新型设置了卡扣与横杆的组合，同时配备了小浮球、大浮球等辅助设施，通过大小浮球的浮力作用，能够根据水位准确地控制卡扣的状态，为整个景观闸门的分层取水任务做好前提工作。

4、本实用新型在各闸门底部均设置了储水箱，当景观闸门处于挡水状态时，由卷扬机提供动力，吊起盖板作相对应的运动，即可实现分层储水。

5、本实用新型在储水箱中设置了一层滤网，用于过滤水中颗粒较大的杂质，可以一定程度上保证储水的水质。

6、本实用新型在横梁左右两侧各布置了一摄像头，摄像头与电控器的显示器连接，用于观察当前水位和景观闸门的工作情况，方便工作人员进行操作和检修。

附图说明

图1为景观闸门主视图。

图2为景观闸门侧视图。

图3为卡扣与限位钢板俯视图。

图4为横杆装置示意图。

图5为卡扣打开时的示意图。

图6为卡扣关闭时的示意图。

图7为电控面板示意图。

图8为盖板示意图。

图9为景观闸门过第一层水时的示意图。

图10为景观闸门过第二层水时的示意图。

图11为景观闸门过第三层水时的示意图。

图12为景观闸门过第四层水时的示意图。

图13为储水箱储水时的示意图。

图14为景观闸门的止水示意图。

图15为景观闸门的水层示意图。

图中：1第一闸门、2第二闸门、3第三闸门、4卡扣、5横杆、51第一闸门横杆、52第二闸门横杆、53第三闸门横杆、54小浮球、55大浮球、56-1左细绳、56-2右细绳、57限位铁块、58限位钢板、6闸门槽、61长杆、62-1左定滑轮、62-2右定滑轮、63-1左固定装置、63-2右固定装置、7横梁、8卷扬机、9电控器、91控制第一闸门转轴开关、92控制第二闸门转轴开关、93控制第三闸门转轴开关、94显示器、95旋钮、10摄像头、11吊绳、12转轴、121第一闸门转轴、122第一闸门转轴、123第三闸门转轴、13盖板槽、14吊钩、15吊耳、16储水箱、161盖板、162滤网、17工作梯、18止水装置、181第一止水橡皮、182第二止水橡皮、183第三止水橡皮。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步说明。

如图1至图15所示，本实施例的景观闸门，包括：第一闸门1、第二闸门2、第三闸门3、卡扣4、横杆5、闸门槽6、横梁7、卷扬机8、电控器9、摄像头10、吊绳11、转轴12、盖板槽13、吊钩14、吊耳15、储水箱16、工作梯17、止水装置18。

如图1所示，横杆5分为第一闸门横杆51、第二闸门横杆52、第三闸门横杆53，第一闸门横杆51、第二闸门横杆52、第三闸门横杆53分别位于对于的第一闸门1、第二闸门2、第三闸门3处。

景观闸门的初始状态如图1。

第一闸门1、第二闸门2、第三闸门3处于同一竖直面，三者均位于闸门槽6内，由下至上依次是第一闸门1、第二闸门2、第三闸门3。第一闸门1、第二闸门2、第三闸门3左下角迎水面、背水面均设置有卡扣4，第一闸门1、第二闸门2、第三闸门3的迎水面、背水面上的卡扣4右侧均焊接有限位铁块57；横杆5为“u”型横杆，横杆5的一端为开口，横杆5通过开口套于第一闸门1、第二闸门2、第三闸门3上，横杆5的一边位于对应的第一闸门1、第二闸门2、第三闸门3迎水面，另一边位于对应的第一闸门1、第二闸门2、第三闸门3背水面；通过第一闸门1、第二闸门2、第三闸门3的迎水面、背水面上限位铁块57限定横杆5向限位铁块57方向移动的距离；第一闸门1、第二闸门2、第三闸门3左下角均设置有一块卡扣4，用于限制横杆5作顺水流方向的移动，同时与横杆5配合能够增强景观闸门对于水流冲击的抵御能力，保证景观闸门的挡水性能。

在第一闸门1、第二闸门2、第三闸门3迎水面底部中心位置均设置一储水箱16，储水箱16的迎水面设置储水箱开口，储水箱开口的两侧边设有盖板槽13；还设有盖板161，盖板（161）插于储水箱开口的两侧边的盖板槽13，盖板161插于盖板槽13时，盖板161密封储水箱16；所述储水箱16内设有滤网162；盖板161中心位置设置吊耳15，还设置吊绳11，吊绳11的一端连接卷扬机8，另一端连接有吊钩14，吊钩14钩于吊耳15上，吊耳15通过吊绳11和吊钩14连接卷扬机8；滤网162位于盖板161后部；滤网162后部为镂空部分，用于储存水；

闸门槽6为钢筋混凝土结构。

长杆61共六个，闸门槽6左右各设置三个，位于闸门槽6与各闸门（第一闸门1、第二闸门2、第三闸门3）的接触位置。设置在闸门槽6左侧的长杆61，其一端被焊接于闸门槽6外侧，另一端布置一左定滑轮62-1；设置在闸门槽6右侧的长杆61与设置在闸门槽6左侧长杆61的布置形式相同，长杆61一端焊接于闸门槽6外侧，另一端设置有右定滑轮62-2。

横杆5为轻质坚硬材料，横杆5外覆盖有一层限位钢板58，控制横杆5仅在水平方向移动。横杆5左侧布置一小浮球54，小浮球54通过左固定装置63-1与左侧长杆6末端的左定滑轮62-1连接，通过左细绳56-1与横杆5左部相连接；横杆5右侧布置一大浮球55，大浮球55通过右固定装置63-2与右侧长杆6末端的右定滑轮62-2连接，通过右细绳56-2与横杆5右部相连接。

连接小浮球54和横杆5的左细绳56-1长度远小于连接大浮球55的右细绳56-2长度。当左细绳56-1、右细绳56-2绷直时，小浮球的水平位置相对大浮球较低。

进水时，位置较低的小浮球54率先受到竖直向上的浮力作用，浮力通过左定滑轮62-1转化为水平向左的拉力，拉动横杆5向左侧作水平移动，此时卡扣4打开；继续进水，当水位超过该层水位最高点时，位置较高的大浮球55受到竖直向上的浮力，由于大浮球55的体积大于小浮球54，所以大浮球55所受到的浮力大于小浮球54所受浮力，故整个卡扣4系统产生的合力为水平向右的拉力，该合力拉动卡扣4向右侧作水平移动至限位铁块57处，此时卡扣4关闭。

限位钢板58始于闸门槽6左内侧，其长度与横杆5一致，保证横杆5在向左水平移动时有足够的空间。所述限位钢板58的长度小于长杆61的长度，意味着左定滑轮62-1、右定滑轮62-2的水平位置相对于限位钢板58的末端更靠外侧，保证横杆5在浮球拉力的作用下能够移动至限位钢板58末端。

当卡扣4处于闭合状态时，横杆5的左侧末端位于闸门槽6外侧位置，横杆5的右端末端位于卡扣4右侧位置。进水时，横杆5的左侧受到来自限位钢板58的反作用力，横杆5的右侧与卡扣4相连接，提高了景观闸门抵御高强度水流冲击的能力。

第一闸门1、第二闸门2、第三闸门3迎水面底部中心位置均设置一储水箱16。储水箱16包括盖板161和滤网162。盖板161中心位置设置一吊耳15，通过吊绳11和吊钩14连接卷扬机8，并由卷扬机8提供动力；滤网162位于盖板161后部，进入储水箱16的水通过滤网162清除部分颗粒较大的杂质；滤网162后部为一镂空部分，用于储存指定水层的水。

储水箱16上方有一盖板槽13，在盖板161作竖直向上运动时，为其提供足够的空间。

卷扬机8位于横梁7上部，为吊起盖板161作竖直运动提供动力。

电控器9位于横梁7上部靠第三闸门转轴123位置，包括：控制第一闸门转轴开关91、控制第二闸门转轴开关92、控制第三闸门转轴开关93、显示器94和旋钮95。电控器9中的开关均通过旋转旋钮95控制；显示器94与摄像头10连接，用于捕捉水位情况和卡扣4的状态。摄像头10位于横梁7左右两侧，可作360°无死角的转动及画面监控。

第一闸门1、第二闸门2、第三闸门3在其右侧均布置有一转轴12，分别为第一闸门转轴121、第二闸门转轴122、第三闸门转轴123，通过电控器9控制第一闸门转轴121、第二闸门转轴122、第三闸门转轴123的启闭，进而控制各闸门（第一闸门1、第二闸门2、第三闸门3）打开或闭合的状态。第一闸门转轴121、第二闸门转轴122、第三闸门转轴123启动时，带动相应部分的闸门作顺时针方向的旋转，旋转角度为90°。

闸门槽6右侧布置有工作梯17，用于工作人员登上横梁作业。

景观闸门的止水装置包括：设置在第一闸门1、第二闸门2、第三闸门3左侧与闸门槽6接触部分的第一止水橡皮181、设置在各盖板四周的第二止水橡皮182、设置在第一闸门1、第二闸门2、第三闸门3相互接触位置的第三止水橡皮183。

本实施例的景观闸门的运行方法，包括以下步骤：

步骤1：进水时，摄像头10捕捉水位情况和卡扣4状态，当水位处于闸体一层的位置时，卡扣41处于开放状态。工作人员顺时针旋转控制第一闸门转轴开关91的旋钮95，启动第一闸门转轴121顺时针转动，第一闸门1顺时针旋转90°，第一闸门1开启。此时第一闸门1处于开启状态，第二闸门2和第三闸门3处于闭合状态（如图9所示），水从闸体一层位置流出，即可实现取第一层水。

步骤2：进水时，摄像头10捕捉水位情况和卡扣4状态，当水位处于闸体二层的位置时，卡扣42处于开启状态。工作人员首先逆时针旋转第一闸门转轴开关91的旋钮95，启动第一闸门转轴121逆时针转动，第一闸门1逆时针旋转90°恢复到初始状态。第一闸门1复位后，由于左侧小浮球54的作用力，卡扣41水平向右移动至限位铁块57处，卡扣41关闭。之后工作人员顺时针旋转控制第二闸门转轴开关92的旋钮95，启动第一闸门转轴122顺时针转动，第二闸门2顺时针旋转90°，第二闸门2开启。此时第二闸门2处于开启状态，第一闸门1和第三闸门3处于闭合状态（如图10所示），水从闸体二层位置流出，即可实现取第二层水。

步骤3：进水时，摄像头10捕捉水位情况和卡扣4状态，此当水位处于闸体三层的位置时，卡扣43处于开启状态。工作人员首先逆时针旋转控制第二闸门转轴开关92的旋钮95，启动第一闸门转轴122逆时针旋转，第二闸门2逆时针旋转90°恢复到初始状态，第二闸门2复位后，由于左侧小浮球54的作用力，卡扣42水平向右移动至限位铁块57处，卡扣42关闭。之后工作人员顺时针旋转控制第三闸门转轴开关93的旋钮95，启动第三闸门转轴123顺时针转动，第三闸门3顺时针旋转90°，第三闸门3开启。此时第三闸门3处于开启状态，第一闸门1和第二闸门2处于闭合状态（如图11所示），水从闸体三层位置流出，即可实现取第三层水。

步骤4：进水时，摄像头10捕捉水位情况和卡扣4状态，当水位处于闸体四层的位置时，第一闸门1、2第二闸门、3第三闸门对应的3个卡扣4均处于闭合状态。工作人员无需操作，此时景观闸门处于初始状态（如图12），水从景观闸门顶部漫出，即可实现取第四层水。

步骤5：进水时，摄像头10捕捉水位情况和卡扣4状态，当水位处于闸体四层的位置，第一闸门1、2第二闸门、3第三闸门对应的3个卡扣4均处于闭合状态。工作人员启动卷扬机8，根据实际考察需要，选择指定的水层，吊起盖板161使其竖直向上移动至盖板槽13位置（如图13所示），水流入指定水层的储水箱16后，工作人员再次启动卷扬机8，控制盖板161竖直向下移动至初始位置，封闭储水箱，即可完成指定水层的储水。

本实施例的景观闸门工作时，第一闸门1、第二闸门2、第三闸门3可单独旋转，根据水位情况，在卡扣装置的配合下，完成分层取水和指定水层的储水任务。

本实用新型的景观闸门中，第一闸门1、第二闸门2、第三闸门3结构简单；能够满足不同的需求，可以实现“一闸多用”；可以实现分层取水和指定水层的取水，同时也包括了传统水闸必备的功能。

综上，本实用新型有效克服了现有技术的缺点而具有较高的经济价值。

上述内容已经用一般性文字和具体实施步骤对本实用新型作了较为详尽的描述，但并非是对本实用新型进行限制，在不偏离本实用新型精神的基础上所进行的相关修改，都属于本实用新型要求保护的范围。