一种水利设施中的自动泄洪阀门系统及方法与流程

1.本发明涉及水利阀门相关技术领域，特别涉及一种水利设施中的自动泄洪阀门系统及方法。


背景技术：

2.水是维持包括人类在内各种生物生活的基本元素，但是水可载舟也可覆舟，过量的洪水也会破坏人类的财产、危害人类的安全，因此人们建造了大量的水利设施来治理水患以达到防洪减灾、灌溉农田的目的，其中拦河坝具有在沣水季节拦洪蓄水，在枯水季节防水灌溉的能力而广泛分布在我国大地，按照防洪的需求，每个拦河坝都需要设置泄洪口，目前的拦河坝泄洪口大多是在拦河坝的中部或边侧开设一个敞开的垭口，这种垭口不仅会造成拦河坝蓄水量的减少，而且割裂了大坝本身，不利于维护和通行，在一些拦河坝上，人们考虑到垭口会缩减拦河坝蓄水量的问题，也在垭口上设置了闸门，目前水利水电钢闸门设计相关规范，露顶弧形闸门的挡水高度一般为正常蓄水位加上安全超高，在运行时严禁闸门顶部过水工况，当遇到异常降雨、启闭设备故障、动力电源故障或运行调度失误时，水库水位上升超过正常蓄水位和闸门安全超高而闸门未及时开启时，将出现闸门顶部过水情况，闸门漫水将对闸门造成巨大的冲击力，国内缺乏相应的计算公式及试验数据资料，此时若盲目启门可能造成闸门和启闭设备的损坏，启门成功概率非常小，此时若不能及时开启闸门泄洪，将产生大坝漫坝或溃坝的风险，给上下游居民生命安全和财产损失造成巨大影响。
3.在中国发明专利申请号：cn201711291515.1中公开有一种水利设施中的自动泄洪阀门系统，该水利设施中的自动泄洪阀门系统，虽然，在枯水期，升降挡板在杠杆的自重以及复位弹簧的弹力作用下将开合式闸门的底端挡住，当水位提升至设定的警戒高度后，浮球推动杠杆，杠杆以支撑转轴为支点，通过推拉杆向下推动升降挡板进入开口槽中，此时开合式闸门就会在水压的作用下开启进行放水，但是，该水利设施中的自动泄洪阀门系统，在使用中不能根据洪水淡季和汛期进行调整，导致洪水泄洪过程中，需要有人值守，洪水来临后不能根据水位线上升的快慢调整阀门开合，而在旱季不能通过减少存水的流失，来保证水利设施内有稳定存水，从而保证汛期时对洪水及时排放，而在旱季时又能保证具有一定量的存水可供使用。
4.因此，提出一种水利设施中的自动泄洪阀门系统及方法来解决上述问题很有必要。


技术实现要素：

5.(一)解决的技术问题
6.针对现有技术的不足，本发明提供了一种水利设施中的自动泄洪阀门系统及方法，解决了，在使用中不能根据洪水淡季和汛期进行调整，导致洪水泄洪过程中，需要有人值守，洪水来临后不能根据水位线上升的快慢调整阀门开合，而在旱季不能通过减少存水
的流失，来保证水利设施内有稳定存水，从而保证汛期时对洪水及时排放，而在旱季时又能保证具有一定量的存水可供使用的问题。
7.(二)技术方案
8.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
9.一种水利设施中的自动泄洪阀门系统及方法，包括阀门本体1，阀门本体1的两端固定连接有安装定位的l形定位板11，两个l形定位板11的外侧对称固定连接有加强管12，阀门本体1的前侧两端设有水平开合的低水位泄洪机构，泄洪机构的内侧设有能够对应急泄洪的高水位排放机构，阀门本体1远离高水位排放机构的一端设有洪水引导机构，阀门本体1的顶部设有啮合传动的调节机构，调节机构用于操控泄洪时洪水引导机构的开合关闭。
10.可选的，所述高水位排放机构包括高位泄洪管，所述高位泄洪管设置在阀门本体的一侧中部，所述高位泄洪管的内壁一端固定连接有四柱圆板，所述四柱圆板的一侧固定安装有泄洪电机，所述泄洪电机的输出轴端部贯穿四柱圆板并固定连接有旋转盘，所述旋转盘的两侧对称铰接有弧形杆，多个所述弧形杆的一端铰接有贯穿四柱圆板的连接杆，多个所述连接杆远离弧形杆的一端固定连接有扇形板，所述阀门本体的顶部一侧对称固定连接有高水位压力机，两个所述高水位压力机的底部固定连接有限位板。
11.可选的，所述低水位泄洪机构包括两个低位泄洪管，所述低位泄洪管设置在高位泄洪管的两侧，两个所述低位泄洪管的顶部和底部对称贴合连接有低水位感应块，多个所述低水位感应块的内侧固定连接有和阀门本体内部相连接的调控液压柱，多个所述低水位感应块的内侧固定连接有开合插接筒，两个所述开合插接筒位于低位泄洪管内部的一端对称开设有环形孔，两个所述低位泄洪管的内侧固定安装有贯穿阀门本体的u形管。
12.可选的，所述调节机构包括安装架，所述安装架设置在阀门本体的顶部两侧，两个所述安装架的顶部固定安装有收卷电机，所述收卷电机的输出轴端部固定安装有转柱，所述转柱的两端对称开设有收卷槽，所述转柱的中部固定连接有中位齿轮，所述阀门本体的顶部中端安装有连接板，所述连接板的顶部一侧设有联动齿轮，所述连接板的内侧靠近联动齿轮的一端转动安装有第一内槽齿，所述连接板的内侧另一端转动安装有第一传动齿，所述连接板的底端两侧对称固定安装有安装板，所述安装板的底端一侧转动安装有第二传动齿，所述第二传动齿的顶端和第一内槽齿的底端内部啮合连接，所述安装板的底端另一侧转动安装有第二内槽齿。
13.可选的，所述洪水引导机构包括两个泄洪框板，所述泄洪框板设置在远离高位泄洪管的一端两侧，两个所述泄洪框板的内部开设有和阀门本体内部相连接的泄洪口，两个所述泄洪框板的底端外侧铰接有引流板，两个所述引流板的一端中部设有收卷钢带。
14.可选的，所述阀门本体的内部靠近高位泄洪管的一端对称固定连接有阻挡板，两个所述阻挡板的内壁和限位板的两端贴合连接。
15.可选的，所述第二内槽齿的顶端内部和第一传动齿的底部啮合连接，所述第二传动齿和第二内槽齿的两侧对称固定连接有螺纹柱，两个所述螺纹柱的两端对称螺纹连接有连接螺母板。
16.可选的，所述u形管位于阀门本体的内部一端中部开设有通孔，所述通孔的外部两侧对称贴合连接有管道密闭块，两个所述管道密闭块的顶部分别与连接螺母板的底部一侧固定连接。
17.可选的，所述阀门本体的顶部一侧对称设有导流轮，两个所述导流轮的顶端内侧和收卷钢带的中部两侧贴合连接，两个所述收卷钢带的一端穿过导流轮并与收卷槽的内部一侧固定连接。
18.一种水利设施中的自动泄洪方法，该方法的具体步骤如下：
19.步骤一：首先将自动泄洪阀门镶嵌安装在水利设施中的坝体顶端内侧；
20.步骤二：随后自动泄洪阀门根据坝体内水位高度进行调节，以根据不同水位打开关闭阀门；
21.步骤三：然后根据坝体内水位感应器对洪水进行排泄；
22.步骤四：最后坝体内水位下降至对应位置将泄洪阀门关闭。
23.(三)有益效果
24.本发明提供了一种水利设施中的自动泄洪阀门系统及方法，具备以下有益效果：
25.1、本发明通过设置l形定位板和加强管，在水利设施泄洪中，将阀门本体安装定位在坝体内部，避免阀门本体安装在坝体顶部敞开的垭口时，洪水堆积过快，导致不能及时排出，且不能通过低水位泄洪机构和高水位排放机构进行预处理，导致坝体顶部不利于通行对设备进行定期维护。
26.2、本发明通过将高位泄洪管设置在阀门本体的一侧，经四柱圆板将泄洪电机安装在高位泄洪管的外部一侧，使泄洪电机带动旋转盘转动调节弧形杆在四柱圆板内的位置，推动两侧的连接杆向外侧移动，进而推动扇形板向高位泄洪管的外侧移动，打开管道，快速将洪水排出，避免洪水水位持续上升，致使坝体受压过度崩塌，通过阀门本体顶端一侧的高水位压力机，在水位淹没设备时，带动阻挡板在限位板的内侧移动，使阻挡板下移打开对高位泄洪管内部的封闭，加速洪水的排放效率。
27.3、本发明通过在阀门本体的两侧安装低位泄洪管，经u形管连接两个低位泄洪管，将低位泄洪管的一端导向阀门本体的内部，通过低水位感应块和调控液压柱的连接，水平移动开合插接筒在低位泄洪管内的位置，经开合插接筒漏出在低位泄洪管内一端的环形孔，将坝体内洪水通入u形管内径通孔排出。
28.4、本发明通过安装架将收卷电机安装在阀门本体的顶部，经收卷电机带动转柱旋转，经转柱两侧的收卷槽对收卷钢带旋转收纳，便于对泄洪框板一侧的引流板牵引，使引流板对泄洪框板进行封闭，避免在未使用时阀门本体内部裸露，通过引流板两侧的限位杆对引流板两边限位，避免被水流冲击后产生侧偏，影响水流的排泄效果。
29.5、本发明通过将连接板安装在阀门本体的顶部中端，经顶部一侧的联动齿轮和中位齿轮的底端一侧啮合，使中位齿轮转动带动第一传动齿和第一内槽齿向反方向旋转，进而带动连接板底部两侧安装板两侧的第二传动齿和第二内槽齿反向旋转，使第二传动齿和第二内槽齿带动螺纹柱旋转，经两侧的连接螺母板和螺纹柱连接，进而带动两侧管道密闭块对通孔的外侧封闭，避免在设备关闭时，有水流泄漏而出。
附图说明
30.图1为本发明结构的立体示意图；
31.图2为本发明结构的立体侧视示意图；
32.图3为本发明结构的立体侧视剖视示意图；
33.图4为本发明结构的立体仰视剖视示意图；
34.图5为本发明结构的立体俯视剖视示意图；
35.图6为本发明u形管结构的局部立体示意图；
36.图7为本发明图4中a区结构的放大示意图。
37.图中：1、阀门本体；11、l形定位板；12、加强管；13、安装架；14、收卷电机；15、收卷槽；16、中位齿轮；17、高位泄洪管；18、四柱圆板；19、泄洪电机；20、旋转盘；21、弧形杆；22、连接杆；23、扇形板；24、调控液压柱；25、低水位感应块；26、开合插接筒；27、低位泄洪管；28、u形管；29、高水位压力机；30、限位板；31、阻挡板；32、连接板；33、联动齿轮；34、第一传动齿；35、第一内槽齿；36、第二传动齿；37、第二内槽齿；38、螺纹柱；39、连接螺母；40、管道密闭块；41、泄洪框板；42、收卷钢带；43、引流板；44、导流轮；45、通孔；46、泄洪口；47、安装板；48、转柱；49、环形孔；50、限位杆。
具体实施方式
38.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
39.根据如图1-7所示，本发明提供了一种技术方案：
40.一种水利设施中的自动泄洪阀门系统，包括阀门本体1，阀门本体1的两端固定连接有安装定位的l形定位板11，两个l形定位板11的外侧对称固定连接有加强管12，阀门本体1的前侧两端设有水平开合的低水位泄洪机构，泄洪机构的内侧设有能够对应急泄洪的高水位排放机构，阀门本体1远离高水位排放机构的一端设有洪水引导机构，阀门本体1的顶部设有啮合传动的调节机构，调节机构用于操控泄洪时洪水引导机构的开合关闭。
41.上述方案在实际使用中，通过各机构之间的相互配合，将阀门本体1安装定位在坝体内部，避免阀门本体1安装在坝体顶部敞开的垭口时，洪水堆积过快，导致不能及时排出，且不能通过低水位泄洪机构和高水位排放机构进行预处理，导致坝体顶部不利于通行对设备进行定期维护，经阀门本体1两侧设置的l形定位板11和加强管12，加强坝体与装置的连接稳定性，避免在水利设施泄洪中装置与坝体脱离。
42.作为本发明的一种可选技术方案：高水位排放机构包括高位泄洪管17，高位泄洪管17设置在阀门本体1的一侧中部，高位泄洪管17的内壁一端固定连接有四柱圆板18，四柱圆板18的一侧固定安装有泄洪电机19，泄洪电机19的输出轴端部贯穿四柱圆板18并固定连接有旋转盘20，旋转盘20的两侧对称铰接有弧形杆21，多个弧形杆21的一端铰接有贯穿四柱圆板18的连接杆22，多个连接杆22远离弧形杆21的一端固定连接有扇形板23，阀门本体1的顶部一侧对称固定连接有高水位压力机29，两个高水位压力机29的底部固定连接有限位板30。
43.上述方案在实际使用中，通过阀门本体1顶端一侧的高水位压力机29，在水位淹没设备时，带动阻挡板31在限位板30的内侧移动，使阻挡板31下移打开对高位泄洪管17内部的封闭，加速洪水的排放效率，通过将高位泄洪管17设置在阀门本体1的一侧，使泄洪电机19带动旋转盘20转动调节弧形杆21在四柱圆板18内的位置，推动两侧的连接杆22向外侧移
动，进而推动扇形板23向高位泄洪管17的外侧移动，打开管道快速将洪水排出，避免洪水水位持续上升，致使坝体受压过度崩塌。
44.作为本发明的一种可选技术方案：低水位泄洪机构包括两个低位泄洪管27，低位泄洪管27设置在高位泄洪管17的两侧，两个低位泄洪管27的顶部和底部对称贴合连接有低水位感应块25，多个低水位感应块25的内侧固定连接有和阀门本体1内部相连接的调控液压柱24，多个低水位感应块25的内侧固定连接有开合插接筒26，两个开合插接筒26位于低位泄洪管27内部的一端对称开设有环形孔49，两个低位泄洪管27的内侧固定安装有贯穿阀门本体1的u形管28。
45.上述方案在实际使用中，在阀门本体1的两侧安装低位泄洪管27，经u形管28连接两个低位泄洪管27，将低位泄洪管27的一端导向阀门本体1的内部，通过低水位感应块25和调控液压柱24的连接，水平移动开合插接筒26在低位泄洪管27内的位置，经开合插接筒26漏出在低位泄洪管27内一端的环形孔49，将坝体内洪水通入u形管28内径通孔45排出。
46.作为本发明的一种可选技术方案：调节机构包括安装架13，安装架13设置在阀门本体1的顶部两侧，两个安装架13的顶部固定安装有收卷电机14，收卷电机14的输出轴端部固定安装有转柱48，转柱48的两端对称开设有收卷槽15，转柱48的中部固定连接有中位齿轮16，阀门本体1的顶部中端安装有连接板32，连接板32的顶部一侧设有联动齿轮33，连接板32的内侧靠近联动齿轮33的一端转动安装有第一内槽齿35，连接板32的内侧另一端转动安装有第一传动齿34，连接板32的底端两侧对称固定安装有安装板47，安装板47的底端一侧转动安装有第二传动齿36，第二传动齿36的顶端和第一内槽齿35的底端内部啮合连接，安装板47的底端另一侧转动安装有第二内槽齿37。
47.作为本发明的一种可选技术方案：洪水引导机构包括两个泄洪框板41，泄洪框板41设置在远离高位泄洪管17的一端两侧，两个泄洪框板41的内部开设有和阀门本体1内部相连接的泄洪口46，两个泄洪框板41的底端外侧铰接有引流板43，两个引流板43的一端中部设有收卷钢带42。
48.作为本发明的一种可选技术方案：阀门本体1的内部靠近高位泄洪管17的一端对称固定连接有阻挡板31，两个阻挡板31的内壁和限位板30的两端贴合连接。
49.上述方案在实际使用中，通过安装架13将收卷电机14安装在阀门本体1的顶部，经收卷电机14带动转柱48旋转，经转柱48两侧的收卷槽15对收卷钢带42旋转收纳，便于对泄洪框板41一侧的引流板43牵引，使引流板43对泄洪框板41进行封闭，避免在未使用时阀门本体1内部裸露，通过引流板43两侧的限位杆50对引流板43两边限位，避免被水流冲击后产生侧偏，影响水流的排泄。
50.作为本发明的一种可选技术方案：第二内槽齿37的顶端内部和第一传动齿34的底部啮合连接，第二传动齿36和第二内槽齿37的两侧对称固定连接有螺纹柱38，两个螺纹柱38的两端对称螺纹连接有连接螺母板39。
51.作为本发明的一种可选技术方案：u形管28位于阀门本体1的内部一端中部开设有通孔45，通孔45的外部两侧对称贴合连接有管道密闭块40，两个管道密闭块40的顶部分别与连接螺母板39的底部一侧固定连接。
52.作为本发明的一种可选技术方案：阀门本体1的顶部一侧对称设有导流轮44，两个导流轮44的顶端内侧和收卷钢带42的中部两侧贴合连接，两个收卷钢带42的一端穿过导流
轮44并与收卷槽15的内部一侧固定连接。
53.上述方案在实际使用中，通过将连接板32安装在阀门本体1的顶部中端，经顶部一侧的联动齿轮33和中位齿轮16的底端一侧啮合，使中位齿轮16转动带动第一传动齿34和第一内槽齿35向反方向旋转，进而带动连接板32底部两侧安装板47两侧的第二传动齿36和第二内槽齿37反向旋转，使第二传动齿36和第二内槽齿37带动螺纹柱38旋转，经两侧的连接螺母板39和螺纹柱38连接，进而带动两侧管道密闭块40对通孔45的外侧封闭，避免在设备关闭时，有水流泄漏而出。
54.一种水利设施中的自动泄洪方法，该方法的具体步骤如下：
55.步骤一：首先将自动泄洪阀门镶嵌安装在水利设施中的坝体顶端内侧；
56.步骤二：随后自动泄洪阀门根据坝体内水位高度进行调节，以根据不同水位打开关闭阀门；
57.步骤三：然后根据坝体内水位感应器对洪水进行排泄；
58.步骤四：最后坝体内水位下降至对应位置将泄洪阀门关闭。
59.工作原理：在工作时，在水利设施建设过程中将泄洪阀门装置镶嵌在坝体顶端内部，经阀门本体1两侧的l形定位板11和加强管12，使阀门本体1与坝体内部连接更紧密，将高位泄洪管17设置在阀门本体1的一侧，使泄洪电机19带动旋转盘20转动调节弧形杆21在四柱圆板18内的位置，推动两侧的连接杆22和扇形板23向高位泄洪管17的外侧移动，打开高位泄洪管17快速将洪水排出，通过高水位压力机29，在水位淹没设备时，使阻挡板31在限位板30内下移打开对高位泄洪管17内部的封闭，在阀门本体1的两侧安装低位泄洪管27，经u形管28连接两个低位泄洪管27，将低位泄洪管27的一端导向阀门本体1的内部，通过低水位感应块25检测水位，利用调控液压柱24水平移动开合插接筒26在低位泄洪管27内的位置，经开合插接筒26漏出在低位泄洪管27内一端的环形孔49，将坝体内洪水通入u形管28内径通孔45排出，通过安装架13使收卷电机14带动转柱48旋转，经转柱48两侧的收卷槽15对收卷钢带42旋转收纳，对泄洪框板41一侧的引流板43牵引，使引流板43对泄洪框板41进行封闭，通过引流板43两侧的限位杆50对引流板43两边限位，将连接板32安装在阀门本体1的顶部中端，经顶部一侧的联动齿轮33和中位齿轮16的底端一侧啮合，使中位齿轮16转动带动第一传动齿34和第一内槽齿35向反方向旋转，进而带动连接板32底部两侧安装板47两侧的第二传动齿36和第二内槽齿37反向旋转，使第二传动齿36和第二内槽齿37带动螺纹柱38旋转，经两侧的连接螺母板39和螺纹柱38连接，进而带动两侧管道密闭块40对通孔45的外侧封闭，避免坝体内有水流从通孔45泄漏。
60.综上所述：在水利设施泄洪中，通过设置l形定位板11和加强管12，将阀门本体1安装定位在坝体内部，避免阀门本体1安装在坝体顶部敞开的垭口时，洪水堆积过快，导致不能及时排出，且不能通过低水位泄洪机构和高水位排放机构进行预处理，导致坝体顶部不利于通行对设备进行定期维护，通过将高位泄洪管17设置在阀门本体1的一侧，经四柱圆板18将泄洪电机19安装在高位泄洪管17的外部一侧，使泄洪电机19带动旋转盘20转动调节弧形杆21在四柱圆板18内的位置，推动两侧的连接杆22向外侧移动，进而推动扇形板23向高位泄洪管17的外侧移动，打开管道，快速将洪水排出，避免洪水水位持续上升，致使坝体受压过度崩塌，通过阀门本体1顶端一侧的高水位压力机29，在水位淹没设备时，带动阻挡板31在限位板30的内侧移动，使阻挡板31下移打开对高位泄洪管17内部的封闭，加速洪水的
排放效率，通过在阀门本体1的两侧安装低位泄洪管27，经u形管28连接两个低位泄洪管27，将低位泄洪管27的一端导向阀门本体1的内部，通过低水位感应块25和调控液压柱24的连接，水平移动开合插接筒26在低位泄洪管27内的位置，经开合插接筒26漏出在低位泄洪管27内一端的环形孔49，将坝体内洪水通入u形管28内径通孔45排出，通过安装架13将收卷电机14安装在阀门本体1的顶部，经收卷电机14带动转柱48旋转，经转柱48两侧的收卷槽15对收卷钢带42旋转收纳，便于对泄洪框板41一侧的引流板43牵引，使引流板43对泄洪框板41进行封闭，避免在未使用时阀门本体1内部裸露，通过引流板43两侧的限位杆50对引流板43两边限位，避免被水流冲击后产生侧偏，影响水流的排泄效果，通过将连接板32安装在阀门本体1的顶部中端，经顶部一侧的联动齿轮33和中位齿轮16的底端一侧啮合，使中位齿轮16转动带动第一传动齿34和第一内槽齿35向反方向旋转，进而带动连接板32底部两侧安装板47两侧的第二传动齿36和第二内槽齿37反向旋转，使第二传动齿36和第二内槽齿37带动螺纹柱38旋转，经两侧的连接螺母板39和螺纹柱38连接，进而带动两侧管道密闭块40对通孔45的外侧封闭，避免在设备关闭时，有水流泄漏而出。
61.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。