一种水利闸门开闸时防止漂流物体冲击闸门的保护系统及保护方法与流程

1.本发明涉及水利工程技术领域，具体是涉及一种水利闸门开闸时防止漂流物体冲击闸门的保护系统。还涉及一种水利闸门开闸时防止漂流物体冲击闸门的保护方法。


背景技术：

2.竖直闸门在关闸后，漂浮物在漂浮层，并且距离闸门有一段距离，在开闸的初期，闸口从下向上打开，下方水流激增，水流带动漂浮物、如浮木等撞击闸门，使得闸门或闸门滑轨受损。如图1所示的传统的漂浮物阻拦方式，在下方水流激增时，漂浮物的受力方向有向下的分量，因此漂浮物会向下运动脱离原本的漂浮层，导致冲撞到闸门的下端口，而传统的防护网大部分设置在漂浮层进行阻拦，在此种情况时阻拦效果不佳，且刚开闸时由于水流速度大，冲击力也较大，需要具有较强缓冲能力的防护装置才能对闸门起到较好的保护效果。而整体遮挡的防护网会影响闸口完全打开后水流的通过效率，因此不够实用。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对现有技术问题，提供一种水利闸门开闸时防止漂流物体冲击闸门的保护系统及保护方法，本发明通过防护阻拦网和防护板对刚开闸时的闸门进行保护，通过第一缓冲装置实现缓冲吸能功能，防止漂浮物向下绕过防护板后撞击至闸门上，提高防护效率，避免闸门受损。
4.为解决现有技术问题，本发明采用的技术方案为：
5.本发明提供了一种水利闸门开闸时防止漂流物体冲击闸门的保护系统，包括有安装在闸门闸口处两侧的立柱，以及连接在立柱上的防护板，以及安装在防护板上用于挡住漂流物的防护阻隔网，以及两组分别安装在两个立柱上的第一缓冲装置，防护板的顶端与立柱的顶端铰接，防护板的底端一侧与第一缓冲装置传动连接，防护板自上而下向着远离闸门的方向倾斜设置，防护板能够绕着与立柱顶端的铰接处旋转，第一缓冲装置包括有缓冲连接件，缓冲连接件的一端与立柱的下半部铰接，缓冲连接件的另一端与防护板的底端传动连接。
6.优选的，缓冲连接件与防护板的下半部滑动连接，缓冲连接件的端部能够相对于防护板倾斜方向位移。
7.优选的，第一缓冲装置还包括有限位架、轴接座和连接座，限位架沿着防护板的倾斜方向固定安装在防护板的侧壁，限位架位于防护板下方靠近闸门的一侧，限位架的长度方向与防护板的倾斜方向一致，轴接座能够沿着限位架长度方向滑动设置在限位架内，连接座轴接在轴接座上，连接座的一侧与缓冲连接件固定连接。
8.优选的，第一缓冲装置还包括有两组第一吸能缓冲组件，两组第一吸能缓冲组件沿着竖直面对称设置在轴接座的两侧，第一吸能缓冲组件与轴接座传动连接。
9.优选的，第一吸能缓冲组件包括有第一伸缩杆、第一滑块和第一弹簧，限位架的两
侧沿着其长度方向分别设有第一限位滑槽，第一滑块能够滑动的设置在第一限位滑槽内，第一滑块与轴接座的一端轴接，第一伸缩杆设置在第一限位滑槽内，第一伸缩杆顶端与第一限位滑槽的顶端固定连接，第一伸缩杆的另一端与第一滑块的顶端固定连接，第一弹簧套设在第一伸缩杆上，第一弹簧的两端分别与第一伸缩杆的两端固定连接。
10.优选的，保护装置还包括有防护网驱动机构，防护网驱动机构安装在防护板上，防护网驱动机构与防护阻隔网传动连接，防护网驱动机构包括有两个旋转轴，两个旋转轴分别设置在防护板沿长度方向的两侧上，旋转轴的轴线与防护板的倾斜方向一致，防护阻隔网套设在两个旋转轴上。
11.优选的，保护装置还包括与第二缓冲装置，第二缓冲装置设置在两层防护阻拦网之间，第二缓冲装置用于对防护阻拦网的迎击面一侧的受力进行缓冲。
12.优选的，第二缓冲装置包括有张紧轴、缓冲轴和安装在防护板上的第二吸能缓冲组件，缓冲轴设有若干个，若干个缓冲轴沿着防护板长度方向间隔分布，缓冲轴位于防护板靠近防护阻拦网迎击面的一侧，张紧轴设置在防护板的中间位置，张紧轴和缓冲轴的轴线方向均与旋转轴的轴线方向一致，第二吸能缓冲组件设有若干个，若干个第二吸能缓冲组件分别设置在缓冲轴和张紧轴的两端，缓冲轴与张紧轴均位于两侧防护阻拦网之间且与防护阻拦网的内侧贴合。
13.优选的，第二吸能组件与张紧轴连接时使张紧轴向着靠近防护阻拦网背击侧方向运动，第二吸能组件缓冲轴连接时使缓冲轴向着靠近防护阻拦网迎击侧方向运动。
14.本发明还提供了一种水利闸门开闸时防止漂流物体冲击闸门的保护方法，包括有以下步骤：
15.s1：在开闸前，调整防护板底端的入水深度和防护板的迎击角度；
16.s2：启动防护网驱动机构，带动防护阻拦网转动；
17.s3：开闸，在开口较小、水流较大时，漂浮物冲击防护阻拦网的下半部，通过第二缓冲装置对防护阻拦网进行缓冲；
18.s4：防护阻拦网将冲击力传导至防护板上，通过第一缓冲装置对防护板进行缓冲；
19.s5：通过缓冲连接件和第一吸能缓冲组件双重配合，减少防护板的偏转角度，降低冲击影响；
20.s6：在完全开闸后，通过缓冲连接件调整防护板角度，使得防护板底端向上运动，提高闸口水流量。
21.本发明相比较于现有技术的有益效果是：
22.1.本发明通过防护阻拦网和防护板对刚开闸时的闸门进行保护，通过第一缓冲装置实现缓冲吸能功能，防止漂浮物向下绕过防护板后撞击至闸门上，提高防护效率，避免闸门受损。
23.2.通过在缓冲连接件与防护板的连接处设计为滑动连接，使得防护板能够承受更大的冲击力，增大防护板与缓冲连接件之间的缓冲行程，降低短时间内强冲击可能造成的连接处断裂的风险。
24.3.通过第二缓冲装置对防护阻拦网在受到撞击时进行卸力，防止冲击力过大导致防护阻拦网破损，对防护阻拦网的迎击面进行防护，增大防护阻拦网的迎击面防护阻拦网的长度，在受到撞击的位置留有一定的凹陷空间，此种方式使得防护阻拦网更加牢固，不易
被冲击力强行冲断。
附图说明
25.图1是传统的漂浮物阻拦方式示意图；
26.图2是一种水利闸门开闸时防止漂流物体冲击闸门的保护系统的立体结构示意图；
27.图3是一种水利闸门开闸时防止漂流物体冲击闸门的保护系统的侧视图；
28.图4是一种水利闸门开闸时防止漂流物体冲击闸门的保护系统的部分立体结构示意图一；
29.图5是一种水利闸门开闸时防止漂流物体冲击闸门的保护系统中部分立体结构示意图二；
30.图6是一种水利闸门开闸时防止漂流物体冲击闸门的保护系统中第一缓冲装置的立体结构示意图；
31.图7是一种水利闸门开闸时防止漂流物体冲击闸门的保护系统中第一缓冲装置的部分立体结构示意图；
32.图8是一种水利闸门开闸时防止漂流物体冲击闸门的保护系统中防护网驱动机构的立体结构示意图；
33.图9是一种水利闸门开闸时防止漂流物体冲击闸门的保护系统中防护阻隔网未受到撞击时的状态示意图；
34.图10是一种水利闸门开闸时防止漂流物体冲击闸门的保护系统中防护阻隔网受到撞击时的立体结构示意图；
35.图11是一种水利闸门开闸时防止漂流物体冲击闸门的保护系统中防护阻隔网受到撞击时的状态示意图；
36.图12是一种水利闸门开闸时防止漂流物体冲击闸门的保护方法的流程图。
37.图中标号为：
38.1-第一缓冲装置；
39.11-缓冲连接件；111-阻尼杆；112-电动推杆；113-第二弹簧；
40.12-限位架；121-第一限位滑槽；
41.13-轴接座；
42.14-连接座；
43.15-第一吸能缓冲组件；151-第一伸缩杆；152-第一滑块；153-第一弹簧；
44.2-防护板；
45.21-第二限位滑槽；
46.3-防护阻隔网；
47.4-立柱；
48.5-防护网驱动机构；
49.51-旋转轴；
50.52-旋转驱动器；
51.6-第二缓冲装置；
52.61-张紧轴；
53.62-缓冲轴；
54.63-第二吸能缓冲组件；631-第二伸缩杆；632-第二滑块；633-第三弹簧；
55.7-闸门。
具体实施方式
56.为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
57.如图2至图8所示的一种水利闸门开闸时防止漂流物体冲击闸门的保护系统，包括有安装在闸门7闸口处两侧的立柱4，以及连接在立柱4上的防护板2，以及安装在防护板2上用于挡住漂流物的防护阻隔网3，以及两组分别安装在两个立柱4上的第一缓冲装置1，防护板2的顶端与立柱4的顶端铰接，防护板2的底端一侧与第一缓冲装置1传动连接，防护板2自上而下向着远离闸门7的方向倾斜设置，防护板2能够绕着与立柱4顶端的铰接处旋转，第一缓冲装置1包括有缓冲连接件11，缓冲连接件11的一端与立柱4的下半部铰接，缓冲连接件11的另一端与防护板2的底端传动连接。
58.通过两侧竖直安装在闸门7两端的立柱4，将防护板2安装在闸门7前端，通过防护板2以及防护板2上安装的防护阻拦网对开闸时漂浮物的冲击进行阻挡，并且将防护板2倾斜向下插入水中，防护板2的底端位置可以根据第一缓冲装置1的位置进行调节，防护板2的顶端能够绕着与立柱4的连接处旋转一定角度，使得防护板2处于倾斜状态，增大防护板2受到漂浮物冲击时的防冲撞能力，从而对刚开闸时的闸门7进行保护，防止漂浮物向下绕过防护板2后撞击至闸门7上，提高防护效率，避免闸门7受损。
59.防护阻隔网3能够对漂浮物进行阻隔，当漂浮物刚冲击到防护阻隔网3上时，冲击力通过防护阻隔网3传导至防护板2上，防护板2在漂浮物冲击下具有向下偏转的趋势，此时与防护板2底部连接的第一缓冲装置1用于对防护板2进行缓冲，通过缓冲连接件11使得防护板2在向下偏转时具有一定阻力，使得冲击力在防护板2偏转过程中被消耗掉，此时缺少水流带动的漂浮物会沿着防护板2的倾斜面向上飘去，重新到达漂流层，实现对闸门7的保护功能。
60.如图6所示的缓冲连接件11包括有阻尼杆111和电动推杆112，电动推杆112能够转动的安装在立柱4上，阻尼杆111远离防护板2的一端与电动推杆112的输出端连接，阻尼杆111上设有第二弹簧113。
61.在缓冲连接件11应对防护板2上的冲击力时，通过阻尼杆111可以吸收大部分的冲击力，使得防护板2向下偏转角度较小且偏转速度较慢，在漂浮物对防护板2的冲击结束后，阻尼杆111通过第二弹簧113可以重新复位，带动防护板2重新位移至初始位置，便于后续对漂浮物的阻拦工作，电动推杆112用于自动调节防护板2底端与立柱4之间的距离，即可以通过电动推杆112控制防护板2的初始倾斜角度，使得设备适应性增强。
62.通过在立柱4上架设升降机构以及升降架，可以带动防护板2和第一缓冲装置1整体沿着立柱4进行升降，从而可以根据水位的变化进行防护板2位置的调节功能，升降机构为现有技术，本领域技术人员有很多方法均可实现上述升降效果，此处不做赘述。
63.缓冲连接件11与防护板2的下半部滑动连接，缓冲连接件11的端部能够相对于防
护板2倾斜方向位移。
64.为了防止水流较急且漂浮物本体较大时，对防护板2的冲击力较大的问题，通过在缓冲连接件11与防护板2的连接处设计为滑动连接，使得防护板2能够承受更大的冲击力，增大防护板2与缓冲连接件11之间的缓冲行程，降低短时间内强冲击可能造成的连接处断裂的风险。
65.如图2至图7所示的第一缓冲装置1还包括有限位架12、轴接座13和连接座14，限位架12沿着防护板2的倾斜方向固定安装在防护板2的侧壁，限位架12位于防护板2下方靠近闸门7的一侧，限位架12的长度方向与防护板2的倾斜方向一致，轴接座13能够沿着限位架12长度方向滑动设置在限位架12内，连接座14轴接在轴接座13上，连接座14的一侧与缓冲连接件11固定连接。
66.限位架12用于对轴接座13进行导向和限位，轴接座13和连接座14将缓冲连接件11与防护板2进行连接，缓冲连接件11与防护板2通过上述的连接方式可以实现两者之间的滑动连接配合，在防护板2偏转时，限位架12的长度即为两者之间相对滑动的最大距离。
67.如图2和图6所示的第一缓冲装置1还包括有两组第一吸能缓冲组件15，两组第一吸能缓冲组件15沿着竖直面对称设置在轴接座13的两侧，第一吸能缓冲组件15与轴接座13传动连接。
68.为了提高吸能抗冲击能力，在漂浮物对防护板2产生冲击时，防护板2向下偏转，在偏转的同时，防护板2与缓冲连接件11之间的连接处通过轴接座13向上偏移，由于第一吸能缓冲组件15与轴接座13传动连接，使得第一吸能缓冲组件15在轴接座13向上运动的同时同步吸收了一部分漂浮物对防护板2的冲击力，进一步提高了缓冲吸能效果，即提高了防护效果，防止防护板2在漂浮物的冲击下自身产生损坏。
69.如图7所示的第一吸能缓冲组件15包括有第一伸缩杆151、第一滑块152和第一弹簧153，限位架12的两侧沿着其长度方向分别设有第一限位滑槽121，第一滑块152能够滑动的设置在第一限位滑槽121内，第一滑块152与轴接座13的一端轴接，第一伸缩杆151设置在第一限位滑槽121内，第一伸缩杆151顶端与第一限位滑槽121的顶端固定连接，第一伸缩杆151的另一端与第一滑块152的顶端固定连接，第一弹簧153套设在第一伸缩杆151上，第一弹簧153的两端分别与第一伸缩杆151的两端固定连接。
70.通过第一滑块152连接轴接座13，不论轴接座13处于何种角度连接状态，第一滑块152与第一伸缩杆151之间始终处于垂直连接状态，轴接座13收到冲击后向上滑动，带动其端部的第一滑块152向上滑动，第一滑块152向上运动时带动第一伸缩杆151压缩，带动第一伸缩杆151上的第一弹簧153压缩，在第一弹簧153压缩的时候提供反向的弹力，即能够抵消和吸收一部分漂浮物对防护板2的冲击力，实现吸能缓冲效果。
71.如图8所示的保护装置还包括有防护网驱动机构5，防护网驱动机构5安装在防护板2上，防护网驱动机构5与防护阻隔网3传动连接，防护网驱动机构5包括有两个旋转轴51，两个旋转轴51分别设置在防护板2沿长度方向的两侧上，旋转轴51的轴线与防护板2的倾斜方向一致，防护阻隔网3套设在两个旋转轴51上。
72.防护网驱动机构5还包括有一个旋转驱动器52，旋转驱动器52安装在防护板2的顶端，旋转驱动器52的输出端与其中一个旋转轴51的顶端固定连接，防护板2的至少左右两端至少设有一个用于收集漂浮物的集料室。
73.防护网驱动机构5工作时，旋转驱动器52带动其中与其连接的旋转轴51转动，旋转轴51带动套设在两个旋转轴51上的防护阻隔网3转动，防护阻隔网3将阻挡在外侧漂浮层的漂浮物带动至防护阻隔网3的旁侧，防止漂浮物堆积在闸口外侧导致水流通过量减少，且便于对漂浮物的收集过程，集料室可以将防护阻隔网3经过转动带动过来的漂浮物进行收集，便于清理。
74.如图9至图11所示的保护装置还包括与第二缓冲装置6，第二缓冲装置6设置在两层防护阻拦网之间，第二缓冲装置6用于对防护阻拦网的迎击面一侧的受力进行缓冲。
75.第二缓冲装置6包括有张紧轴61、缓冲轴62和安装在防护板2上的第二吸能缓冲组件63，缓冲轴62设有若干个，若干个缓冲轴62沿着防护板2长度方向间隔分布，缓冲轴62位于防护板2靠近防护阻拦网迎击面的一侧，张紧轴61设置在防护板2的中间位置，张紧轴61和缓冲轴62的轴线方向均与旋转轴51的轴线方向一致，第二吸能缓冲组件63设有若干个，若干个第二吸能缓冲组件63分别设置在缓冲轴62和张紧轴61的两端，缓冲轴62与张紧轴61均位于两侧防护阻拦网之间且与防护阻拦网的内侧贴合。
76.防护阻拦网在受到撞击时，需要通过第二缓冲装置6进行卸力，防止冲击力过大导致防护阻拦网破损，第二缓冲装置6设置在防护阻拦网的内侧，用于对防护阻拦网的迎击面进行防护，增大防护阻拦网的迎击面防护阻拦网的长度，在受到撞击的位置留有一定的凹陷空间，所述凹陷空间为两个缓冲轴62之间的距离，缓冲轴62能够顺着冲击力向后退缩，并通过第二吸能缓冲组件63对冲击力进行卸力和吸能，相比于无凹陷空间的防护阻拦网，此种方式使得防护阻拦网更加牢固，不易被冲击力强行冲断，在未受到较强冲击力时，通过张紧轴61的控制，将防护阻拦网复位至待冲击状态。
77.值得一提的是，所有缓冲轴62均等间距设置在两个旋转轴51之间，在漂流物体冲击防护阻拦网时，等间距的缓冲轴62能够在不同位置均提供一定强度的缓冲效果。
78.第二吸能组件与张紧轴61连接时使张紧轴61向着靠近防护阻拦网背击侧方向运动，第二吸能组件缓冲轴62连接时使缓冲轴62向着靠近防护阻拦网迎击侧方向运动。
79.第二吸能组件包括有第二伸缩杆631、第二滑块632和第三弹簧633，防护板2的上下两端均设有用于第二滑块632滑动的第二限位滑槽21，第二限位滑槽21的长度方向与防护板2的宽度方向一致，第二滑块632与张紧轴61或缓冲轴62的端部转动连接，第二伸缩杆631的一端与第二滑块632的侧壁固定连接，第二伸缩杆631的另一端与第二限位滑槽21的槽底固定连接，第三弹簧633套设在第二滑块632上，第三弹簧633的两端分别与第二滑块632的两端固定连接。
80.安装在缓冲轴62上的第二吸能组件与安装在张紧轴61上的第二吸能组件结构相同、安装方向相反，在防护阻拦网未受到撞击时，安装在张紧轴61上的第二吸能组件通过第三弹簧633的弹力抵触第二伸缩杆631使得第二伸缩杆631位于最长位置，带动第二滑块632移动至第二限位滑槽21的端部，进而将整个防护阻拦网向外扩张，使得防护阻拦网处于绷紧状态；在防护阻拦网受到撞击时，距离撞击处最近的两个缓冲轴62向内位移，即带动防护阻拦网形成凹陷空间，防护阻拦网凹陷时可以通过安装在缓冲轴62上的第二吸能组件对漂浮物的冲击力进行吸收，进而对防护阻拦网形成防护作用，此时，张紧轴61向内收缩，减少背击侧防护阻拦网的长度而增加迎击侧防护阻拦网的长度，便于凹陷空间的形成。
81.如图12所示的一种水利闸门开闸时防止漂流物体冲击闸门的保护方法，包括有以
下步骤：
82.s1：在开闸前，调整防护板2底端的入水深度和防护板2的迎击角度；
83.s2：启动防护网驱动机构5，带动防护阻拦网转动；
84.s3：开闸，在开口较小、水流较大时，漂浮物冲击防护阻拦网的下半部，通过第二缓冲装置6对防护阻拦网进行缓冲；
85.s4：防护阻拦网将冲击力传导至防护板2上，通过第一缓冲装置1对防护板2进行缓冲；
86.s5：通过缓冲连接件11和第一吸能缓冲组件15双重配合，减少防护板2的偏转角度，降低冲击影响；
87.s6：在完全开闸后，通过缓冲连接件11调整防护板2角度，使得防护板2底端向上运动，提高闸口水流量。
88.以上实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。