一种闸门补水装置的制作方法

1.本发明涉及水利水电工程技术领域，具体涉及一种闸门补水装置。


背景技术：

2.水电站工程下闸并启动水库蓄水是工程的重大节点，完成蓄水后发电机组才能进行相关调试、运行。水电站工程下闸即下放施工期临时过水的导流洞封堵闸门。下闸后，在水库水位上升至电站枢纽泄洪建筑物具备下泄条件之前，工程下游河道可能会临时断流，对下游河道生态影响较大。因此，水电站工程设计之初，就会同步考虑下闸期间向下游生态补水的相关措施。目前，一般采用设置专用的生态补水管道等方式，存在资源投入较大、且控制不够精准的问题。


技术实现要素：

3.因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的水电站工程在设计之初设置专业生态补水管道需投入较大资源、控制不够精准的问题，从而提供一种闸门补水装置。
4.为了解决上述问题，本发明提供了一种闸门补水装置，包括：
5.闸门门体，适设于坝体内，所述闸门门体的下部设有生态补水通道，所述生态补水通道内设有启闭件，所述闸门门体的背水面设有触点件，所述触点件与启闭件间线路连接；
6.控制结构，适设于所述坝体内，所述控制结构包括控制器、以及朝向背水面设置的触点架，所述控制器与触点架线路连接，待所述闸门门体下落至预定位置后，所述触点架与触点件接触，所述控制器通过线路控制所述启闭件打开或关闭以控制生态补水通道内的水流。
7.可选地，触点件具有信号端和供电端；所述触点架设有与所述触点件相适配的信号触点和供电触点，所述信号触点与信号端插接设置，所述供电触点与供电端插接设置。
8.可选地，所述信号端与供电端均为锥形开口结构，所述触点架的信号触点延伸至信号端的开口内、供电触点延伸至供电端的开口内，所述触点架为弓形结构。
9.可选地，所述触点架与控制器间连接有供电线和信号线，所述触点件与启闭件间连接有供电线和信号线。
10.可选地，所述信号端与供电端间设有绝缘垫板。
11.可选地，还包括管体，所述管体设于所述坝体内，所述触点架与控制器间的线路设于所述管体内，所述触点架至少部分设于管体内。
12.可选地，所述触点架与管体间设有弹性件，所述弹性件在触点架未与触点件接触时处于受压缩状态。
13.可选地，所述管体朝向闸门门体的一端设有密封盖板，所述密封盖板与控制器信号连接。
14.可选地，所述生态补水通道内的启闭件的数量为至少两个，每一启闭件均连接有供电线和信号线。
15.可选地，所述生态补水通道的入水口处还设有拦渣栅。
16.本发明技术方案，具有如下优点：
17.1.本发明提供的闸门补水装置，包括：闸门门体，适设于坝体内，闸门门体的下部设有生态补水通道，生态补水通道内设有启闭件，闸门门体的背水面设有触点件，触点件与启闭件间线路连接；控制结构，适设于坝体内，控制结构包括控制器、以及朝向背水面设置的触点件，控制器与触点架线路连接，待闸门门体下落至预定位置后，触点架与触点件接触，控制器通过线路控制启闭件打开或关闭以控制生态补水通道内的水流。闸门门体的下部设有生态补水通道，在门体上设置生态补水通道，而无需在设计和施工阶段在坝体内专门建造生态补水管道和启闭件，起到节约资源的效果。同时，闸门门体的背水面上设有触点件、控制结构朝向背水面设有触点件，当闸门门体下落至预定位置后，触点架与触点件接触连通电信号或通讯信号，控制器控制启闭件打开或关闭以控制生态补水通道内的水流，具有便于精准的优势。通过在闸门门体上设置生态补水通道，同时确保下闸后也能具备正常启闭功能，就能彻底解决下闸期间下游河道的生态补水问题，同时节省大量资源投入。
18.相较于下闸蓄水后，导流洞被封堵后，闸门的启闭设备也将随着库水位抬高而被淹没，因此无法利用其启闭机设备或其布置平台设置生态补水控制设备，存在可靠性低的问题。另外，如果出现补水孔关闭失败或无法严密关闭的情况，将可能在水库高水头作用下导致大量渗漏，影响工程安全运行。同时高水位下堵漏将会非常困难，也将直接导致水库蓄水乃至发电的进程滞后，给工程造成巨大的负面影响和经济损失。本发明提供的闸门补水装置，克服了上述问题，具有便于启闭、控制精准的问题。
19.2.本发明提供的闸门补水装置，触点架具有信号端和供电端；触点架设有与触点件相适配的信号触点和供电触点，信号触点与信号端插接设置，供电触点与供电端插接设置，以使控制器的信号通过信号触点传递至信号端、通过供电触点传递至供电端。
20.3.本发明提供的闸门补水装置，信号端与供电端均为锥形开口结构，触点架的信号触点延伸至信号端的开口内、供电触点延伸至供电端的开口内。当闸门门体快要下落至预定位置时，信号触点进入到信号端的锥形开口结构内、供电触点进入供电端的锥形开口结构内，直至闸门门体下落至预定位置，锥形开口结构的设计，便于信号触点和供电触点在连接过程中能够准确可靠地引导其二者连接在一起，不会因为位置偏置造成接触不良，从而便于信号触点与信号端、供电触点与供电端更好地进行连接。
21.4.本发明提供的闸门补水装置，触点架与控制器间连接有供电线和信号线，触点件与启闭件间连接有供电线和信号线，供电线与信号线间设有绝缘板，供电线传递电流、信号线传递信号，绝缘板设置避免供电线与信号线间出现信号干涉。
22.5.本发明提供的闸门补水装置，信号端与供电端间设有绝缘垫板，绝缘垫板起到避免电流信号和通讯信号出现相互干涉问题，以及避免与金属门体出现导电相互干涉和影响工作效果的问题。
23.6.本发明提供的闸门补水装置，还包括管体，管体设于坝体的导流洞内，因为触点架与控制器间的线路设于管体内，触点架至少部分设于管体内，所以管体还能够起到保护触点架与控制器间线路、以及触点架的作用，同时也能解决触点架、线路穿过坝体结构的问题。
24.7.本发明提供的闸门补水装置，触点架与管体间设有弹性件，弹性件在触点架未
与触点件接触时处于受压缩状态。当触点架与触点件开始接触后，受压缩的弹性件使触点架具有朝向触点件运动的力，以推动触点架朝向触点件进行运动，直至触点架的信号触点与信号端、供电触点与供电端成功连接。
25.8.本发明提供的闸门补水装置，管体朝向闸门门体的一端设有密封盖板，密封盖板与控制器信号连接，控制器控制密封盖板打开或关闭，以控制触点架的伸出或缩回。
26.9.本发明提供的闸门补水装置，生态补水通道内的启闭件的数量至少为两个，每一启闭件均连接有供电线和信号线，两个或两个以上的启闭件起到互为备份的作用，避免因某一启闭件出现问题而影响生态补水通道的正常运行，启闭件的控制器设置在闸门内部，与闸门上游的水进行隔离。
27.10.本发明提供的闸门补水装置，生态补水通道的入水口处还设有拦渣栅，拦渣栅起到阻拦水中鱼等生物和污物进入生态补水通道内，避免影响生态补水通道运行和启闭件的启闭。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1为本发明的实施方式中提供的坝体和闸门补水装置的结构示意图；
30.图2为本发明的实施方式中提供的闸门本体的结构示意图；
31.图3为本发明的实施方式中提供的管体内靠近闸门本体位置的结构示意图；
32.图4为本发明的实施方式中提供的坝体内闸门结构的侧视示意图；
33.图5为本发明的实施方式中提供的生态补水通道的结构示意图；
34.图6为本发明的实施方式中提供的触点件的结构示意图；
35.图7为本发明的实施方式中提供的触点架的结构示意图。
36.附图标记说明：1、坝体；2、闸门门体；3、保护管；4、拦渣栅；5、第一启闭件；6、第二启闭件；7、触点架；8、导流洞；9、密封盖板；10、检修孔；11、管体；12、弹性件；13、导槽；14、升降机；15、控制器；16、下部；17、绝缘垫板；18、触点件；19、信号端；20、供电端；21、信号线；22、供电线；23、生态补水通道；24、信号触点；25、供电触点；26、隔板卡槽。
具体实施方式
37.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
38.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
39.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
40.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
41.实施例1
42.本发明提供了一种闸门补水装置，闸门门体2，适设于坝体1内，闸门门体2的下部16设有生态补水通道23，生态补水通道23内设有启闭件，闸门门体2的背水面设有触点件18，触点件18与启闭件间线路连接；控制结构，适设于坝体1内，控制结构包括控制器15、以及朝向背水面设置的触点件18，控制器15与触点架7线路连接，待闸门门体2下落至预定位置后，触点架7与触点件18接触，控制器15通过线路控制启闭件打开或关闭以控制生态补水通道23内的水流。
43.闸门门体2的下部16设有生态补水通道23，在门体上设置生态补水通道23，而无需在设计和施工阶段专门建造生态补水管道，起到节约资源，一物多用、提高补水效率的效果。同时，闸门门体2的背水面上设有触点件18、控制结构朝向背水面设有触点件18，当闸门门体2下落至底槛等预定位置后，触点架7与触点件18接触连通电信号或通讯信号，控制器15控制启闭件打开或关闭以控制生态补水通道23内的水流，具有便于精准的优势。
44.实施例2
45.如图1－图7所示的闸门补水装置的一种具体实施方式，包括：坝体1，坝体1设有闸门本体、导流洞8，其中，闸门门体2沿坝体1的导槽13进行升降，以及设于坝体1内的控制结构。
46.如图1、图2、图4所示，闸门门体2由设于坝体1顶部的升降机14控制升降。闸门本体的下部16设有生态补水通道23，即，生态补水通道23贯穿闸门本体。为控制生态补水通道23内的水流大小，生态补水通道23内设有第一启闭件5和第二启闭件6。具体的，第一启闭件5和第二启闭件6均为阀门，需要注意的是，第一启闭件5和第二启闭件6在不通电的极端状态下可通过手动调节打开或关闭。为避免生态补水通道23内流入鱼或污物，如图5所示，生态补水通道23的入水口处还设有拦渣栅4。为与导流洞8对应设置，闸门本体的背水面上设有触点件18。如图6所示，触点件18沿高度方向设有信号导槽和供电导槽，信号导槽的上端分别具有信号端19、供电导槽的上端分别具有供电端20，其中，信号端19和供电端20均为锥形开口结构。为便于闸门门体2下落时的触点与触点端的接触，信号导槽下端的信号端19和供电导槽下端的供电端20的下口设计为向下的坡口式。为便于闸门门体2提起时的触点与触点端的分离，信号导槽上端的信号端19和供电导槽上端的供电端20的上口设计为向上的坡口式。为避免信号导槽和供电导槽间出现信号干涉问题，如图6所示，信号端19与供电端20间设有绝缘垫板17，需要注意的是，绝缘隔板的高度低于闸门门体2的水封的高度，以避免影响闸门门体2的正常运行。为与第一启闭件5和第二启闭件6连接，信号端19分别与第一启闭件5、第二启闭件6间连接有信号线21，供电端20分别与第一启闭件5、第二启闭件6间连接有供电线22，其中，信号线21和供电线22均设于保护管3内。为避免信号线21和供电线22的
信号干涉，信号线21和供电线22间设有绝缘板。
47.如图1、图2所示，坝体1内设有控制结构，其中，导流洞8的一端设有控制器15、另一端设有触点架7，即，触点架7朝向闸门门体2的背水面设置。为连接控制器15和触点架7，还包括设于触点架7和控制器15间的线路，以及套设于线路外周的管体11，其中，管体11设于导流洞8内以起到保护线路的作用，管体11可以在坝体1的浇筑过程中埋入坝体1，设置方便简单。具体的，管体11的材质为钢管。为避免管体11内进水影响到内部的线路，管体11的顶部设有水封板，以避免导流洞8内的水进入到管体11内。线路包括信号线21和供电线22。为推动触点架7朝向闸门门体2运动，如图3所示，还包括设于管体11和触点架7间的弹性件12，触点架7结构优选弓形结构。具体的，弹性件12为弹簧。通过弹性件12以带动触点架7进行运动，使触点架7的信号端19和供电端20，沿锥形开口结构的设计进入信号端19和供电端20，实现自适应调节以解决闸门门体2下落不到位的问题。
48.为避免触点架7朝向闸门门体2任意移动，管体11朝向闸门门体2的一端设有密封盖板9，且密封盖板9与控制器15信号连接。具体的，密封盖板9的材质为软木。为与触点架7的信号端19和供电端20接触，如图6所示，触点架7设有与信号端19适配的信号触点24、与供电端20适配的供电触点25，其中，信号触点24与信号端19插接设置、供电触点25与供电端20插接设置。为便于触点架7的转动，信号触点24和供电触点25间布置有隔板卡槽26，即，“弓形”的触点架7可以以铰接点围绕隔板卡槽26进行转动，以便于信号触点24顺利进入信号端19之中、供电触点25进入供电端20之中，实现精准对接。为便于对触点架7进行安拆和检修，如图3所示，管体11靠近闸门门体2的侧壁上设有检修孔10，以及用于密封检修孔10的检修盖板，检修盖板以对检修孔进行密封，避免出现漏气、漏水等问题。
49.具体实施过程中，闸门门体2由升降机14控制进行升降，在闸门门体2未落至预设位置前，控制器15控制密封端盖处于密封状态，即，触点架7完全位于管体11内，同时，弹性件12处于受压缩状态。当闸门门体2在升降机14作用下快下落至预设位置时，控制器15打开密封盖板9，弹性件12施加给触点架7以朝向闸门门体2运动的力，触点架7的信号触点24和供电触点25会朝向闸门门体2移动，信号触点24进入至信号导槽下方的信号端19的锥形开口结构内、供电触点25进入至供电导槽下方的供电端20的锥形开口结构内，信号触点24沿信号导槽进行移动、供电触点25沿供电导槽进行移动，直至闸门门体2下落至预设位置，信号触点24与信号导槽上方的信号端19成功插接、供电触点25与供电导槽上方的供电端20成功插接，同时，隔板卡槽26与绝缘垫板17卡接。在大坝建设、下闸蓄水和运行过程中，远程控制室根据水压检测探头的数据，对控制器15进行远程控制，当需要补水时，控制器15会发出信号依次打开第一启闭件5、第二启闭件6向外进行供水，还可通过第一启闭件5和第二启闭件6控制水流大小。当无需补水时，控制器15发出信号关闭第一启闭件5和第二启闭件6。当遇到极端情况，第一启闭件5、第二启闭件6远程控制功能损坏时，需打开第一启闭件5、第二启闭件6时，人员会沿导流洞8进入，待到达第一启闭件5、第二启闭件6后进行人工打开，需要注意的是，人工控制方式仅作为应急备用方式。
50.作为替代的实施方式，生态补水通道23内还可设有第三启闭件、第四启闭件等启闭件。
51.作为替代的实施方式，密封盖板9的材质还可为塑料、钢板等其它材质。
52.作为替代的实施方式，打开密封盖板9时，可通过由空压机向管体11内加压吹气，
使密封盖板9被打开，当管体内的压力到达预设值时，密封盖板9受到压力作用而打开。
53.作为替代的实施方式，信号端19和供电端20还可为喇叭式开口结构，以便于触点与触点端精准对接。
54.作为替代的实施方式，为了检测大坝内的水位和水压，坝体1上还设有水压检测探头和远程控制室，其中，远程控制室分别与水压检测探头、升降机14和控制器15信号连接，水压检测探头将数据传递至远程控制室，当水压达到设定值时(如，库水位上升至具备下泄等条件)，由远程控制室发送指令至控制器15上，通过控制器15打开或关闭启闭件，以实现自动化控制。
55.当然，本实施例对所述信号触点24与信号端19的连接方式，以及所述供电触点25与供电端20的连接方式不做具体限定，在其它实施例中，所述信号触点24与信号端19，以及所述供电触点25与供电端20分别还可以通过无线传输通讯相连。
56.本发明提供的闸门补水装置，具有以下优点：(1)创新性地采用在导流洞闸门门体上设置生态补水孔的方式，解决了传统生态补水采用的在导流洞旁单独打旁洞或设置专用生态补水管等资源投入大、时间耗费长的问题，确保了生态补水与下闸工作的连贯性、便捷性；(2)通过独特的结构设计和对阀门关闭采用“三合一”(远程控制、水压检测控制、人工控制)的可靠设计，解决了供水阀关闭难的问题，降低了补水孔阀门无法有效关闭的风险，确保生态补水孔运行的安全性和可靠性；(3)自动化程度高，通过在补水孔管道内处设置水压检测探头，实时检测水压，将数据传递给与控制阀启闭装置连接的控制开关上，当水压达到设定值时实现自动化关闭；(4)设备构造简约、通用性强，除水电站下闸蓄水阶段向下游生态补水以外，在其它各类闸门下放或运行期间，如有向下游补水需求，本补水装置均可适用；(5)设备成本低，资源投入少，在闸门的设计之初即可同步完成本补水装置的设计，后期闸门安装及导流洞施工过程中同步安装到位即可，无需额外工作量。
57.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。