本發(fā)明屬于水電站開閘放水調節(jié)技術領域，具體涉及一種自由浮體自動開閘門系統(tǒng)。

背景技術：

水電站發(fā)電時需要將大量上游水位向下游排放用于驅動水輪發(fā)電機形成電能。為提高水能勢頭，上游水位通常被抬高數(shù)十米高度，由于上下游水層厚度不同形成溫差，上游水被直接排放后與下游水進行熱交換，如果上下游溫差過大會影響下游生物習性，破壞生態(tài)平衡?，F(xiàn)有技術中利用疊梁閘通過多層通道進行控制放水，需要依靠電力驅動，實施檢測水位高度，如果存在傳感器失真或電控部分失靈等失誤因素，任何一次失誤就會造成較大的生態(tài)破壞性，其投入成本和管理成本較高。而且，普通疊梁閘只是用于普通小規(guī)模放水使用，還不能與水電站發(fā)電相結合使用。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有閘門存在不能實現(xiàn)自動調節(jié)控制問題和不足，提供一種利用浮體自控的自由浮體自動開閘門系統(tǒng)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：一種自由浮體自動開閘門系統(tǒng)，包括自上而下依次設置多層閘道以及相應閘板，在每層閘道的進水端和出水端口的下方分別設置有固定閘板；位于每層固定閘板的內(nèi)側分別設置有閘板導向槽，并分別匹配安裝有活動閘板；所述活動閘板的前后兩端通過連桿對稱連接在浮體的兩側；在每層閘道的上下端分別設置有約束浮體的上、下限位的擋臺；相鄰兩層的浮體與活動閘板的關系為：位于上層閘道的浮體通過其兩側連桿與位于下層的活動閘板固定連接；與浮體和活動閘板之間連接的連桿設置有可調長度的結構；所述可調長度的結構包括套管和套桿，兩者通過鎖緊扣固定連接在一起；所述鎖緊扣包括上套件和下套件，分別套裝在套管和套桿的末端；上套件通過上連扳固定有上連接管，下套件通過下連扳固定有下連接管，上連接管和下連接管之間貫穿安裝有螺桿；所述上套件和下套件分布為對稱的兩半組合結構，在相貼合的連接板上貫穿安裝有鎖緊螺栓，位于相鄰兩連接片之間設置有彈性墊片，同時在所述套管的端口位置設置有側面開口的收縮縫。

所述浮體與閘道側壁之間設置有使浮體只能豎向運動的導向機構。

所述導向機構是在閘道內(nèi)兩側的側壁設置浮體滑道，同時在浮體上設置有滑動機構，滑動機構與浮體滑道配合安裝。

所述滑動機構包括連接塊，連接塊的上、下分別設置有中軸，各中軸上分別安裝有兩組左右對稱的擺板，每組擺板末端通過銷軸安裝有滑輪，位于擺板兩側滑輪轉軸之間設置有可調撐桿。

有益效果：本發(fā)明利用浮體重力和浮體浮力來自動調節(jié)放水閘門處表面層過水通道開啟，位于水面以下的浮體受到水的浮力作用，向上浮動并牽引各滑動閘板一起向上運動，處于上限位。從而使滑動閘板與固定閘板對接，從而使水面以下的閘道關閉。位于水面以上的浮體受到自身重力和滑動閘板的重力作用，處于下限位，此時滑動閘板與固定閘板重合，從而使閘道打開。位于水面上側的浮體處于下限位，位于水面下層的浮體處于上限位，從而水面能夠從上、下兩層浮體之間的閘道通過。當水位繼續(xù)升高或降低時，受到水的浮力作用，水面附近的浮體向上或向下浮動并牽引各滑動閘板一起向上或向下運動，使與水面接觸的附圖處于上限位和下限位之間的區(qū)域內(nèi)，此時滑動閘板只有部分面積與固定閘板重合，有部分閘道被釋放。從而，無論水位有多高或多低，本發(fā)明都可以自動調節(jié)不同高度的活動擋水門開啟或關閉，實現(xiàn)只有表層水可以通過閘道的目的。該設計合理巧妙，使用效果好，其結構簡單，容易制造或改造，成本低，適合推廣應用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的多層閘道內(nèi)部結構示意圖。

圖2是圖1中單個浮體的結構示意圖。

圖3是圖2中b部放大結構示意圖。

圖4是圖3中a-a剖面結構示意圖。

圖中，標號1為閘道，2為固定閘板，3為閘板導向槽，4為活動閘板，5為浮體，6為連桿，7為浮體滑道，8為滑動機構，9為擋臺，10為地基，11為支撐罩，12為收縮縫，13為彈性墊片。61為套管，62為套桿，63為鎖緊扣，631為上套件，632為上連扳，633為上連接管，634為下套件，635為下連扳，636為下連接管，637為螺桿。81為連接塊，82為中軸，83為擺板，84為銷軸，85為滑輪，86為可調撐桿。

具體實施方式

實施例1：如圖1所示的自由浮體自動開閘門系統(tǒng)，在地基和閘門主體結構框架內(nèi)，自上而下依次設置多層閘道以及相應閘板。如圖1所示，在每層閘道的進水端和出水端口的下方分別設置有固定閘板；位于每層固定閘板的內(nèi)側分別設置有閘板導向槽，并分別匹配安裝有活動閘板。

如圖2所示，活動閘板的前后兩端通過連桿對稱連接在浮體的兩側；在每層閘道的上下端分別設置有約束浮體的上、下限位的擋臺。位于水面上側的浮體處于下限位，位于水面下層的浮體處于上限位，從而水面能夠從上、下兩層浮體之間的閘道通過。在每層閘道的上、下側分別設置有約束浮體5的擋臺9，從而各層浮體5只能在相應閘道內(nèi)升降運動。

相鄰兩層的浮體與活動閘板的關系為：位于上層閘道的浮體通過其兩側連桿與位于下層的活動閘板固定連接。

為了防止浮體5出現(xiàn)偏斜問題，考慮在浮體5與閘道1側壁之間設置有導向機構。如圖3和圖4所示，導向機構的一種形式是在多層閘道1的側壁自上而下貫穿設置浮體滑道，同時在浮體5上設置有滑動機構，滑動機構與浮體滑道配合安裝。

實施例2：在實施例1基礎上，對浮體5與活動閘門的調節(jié)方式進行改進。參見圖2、圖3和圖4，浮體5與活動閘門之間的連桿設置有可調長度的結構。

可調長度的結構包括套管61和套桿62，兩者通過鎖緊扣63固定連接在一起。鎖緊扣63包括上套件631和下套件634，分別套裝在套管61和套桿62的末端；上套件631通過上連扳632固定有上連接管633，下套件364通過下連扳635固定有下連接管636，上連接管633和下連接管636之間貫穿安裝有螺桿637。

另外，為更好地達到鎖緊效果，將所述上套件和下套件分布為對稱的兩半組合結構，在相貼合的連接板上貫穿安裝有鎖緊螺栓，同時在所述套管的端口位置設置有側面開口的收縮縫。位于相鄰兩連接片之間設置有彈性墊片，對相鄰連接片鎖緊時，能夠使上套件和下套件緊固在套管和套桿的端部。該結構不僅能夠滿足連桿升降調節(jié)目的，而且能夠利用兩側對稱的連接管并貫穿螺栓的方式，從而在連桿套接位置的兩側提高連桿的連接強度。

技術特征：

技術總結
本發(fā)明公開了一種自由浮體自動開閘門系統(tǒng)，包括自上而下依次設置多層閘道以及相應閘板，在每層閘道的進水端和出水端口的下方分別設置有固定閘板；位于每層固定閘板的內(nèi)側分別設置有閘板導向槽，并分別匹配安裝有活動閘板；所述活動閘板的前后兩端通過連桿對稱連接在浮體的兩側；在每層閘道的上下端分別設置有約束浮體的上、下限位的擋臺；本發(fā)明可以自動調節(jié)不同高度的活動擋水門開啟或關閉，實現(xiàn)只有表層水可以通過閘道的目的。該設計合理巧妙，使用效果好，其結構簡單，容易制造或改造，成本低，適合推廣應用。

技術研發(fā)人員：史怡心
受保護的技術使用者：鄭州宇恒環(huán)保技術有限公司
技術研發(fā)日：2017.06.21
技術公布日：2017.09.22