本發(fā)明涉及給排水技術領域，尤其涉及一種浮箱式堰門及其使用方法。

背景技術：

傳統(tǒng)的渠道堰門啟閉常常借助于電機驅(qū)動、液壓驅(qū)動或者氣壓驅(qū)動，無論采用上述何種方式驅(qū)動，都存在：結構尺寸較大、生產(chǎn)及維護成本高昂，尤其是在驅(qū)動機構中出現(xiàn)故障時，不能及時對其進行檢測，相應的采用人工檢測，不僅工作效率低，而且浪費人力和物力。雖然有些地區(qū)采用了遠程智能監(jiān)控，但是整體設備相應的給企業(yè)帶來了一定的負擔。因而提出一種能夠克服上述堰門啟閉結構存在缺陷的驅(qū)動機構具有重要的研究和現(xiàn)實意義。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術中堰門啟閉驅(qū)動結構存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于：提供一種浮箱式堰門及其使用方法，其具有結構簡單、設計合理、能夠充分利用力學原理進行堰門的啟閉，運行性能可靠，自動化程度高，并且維護成本較低等優(yōu)點。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案實現(xiàn)：

一種浮箱式堰門，該浮箱式堰門設置在主渠道和副渠道之間用于排放主渠道中的水至副渠道，所述浮箱式堰門包括堰門和浮箱室，其中，浮箱室內(nèi)設置有浮箱，浮箱與堰門通過旋轉(zhuǎn)軸連接；浮箱通過浮箱支撐臂固定在旋轉(zhuǎn)軸上，堰門通過堰門支撐臂固定在旋轉(zhuǎn)軸上，所述浮箱和堰門分別位于旋轉(zhuǎn)軸兩側(cè)。

作為上述方案的進一步優(yōu)化，所述旋轉(zhuǎn)軸包括相互平行設置的浮箱旋轉(zhuǎn)軸和堰門旋轉(zhuǎn)軸，浮箱旋轉(zhuǎn)軸上設置有小齒輪，堰門旋轉(zhuǎn)軸上設置有大齒輪，小齒輪和大齒輪通過一個中間惰輪相互嚙合傳動連接；每根旋轉(zhuǎn)軸的兩端還設置有轉(zhuǎn)動軸承。

作為上述方案的進一步優(yōu)化，所述大齒輪、中間惰輪、小齒輪的齒數(shù)比為(1.5～3)：1：1。

作為上述方案的進一步優(yōu)化，所述浮箱室內(nèi)設置有液位傳感器；所述帶有浮箱和堰門的旋轉(zhuǎn)軸上均安裝有角度傳感器，或者所述浮箱支撐臂和堰門支撐臂上設置有角度傳感器；所述堰門兩側(cè)的主渠道和副渠道內(nèi)均設置有液位傳感器；每個液位傳感器和角度傳感器分別通過數(shù)據(jù)線與遠程控制中心通過無線網(wǎng)絡模塊通信連接。

作為上述方案的進一步優(yōu)化，所述無線網(wǎng)絡模塊包括2G、3G、4G、或者wifi無線網(wǎng)絡。

作為上述方案的進一步優(yōu)化，所述堰門底部與主渠道底部之間還設置有擋板，所述浮箱室內(nèi)還設置有泄水孔。

作為上述方案的進一步優(yōu)化，所述浮箱室堰門還包括堰門啟閉輔助組件，該堰門啟閉輔助組件由鋼絲繩和設置在浮箱室上方的滑輪組件構成，所述鋼絲繩繞過滑輪組件并且鋼絲繩的兩端分別固定連接在浮箱最高位置處、堰門最低位置處；所述滑輪組件包括用于改變作用拉力方向的定滑輪和用于節(jié)省堰門輔助拉力的動滑輪。

作為上述方案的進一步優(yōu)化，所述浮箱最高位置處、堰門最低位置處上設置有鋼絲繩安裝吊耳。

本發(fā)明上述一種浮箱式堰門的使用方法包括如下步驟：

1)主渠道內(nèi)的液位低于或等于擋板頂部時，堰門與擋板貼合狀態(tài)，并且主渠道和副渠道中的水位保持一致；

2)當主渠道內(nèi)的液位高于擋板頂部時，主渠道內(nèi)的水進入浮箱室中，浮箱室的浮箱因浮力向上運動，并通過浮箱支撐臂帶動浮箱旋轉(zhuǎn)軸發(fā)生轉(zhuǎn)動；當浮箱旋轉(zhuǎn)軸發(fā)生轉(zhuǎn)動后，通過堰門支撐臂帶動堰門發(fā)生轉(zhuǎn)動，使得堰門與擋板之間形成高差，主渠道靠近堰門側(cè)的水通過該高差形成的空間流至副渠道；當主渠道內(nèi)的液位等于擋板頂部高度時，浮箱室內(nèi)的水通過泄水孔排出，浮箱下降至初始位置，通過浮箱支撐臂帶動浮箱旋轉(zhuǎn)軸向相反方向轉(zhuǎn)動，進而浮箱旋轉(zhuǎn)軸發(fā)生相反方向轉(zhuǎn)動的同時通過堰門支撐臂帶動堰門也向相反方向發(fā)生轉(zhuǎn)動，回復至初始位置。

在步驟2)中，浮箱與堰門之間旋轉(zhuǎn)力是通過設置在浮箱旋轉(zhuǎn)軸和堰門旋轉(zhuǎn)軸上的相互嚙合的小齒輪、中間惰輪、大齒輪傳遞的；同時借助于堰門啟閉輔助裝置，在浮箱最低位置處向上轉(zhuǎn)動過程中，通過帶動浮箱最高位置處的鋼絲繩向下運動，鋼絲繩通過滑輪組件帶動堰門最低位置處向上運動，進而輔助堰門開啟。

與現(xiàn)有技術中的堰門啟閉驅(qū)動裝置相比，采用根本發(fā)明的浮箱式堰門及其使用方法具有如下優(yōu)點：

(1)結構尺寸設計更加緊湊合理，生產(chǎn)及維護成本較低，自動化程度高。

(2)相較于傳統(tǒng)的啟閉機構而言，采用力學原理(利用浮箱的浮力)，運行更加可靠穩(wěn)定，并且整體結構更加簡單。

(3)通過同軸設置的旋轉(zhuǎn)軸或者采用兩根平行設置的旋轉(zhuǎn)軸，均能有效傳遞力；對于采用兩根平行設置的旋轉(zhuǎn)軸，通過相互嚙合的大齒輪、中間惰輪、小齒輪，一方面能夠根據(jù)實際應用場所的使用要求，選擇合適的大齒輪和小齒輪齒數(shù)，將浮箱轉(zhuǎn)動速度進行合理的轉(zhuǎn)化，設計更加巧妙；另一方面這樣設計的目的也是為了便于維修和保養(yǎng)，在維護時可根據(jù)使用磨損程度進行有針對性的更換。

(4)通過液位傳感器和角度傳感器能夠有效幫助控制中心人遠程監(jiān)控，提高了工作效率。

(5)通過浮箱啟閉輔助裝置，能夠有效輔助堰門在開啟時受力更加均勻，提高整體裝置的使用壽命。

附圖說明

附圖1為本發(fā)明浮箱式堰門的結構示意圖。

附圖2為圖1中浮箱室的A-A截面示意圖。

附圖3為圖1中堰門的B-B截面示意圖。

附圖4為本發(fā)明兩根平行的浮箱旋轉(zhuǎn)軸和堰門旋轉(zhuǎn)軸及堰門啟閉輔助裝置的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖1-4對本發(fā)明浮箱式堰門及其使用方法作以詳細說明。

一種浮箱式堰門，其特征在于：該浮箱式堰門設置在主渠道1和副渠道2之間用于排放主渠道中的水至副渠道，所述浮箱式堰門包括堰門3和浮箱室4，其中，浮箱室內(nèi)設置有浮箱5，浮箱與堰門通過旋轉(zhuǎn)軸6連接；浮箱通過浮箱支撐臂7固定在旋轉(zhuǎn)軸上，堰門通過堰門支撐臂8固定在旋轉(zhuǎn)軸上，所述浮箱和堰門分別位于旋轉(zhuǎn)軸兩側(cè)。所述旋轉(zhuǎn)軸包括相互平行設置的浮箱旋轉(zhuǎn)軸9和堰門旋轉(zhuǎn)軸10，浮箱旋轉(zhuǎn)軸上設置有小齒輪11，堰門旋轉(zhuǎn)軸上設置有大齒輪12，小齒輪和大齒輪通過一個中間惰輪13相互嚙合傳動連接；每根旋轉(zhuǎn)軸的兩端還設置有轉(zhuǎn)動軸承。所述大齒輪、中間惰輪、小齒輪的齒數(shù)比為(1.5～3)：1：1。所述浮箱室內(nèi)設置有液位傳感器；所述帶有浮箱和堰門的旋轉(zhuǎn)軸上均安裝有角度傳感器，或者所述浮箱支撐臂和堰門支撐臂上設置有角度傳感器；所述堰門兩側(cè)的主渠道和副渠道內(nèi)均設置有液位傳感器；每個液位傳感器和角度傳感器分別通過數(shù)據(jù)線與遠程控制中心通過無線網(wǎng)絡模塊通信連接。所述無線網(wǎng)絡模塊包括2G、3G、4G、或者wifi無線網(wǎng)絡。所述堰門底部與主渠道底部之間還設置有擋板14，所述浮箱室內(nèi)還設置有泄水孔15。所述浮箱室堰門還包括堰門啟閉輔助組件，該堰門啟閉輔助組件由鋼絲繩16和設置在浮箱室上方的滑輪組件17構成，所述鋼絲繩繞過滑輪組件并且鋼絲繩的兩端分別固定連接在浮箱最高位置處18、堰門最低位置處19；所述滑輪組件包括用于改變作用拉力方向的定滑輪和用于節(jié)省堰門輔助拉力的動滑輪。所述浮箱最高位置處、堰門最低位置處上設置有鋼絲繩安裝吊耳。

本發(fā)明浮箱式堰門的使用方法包括如下步驟：

1)主渠道內(nèi)的液位低于或等于擋板頂部時，堰門與擋板貼合狀態(tài)，并且主渠道和副渠道中的水位保持一致；

2)當主渠道內(nèi)的液位高于擋板頂部時，主渠道內(nèi)的水進入浮箱室中，浮箱室的浮箱因浮力向上運動，并通過浮箱支撐臂帶動浮箱旋轉(zhuǎn)軸發(fā)生轉(zhuǎn)動；當浮箱旋轉(zhuǎn)軸發(fā)生轉(zhuǎn)動后，通過堰門支撐臂帶動堰門發(fā)生轉(zhuǎn)動，使得堰門與擋板之間形成高差，主渠道靠近堰門側(cè)的水通過該高差形成的空間流至副渠道；當主渠道內(nèi)的液位等于擋板頂部高度時，浮箱室內(nèi)的水通過泄水孔排出，浮箱下降至初始位置，通過浮箱支撐臂帶動浮箱旋轉(zhuǎn)軸向相反方向轉(zhuǎn)動，進而浮箱旋轉(zhuǎn)軸發(fā)生相反方向轉(zhuǎn)動的同時通過堰門支撐臂帶動堰門也向相反方向發(fā)生轉(zhuǎn)動，回復至初始位置。

在步驟2)中，浮箱與堰門之間旋轉(zhuǎn)力是通過設置在浮箱旋轉(zhuǎn)軸和堰門旋轉(zhuǎn)軸上的相互嚙合的小齒輪、中間惰輪、大齒輪傳遞的；同時借助于堰門啟閉輔助裝置，在浮箱最低位置處向上轉(zhuǎn)動過程中，通過帶動浮箱最高位置處的鋼絲繩向下運動，鋼絲繩通過滑輪組件帶動堰門最低位置處向上運動，進而輔助堰門開啟。

上述的對實施例的描述是為便于該技術領域的普通技術人員能理解和應用本發(fā)明。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本發(fā)明不限于這里的實施例，本領域技術人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進和修改都應該在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。