可快速锁紧并能感知水位的防洪闸门及运行方法
阅读说明：本技术 可快速锁紧并能感知水位的防洪闸门及运行方法 (Flood gate capable of being locked quickly and sensing water level and operation method ) 是由 包唐伟 董万里 宫玉强 毛延翩 席前伟 刘顶明 侯春尧 刘文忠 周益 孟春琦 于 2021-08-20 设计创作，主要内容包括：本发明提供了可快速锁紧并能感知水位的防洪闸门及运行方法,它包括用于对整个闸门进行安装的基础门框结构；所述基础门框结构上通过铰链铰接有闸门结构；所述闸门结构上固定安装有锁具安装基座,所述锁具安装基座通过滑动配合安装有水平布置的传动齿条；所述传动齿条与用于驱动其平移的动力装置相连；所述传动齿条与多组竖直锁舌组件配合相连,并驱动其实现竖向锁紧；所述竖直锁舌组件与安装在锁具安装基座上的滑动限位结构相配合；位于最边缘一侧的竖直锁舌组件上设置有横向锁舌杆。可快速的将防洪闸门投入使用,将洪水阻挡在下游侧,从而保障了水电站地下厂房的安全运行。(The invention provides a flood gate capable of being locked quickly and sensing water level and an operation method thereof, wherein the flood gate comprises a basic door frame structure for mounting the whole gate; the basic door frame structure is hinged with a gate structure through a hinge; a lock mounting base is fixedly mounted on the gate structure, and a horizontally arranged transmission rack is mounted on the lock mounting base in a sliding fit manner; the transmission rack is connected with a power device for driving the transmission rack to translate; the transmission rack is matched and connected with a plurality of groups of vertical spring bolt assemblies and drives the vertical spring bolt assemblies to realize vertical locking; the vertical spring bolt assembly is matched with a sliding limiting structure arranged on a lockset mounting base; and a transverse bolt rod is arranged on the vertical bolt assembly positioned on one side of the outermost edge. The flood control gate can be quickly put into use, flood is blocked at the downstream side, and therefore safe operation of the underground powerhouse of the hydropower station is guaranteed.)
技术领域
本发明属于水电站水工金属结构技术领域，特别涉及可快速锁紧并能感知水位的防洪闸门，可广泛应用于其他需要频繁开启和关闭防洪闸门的工程领域。
背景技术
对于设计布置为地下厂房结构形式的水电站，一般设置有各类人员通行交通洞、灌浆廊道和排水廊道，这些交通洞和廊道一端均靠近上、下游或临江一侧，另一端则与厂房相连。按水电站运行模式划分，全年分为汛期和非汛期，汛期阶段，由于雨水较多，山体渗漏量较大和上、下游水位上升变化较快，存在江水倒灌厂房的风险隐患，为保障水电站的安全运行，一般在廊道和交通洞与厂房连接部位均设置有防洪闸门，当洪水发生时，可快速的将防洪闸门进行关闭，将洪水阻挡在非保护区域一侧，确保厂房运行安全；在非汛期阶段，可将防洪闸门打开，方便人员通行及设备巡检工作。
目前，地下厂房形式的水电站均安装有各类结构形式的防洪闸门，以防止较大洪水淹没厂房，但它们的关闭后的锁紧方式一般有两种方式，一是采用螺栓连接，即防洪闸门关闭后，用螺栓连接的方式将防洪闸门与基础连接，该方法虽然能有效的将防洪闸门进行牢固的连接，但该方法在现场操作过程中非常浪费人力物力，每次开关一次门就需要将螺栓及工具转运至现场，先通过手动葫芦将闸门拉紧到位后，然后再一颗一颗的将螺栓进行安装拧紧，如遭遇突如其来的洪水则无法快速关闭防洪闸门，失去了防洪闸门的设置意义；二是采用拉钩的方式连接，即将防洪闸门通过挂钩连接在基础构件上，该方法虽然能实现快速的关闭，但无法将防洪闸门有效的进行牢固连接，会导致防洪闸门水封压缩量不够而发生漏水现象，无法做到真正意义的防洪作用。同时，上述闸门在关闭后均无法观察封堵面的另一侧具体情况，无法判断被淹没水位深度，不能及时对险情进行预判处理，对设备运行存在一定的安全风险。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供可快速锁紧并能感知水位的防洪闸门及运行方法，该防洪闸门主要用于当地下厂房各交通洞和廊道发生洪水倒灌时，可快速的将防洪闸门投入使用，将洪水阻挡在下游侧，从而保障了水电站地下厂房的安全运行，该装置构简单，自重较轻，操作方便，能快速的将关闭的防洪闸门牢固的与基础构件相连接，使防洪闸门能快出投入运行工况；当洪水消落后，又可快速打开防洪闸门，为运行人员提供行走通道，便于检查淹没后的实际情况，实现了快速防洪和方便通行的各种需求，同时防洪闸门本体设置的水位感应器和观察孔，可为运维人员提供观察门后一侧运行情况，和判定水位险情数据，以便及时做出相应的应急处置方案，确保设备运行安全。
为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：可快速锁紧并能感知水位的防洪闸门，它包括用于对整个闸门进行安装的基础门框结构；所述基础门框结构上通过铰链铰接有闸门结构；所述闸门结构上固定安装有锁具安装基座，所述锁具安装基座通过滑动配合安装有水平布置的传动齿条；所述传动齿条与用于驱动其平移的动力装置相连；所述传动齿条与多组竖直锁舌组件配合相连，并驱动其实现竖向锁紧；所述竖直锁舌组件与安装在锁具安装基座上的滑动限位结构相配合；位于最边缘一侧的竖直锁舌组件上设置有横向锁舌杆。
所述基础门框结构采用矩形框架结构，在基础门框结构的四个外侧中间部位设置有用于和混凝土墙体固定相连的安装槽；在基础门框结构的顶部和底部边框上分别均布加工有多个竖直锁舌杆卡槽；所述基础门框架构的竖直边框上，并位于铰链的相对侧，加工有多个均布的横向锁舌杆卡槽。
所述闸门结构包括闸门型钢框架，所述闸门型钢框架上固定有闸门板；所述闸门型钢框架的顶部和底部边框上分别均布加工有多个竖直锁舌杆通孔，所述竖直锁舌杆通孔与基础门框结构上的竖直锁舌杆卡槽相配合；所述闸门型钢框架的竖直边框上，并位于铰链的相对侧，加工有多个均布的横向锁舌杆通孔；所述横向锁舌杆通孔采用L型锁孔结构。
所述闸门结构上设置有透视结构和水位监测结构；
所述透视结构包括加工在闸门板上的观察孔，所述观察孔所在位置固定安装有观察孔安全罩，所述观察孔安全罩高强的透明钢化玻璃制作而成，外形为半圆球形状；
所述水位监测结构包括用于反应水位高度的水位竖管，所述水位竖管的两端分别通过法兰座与闸门板固定相连，并反应水位实时高度。
所述闸门板的外围端面设置有用于和基础门框结构相配合的P型水封条。
所述动力装置包括主动齿轮，所述主动齿轮与传动齿条啮合传动，所述主动齿轮的轮轴支撑在锁具安装基座之间，所述主动齿轮的轮轴与驱动手轮相连，并驱动其转动。
所述竖直锁舌组件包括反向对称布置的竖直锁舌杆，所述竖直锁舌杆的底端内侧壁上加工有从动齿条结构，两根所述从动齿条结构同时与从动齿轮的两侧相配合，并同时驱动两根竖直锁舌杆反向竖直运动；所述从动齿轮与传动齿条啮合传动，所述从动齿轮安装在齿轮轴上，所述齿轮轴的两端转动支撑在锁具安装基座之间。
所述竖直锁舌杆的端头为锲型状，所述竖直锁舌杆的端头与闸门结构的竖直锁舌杆通孔以及基础门框结构的竖直锁舌杆卡槽相配合；
所述齿轮轴的两端通过轴承支撑在锁具安装基座之间。
所述滑动限位结构包括多组对称布置的滚动轴，所述滚动轴通过自润滑轴承转动安装在锁具安装基座之间；所述滚动轴与竖直锁舌组件的竖直锁舌杆背部相接触配合。
可快速锁紧并能感知水位的防洪闸门的运行方法，包括以下步骤：
当需要对闸门结构进行锁紧时，先将闸门结构与基础门框结构相贴合；然后，手动的转动驱动手轮，通过驱动手轮驱动主动齿轮，通过主动齿轮驱动传动齿条，通过传动齿条驱动从动齿轮，通过从动齿轮同步驱动位于两侧的竖直锁舌杆，竖直锁舌杆将依次穿过竖直锁舌杆通孔和竖直锁舌杆卡槽，进而将闸门结构和基础门框结构相锁紧，与此同时通过竖直锁舌杆将同步的驱动横向锁舌杆插入到闸门结构的横向锁舌杆通孔内部实现横向锁紧；
在发生洪灾时，通过观察孔安全罩能够观察外部的情况；通过水位监测结构能够观测水位；
当需要对闸门结构进行解锁时，通过反向转动驱动手轮就可以通过反向操作将竖直锁舌杆和横向锁舌杆实现缩回，进而实现闸门结构的开启。
本发明有如下有益效果：
1、本发明可快速锁紧并能感知水位的防洪闸门，可根据现场实际运行工况，快速的将防洪闸门进行开关操作，并投入防洪状态，确保地下厂房运行安全，同时在关闭状态下，可直观观察门后一侧运行情况，本体的水位计也可给检修人员提供淹没区域的水位情况，方便运维管理人员及时掌握险情，确保设备安全运行。
2、通过上述的基础门框结构主要用于对整个闸门结构进行固定和安装。
3、通过上述的闸门结构，可根据交通洞或廊道实际尺寸进行定制加工，可以有效封堵洞口和廊道。
4、通过透视结构方便运维人员观察外部设备设施运行状况。
5、通过水位监测结构当洪水进入水位竖管4-2内可反应外部水位高度，可直观为运维人员提供外部水位实时高度。
6、通过上述的P型水封条起到了很好的密封效果，进而保证了堵水的目的。
7、通过上述的动力装置能够用于提供锁紧的动力。
8、通过上述的竖直锁舌组件能够用于实现竖向的锁紧。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为本发明的整体结构三维图。
图2为本发明的基础门框结构三维图。
图3为本发明的闸门结构三维图。
图4为本发明的观察孔安全罩三维图。
图5为本发明的水位监测结构三维图。
图6为本发明的P型水封条三维图。
图7为本发明的锁具安装基座及锁舌组件内部结构图。
图8为本发明的锁具安装基座及锁舌组件整体结构图。
图中：基础门框结构1、闸门结构2、观察孔安全罩3、水位监测结构4、P型水封条5、锁具安装基座6、滚动轴7、自润滑轴承8、驱动手轮9、主动齿轮10、轴承11、传动齿条12、齿轮轴13、从动齿轮14、竖直锁舌杆15、横向锁舌杆16、从动齿条结构17、铰链18；
竖直锁舌杆卡槽1-1、横向锁舌杆卡槽1-2、安装槽1-3；
竖直锁舌杆通孔2-1、横向锁舌杆通孔2-2、观察孔2-3、闸门型钢框架2-5、闸门板2-6；
法兰座4-1、水位竖管4-2。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
实施例1：
参见图1-7，可快速锁紧并能感知水位的防洪闸门，它包括用于对整个闸门进行安装的基础门框结构1；所述基础门框结构1上通过铰链18铰接有闸门结构2；所述闸门结构2上固定安装有锁具安装基座6，所述锁具安装基座6通过滑动配合安装有水平布置的传动齿条12；所述传动齿条12与用于驱动其平移的动力装置相连；所述传动齿条12与多组竖直锁舌组件配合相连，并驱动其实现竖向锁紧；所述竖直锁舌组件与安装在锁具安装基座6上的滑动限位结构相配合；位于最边缘一侧的竖直锁舌组件上设置有横向锁舌杆16。通过采用本发明的防洪闸门用于当地下厂房各交通洞和廊道发生洪水倒灌时，可快速的将防洪闸门投入使用，将洪水阻挡在下游侧，从而保障了水电站地下厂房的安全运行，该装置构简单，自重较轻，操作方便，能快速的将关闭的防洪闸门牢固的与基础构件相连接，使防洪闸门能快出投入运行工况，当洪水消落后，又可快速打开防洪闸门，为运行人员提供行走通道，便于检查淹没后的实际情况，实现了快速防洪和方便通行的各种需求，同时防洪闸门本体设置的水位感应器和观察孔，可为运维人员提供观察门后一侧运行情况，和判定水位险情数据，以便及时做出相应的应急处置方案，确保设备运行安全。
进一步的，所述基础门框结构1采用矩形框架结构，在基础门框结构1的四个外侧中间部位设置有用于和混凝土墙体固定相连的安装槽1-3；在基础门框结构1的顶部和底部边框上分别均布加工有多个竖直锁舌杆卡槽1-1；所述基础门框架构1的竖直边框上，并位于铰链18的相对侧，加工有多个均布的横向锁舌杆卡槽1-2。通过上述的基础门框结构1主要用于对整个闸门结构进行固定和安装。为本发明的主要基础构件，可预埋浇筑在混凝土墙体上。
进一步的，所述闸门结构2包括闸门型钢框架2-5，所述闸门型钢框架2-5上固定有闸门板2-6；所述闸门型钢框架2-5的顶部和底部边框上分别均布加工有多个竖直锁舌杆通孔2-1，所述竖直锁舌杆通孔2-1与基础门框结构1上的竖直锁舌杆卡槽1-1相配合；所述闸门型钢框架2-5的竖直边框上，并位于铰链18的相对侧，加工有多个均布的横向锁舌杆通孔2-2；所述横向锁舌杆通孔2-2采用L型锁孔结构。通过上述的闸门结构2，可根据交通洞或廊道实际尺寸进行定制加工，可以有效封堵洞口和廊道。通过铰链18方便的实现其转动。
进一步的，所述闸门结构2上设置有透视结构和水位监测结构4。
进一步的，所述透视结构包括加工在闸门板2-6上的观察孔2-3，所述观察孔2-3所在位置固定安装有观察孔安全罩3，所述观察孔安全罩3高强的透明钢化玻璃制作而成，外形为半圆球形状。通过透视结构方便运维人员观察外部设备设施运行状况。
进一步的，所述水位监测结构4包括用于反应水位高度的水位竖管4-2，所述水位竖管4-2的两端分别通过法兰座4-1与闸门板2-6固定相连，并反应水位实时高度。通过水位监测结构4当洪水进入水位竖管4-2内可反应外部水位高度，可直观为运维人员提供外部水位实时高度。
进一步的，所述闸门板2-6的外围端面设置有用于和基础门框结构1相配合的P型水封条5。通过上述的P型水封条5起到了很好的密封效果，进而保证了堵水的目的。
进一步的，所述动力装置包括主动齿轮10，所述主动齿轮10与传动齿条12啮合传动，所述主动齿轮10的轮轴支撑在锁具安装基座6之间，所述主动齿轮10的轮轴与驱动手轮9相连，并驱动其转动。通过上述的动力装置能够用于提供锁紧的动力。工作过程中，当需要进行锁紧时，只需要手动的转动驱动手轮9，通过驱动手轮9驱动主动齿轮10，通过主动齿轮10带动传动齿条12，进而通过传动齿条12再驱动竖直锁舌组件。
进一步的，所述竖直锁舌组件包括反向对称布置的竖直锁舌杆15，所述竖直锁舌杆15的底端内侧壁上加工有从动齿条结构17，两根所述从动齿条结构17同时与从动齿轮14的两侧相配合，并同时驱动两根竖直锁舌杆15反向竖直运动；所述从动齿轮14与传动齿条12啮合传动，所述从动齿轮14安装在齿轮轴13上，所述齿轮轴13的两端转动支撑在锁具安装基座6之间。通过上述的竖直锁舌组件能够用于实现竖向的锁紧。工作过程中，通过传动齿条12将驱动从动齿轮14，通过从动齿轮14驱动与之啮合的两根竖直锁舌杆15实现伸缩运动，进而将基础门框结构1和闸门结构2进行锁紧。
进一步的，所述竖直锁舌杆15的端头为锲型状，所述竖直锁舌杆15的端头与闸门结构2的竖直锁舌杆通孔2-1以及基础门框结构1的竖直锁舌杆卡槽1-1相配合；通过上述的端头结构保证了其能够顺利的穿过相应的卡槽。
进一步的，所述齿轮轴13的两端通过轴承11支撑在锁具安装基座6之间。通过轴承11对其进行支撑，保证了其能够稳定的转动。
进一步的，所述滑动限位结构包括多组对称布置的滚动轴7，所述滚动轴7通过自润滑轴承8转动安装在锁具安装基座6之间；所述滚动轴7与竖直锁舌组件的竖直锁舌杆15背部相接触配合。通过上述的滑动限位结构保证了竖直锁舌杆15能够顺畅的实现升降动作。
实施例2：
可快速锁紧并能感知水位的防洪闸门的运行方法，包括以下步骤：
当需要对闸门结构2进行锁紧时，先将闸门结构2与基础门框结构1相贴合；然后，手动的转动驱动手轮9，通过驱动手轮9驱动主动齿轮10，通过主动齿轮10驱动传动齿条12，通过传动齿条12驱动从动齿轮14，通过从动齿轮14同步驱动位于两侧的竖直锁舌杆15，竖直锁舌杆15将依次穿过竖直锁舌杆通孔2-1和竖直锁舌杆卡槽1-1，进而将闸门结构2和基础门框结构1相锁紧，与此同时通过竖直锁舌杆15将同步的驱动横向锁舌杆16插入到闸门结构2的横向锁舌杆通孔2-2内部实现横向锁紧；
在发生洪灾时，通过观察孔安全罩3能够观察外部的情况；通过水位监测结构4能够观测水位；
当需要对闸门结构2进行解锁时，通过反向转动驱动手轮9就可以通过反向操作将竖直锁舌杆15和横向锁舌杆16实现缩回，进而实现闸门结构2的开启。
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