一种自动监测及自动泄洪一体式水闸
阅读说明：本技术 一种自动监测及自动泄洪一体式水闸 (Automatic monitoring and automatic flood discharge integrated sluice ) 是由 王伟光 王丽丽 于 2021-09-03 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种自动监测及自动泄洪一体式水闸,涉及水利工程技术领域。该自动监测及自动泄洪一体式水闸,包括闸口,所述闸口内侧固定连接有铰轴,所述铰轴外侧转动连接有弧形闸门,所述弧形支柱左端固定连接有限位板,所述安装槽内侧滑动连接有电磁铁,所述弧形板前后两侧均设置有定滑轮,所述扭矩传感器远离双头电机的一端通过联轴器固定连接有线轮,所述线轮外侧设置有钢丝绳,所述闸口下部内侧后端固定连接有液位传感器,所述闸口左侧顶端设置有步进电机,所述安装架外侧设置有导流绳。通过提高启门作业平稳性和对弧形闸门进行双重支撑提高泄洪可靠性,同时水闸止水性能可被实时有效地监测,值得大力推广。(The invention provides an automatic monitoring and automatic flood discharge integrated sluice, and relates to the technical field of hydraulic engineering. This automatic monitoring and automatic flood discharge integral type sluice, including the sluice gate, the inboard fixedly connected with hinge of sluice gate, the hinge outside is rotated and is connected with radial gate, arc pillar left end fixedly connected with limiting plate, the inboard sliding connection of mounting groove has the electro-magnet, both sides all are provided with the fixed pulley around the arc, torque sensor keeps away from double-end motor's one end and passes through shaft coupling fixedly connected with line wheel, the line wheel outside is provided with wire rope, sluice gate lower part inboard rear end fixedly connected with level sensor, sluice gate left side top is provided with step motor, the mounting bracket outside is provided with the water conservancy diversion rope. Through improving the operation stationarity of opening a door and carrying out dual support to the arc gate and improve flood discharge reliability, sluice stagnant water performance can be monitored effectively by real time simultaneously, is worth wideling popularize.)
技术领域
本发明涉及水利工程技术领域，具体为一种自动监测及自动泄洪一体式水闸。
背景技术
水闸是一种用来调节水位和控制流量的水工建筑，水闸启门时具有拦洪、挡潮及抬高上游水位的作用，水闸闭门时具有宣泄洪水、涝水、弃水及废水的作用。
水闸的泄洪的可靠性关乎上下游水利安全，现有的水闸容易因闸门启闭作业异常影响，对泄洪工作造成不利影响，且水阀难以及时有效对止水效果进行监测，存在水库安全隐患。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种自动监测及自动泄洪一体式水闸，解决了的水闸泄洪可靠性不足和水闸难以及时有效监测止水效果的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种自动监测及自动泄洪一体式水闸，包括闸口，所述闸口内侧固定连接有铰轴，所述铰轴外侧转动连接有弧形闸门，所述弧形闸门前后两侧底端均固定连接有弧形支柱，所述弧形支柱左端固定连接有限位板，所述弧形支柱前后两侧均设置有安装槽且安装槽设置在闸口的底部，所述安装槽内侧滑动连接有电磁铁，所述电磁铁和安装槽之间设置有弹簧，所述铰轴中部外侧固定连接有弧形板，所述弧形板上侧中部固定连接有行程开关，所述弧形板前后两侧均设置有定滑轮，所述闸口内侧顶端固定连接有双头电机，所述双头电机前后两端均通过联轴器固定连接有扭矩传感器，所述扭矩传感器远离双头电机的一端通过联轴器固定连接有线轮，所述线轮外侧设置有钢丝绳，所述闸口下部内侧后端固定连接有液位传感器，所述闸口左侧顶端设置有步进电机，所述步进电机底端固定连接有丝杠，所述丝杠外侧螺纹连接有遮雨板，所述遮雨板下部前侧设置有人孔，所述人孔内侧滑动连接有活动板，所述遮雨板滑动连接在限位架的内侧，所述限位架右端中部固定连接有控制器，所述弧形闸门左侧固定连接有安装架，所述安装架外侧设置有导流绳，所述安装架顶部前后两端均固定连接有导电端子，所述弧形闸门右侧底端固定连接有止水条，所述弧形闸门前后两端均固定连接有止水片。
优选的，所述电磁铁靠近弧形支柱的一端设置有弹力层，所述止水片与弧形闸门紧贴。
优选的，所述限位架右端下部固定连接有报警器，所述限位架右端底部固定连接有湿度传感器，所述安装架左侧固定连接有加热丝。
优选的，所述遮雨板前部设置有滑槽，所述活动板滑动连接在滑槽的内侧，所述滑槽与人孔连通，所述闸口底部设置有与弧形支柱对应的弧形槽，所述闸口前侧的弧形槽与闸口前侧的两个安装槽连通，所述闸口后侧的弧形槽与闸口后侧的两个安装槽连通。
优选的，所述弧形板前侧的线轮通过钢丝绳与弧形板前侧的定滑轮和弧形闸门相连，所述弧形板后侧的线轮通过钢丝绳与弧形板后侧的定滑轮和弧形闸门相连。
优选的，所述导流绳与闸口紧贴，所述导流绳设置在止水片的左侧，所述导流绳的前部顶端和后部顶端分别与两个导电端子的底部相连，所述丝杠贯穿闸口的顶部和限位架的顶部。
优选的，所述弧形板设置在弧形闸门的上方，所述弧形板固定连接在闸口内侧顶端，所述双头电机设置在弧形板和限位架之间，所述线轮和扭矩传感器均设置在闸口的内侧顶端，所述液位传感器设置在弧形闸门的右侧，所述限位架固定连接在闸口的内侧顶部，所述限位架设置在铰轴的左侧。
优选的，所述控制器通过信号线与电磁铁、行程开关、双头电机、扭矩传感器、液位传感器、步进电机、导电端子、报警器、湿度传感器和加热丝电性连接。
工作原理：水闸闭合时，止水条和止水片对弧形闸门与闸口之间的缝隙进行密封，安装架和闸口之间的导流绳配合控制器和导电端子检测水闸是否漏水，若检测到水闸漏水则控制器启动报警器，报警器提醒工作人员前来检修，遮雨板、限位架和活动板为导流绳挡雨，湿度传感器监测水闸附近湿度情况，当湿度过低时，控制器通过加热丝对安装架进行加热，降低导流绳周围环境的湿度，避免导流绳受潮，确保止水效果可被有效监测，液位传感器检测闸口处水位，水位达到一定高度后，控制器使步进电机驱动丝杠旋转，遮雨板沿限位架内侧上升，双头电机通过联轴器和扭矩传感器旋转线轮，从而使钢丝绳带动弧形闸门绕铰轴旋转，定滑轮配合弧形板对钢丝绳起导向作用，保证弧形闸门所受的启闭力均匀变化，弧形闸门触发行程开关后双头电机关闭，同时，弧形支柱左端的限位板到达安装槽位置处，弹簧推动电磁铁沿安装槽滑动，电磁铁配合弹力层夹紧限位板，同时电磁铁配合安装槽可对弧形支柱进行支撑，弧形支柱可对弧形闸门起到支撑作用，防止泄洪过程中因钢丝绳受损导致弧形闸门闭合，泄洪结束后，控制器使限位板两侧的电磁铁相互排斥，双头电机使线轮释放钢丝绳，通过弧形闸门的自重完成水闸的闭门作业，步进电机通过丝杠配合限位架使遮雨板复位，工作人员将活动板沿滑槽提起后，经过人孔可到达弧形闸门左侧，对导流绳进行更换，对弧形闸门、钢丝绳和止水条及止水片进行检修。
(三)有益效果
本发明提供了一种自动监测及自动泄洪一体式水闸。具备以下有益效果：
1、本发明通过液位传感器检测闸口处水位，水位达到一定高度后，通过步进电机配合丝杠和限位架，提起遮雨板，双头电机配合扭矩传感器、控制器、线轮、钢丝绳和铰轴将弧形闸门平稳翻起，通过定滑轮配合弧形板和铰轴使启闭力均匀变化，弧形闸门触发行程开关后双头电机关闭，弧形支柱左端的限位板到达安装槽位置处，弹簧配合安装槽、电磁铁、弹力层夹紧限位板，同时电磁铁配合安装槽和弧形支柱可以对弧形闸门起到支撑作用，降低钢丝绳支撑负担，形成双重支撑，防止泄洪过程中因钢丝绳受损导致弧形闸门闭合，泄洪可靠性好，安全性高。
2、本发明通过止水条和止水片对弧形闸门与闸口之间的缝隙进行密封，通过安装架配合闸口、导流绳、控制器和导电端子检测水闸是否漏水，若检测到水闸漏水则控制器通过报警器提醒工作人员前来检修，遮雨板配合限位架和活动板为导流绳挡雨，通过湿度传感器配合控制器和加热丝对安装架加热，调节导流绳周围环境的湿度，避免导流绳受潮，从而实现对水闸止水效果进行实时有效地监测，值得大力推广。
附图说明
图1为本发明的内部结构示意图；
图2为图1中A处放大图；
图3为图1中B处放大图；
图4为本发明的弧形闸门左视图；
图5为图4中C处放大图；
图6为图4中D处放大图；
图7为本发明的遮雨板内部结构示意图；
图8为本发明的弧形支柱主视图。
其中，1、闸口；2、铰轴；3、弧形闸门；4、弧形支柱；5、限位板；6、安装槽；7、电磁铁；8、弹簧；9、弧形板；10、行程开关；11、定滑轮；12、双头电机；13、扭矩传感器；14、线轮；15、钢丝绳；16、液位传感器；17、步进电机；18、丝杠；19、遮雨板；20、人孔；21、活动板；22、限位架；23、控制器；24、安装架；25、导流绳；26、导电端子；27、止水条；28、止水片；29、弹力层；30、报警器；31、湿度传感器；32、加热丝；33、滑槽；34、弧形槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
实施例：
如图1-8所示，本发明实施例提供一种自动监测及自动泄洪一体式水闸，包括闸口1，闸口1内侧固定连接有铰轴2，铰轴2外侧转动连接有弧形闸门3，弧形闸门3前后两侧底端均固定连接有弧形支柱4，弧形支柱4左端固定连接有限位板5，弧形支柱4前后两侧均设置有安装槽6且安装槽6设置在闸口1的底部，安装槽6内侧滑动连接有电磁铁7，电磁铁7和安装槽6之间设置有弹簧8，铰轴2中部外侧固定连接有弧形板9，弧形板9上侧中部固定连接有行程开关10，弧形板9前后两侧均设置有定滑轮11，闸口1内侧顶端固定连接有双头电机12，双头电机12前后两端均通过联轴器固定连接有扭矩传感器13，扭矩传感器13远离双头电机12的一端通过联轴器固定连接有线轮14，线轮14外侧设置有钢丝绳15，闸口1下部内侧后端固定连接有液位传感器16，闸口1左侧顶端设置有步进电机17，步进电机17底端固定连接有丝杠18，丝杠18外侧螺纹连接有遮雨板19，遮雨板19下部前侧设置有人孔20，人孔20内侧滑动连接有活动板21，遮雨板19滑动连接在限位架22的内侧，限位架22右端中部固定连接有控制器23，弧形闸门3左侧固定连接有安装架24，安装架24外侧设置有导流绳25，安装架24顶部前后两端均固定连接有导电端子26，弧形闸门3右侧底端固定连接有止水条27，弧形闸门3前后两端均固定连接有止水片28，液位传感器16检测闸口1处水位，水位达到一定高度后，控制器23使步进电机17驱动丝杠18旋转，遮雨板19沿限位架22内侧上升，双头电机12通过联轴器和扭矩传感器13旋转线轮14，从而使钢丝绳15带动弧形闸门3绕铰轴2旋转，扭矩传感器13检测双头电机12输出轴承受的扭矩大小，控制器23根据扭矩传感器13反馈的信息调节双头电机12转速，定滑轮11配合弧形板9对钢丝绳15起导向作用，保证弧形闸门3所受的启闭力均匀变化，弧形闸门3触发行程开关10后双头电机12关闭，同时，弧形支柱4左端的限位板5到达安装槽6位置处，弹簧8推动电磁铁7沿安装槽6滑动，电磁铁7配合弹力层29夹紧限位板5，同时电磁铁7配合安装槽6可对弧形支柱4进行支撑，弧形支柱4可对弧形闸门3起到支撑作用，防止泄洪过程中因钢丝绳15受损导致弧形闸门3闭合，液位传感器16检测到水位下降到一定程度后结束泄洪，泄洪结束后，控制器23使限位板5两侧的电磁铁7相互排斥，双头电机12使线轮14释放钢丝绳15，通过弧形闸门3的自重完成水闸的闭门作业，步进电机17通过丝杠18配合限位架22使遮雨板19复位，工作人员将活动板21沿滑槽33提起后，经过人孔20可到达弧形闸门3左侧，对导流绳25进行更换，对弧形闸门3、钢丝绳15和止水条27及止水片28进行检修，一体式水闸可以实现自动监测及自动泄洪，泄洪可靠性好。
电磁铁7靠近弧形支柱4的一端设置有弹力层29，止水片28与弧形闸门3紧贴，水闸闭合时，止水条27和止水片28对弧形闸门3与闸口1之间的缝隙进行密封，安装架24和闸口1之间的导流绳25配合控制器23和导电端子26检测水闸是否漏水，水闸漏水时，两个导电端子26导通，从而使与导电端子26电性连接的控制器23对止水条27和止水片28的止水效果进行判断。
限位架22右端下部固定连接有报警器30，限位架22右端底部固定连接有湿度传感器31，安装架24左侧固定连接有加热丝32，若检测到水闸漏水则控制器23启动报警器30，报警器30提醒工作人员前来检修，遮雨板19、限位架22和活动板21为导流绳25挡雨，湿度传感器31监测水闸附近湿度情况，当湿度过低时，控制器23通过加热丝32对安装架24进行加热，降低导流绳25周围环境的湿度，避免导流绳25受潮，确保止水效果可被有效监测，提高水闸的安全性能。
遮雨板19前部设置有滑槽33，活动板21滑动连接在滑槽33的内侧，滑槽33与人孔20连通，闸口1底部设置有与弧形支柱4对应的弧形槽34，闸口1前侧的弧形槽34与闸口1前侧的两个安装槽6连通，闸口1后侧的弧形槽34与闸口1后侧的两个安装槽6连通，弧形槽34和限位板5对弧形支柱4进行限位。
弧形板9前侧的线轮14通过钢丝绳15与弧形板9前侧的定滑轮11和弧形闸门3相连，弧形板9后侧的线轮14通过钢丝绳15与弧形板9后侧的定滑轮11和弧形闸门3相连，定滑轮11根据弧形板9和弧形闸门3的尺寸均匀设置有若干个。
导流绳25与闸口1紧贴，导流绳25设置在止水片28的左侧，导流绳25的前部顶端和后部顶端分别与两个导电端子26的底部相连，丝杠18贯穿闸口1的顶部和限位架22的顶部。
弧形板9设置在弧形闸门3的上方，弧形板9固定连接在闸口1内侧顶端，双头电机12设置在弧形板9和限位架22之间，线轮14和扭矩传感器13均设置在闸口1的内侧顶端，液位传感器16设置在弧形闸门3的右侧，限位架22固定连接在闸口1的内侧顶部，限位架22设置在铰轴2的左侧。
控制器23通过信号线与电磁铁7、行程开关10、双头电机12、扭矩传感器13、液位传感器16、步进电机17、导电端子26、报警器30、湿度传感器31和加热丝32电性连接。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。