自動(dòng)控制水位涵堰的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種自動(dòng)控制水位涵堰，該自動(dòng)控制水位涵堰包括兩側(cè)墻以及連接于兩側(cè)墻之間的涵頂板和涵底壩，涵頂板與涵底壩之間形成供水流通過(guò)的虹吸通道，在虹吸通道的兩端分別形成上游河道和下游河道，虹吸通道具有朝向上游河道的入水口和朝向下游河道的出水口，虹吸通道具有一頂端，頂端高于虹吸通道任意位置，且頂端高于入水口，并低于河道的溢水位。當(dāng)上游河道水位高于頂端時(shí)，則開(kāi)始發(fā)生虹吸作用，上游河道內(nèi)的水通過(guò)虹吸通道逐漸排出，直至水位降低至入水口處，虹吸作用消失，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)溢洪，且整個(gè)過(guò)程中不需要人工參與，而且不需要借助外部的電力等資源，因此有效地降低了成本。
【專(zhuān)利說(shuō)明】自動(dòng)控制水位涵堰

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水利工程領(lǐng)域，尤其涉及一種自動(dòng)控制水位涵堰。

【背景技術(shù)】
[0002]城市內(nèi)的景觀河道或者內(nèi)河在枯水期需要關(guān)閉堰閘以對(duì)河流進(jìn)行節(jié)流蓄水，蓄水后的河流能起到美化環(huán)境、調(diào)節(jié)城市濕度等作用；而在豐水期或汛期時(shí)則需要開(kāi)閘放水，以防止內(nèi)澇。目前，一般通過(guò)安排工作人員上壩來(lái)進(jìn)行開(kāi)閘或關(guān)閘工作，不僅增加了人力成本，而且對(duì)于經(jīng)常在堰壩上工作的人員而言具有一定的危險(xiǎn)性。
[0003]因此，提供一種能夠有效地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制水位堰閘十分重要。但是，目前的自動(dòng)控制水位堰閘存在以下缺陷:(I)堰閘及其控制裝置在自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中依賴電力等外部資源，并且經(jīng)常需要安排技術(shù)人員進(jìn)行保養(yǎng)維修，成本較高；(2)當(dāng)河流水位暴漲時(shí)，不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)溢洪，依然需要人工開(kāi)閘放水；(3)現(xiàn)有水利工程設(shè)計(jì)中，溢洪道和放水口一般都是分開(kāi)設(shè)計(jì)，可以說(shuō)相當(dāng)于兩個(gè)工程項(xiàng)目，工程和維修成本較高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要目的在于解決現(xiàn)有自動(dòng)控制水位堰閘不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)溢洪，且成本較高的技術(shù)問(wèn)題。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種自動(dòng)控制水位涵堰，該自動(dòng)控制水位涵堰包括兩相對(duì)設(shè)置的、且分別設(shè)于河道兩側(cè)的側(cè)墻，以及連接于兩側(cè)墻之間、且上下層疊設(shè)置的涵頂板和涵底壩；所述涵頂板與涵底壩之間具有間隔，且形成供水流通過(guò)的虹吸通道；在所述虹吸通道的兩端分別形成上游河道和下游河道，所述虹吸通道具有朝向上游河道的入水口和朝向下游河道的出水口 ；所述虹吸通道具有一頂端，所述頂端高于虹吸通道任意位置，且所述頂端高于所述入水口，并低于河道的溢水位。
[0006]優(yōu)選地，所述涵頂板上設(shè)有至少一氣孔和用于控制所述氣孔開(kāi)啟或關(guān)閉的開(kāi)關(guān)閥。
[0007]優(yōu)選地，所述虹吸通道的頂端至入水口處設(shè)為上游通道，所述氣孔設(shè)于所述涵頂板的用于形成所述上游通道的位置。
[0008]優(yōu)選地，所述氣孔至少為兩個(gè)時(shí)，至少兩所述氣孔相對(duì)于水平面的高度不相同。
[0009]優(yōu)選地，所述氣孔與外圍抽氣機(jī)連接。
[0010]優(yōu)選地，所述虹吸通道沿水流方向的截面呈倒置的U形或半圓形設(shè)置。
[0011]優(yōu)選地，所述虹吸通道的頂端至入水口處設(shè)為上游通道，所述虹吸通道的頂端至出水口處設(shè)為下游通道，所述上游通道沿水流方向的截面弧度大于所述下游通道沿水流方向的截面弧度。
[0012]本發(fā)明提供的自動(dòng)控制水位涵堰包括兩側(cè)墻以及連接于兩側(cè)墻之間的涵頂板和涵底壩，涵頂板與涵底壩之間形成供水流通過(guò)的虹吸通道，在虹吸通道的兩端分別形成上游河道和下游河道，虹吸通道具有朝向上游河道的入水口和朝向下游河道的出水口，虹吸通道具有一頂端，頂端高于虹吸通道任意位置，且頂端高于入水口，并低于河道的溢水位。當(dāng)上游河道水位高于頂端時(shí)，則開(kāi)始發(fā)生虹吸作用，上游河道內(nèi)的水通過(guò)虹吸通道逐漸排出，直至水位降低至入水口處，虹吸作用消失，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)溢洪，且整個(gè)過(guò)程中不需要人工參與，而且不需要借助外部的電力等資源，因此有效地降低了成本。此外，上述自動(dòng)控制水位涵堰既能起到溢洪道的作用，也可起到放水的作用，因此避免了現(xiàn)有技術(shù)中同時(shí)設(shè)置溢洪道和放水口的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步降低了工程和維修成本。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明自動(dòng)控制水位涵堰第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本發(fā)明自動(dòng)控制水位涵堰第一實(shí)施例中水位的一狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為本發(fā)明自動(dòng)控制水位涵堰第一實(shí)施例中水位的另一狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4為本發(fā)明自動(dòng)控制水位涵堰第一實(shí)施例中水位的又一狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖5為本發(fā)明自動(dòng)控制水位涵堰第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖6為本發(fā)明自動(dòng)控制水位涵堰第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖7為本發(fā)明自動(dòng)控制水位涵堰第三實(shí)施例中水位的一狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖8為本發(fā)明自動(dòng)控制水位涵堰第三實(shí)施例中水位的另一狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖9為本發(fā)明自動(dòng)控制水位涵堰第三實(shí)施例中水位的又一狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說(shuō)明。

【具體實(shí)施方式】
[0023]應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0024]本發(fā)明提供一種自動(dòng)控制水位涵堰，參照?qǐng)D1，圖1為本發(fā)明自動(dòng)控制水位涵堰第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，在一實(shí)施例中，該自動(dòng)控制水位涵堰包括兩相對(duì)設(shè)置的、且分別設(shè)于河道兩側(cè)的側(cè)墻10，以及連接于兩側(cè)墻10之間、且上下層疊設(shè)置的涵頂板20和涵底壩30 ;涵頂板20與涵底壩30之間具有間隔，且形成供水流通過(guò)的虹吸通道40 ;在虹吸通道40的兩端分別形成上游河道50和下游河道60,虹吸通道40具有朝向上游河道50的入水口41和朝向下游河道60的出水口 42 ;虹吸通道40具有一頂端，頂端高于虹吸通道40任意位置，且頂端高于入水口 41，并低于河道的溢水位。
[0025]上述河道由兩河堤形成，本實(shí)施例中，上述兩側(cè)墻10可以為河堤，也可以分別貼設(shè)于兩河堤上的墻體。上述涵頂板20設(shè)于涵底壩30的上方，且涵頂板20的兩端分別與兩側(cè)墻10連接，涵底壩30的兩端分別與兩側(cè)墻10連接。上述虹吸通道40頂端的高度可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置，優(yōu)選地，只要略低于河道的溢水位即可。
[0026]自動(dòng)控制水位涵堰的工作原理如下:當(dāng)上游河道50水流溢漲或蓄滿時(shí)，如圖2所示，上游河道50的水位高于上述虹吸通道40的頂端位置，因此水流從入水口 41進(jìn)入虹吸通道40，并蓄滿整個(gè)虹吸通道40，水流從出水口 42流出，這即為虹吸現(xiàn)象。在虹吸作用下，上游河道50的水流不斷地通過(guò)虹吸通道40流入下游河道60，上游河道50的水位不斷下降，如圖3所示，當(dāng)上游河道50的水位介于虹吸通道40的頂端與入水口 41之間時(shí)，在虹吸作用下，上游河道50內(nèi)的水流仍然通過(guò)虹吸通道40排至下游河道60。直至上游河道50的水位下降至低于入水口 41的位置時(shí)，如圖4所示，空氣進(jìn)入虹吸通道40內(nèi)，虹吸作用消失，水流停止排放，從而實(shí)現(xiàn)了上游河道50水滿后自動(dòng)溢洪的目的。當(dāng)上游河道50內(nèi)的水位逐漸升高且位于涵底壩30的最高點(diǎn)之下時(shí)，虹吸現(xiàn)象未產(chǎn)生，虹吸通道40內(nèi)無(wú)水流通過(guò)，直至上游河道50內(nèi)的水位升高至虹吸通道40的頂端之上時(shí)，虹吸現(xiàn)象再一次產(chǎn)生，如此反復(fù)，始終能夠保持上游河道50內(nèi)的水位位于虹吸通道40的頂端與入水口 41之間。由于本發(fā)明提供的自動(dòng)控制水位涵堰在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)溢洪的過(guò)程中不需要人工參與，而且不需要借助外部的電力等資源，因此有效地降低了成本。此外，上述自動(dòng)控制水位涵堰既能起到溢洪道的作用，也可起到放水的作用，因此避免了現(xiàn)有技術(shù)中同時(shí)設(shè)置溢洪道和其他專(zhuān)用放水口的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步降低了工程和維修成本。
[0027]進(jìn)一步地，參照?qǐng)D5，圖5為本發(fā)明自動(dòng)控制水位涵堰第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，涵頂板20上設(shè)有至少一氣孔21和用于控制氣孔21開(kāi)啟或關(guān)閉的開(kāi)關(guān)閥22。本實(shí)施例中，氣孔21的數(shù)量、大小和位置可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置。例如，可以在虹吸通道40的頂端處(即涵頂板20上靠近虹吸通道40頂端的位置)設(shè)置一個(gè)氣孔21或多個(gè)氣孔21，也可以分別在虹吸通道40中的某幾個(gè)不同高度處分別設(shè)置一個(gè)或多個(gè)氣孔21，優(yōu)選地，氣孔21至少為兩個(gè)時(shí)，至少兩氣孔21相對(duì)于水平面的高度不相同。上述開(kāi)關(guān)閥22可以為一與氣孔21形狀、大小適配的塞子，也可以為螺絲等，工作人員可以通過(guò)扳手等工具將氣孔21開(kāi)啟或關(guān)閉，也可以采用其他方式設(shè)置，只要能使得開(kāi)關(guān)閥22能夠控制氣孔21的開(kāi)啟或關(guān)閉即可。虹吸通道40的頂端至入水口 41處設(shè)為上游通道，優(yōu)選地，氣孔21設(shè)于上游通道中，即設(shè)于涵頂板20的用于形成上游通道的位置，通過(guò)將氣孔21設(shè)于上游通道中，可以通過(guò)控制氣孔21的開(kāi)啟或關(guān)閉調(diào)節(jié)上游河道50的最低水位。
[0028]參照?qǐng)D6，圖6為本發(fā)明自動(dòng)控制水位涵堰第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí)施例中以設(shè)置兩個(gè)氣孔21為例進(jìn)行說(shuō)明，其中一個(gè)氣孔21設(shè)于虹吸通道40的頂端，設(shè)為第一氣孔211 ;另一個(gè)氣孔21大體設(shè)于上游通道的底部或中部位置，設(shè)為第二氣孔212，且第二氣孔212的位置低于涵底壩30的最高處。
[0029]自動(dòng)控制水位涵堰工作原理如下:當(dāng)上游河道50的水位高于第一氣孔211時(shí)，如圖1所示，無(wú)論第一氣孔211和第二氣孔212處于開(kāi)啟狀態(tài)還是關(guān)閉狀態(tài)，虹吸通道40均發(fā)生虹吸效應(yīng)。上游河道50的水位逐漸下降，直至下降至第一氣孔211處，若此時(shí)第一氣孔211開(kāi)啟，則空氣通過(guò)第一氣孔211進(jìn)入虹吸通道40內(nèi)，虹吸作用消失，上游河道50內(nèi)的水流停止流入下游河道60，上游河道50水位逐漸上漲，直至超過(guò)虹吸通道40的頂端為止，虹吸作用再次產(chǎn)生，如此反復(fù)，在第一氣孔211的作用下將上游河道50內(nèi)的水位限制在第一氣孔211以上。若此時(shí)第一氣孔211關(guān)閉，則虹吸作用繼續(xù)，如圖8所示，上游河道50的水位在虹吸作用下繼續(xù)下降，直至下降至第二氣孔212處；若此時(shí)第二氣孔212開(kāi)啟，如圖9所示，則空氣通過(guò)第二氣孔212進(jìn)入虹吸通道40內(nèi)，虹吸作用消失，上游河道50內(nèi)的水流停止流入下游河道60，上游河道50水位逐漸上漲，直至超過(guò)虹吸通道40的頂端為止，虹吸作用再次產(chǎn)生，如此反復(fù)，由于第二氣孔212的位置低于涵底壩30的最高處，因此在第二氣孔212的作用下將上游河道50內(nèi)的水位限制在第二氣孔212以上；若此時(shí)第二氣孔212關(guān)閉，則虹吸作用繼續(xù)，上游河道50的水位在虹吸作用下繼續(xù)下降，直至下降至入水口41處，在入水口 41的作用下將上游河道50的水位限制在入水口 41以上。
[0030]進(jìn)一步地，氣孔21與外圍抽氣機(jī)連接。當(dāng)上游河道50水位高于入水口 41且低于虹吸通道40的頂端時(shí)，若此時(shí)希望產(chǎn)生虹吸作用，則可將氣孔21與抽氣機(jī)連接，通過(guò)抽氣機(jī)將虹吸通道40內(nèi)的空氣抽凈，從而使得虹吸通道40內(nèi)產(chǎn)生虹吸作用。當(dāng)豐水期或汛期來(lái)臨之前，此時(shí)上游河道50的水位還不足以高于虹吸通道40的頂端，則可以通過(guò)抽氣機(jī)認(rèn)為的產(chǎn)生虹吸作用，從而提前將上游通道的水位限制在最低水位，避免了河水突然暴漲而發(fā)生洪澇災(zāi)害。
[0031]上述虹吸通道40的具體形狀可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置，例如，虹吸通道40沿水流方向的截面可以呈倒置的U形或半圓形設(shè)置或其他水力條件理想的曲線。虹吸通道40的頂端至入水口 41處設(shè)為上游通道，虹吸通道40的頂端至出水口 42處設(shè)為下游通道，優(yōu)選地，上游通道沿水流方向的截面弧度大于下游通道沿水流方向的截面弧度。更為優(yōu)選地，下游通道呈平面設(shè)置。
[0032]以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專(zhuān)利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種自動(dòng)控制水位涵堰，其特征在于，包括兩相對(duì)設(shè)置的、且分別設(shè)于河道兩側(cè)的側(cè)墻，以及連接于兩側(cè)墻之間、且上下層疊設(shè)置的涵頂板和涵底壩；所述涵頂板與涵底壩之間具有間隔，且形成供水流通過(guò)的虹吸通道；在所述虹吸通道的兩端分別形成上游河道和下游河道，所述虹吸通道具有朝向上游河道的入水口和朝向下游河道的出水口 ；所述虹吸通道具有一頂端，所述頂端高于虹吸通道任意位置，且所述頂端高于所述入水口，并低于河道的溢水位。
2.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)控制水位涵堰，其特征在于，所述涵頂板上設(shè)有至少一氣孔和用于控制所述氣孔開(kāi)啟或關(guān)閉的開(kāi)關(guān)閥。
3.如權(quán)利要求2所述的自動(dòng)控制水位涵堰，其特征在于，所述虹吸通道的頂端至入水口處設(shè)為上游通道，所述氣孔設(shè)于所述涵頂板的用于形成所述上游通道的位置。
4.如權(quán)利要求3所述的自動(dòng)控制水位涵堰，其特征在于，所述氣孔至少為兩個(gè)時(shí)，至少兩所述氣孔相對(duì)于水平面的高度不相同。
5.如權(quán)利要求2所述的自動(dòng)控制水位涵堰，其特征在于，所述氣孔與外圍抽氣機(jī)連接。
6.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)控制水位涵堰，其特征在于，所述虹吸通道沿水流方向的截面呈倒置的U形或半圓形設(shè)置。
7.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)控制水位涵堰，其特征在于，所述虹吸通道的頂端至入水口處設(shè)為上游通道，所述虹吸通道的頂端至出水口處設(shè)為下游通道，所述上游通道沿水流方向的截面弧度大于所述下游通道沿水流方向的截面弧度。
【文檔編號(hào)】E02B7/18GK104153326SQ201410366146
【公開(kāi)日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
【發(fā)明者】曾皋波 申請(qǐng)人:曾皋波