一种自动检测水位的堤坝防灾减灾设备的制作方法

1.本发明涉及水利防洪领域，特别是涉及一种自动检测水位的堤坝防灾减灾设备。


背景技术：

2.江河防洪标准普遍提高，洪水汇到河道里，增加了下游发生洪水的机率，堤防增高，河道存水量增大，一旦发生决堤，将会造成巨大的损失。在泄洪时还要考虑到防止泄洪通道堵塞。
3.cn113863213b公开了一种泄洪防堵水坝，切断装置将蓄洪水坝前方由上游流下的树木断枝切断，其中导流板可以对水面上的断枝进行阻挡和引导，阻挡断枝大量的堆积在泄洪通道上方，防止堵塞通道，引导经切断装置切断后的树枝进入至清理装置的工作区域，清理装置将切断后的树枝进行集中。
4.但是，上述技术方案存在如下不足之处：在需要泄洪时，仅通过水压的作用使得水通过泄洪通道进行泄洪，即自然泄洪，该种泄洪方式的泄洪速度较慢，不能根据水位高度灵活调整泄洪速度。在水位较高时，肯定需要更快的泄洪以防止因水压过大而造成决堤，上述技术方案无法满足快速泄洪需求。


技术实现要素：

5.本发明目的是针对背景技术中存在的问题，提出一种能随水位高度变化而自适应调节泄洪速度的自动检测水位的堤坝防灾减灾设备。
6.本发明的技术方案，一种自动检测水位的堤坝防灾减灾设备，包括配重墩、箱体、水位检测组件、排水装置和水闸组件；配重墩上设置有水平贯通的泄洪通道，泄洪通道内安装有排水管；箱体设置在配重墩上；水位检测组件包括浮筒、水位杆和导向筒，浮筒设置在水位杆底端，水位杆沿竖直方向滑动设置在导向筒上，导向筒设置在箱体上；排水装置包括变直径套带机构、皮带、带轮b、安装轴、水轮、用于张紧皮带的张紧组件、用于驱动变直径套带机构转动的驱动装置以及用于随水位高度变化对应调节变直径套带结构进行扩展或收缩的自调节机构；水位升高时，变直径套带机构扩展；水位降低时，变直径套带机构收缩；皮带套设在张紧组件、变直径套带机构和带轮b上，带轮b和水轮均设置在安装轴上，安装轴转动设置在箱体上，水轮位于排水管内；水闸组件设置在配重墩后侧，水闸组件用于封堵或解除封堵泄洪通道的出水端。
7.优选的，配重墩上设置有倾斜向下分布的排污通道以及竖向分布的清污通道，排污通道顶端与泄洪通道的进水端连通，排污通道处安装有导污管，排污通道底端与清污通道底端连通，排污通道和泄洪通道构成水道。
8.排水管进水端转动设置有能被水轮间歇性推动的滤板，滤板和配重墩之间连接有弹性件c，排污通道顶端位于滤板下方，配重墩上设置有清污装置，清污装置包括吊桶以及用于将吊桶吊放至清污通道底端和从清污通道底端将吊桶吊升出去的吊放装置。
9.优选的，张紧组件包括带轮a、轮架、套杆、弹性件b和导向架，带轮a转动设置在轮
架上，轮架滑动设置在套杆和导向架上，套杆设置在导向架上，弹性件b两端分别与轮架和导向架连接，导向架设置在箱体上，皮带套设在带轮a上。
10.优选的，变直径套带机构包括抵接盘、连接架、转动筒和撑带组件，撑带组件绕转动筒中心轴均匀设置多组，撑带组件包括连杆、连接台、支撑柱、卡带架和弹性件a，抵接盘与连接架连接，连接架同轴分布在转动筒内侧，连杆两端分别与连接架和连接台转动连接，连接台和卡带架分别设置在支撑柱两端，卡带架外侧表面设置有供皮带卡入的卡带槽，弹性件a两端分别与连接台和转动筒连接。
11.优选的，驱动装置包括扇叶、转动盘、电机、齿轮b、齿轮c和转动轴，扇叶两端分别与转动筒和转动盘连接，转动盘同轴分布在转动筒内侧，转动盘和齿轮c同轴设置在转动轴上，转动轴转动设置在箱体内，电机设置在箱体内，电机与齿轮b驱动连接，齿轮b与齿轮c啮合连接。
12.优选的，自调节机构包括绳索、导向轮组a、导向轮组b、滑块、滑轨、齿条、齿轮a、转动柱、丝杆、滑杆、移动盘、滚轮和固定架，导向轮组a和导向轮组b并排设置在箱体内，绳索绕过导向轮组a和导向轮组b，绳索两端分别与浮筒和滑块连接，滑块滑动设置在滑轨上，滑轨竖直设置在箱体内，齿条竖直设置在滑块上，齿条与齿轮a啮合连接，齿轮a设置在转动柱上，转动柱转动设置在固定架上，丝杆贯穿转动柱并与转动柱螺纹连接，丝杆和滑杆平行，且丝杆端部和滑杆端部均与移动盘连接，滑杆滑动设置在固定架上，固定架设置在箱体内，滚轮在移动盘上呈环形均匀分布多个，滚轮抵接在抵接盘上。
13.优选的，齿条顶端和底端均设置有挡板，丝杆远离移动盘的一端设置有端板，端板与滑杆连接。
14.优选的，水闸组件包括堵板、导轨和用于驱动堵板沿直线形移动的移动驱动机构，堵板滑动设置在导轨上，导轨和移动驱动机构均设置在配重墩上。
15.与现有技术相比，本发明具有如下有益的技术效果：本发明能随水位高度变化而自适应调节泄洪速度，在水位较高时，能更快速的泄洪，防止因水压过大而对水坝造成较大的压力，防止出现溃坝决堤情况。配重墩设置在堤坝处，水闸组件封堵泄洪通道的出水端，在需要泄洪时，解除对泄洪通道出水端的封堵。浮筒在堤坝拦水一侧漂浮，水位变化时，浮筒随之变化，浮筒能带动水位杆升降，通过观察导向筒指示的水位杆上的水位线来确定水位高度，实现了对水位的检测。当水位升高时，浮筒上移，自调节机构调节变直径套带机构进行扩展，变直径套带机构直径增大，驱动装置驱动变直径套带机构转动，传动比增大，通过皮带将动力传输至带轮b时，带轮b能更快速的转动，从而通过安装轴带动水轮更快速的转动，水轮将水更快速的拨动，能更快的将水通过排水管排出。同理，当水位下降时，自调节机构调节变直径套带机构进行收缩，传动比减小，可以较慢速度排水，水不会对堤坝造成较大的压力。
附图说明
16.图1为本发明实施例的结构示意图；图2为图1的局部结构剖视图；图3为本发明实施例的局部结构示意图；图4为本发明实施例中皮带的调节原理和水轮的转动原理结构示意图；
图5为本发明实施例中移动盘的移动原理结构示意图；图6为本发明实施例中皮带的张紧原理结构示意图；图7为本发明实施例中卡带架的分布示意图；图8为本发明实施例中转动筒的转动原理结构示意图；图9为本发明实施例中滤板的安装位置示意图。
17.附图标记：1、配重墩；101、水道；102、清污通道；2、排水管；3、导污管；4、浮筒；5、绳索；6、水位杆；61、导向筒；71、导向轮组a；72、导向轮组b；8、滑块；9、滑轨；10、齿条；11、挡板；12、齿轮a；13、转动柱；14、丝杆；15、滑杆；16、移动盘；17、滚轮；18、端板；19、固定架；20、抵接盘；21、连接架；22、连杆；23、连接台；24、支撑柱；25、卡带架；251、卡带槽；26、弹性件a；27、转动筒；28、扇叶；29、转动盘；30、电机；31、齿轮b；32、齿轮c；33、转动轴；34、皮带；35、带轮a；36、轮架；37、套杆；38、弹性件b；39、导向架；40、带轮b；41、安装轴；42、水轮；43、箱体；44、滤板；45、弹性件c；46、吊桶；47、吊放装置；48、堵板；49、移动驱动机构。
具体实施方式
18.实施例一，如图1-图9所示，本实施例提出的一种自动检测水位的堤坝防灾减灾设备，包括配重墩1、箱体43、水位检测组件、排水装置和水闸组件。
19.配重墩1上设置有水平贯通的泄洪通道，泄洪通道内安装有排水管2；箱体43设置在配重墩1上。
20.如图1-图3所示，水位检测组件包括浮筒4、水位杆6和导向筒61，浮筒4设置在水位杆6底端，水位杆6沿竖直方向滑动设置在导向筒61上，水位杆6上沿竖直方向设置有水位线，导向筒61设置在箱体43上。
21.排水装置包括变直径套带机构、皮带34、带轮b40、安装轴41、水轮42、用于张紧皮带34的张紧组件、用于驱动变直径套带机构转动的驱动装置以及用于随水位高度变化对应调节变直径套带结构进行扩展或收缩的自调节机构；水位升高时，变直径套带机构扩展；水位降低时，变直径套带机构收缩；皮带34套设在张紧组件、变直径套带机构和带轮b40上，带轮b40和水轮42均设置在安装轴41上，安装轴41转动设置在箱体43上，水轮42位于排水管2内。
22.如图2所示，水闸组件设置在配重墩1后侧，水闸组件用于封堵或解除封堵泄洪通道的出水端，水闸组件包括堵板48、导轨和用于驱动堵板48沿直线形移动的移动驱动机构49，移动驱动机构49可采用液压缸，堵板48滑动设置在导轨上，导轨和移动驱动机构49均设置在配重墩1上。
23.配重墩1上设置有倾斜向下分布的排污通道以及竖向分布的清污通道102，排污通道顶端与泄洪通道的进水端连通，排污通道处安装有导污管3，排污通道底端与清污通道102底端连通，排污通道和泄洪通道构成水道101。
24.如图2、图3和图9所示，排水管2进水端转动设置有能被水轮42间歇性推动的滤板44，滤板44和配重墩1之间连接有弹性件c45，弹性件c45可采用压缩弹簧，结构简单。排污通道顶端位于滤板44下方，配重墩1上设置有清污装置，清污装置包括吊桶46以及用于将吊桶46吊放至清污通道102底端和从清污通道102底端将吊桶46吊升出去的吊放装置47。
25.在水轮42转动时，能推动滤板44，滤板44压缩弹性件c45，滤板44往复振动，能将截
留的污物向下震落至导污管3内，并最终流通至清污通道102底端的吊桶46内，当需要清理污物时，通过吊放装置47将吊桶46提升出去，清理吊桶46内的污物并重新放入清污通道102底端进行污物的收集。
26.本实施例能随水位高度变化而自适应调节泄洪速度，在水位较高时，能更快速的泄洪，防止因水压过大而对水坝造成较大的压力，防止出现溃坝决堤情况。配重墩1设置在堤坝处，水闸组件封堵泄洪通道的出水端，在需要泄洪时，解除对泄洪通道出水端的封堵。浮筒4在堤坝拦水一侧漂浮，水位变化时，浮筒4随之变化，浮筒4能带动水位杆6升降，通过观察导向筒61指示的水位杆6上的水位线来确定水位高度，实现了对水位的检测。当水位升高时，浮筒4上移，自调节机构调节变直径套带机构进行扩展，变直径套带机构直径增大，驱动装置驱动变直径套带机构转动，传动比增大，通过皮带34将动力传输至带轮b40时，带轮b40能更快速的转动，从而通过安装轴41带动水轮42更快速的转动，水轮42将水更快速的拨动，能更快的将水通过排水管2排出。同理，当水位下降时，自调节机构调节变直径套带机构进行收缩，传动比减小，可以较慢速度排水，水不会对堤坝造成较大的压力。
27.实施例二，如图1-图9所示，本实施例提出的一种自动检测水位的堤坝防灾减灾设备，相较于实施例一，本实施例中，张紧组件包括带轮a35、轮架36、套杆37、弹性件b38和导向架39，带轮a35转动设置在轮架36上，轮架36滑动设置在套杆37和导向架39上，套杆37设置在导向架39上，弹性件b38两端分别与轮架36和导向架39连接，弹性件b38可采用压缩弹簧并套设在套杆37上，导向架39设置在箱体43上，皮带34套设在带轮a35上。
28.本实施例中，皮带34张紧在带轮a35处，当变直径套带机构扩展或收缩时，弹性件b38收缩或伸长，套杆37和导向架39用于对轮架36进行导向，使得轮架36沿直线移动，带轮a35能对皮带34始终进行张紧。
29.实施例三，如图1-图9所示，本实施例提出的一种自动检测水位的堤坝防灾减灾设备，相较于实施例一，本实施例中，变直径套带机构包括抵接盘20、连接架21、转动筒27和撑带组件，撑带组件绕转动筒27中心轴均匀设置多组，撑带组件包括连杆22、连接台23、支撑柱24、卡带架25和弹性件a26，抵接盘20与连接架21连接，连接架21同轴分布在转动筒27内侧，连杆22两端分别与连接架21和连接台23转动连接，连接台23和卡带架25分别设置在支撑柱24两端，卡带架25外侧表面设置有供皮带34卡入的卡带槽251，弹性件a26两端分别与连接台23和转动筒27连接，弹性件a26可采用压缩弹簧并套在支撑柱24外围，不会脱落。
30.抵接盘20能被自调节机构推挤而进行移动，当抵接盘20被向转动筒27方向推动时，抵接盘20带动连接架21移动，连接架21通过连杆22向外推挤连接台23，连接台23带动支撑柱24向外滑动，支撑柱24带动卡带架25外移，从而实现多个卡带架25的扩展。弹性件a26被压缩，当自调节机构与抵接盘20接触的结构反向移动时，弹性件a26伸长，使得抵接盘20反向移动，使抵接盘20保持与自调节机构的接触。
31.如图8所示，驱动装置包括扇叶28、转动盘29、电机30、齿轮b31、齿轮c32和转动轴33，扇叶28两端分别与转动筒27和转动盘29连接，转动盘29同轴分布在转动筒27内侧，转动盘29和齿轮c32同轴设置在转动轴33上，转动轴33转动设置在箱体43内，电机30设置在箱体43内，电机30与齿轮b31驱动连接，齿轮b31与齿轮c32啮合连接。电机30能驱动齿轮b31转动，齿轮b31带动齿轮c32转动，齿轮c32带动转动轴33转动，转动轴33带动转动盘29转动，转动盘29带动扇叶28转动，扇叶28能向电机30扇风以加速散热，扇叶28带动转动筒27转动，转
动筒27带动卡带架25转动，卡带架25带动皮带34进行运动，实现动力的传输，最终实现水轮42的转动排水。
32.如图2-图7所示，自调节机构包括绳索5、导向轮组a71、导向轮组b72、滑块8、滑轨9、齿条10、齿轮a12、转动柱13、丝杆14、滑杆15、移动盘16、滚轮17和固定架19，导向轮组a71和导向轮组b72并排设置在箱体43内，绳索5绕过导向轮组a71和导向轮组b72。导向轮组a71和导向轮组b72均包括对称分布的两个导向轮，两个导向轮之间形成供绳索5穿过的通道。绳索5两端分别与浮筒4和滑块8连接，绳索5保持自然张紧状态，绳索5两端受力平衡，滑块8滑动设置在滑轨9上，滑轨9竖直设置在箱体43内，齿条10竖直设置在滑块8上，齿条10与齿轮a12啮合连接，齿轮a12设置在转动柱13上，转动柱13转动设置在固定架19上，丝杆14贯穿转动柱13并与转动柱13螺纹连接，丝杆14和滑杆15平行，且丝杆14端部和滑杆15端部均与移动盘16连接，滑杆15滑动设置在固定架19上，固定架19设置在箱体43内，滚轮17在移动盘16上呈环形均匀分布多个，滚轮17抵接在抵接盘20上。
33.浮筒4上升或下降时，通过绳索5带动滑块8下降或上升，滑块8的移动方向与浮筒4移动方向相反。滑块8在滑轨9上滑动，滑块8带动齿条10移动，齿条10带动齿轮a12转动，齿轮a12带动转动柱13转动，转动柱13带动丝杆14进行直线移动，滑杆15对移动方向进行导向，丝杆14和滑杆15带动移动盘16移动，移动盘16带动滚轮17移动，抵接盘20能在滚轮17上转动。因为丝杆14与转动柱13螺纹连接的自锁性，丝杆14只能被齿轮a12和转动柱13带动而进行直线形的移动，不会在抵接盘20的推挤作用下产生移动。
34.如图5所示，齿条10顶端和底端均设置有挡板11，丝杆14远离移动盘16的一端设置有端板18，端板18与滑杆15连接，挡板11能防止齿条10从齿轮a12上脱落，端板18能防止丝杆14和滑杆15脱落。
35.上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于此，在所属技术领域的技术人员所具备的知识范围内，在不脱离本发明宗旨的前提下还可以作出各种变化。

技术特征：
1.一种自动检测水位的堤坝防灾减灾设备，其特征在于，包括：配重墩（1），其上设置有水平贯通的泄洪通道，泄洪通道内安装有排水管（2）；箱体（43），其设置在配重墩（1）上；水位检测组件，其包括浮筒（4）、水位杆（6）和导向筒（61），浮筒（4）设置在水位杆（6）底端，水位杆（6）沿竖直方向滑动设置在导向筒（61）上，导向筒（61）设置在箱体（43）上；排水装置，其包括变直径套带机构、皮带（34）、带轮b（40）、安装轴（41）、水轮（42）、用于张紧皮带（34）的张紧组件、用于驱动变直径套带机构转动的驱动装置以及用于随水位高度变化对应调节变直径套带结构进行扩展或收缩的自调节机构；水位升高时，变直径套带机构扩展；水位降低时，变直径套带机构收缩；皮带（34）套设在张紧组件、变直径套带机构和带轮b（40）上，带轮b（40）和水轮（42）均设置在安装轴（41）上，安装轴（41）转动设置在箱体（43）上，水轮（42）位于排水管（2）内；水闸组件，其设置在配重墩（1）后侧，用于封堵或解除封堵泄洪通道的出水端。2.根据权利要求1所述的一种自动检测水位的堤坝防灾减灾设备，其特征在于，配重墩（1）上设置有倾斜向下分布的排污通道以及竖向分布的清污通道（102），排污通道顶端与泄洪通道的进水端连通，排污通道内安装有导污管（3），排污通道底端与清污通道（102）底端连通，排污通道和泄洪通道构成水道（101）；排水管（2）进水端转动设置有能被水轮（42）间歇性推动的滤板（44），滤板（44）和配重墩（1）之间连接有弹性件c（45），排污通道顶端位于滤板（44）下方，配重墩（1）上设置有清污装置，清污装置包括吊桶（46）以及用于将吊桶（46）吊放至清污通道（102）底端和从清污通道（102）底端将吊桶（46）吊升出去的吊放装置（47）。3.根据权利要求1所述的一种自动检测水位的堤坝防灾减灾设备，其特征在于，张紧组件包括带轮a（35）、轮架（36）、套杆（37）、弹性件b（38）和导向架（39），带轮a（35）转动设置在轮架（36）上，轮架（36）滑动设置在套杆（37）和导向架（39）上，套杆（37）设置在导向架（39）上，弹性件b（38）两端分别与轮架（36）和导向架（39）连接，导向架（39）设置在箱体（43）上，皮带（34）套设在带轮a（35）上。4.根据权利要求1所述的一种自动检测水位的堤坝防灾减灾设备，其特征在于，变直径套带机构包括抵接盘（20）、连接架（21）、转动筒（27）和撑带组件，撑带组件绕转动筒（27）中心轴均匀设置多组，撑带组件包括连杆（22）、连接台（23）、支撑柱（24）、卡带架（25）和弹性件a（26），抵接盘（20）与连接架（21）连接，连接架（21）同轴分布在转动筒（27）内侧，连杆（22）两端分别与连接架（21）和连接台（23）转动连接，连接台（23）和卡带架（25）分别设置在支撑柱（24）两端，卡带架（25）外侧表面设置有供皮带（34）卡入的卡带槽（251），弹性件a（26）两端分别与连接台（23）和转动筒（27）连接。5.根据权利要求4所述的一种自动检测水位的堤坝防灾减灾设备，其特征在于，驱动装置包括扇叶（28）、转动盘（29）、电机（30）、齿轮b（31）、齿轮c（32）和转动轴（33），扇叶（28）两端分别与转动筒（27）和转动盘（29）连接，转动盘（29）同轴分布在转动筒（27）内侧，转动盘（29）和齿轮c（32）同轴设置在转动轴（33）上，转动轴（33）转动设置在箱体（43）内，电机（30）设置在箱体（43）内，电机（30）与齿轮b（31）驱动连接，齿轮b（31）与齿轮c（32）啮合连接。6.根据权利要求4所述的一种自动检测水位的堤坝防灾减灾设备，其特征在于，自调节机构包括绳索（5）、导向轮组a（71）、导向轮组b（72）、滑块（8）、滑轨（9）、齿条（10）、齿轮a
（12）、转动柱（13）、丝杆（14）、滑杆（15）、移动盘（16）、滚轮（17）和固定架（19），导向轮组a（71）和导向轮组b（72）并排设置在箱体（43）内，绳索（5）绕过导向轮组a（71）和导向轮组b（72），绳索（5）两端分别与浮筒（4）和滑块（8）连接，滑块（8）滑动设置在滑轨（9）上，滑轨（9）竖直设置在箱体（43）内，齿条（10）竖直设置在滑块（8）上，齿条（10）与齿轮a（12）啮合连接，齿轮a（12）设置在转动柱（13）上，转动柱（13）转动设置在固定架（19）上，丝杆（14）贯穿转动柱（13）并与转动柱（13）螺纹连接，丝杆（14）和滑杆（15）平行，且丝杆（14）端部和滑杆（15）端部均与移动盘（16）连接，滑杆（15）滑动设置在固定架（19）上，固定架（19）设置在箱体（43）内，滚轮（17）在移动盘（16）上呈环形均匀分布多个，滚轮（17）抵接在抵接盘（20）上。7.根据权利要求6所述的一种自动检测水位的堤坝防灾减灾设备，其特征在于，齿条（10）顶端和底端均设置有挡板（11），丝杆（14）远离移动盘（16）的一端设置有端板（18），端板（18）与滑杆（15）连接。8.根据权利要求1所述的一种自动检测水位的堤坝防灾减灾设备，其特征在于，水闸组件包括堵板（48）、导轨和用于驱动堵板（48）沿直线形移动的移动驱动机构（49），堵板（48）滑动设置在导轨上，导轨和移动驱动机构（49）均设置在配重墩（1）上。

技术总结
本发明涉及水利防洪领域，具体为一种自动检测水位的堤坝防灾减灾设备。其包括配重墩、箱体、水位检测组件、排水装置和水闸组件；配重墩上设置有水平贯通的泄洪通道，泄洪通道内安装有排水管；箱体设置在配重墩上；水位检测组件包括浮筒、水位杆和导向筒，浮筒设置在水位杆底端，水位杆沿竖直方向滑动设置在导向筒上；排水装置包括变直径套带机构、皮带、带轮b、安装轴、水轮、用于张紧皮带的张紧组件、用于驱动变直径套带机构转动的驱动装置以及用于随水位高度变化对应调节变直径套带结构进行扩展或收缩的自调节机构；水位升高时，变直径套带机构扩展；水位降低时，变直径套带机构收缩。本发明能随水位高度变化而自适应调节泄洪速度。度。度。


技术研发人员：赵晋 陈希歌 赵震宇
受保护的技术使用者：山东省水利工程试验中心有限公司
技术研发日：2023.09.06
技术公布日：2023/10/15