一種干渠向支渠分水的自動調控裝置的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種干渠向支渠分水的自動調控裝置，包括可拆裝門槽、對開門、聯動桿、和浮動組件，所述對開門通過可拆裝門槽設置于分水井的進水管內側，所述聯動桿下部與對開門連接，上部與浮動組件連接，所述浮動組件包括用于裝水的空箱承臺，且該空箱承臺內設有用于防止水回流的拍門；分水井水位上升時，浮動組件的空箱承臺內進水，同時浮動組件在浮力的作用下上升，從而帶動聯動桿向上移動，對開門在聯動桿的帶動下閉合，分水井水位下降時，浮動組件在自重及空箱承臺內水的自重下下降，從而帶動聯動桿向下移動，對開門在聯動桿的帶動下開啟。與現有技術相比，本發明具有使各支渠流量均衡、有效控制支渠水位、便于管理等優點。
【專利說明】
-種干渠向支渠分水的自動調控裝置
技術領域
[0001] 本發明設及一種分水調控裝置，尤其是設及一種干渠向支渠分水的自動調控裝 置。
【背景技術】
[0002] 為了實現田、水、路、林、村綜合整理，增加有效耕地面積，提高農業基礎設施配套 水平，改善農業生產條件和生態環境，提高機械化耕作水平，促進農業規模化經營，推進農 村建設和現代農業發展，全國正在積極發展±地開發整理項目。±地開發整理可分為=種 類型：±地整理、±地復星、±地開發。±地開發整理項目實施內容包括±地平整、水源工 程、灌概工程、排水工程、道路工程等，其中灌概工程尤其是輸水工程的設計直接影響到工 程質量的好壞及后期管理的難易程度。
[0003] 對于大面積的±地開發整理建設項目，項目區內輸水工程應布置2~3級固定的管 道或渠道。W布置2級固定渠道(干渠、支渠)為例，干渠水位主要受渠首(通常為累站前池） 水位W及干渠縱向坡降的控制，根據設計規范及工程經驗，干渠水力坡降一般為1/2000,即 每1000m，干渠內水面將降低0.5m。由于水力坡降的存在，對支渠流量、水位的控制會產生諸 多不利的影響。
[0004] (1)考慮到灌概的要求，支渠的渠尾水位只需要高出其控制面積內田塊高程0.1~ 0.2m，而田塊的標高主要受現狀地形的控制，有一定的起伏且無規律。但是受干渠內水位的 影響，各支渠渠首水位從干渠渠尾至干渠渠首逐漸提高，為防止支渠的水溢出，通常從干渠 渠尾至干渠渠首逐漸提高支渠的渠頂高程，運樣不僅增加了支渠的工程量，增加了工程投 資，還增大的支渠的占地面積，減少了耕地率，除此之外，由于支渠水面超出地面高程較多， 支渠放水口需采用消能措施。
[0005] (2)由于常用的陽管、鋼管、鋼筋混凝±管等管材內徑均有一定的模數，通常干渠 沿線僅布置1~巧巾不同管徑的管道向支渠分水。根據管道有壓流計算方法，相同管徑條件 下，進出口水位差越大，管道的過流流量也就越大。在各田塊高程基本相同的情況下，支渠 距離干渠渠首越近，支渠的分水流量越大，田塊灌概需要的時間越短;支渠距離干渠渠首越 遠，支渠的分水流量越小，田塊灌概需要的時間越長，各支渠的分水流量及灌水時間及其不 均，甚至出現最后一塊田塊還沒上水，第一塊田塊已灌滿的極端情況。
[0006] (3)為控制支渠的水位、流量，通常采用在支渠渠首布置分水閩（閥）n井，通過閩 (閥）口的啟閉，控制支渠的水位、流量。但由于干渠沿線的分水閩（閥）n井較多，且某個閩 (閥）n開度固定的情況下，干渠水位的變動及其余閩（閥）n開度的調整都會影響該分水井 的水位、流量，各閩（閥）n難W設定一個固定的開度，目前的管理主要還是采用人工實時控 制閩（閥）n的啟閉。運種管理方式任務量大，管理及不方便，且一旦控制不好還有可能出現 閩（閥）n的過流能力不足引起干渠水位涌高漫流等情況。
[0007] (4)根據明渠均勻流計算方法，一旦支渠渠首分水井水位控制住了，那么支渠的流 量也就控制住了。但對于±地開發整理項目具有灌概水源水質一般，水中的懸移質較多;干 渠向支渠分水的管道口徑較大，流量也較大;運行管理相對粗放，從工程投資、運行管理的 角度，一般考慮采用自動化控制等特點，常規的水位流量控制裝置不適用±地開發整理項 目。

【發明內容】

[0008] 本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種使各支渠水位 可控、流量均衡、便于管理的干渠向支渠分水的自動調控裝置。
[0009] 本發明的目的可W通過W下技術方案來實現：
[0010] -種干渠向支渠分水的自動調控裝置，設置于干渠與支渠之間的分水井中，所述 分水井通過進水管與干渠連接，并通過出水管與支渠連接，所述自動調控裝置包括可拆裝 口槽、對開口、聯動桿、和浮動組件，所述對開口通過可拆裝口槽設置于分水井的進水管內 側，所述聯動桿下部與對開口連接，上部與浮動組件連接，所述浮動組件包括用于裝水的空 箱承臺，且該空箱承臺內設有用于防止水回流的拍口；
[0011] 分水井水位上升時，浮動組件的空箱承臺內進水，同時浮動組件在浮力的作用下 上升，從而帶動聯動桿向上移動，對開口在聯動桿的帶動下閉合，分水井水位下降時，浮動 組件在自重及空箱承臺內水的自重下下降，從而帶動聯動桿向下移動，對開口在聯動桿的 帶動下開啟。
[0012] 所述可拆裝口槽至少設有一對，所述對開口的上下兩端分別通過至少一個可拆裝 口槽固定于分水井上。
[0013] 所述可拆裝口槽包括口槽本體和滑動機構，所述口槽本體通過錯固螺栓固定于分 水井上，所述滑動機構設置于口槽本體內，所述對開口通過滑動機構卡設于口槽本體內，并 沿滑動機構滑動。
[0014] 所述滑動機構包括第一滑塊、第二滑塊和第=滑塊，所述第一滑塊和第二滑塊卡 設于對開口兩側面，限制對開口的側向位移，所述第；滑塊位于對開口端面一側，限制對開 口的豎向位移。
[0015] 所述聯動桿包括主動桿和從動桿，所述主動桿與浮動組件連接，所述從動桿至少 設有兩對，對稱設于主動桿兩側，所述從動桿一端與主動桿轉動連接，另一端與對開口轉動 連接;主動桿在浮動組件的作用下上下移動，通過從動桿將上下移動轉化為對開口的水平 移動，控制對開口開啟或閉合。
[0016] 還包括用于限制聯動桿移動的銷桿，所述聯動桿與浮動組件連接一端為銀齒狀， 所述銷桿與聯動桿銀齒狀的一端卡接。
[0017] 所述浮動組件還包括設置于空箱承臺上的固定板、連桿和多個浮箱，所述多個浮 箱穿過連桿，并通過固定螺栓固定，限制浮箱的水平位移，所述連桿置于固定板的斜槽內， 通過固定螺栓限制連桿的水平位移，通過固定扣限制連桿的豎直位移。
[0018] 所述空箱承臺的底部為一空箱，該空箱兩端面各設置一進水口，所述拍口設置于 進水口內側，水位上升時，水進入空箱，水位下降時，由于拍口的存在，水滯留在空箱內。
[0019] 所述浮箱為PE材料制成的箱體。
[0020] 所述浮箱為空屯、圓柱體，寬度4~8畑1，外徑10~15畑1，內徑1~2畑1。
[0021 ]與現有技術相比，本發明具有W下優點：
[0022] (1)本發明閩口采用橫向移動的方式啟閉。對于豎向啟閉的閩口，雖然可W依靠閩 口的自重使閩口下移關閉，但閩口上移開啟時，需要克服閩口的自重，需要的牽引力(浮力） 也就越大，會大大增加浮動組件的體量。采用橫向啟閉的閩口，閩口的啟閉都只需要克服閩 口與滑塊的滑動摩擦力，啟閉的牽引力都較小。
[0023] (2)本發明閩口口型采用對開口，采用聯動桿與對開口連接。一方面，兩扇口葉同 時相向或向背移動，對于相同管徑的進水管，啟閉時單扇口葉的行程僅為普通橫拉口的一 半，另一方面，連接構件簡單，方便可靠，受力及運行軌跡明確，可W通過從動桿將主動桿的 上下移動轉化為對開口的開啟與閉合。
[0024] (3)本發明浮動組件采用空箱承臺，分水井水位上升時，空箱會進水，但由于浸沒 在水中，不會因此增加閩口上移的牽引力，分水井水位下降時，由于拍口的作用，水滯留在 空箱內，水的重量會增加向下的牽引力。
[0025] (4)本發明浮動組件中浮箱數量可W根據實際情況增減，一方面，可W通過增減浮 箱的數量調控分水井的最高限制水位，浮箱的數量越少，相同浮力下，浮箱的淹沒深度越 大，閩口閉合時，分水井的水位越高，反之，分水井的水位約低。另一方面，如果出個某個浮 箱老化、損壞的情況，可W更換單個浮箱，有效節約了運行管理成本。
[0026] (5)本發明聯動桿的主動桿為銀齒狀，通過銷桿可W固定主動桿，限制主動桿的移 動。銷桿開啟狀態時，對開口的啟閉通過分水井的水位升降自動控制，銷桿非開啟狀態時， 對開口的啟閉通過人工控制。
[0027] (6)本發明形式簡單，依靠浮力和重力作用牽引閩口的啟閉，適用范圍廣，尤其適 用水質差、管徑大、流量大的農田水利項目。
[0028] (7)干渠至支渠分水井安裝本發明裝置后，分水井水位越高，閩口的開度越小，分 水井水位越低，閩口的開度越大，通過流量的調節作用，可W有效減小各支渠的流量差，避 免出現干渠渠首位置支渠流量很大，干渠渠尾位置支渠無水的情況。
[0029] (8)干渠至支渠分水井采用普通閩口控制方案的情況下，需要人工控制各個出水 口閩口的啟閉，管理的工作量大。干渠至支渠分水井安裝本發明裝置后，可W通過流量自動 調節，控制各支渠的灌水時間基本相同，實現從各支渠多控到干渠渠首單一控的轉變，管理 簡便，可W大大減少管理的工作量。
[0030] (9)干渠至支渠分水井安裝本發明裝置后，可W控制分水井的最高控制水位。支渠 渠頂高程由分水井最高控制水位確定，而不再受干渠水位限制，一方面，可W避免支渠水位 過高，發生漫流情況，另一方面，可W降低支渠堤頂標高，減小支渠工程量與占地面積。
【附圖說明】
[0031 ]圖1為本發明的結構示意圖；
[0032] 圖2為圖1中A方向視圖；
[0033] 圖3為本發明可拆裝口槽的結構示意圖；
[0034] 圖4為本發明浮動組件的結構示意圖；
[0035] 圖5為圖帥A方向視圖；
[0036] 圖6為干渠、支渠、分水井的平面布置示意圖；
[0037] 圖7為干渠水位(縱剖面)示意圖；
[0038] 圖8為干渠、支渠和分水井的水位、流量計算簡圖；
[0039] 圖9為安裝調控裝置前分水井進水、出過程曲線示意圖；
[0040] 圖10為本發明聯動桿的移動與閩口啟閉的關系示意圖，其中，（10a)為閩口全開示 意圖，（10b)為閩口半開示意圖，（10c)為閩口全閉示意圖；
[0041 ]圖11為分水進水水位與進水過流斷面關系示意圖；
[0042] 圖12為安裝調控裝置后分水井進水、出水過程曲線示意圖。
【具體實施方式】
[0043] 下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。本實施例W本發明技術方案 為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于 下述的實施例。
[0044] 實施例1
[0045] 如圖1-圖2所示，本實施例提供一種干渠向支渠分水的自動調控裝置，設置于干渠 與支渠之間的分水井1中，分水井1通過進水管2與干渠連接，并通過出水管3與支渠連接，自 動調控裝置包括可拆裝口槽4、對開口 5、聯動桿6、銷桿7和浮動組件8,對開口 5通過可拆裝 口槽4設置于分水井1的進水管2內側，聯動桿6下部與對開口 5連接，上部與浮動組件8連接， 浮動組件8包括用于裝水的空箱承臺81，且該空箱承臺內設有用于防止水回流的拍口 87,分 水井1水位上升時，浮動組件8下部空箱進水并通過拍口87防止水位下降時回流，同時浮動 組件8在浮力的作用下上升，從而帶動聯桿6向上移動，對開口 5在聯動桿6的帶動下閉合，分 水井1水位下降時，浮動組件8在自重及下部空箱內水的自重下下降，從而帶動聯動桿6向下 移動，對開口5在聯動桿6的帶動下開啟，銷桿7開啟狀態時，對開口5的啟閉通過分水井1的 水位升降自動控制，銷桿巧自開啟狀態時，對開口 5的啟閉通過人工控制。
[0046] 可拆裝口槽4至少設有一對，對開口 5的兩端分別通過至少一個可拆裝口槽4固定 于分水井1上。如圖3所示，可拆裝口槽4包括口槽本體41和滑動機構42, n槽本體41通過錯 固螺栓43固定于分水井1上，滑動機構42設置于口槽本體41內，對開口 5通過滑動機構42卡 設于口槽本體41內，并沿滑動機構42滑動。滑動機構42包括第一滑塊、第二滑塊和第=滑 塊，第一滑塊和第二滑塊卡設于對開口 5兩側面，限制對開口 5的側向位移，所述第=滑塊位 于對開口 5端面一側，限制對開口 5的豎向位移。
[0047] 如圖1-圖2所示，聯動桿6包括主動桿和從動桿，主動桿端部與浮動組件8連接，從 動桿至少設有兩對，對稱設于主動桿兩側，從動桿一端與主動桿轉動連接，另一端與對開口 5轉動連接;主動桿在浮動組件8的作用下上下移動，通過從動桿將上下移動轉化為對開口 5 的水平移動，控制對開口開啟或閉合。主動桿與浮動組件8連接的一端為銀齒狀，通過銷桿7 可W固定主動桿，限制主動桿的移動。銷桿7開啟狀態時，對開口 5的啟閉通過分水井1的水 位升降自動控制，銷桿巧自開啟狀態時，對開口 5的啟閉通過人工控制。
[004引如圖4-圖5所示浮動組件8還包括設置于空箱承臺81上的固定板82、連桿83和多個 浮箱84。多個浮箱84穿過連桿83,通過固定螺栓85限制浮箱84的水平位移，連桿83置于固定 板82的斜槽內，通過固定螺栓85限制連桿83的水平位移，通過固定扣86限制連桿的豎直位 移。空箱承臺81的底部空箱兩端面各設置一處進水口，進水口內側設置拍口87。水位上升 時，水進入空箱，水位下降時，水滯留在空箱內，在水的重量及浮動組件8的重量下，聯動桿6 向下移動。浮箱84為陽材料制成的箱體，浮箱84為空屯、圓柱體，寬度4~8cm，外徑10~15cm， 內徑1~2cm。
[0049] 如圖6-8所示，上述干渠向支渠分水的自動調控裝置對流量進行調控的原理如下：
[0050] 干渠水位為T，分水井水位為H，支渠水位為h，分水井進水過流斷面〇1，分水井出 水過流斷面為《 2,流量系數為y。
[0051] 根據管道有壓流流量計算公式：
[0化2]
[0化3] 量為；
[0化4]
[0化5] 量為；
[0化6]
[0057]式中：《1-一分水井水位超過分水井起調水位H2后，對開口逐步關閉，逐漸減 小，分水井水位達到最高控制水位化時，《 1 * 0 2--定值；
[005引當Q1 = Q2 = Q時，對應的H為調控水位，對應的Q為調控流量。
[0化9] 假定干渠渠渠首水位T1 = 4. Om，渠中水位T2 = 3.5m，渠尾水位T3 = 3. Om，支渠水位 h = 0.3m，分水井進水管D1 = 〇 200，出水管D2 = 〇 200，安裝調控設備前，分水井進水、出水 過程線詳見圖9，動態平衡水位及流量見表1。
[0060] 表1安裝自動調控裝置前分水井動態平衡水位及流量表
[0061]
[0062] 安裝自動調控裝置后，設定分水井起調水位肥=0.8m，最高控制水位H1 = 0.9m，分 水井水位與閩口開度的關系見圖10,分水井水位與進水過流斷面的關系見圖11，分水井進 水、出水過程線詳見圖12，動態平衡水位及流量見表2。
[0063] 表2安裝調控設備后分水井動態平衡水位及流量表
[0064]
[0065] 根據安裝自動調控裝備動態平衡水位及流量對比，可W看出，自動調控裝置可W 有效調節干渠至支渠的分水流量，并能有效控制支渠水位。
[0066] 實施例2
[0067] 參考圖1所示，本實施例提供的干渠向支渠分水的自動調控裝置與實施例1的區別 在于:本實施例不包括銷桿7，對開口 5的啟閉僅通過分水井1的水位升降自動控制。
【主權項】
1. 一種干渠向支渠分水的自動調控裝置，設置于干渠與支渠之間的分水井（1)中，所述 分水井（1)通過進水管(2)與干渠連接，并通過出水管(3)與支渠連接，其特征在于，所述自 動調控裝置包括可拆裝門槽(4)、對開門（5)、聯動桿(6)、和浮動組件(8)，所述對開門（5)通 過可拆裝門槽(4)設置于分水井（1)的進水管(2)內側，所述聯動桿(6)下部與對開門（5)連 接，上部與浮動組件(8)連接，所述浮動組件(8)包括用于裝水的空箱承臺（81)，且該空箱承 臺（81)內設有用于防止水回流的拍門（87); 分水井（1)水位上升時，浮動組件(8)的空箱承臺（81)內進水，同時浮動組件(8)在浮力 的作用下上升，從而帶動聯動桿(6)向上移動，對開門（5)在聯動桿(6)的帶動下閉合，分水 井（1)水位下降時，浮動組件(8)在自重及空箱承臺（81)內水的自重下下降，從而帶動聯動 桿(6)向下移動，對開門（5)在聯動桿(6)的帶動下開啟。2. 根據權利要求1所述的干渠向支渠分水的自動調控裝置，其特征在于，所述可拆裝門 槽(4)至少設有一對，所述對開門（5)的上下兩端分別通過至少一個可拆裝門槽(4)固定于 分水井（1)上。3. 根據權利要求1所述的干渠向支渠分水的自動調控裝置，其特征在于，所述可拆裝門 槽(4)包括門槽本體(41)和滑動機構(42)，所述門槽本體(41)通過錨固螺栓(43)固定于分 水井（1)上，所述滑動機構(42)設置于門槽本體(41)內，所述對開門（5)通過滑動機構(42) 卡設于門槽本體(41)內，并沿滑動機構(42)滑動。4. 根據權利要求3所述的干渠向支渠分水的自動調控裝置，其特征在于，所述滑動機構 (42)包括第一滑塊、第二滑塊和第三滑塊，所述第一滑塊和第二滑塊卡設于對開門（5)兩側 面，限制對開門（5)的側向位移，所述第三滑塊位于對開門（5)端面一側，限制對開門（5)的 豎向位移。5. 根據權利要求1所述的干渠向支渠分水的自動調控裝置，其特征在于，所述聯動桿 (6) 包括主動桿和從動桿，所述主動桿與浮動組件(8)連接，所述從動桿至少設有兩對，對稱 設于主動桿兩側，所述從動桿一端與主動桿轉動連接，另一端與對開門（5)轉動連接;主動 桿在浮動組件(8)的作用下上下移動，通過從動桿將上下移動轉化為對開門（5)的水平移 動，控制對開門（5)開啟或閉合。6. 根據權利要求1所述的干渠向支渠分水的自動調控裝置，其特征在于，還包括用于限 制聯動桿(6)移動的銷桿(7)，所述聯動桿(6)與浮動組件(8)連接一端為鋸齒狀，所述銷桿 (7) 與聯動桿(6)鋸齒狀的一端卡接。7. 根據權利要求1所述的干渠向支渠分水的自動調控裝置，其特征在于，所述浮動組件 (8) 還包括設置于空箱承臺（81)上的固定板(82)、連桿(83)和多個浮箱(84)，所述多個浮箱 (84)穿過連桿(83)，并通過固定螺栓(85)固定，限制浮箱(84)的水平位移，所述連桿(83)置 于固定板(82)的斜槽內，通過固定螺栓(85)限制連桿(83)的水平位移，通過固定扣(86)限 制連桿的豎直位移。8. 根據權利要求7所述的干渠向支渠分水的自動調控裝置，其特征在于，所述空箱承臺 (81)的底部為一空箱，該空箱兩端面各設置一進水口，所述拍門（87)設置于進水口內側，水 位上升時，水進入空箱，水位下降時，由于拍門（87)的存在，水滯留在空箱內。9. 根據權利要求7所述的干渠向支渠分水的自動調控裝置，其特征在于，所述浮箱(84) 為PE材料制成的箱體。10.根據權利要求7所述的干渠向支渠分水的自動調控裝置，其特征在于，所述浮箱 (84)為空心圓柱體，寬度4~8cm，外徑10~15cm，內徑1~2cm。
【文檔編號】E02B13/00GK106049380SQ201610071123
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年2月1日 公開號201610071123.3, CN 106049380 A, CN 106049380A, CN 201610071123, CN-A-106049380, CN106049380 A, CN106049380A, CN201610071123, CN201610071123.3
【發明人】孫中森, 郭崇, 趙力娟, 徐良, 唐建偉, 虞靜, 梁爽, 胡振飛
【申請人】長江勘測規劃設計研究有限責任公司上海分公司