一种河道水利施工用拦水坝

技术领域

本发明涉及水利水坝技术领域，尤其涉及一种河道水利施工用拦水坝。

背景技术

水坝大多是利用土石或者混凝土在河道或者渠道内建造的，能够起到蓄水、防洪和水力发电等作用的一种挡水建筑物，其作为一种水利设施拥有着悠久的发展历史，早在四千九百多年前的尼罗河上，古埃及人就已经建造了一座砌石水坝。现有的水坝在进行水力发电时，往往是在排水阶段利用水向低处流动带动发电机组进行转动，实现发电目的，而在日常蓄水过程中，即并未排水时，水流不与发电机组接触，难以实现发电功能，且现有的水坝在排水时，容易使得在水坝底处沉积的泥沙和淤泥以及漂浮在水面的漂浮杂物跟随水流进入下游，从而造成下游水体的污染和河床的抬升，不利于生态环境的治理和水资源的保护，突出了现有技术的不足之处。

发明内容

本发明的目的在于提供一种河道水利施工用拦水坝，以解决上述技术问题。

为实现上述目的本发明采用以下技术方案：

一种河道水利施工用拦水坝，包括坝体、通槽、步进电机、限位条、支撑盘、支撑条、上闸门、下闸门、牵拉架、牵拉凸起、支撑槽、浮动闸门、支撑柱、气囊、充气装置、一号电动卷扬机、一号缆绳、发电部分、清淤部分，所述坝体中上部贯穿有水平的通槽，所述通槽左右两端各内嵌有水平的具有刹车功能的步进电机，所述通槽左右两端各固定有竖直的限位条，两所述步进电机的转轴分别同轴固定有支撑盘，所述支撑盘与坝体相密封转动连接，两所述支撑盘相邻端与通槽左右两端相密封贴合，两所述支撑盘相邻端分别固定有竖直的支撑条，所述通槽内安装有竖直的上闸门和下闸门，所述上闸门前后两端的左右两部各固定有呈“U”型且竖直的牵拉架，所述下闸门前后两端的左右两部各固定有水平的牵拉凸起，各所述牵拉架与牵拉凸起相间隙插接，所述下闸门滑动连接在上闸门前后两端的牵拉架之间，所述上闸门底端能够与下闸门顶端相密封贴合，所述上闸门处于竖直状态时其前端能够与限位条后端相抵触，所述上闸门左右两端和下闸门的左右两端各开有竖直的支撑槽，所述支撑槽与支撑条相上下滑动连接，所述下闸门后下部转动连接有水平的支撑辊，所述上闸门上部安装有浮动闸门，所述上闸门左右两端、下闸门左右两端和浮动闸门左右两端均与通槽左右两端相密封贴合，所述浮动闸门左右两部各固定有竖直的支撑柱，两所述支撑柱与上闸门左右两部的支撑槽相上下滑动连接，所述浮动闸门上部安装有水平且封闭的气囊，所述浮动闸门安装有充气装置，所述充气装置的充气嘴与气囊相连通，所述坝体安装有一号电动卷扬机，所述一号电动卷扬机收绞有一号缆绳，所述一号缆绳末端与上闸门相固定，所述浮动闸门和上闸门共同安装有发电部分，所述坝体安装有清淤部分。

在上述技术方案基础上，所述发电部分包括上发电机、上波轮、齿条、中发电机、齿轮、下发电机、下波轮，所述浮动闸门前端固定有水平的上发电机，所述上发电机的输入轴同轴连接有水平的上波轮，所述浮动闸门前端固定有竖直的齿条，所述上闸门前端固定有中发电机，所述中发电机的输入轴同轴固定有齿轮，所述齿轮与齿条相啮合，所述上闸门前端固定有水平的下发电机，所述下发电机的输入轴同轴连接有水平的下波轮。

在上述技术方案基础上，所述清淤部分包括支撑辊、导向槽、放置槽、凸起台、储物斗、漏板、牵拉杆、拖动架、牵拉槽、定位孔、打捞槽、排水孔、定位销、二号电动卷扬机、二号缆绳，所述下闸门后下部转动连接有水平的支撑辊，所述通槽左右两端各内嵌有导向槽，所述导向槽向后上方倾斜，所述通槽底端前部开有水平的放置槽，两所述导向槽底部与放置槽左右两部相连通，所述放置槽前部设有圆弧状且呈水平的凸起台，所述凸起台指向放置槽的中上方，所述放置槽内放置有水平的储物斗，所述储物斗能够与导向槽相滑动连接，所述储物斗前部铰接有水平的漏板，所述漏板后部左右两端各固定有圆柱状且呈水平的牵拉杆，两所述牵拉杆共轴，所述导向槽上下密封滑动连接有拖动架，所述拖动架底部开有两水平的牵拉槽，两所述牵拉槽与两牵拉杆相间隙插接，两所述牵拉槽分列于牵拉架左右两部，所述拖动架上部贯穿有多个定位孔，所述浮动闸门后端上部固定有水平的打捞槽，所述打捞槽左右两部贯穿有多个排水孔，所述打捞槽底端固定有多个竖直的定位销，各所述定位销能够同时与各定位孔相对应插接，所述一号电动卷扬机固定在坝体左部的导向槽上部，所述坝体右部的导向槽上部固定有二号电动卷扬机，所述二号电动卷扬机收绞有二号缆绳，所述二号缆绳末端与拖动架相固定。

在上述技术方案基础上，所述步进电机、充气装置、一号电动卷扬机、上发电机、中发电机、下发电机和二号电动卷扬机共同与外界的控制器和电源相电性连接，两所述步进电机同步转动时通过支撑条与支撑槽的滑动连接可使得上闸门和下闸门向前或向后摆动，所述充气装置能够向气囊内充气并能够控制气囊内的气体的进出，所述一号电动卷扬机对一号缆绳进行收放时可使得上闸门沿着支撑条上下滑动，所述上闸门沿着支撑条向上滑动时到一定高度时通过牵拉架与牵拉凸起的间隙插接可拖动下闸门沿着支撑条向上滑动，所述下闸门左右两端均与拖动架内壁左右两端相密封贴合，所述下闸门在重力的作用下其底端能够与通槽底端相密封贴合，所述下闸门向前下方倾斜时在重力的作用下其底部的支撑辊能够与通槽底端相滚动摩擦，所述上波轮位于浮动闸门的前上方，所述下波轮位于下闸门的前上方，所述浮动闸门跟随上闸门向右上方倾斜到一定角度时可使得定位孔与定位销同轴，所述二号电动卷扬机对二号缆绳进行收放时可使得拖动架沿着导向槽上下滑动，所述拖动架沿着导向槽向上滑动且定位孔与定位销相共轴时可使得定位销与定位孔相插接并进一步拖动浮动闸门和打捞槽向右上方移动，所述拖动架沿着导向槽向上滑动时利用牵拉槽与牵拉杆的配合能够使得漏板向左上方展开并随后带动储物斗沿着导向槽向上滑动，本装置中的零部件除气囊的密度小于水的密度外其它零部件的密度均大于水的密度。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明通过对充气装置进行控制，可使得气囊充盈或干瘪，从而能够使得浮动闸门上浮或下沉，不仅能够适应不同的水位，而且能够排出水体表面的水，并利用排出的水带动上发电机转动进行发电，且浮动闸门在蓄水状态下，也能够跟随水波进行上下浮动，从而能够使得中发电机转动进行发电，而通过对步进电机、一号电动卷扬机和二号电动卷扬机进行控制，则能够使得下闸门与通槽底端脱离密封贴合，使得上闸门底端与下闸门顶端脱离密封贴合，使得拖动架拖动漏板、储物斗和打捞槽向上移动，从而排出水体中层和底层的水，而在排出水体中层的水时可带动下发电机进行发电，而在排出水体底层的水时可促进通槽底部的淤泥和泥沙等沉积物向前移动，减少沉积，同时能够利用漏板和储物斗对沉积物进行拦截并上提，并能够利用打捞槽对水体表面的漂浮杂物进行打捞，从而能够避免沉积物和漂浮杂物流入下游水体，继而实现对生态环境的治理和水资源的保护。

附图说明

图1为本发明的轴侧结构示意图。

图2为本发明坝体的右剖结构示意图。

图3为本发明上闸门和下闸门的前部结构示意图。

图4为本发明拖动架和储物斗的配合示意图。

图5为本发明A处的局部放大结构示意图。

图6为本发明上闸门、下闸门和浮动闸门的配合示意图。

图中：1、坝体，2、通槽，3、步进电机，4、限位条，5、支撑盘，6、支撑条，7、上闸门，8、下闸门，9、牵拉架，10、牵拉凸起，11、支撑槽，12、浮动闸门，13、支撑柱，14、气囊，15、充气装置，16、一号电动卷扬机，17、一号缆绳，18、发电部分，19、清淤部分，20、上发电机，21、上波轮，22、齿条，23、中发电机，24、齿轮，25、下发电机，26、下波轮，27、支撑辊，28、导向槽，29、放置槽，30、凸起台，31、储物斗，32、漏板，33、牵拉杆，34、拖动架，35、牵拉槽，36、定位孔，37、打捞槽，38、排水孔，39、定位销，40、二号电动卷扬机，41、二号缆绳。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细阐述。

如图1-图6所示，一种河道水利施工用拦水坝，包括坝体1、通槽2、步进电机3、限位条4、支撑盘5、支撑条6、上闸门7、下闸门8、牵拉架9、牵拉凸起10、支撑槽11、浮动闸门12、支撑柱13、气囊14、充气装置15、一号电动卷扬机16、一号缆绳17、发电部分18、清淤部分19，所述坝体1中上部贯穿有水平的通槽2，所述通槽2左右两端各内嵌有水平的具有刹车功能的步进电机3，所述通槽2左右两端各固定有竖直的限位条4，两所述步进电机3的转轴分别同轴固定有支撑盘5，所述支撑盘5与坝体1相密封转动连接，两所述支撑盘5相邻端与通槽2左右两端相密封贴合，所述上闸门7处于竖直状态时其前端能够与限位条4后端相抵触，从而在蓄水时辅助保证上闸门7竖直状态的稳定，两所述支撑盘5相邻端分别固定有竖直的支撑条6，所述通槽2内安装有竖直的上闸门7和下闸门8，所述上闸门7前后两端的左右两部各固定有呈“U”型且竖直的牵拉架9，所述下闸门8前后两端的左右两部各固定有水平的牵拉凸起10，各所述牵拉架9与牵拉凸起10相间隙插接，所述下闸门8滑动连接在上闸门7前后两端的牵拉架9之间，即利用牵拉架9一方面实现对下闸门8的牵拉，另一方面保证下闸门8相较于上闸门7滑动方向的稳定，所述上闸门7底端能够与下闸门8顶端相密封贴合，所述上闸门7左右两端和下闸门8的左右两端各开有竖直的支撑槽11，所述支撑槽11与支撑条6相上下滑动连接，所述下闸门8后下部转动连接有水平的支撑辊27，利用支撑辊27与通槽2底端滚动摩擦，从而便于下闸门8前后摆动，所述上闸门7上部安装有浮动闸门12，所述上闸门7左右两端、下闸门8左右两端和浮动闸门12左右两端均与通槽2左右两端相密封贴合，所述浮动闸门12左右两部各固定有竖直的支撑柱13，两所述支撑柱13与上闸门7左右两部的支撑槽11相上下滑动连接，所述浮动闸门12上部安装有水平且封闭的气囊14，所述浮动闸门12安装有充气装置15，所述充气装置15的充气嘴与气囊14相连通，所述坝体1安装有一号电动卷扬机16，所述一号电动卷扬机16收绞有一号缆绳17，所述一号缆绳17末端与上闸门7相固定，所述浮动闸门12和上闸门7共同安装有发电部分18，所述坝体1安装有清淤部分19。

所述发电部分18包括上发电机20、上波轮21、齿条22、中发电机23、齿轮24、下发电机25、下波轮26，所述浮动闸门12前端固定有水平的上发电机20，所述上发电机20的输入轴同轴连接有水平的上波轮21，所述浮动闸门12前端固定有竖直的齿条22，所述上闸门7前端固定有中发电机23，所述中发电机23的输入轴同轴固定有齿轮24，所述齿轮24与齿条22相啮合，所述上闸门7前端固定有水平的下发电机25，所述下发电机25的输入轴同轴连接有水平的下波轮26。

所述清淤部分19包括支撑辊27、导向槽28、放置槽29、凸起台30、储物斗31、漏板32、牵拉杆33、拖动架34、牵拉槽35、定位孔36、打捞槽37、排水孔38、定位销39、二号电动卷扬机40、二号缆绳41，所述下闸门8后下部转动连接有水平的支撑辊27，所述通槽2左右两端各内嵌有导向槽28，所述导向槽28向后上方倾斜，所述通槽2底端前部开有水平的放置槽29，两所述导向槽28底部与放置槽29左右两部相连通，所述放置槽29前部设有圆弧状且呈水平的凸起台30，所述凸起台30指向放置槽29的中上方，利用凸起台30可使得水流流经此处附近时提高水流流速，从而便于排出放置槽29内的淤泥和泥沙，继而避免淤泥和泥沙等在放置槽29内堆积影响储物斗31的复位，所述放置槽29内放置有水平的储物斗31，所述储物斗31能够与导向槽28相滑动连接，所述储物斗31前部铰接有水平的漏板32，所述漏板32后部左右两端各固定有圆柱状且呈水平的牵拉杆33，两所述牵拉杆33共轴，所述导向槽28上下密封滑动连接有拖动架34，所述拖动架34底部开有两水平的牵拉槽35，两所述牵拉槽35与两牵拉杆33相间隙插接，两所述牵拉槽35分列于牵拉架9左右两部，所述拖动架34上部贯穿有多个定位孔36，所述浮动闸门12后端上部固定有水平的打捞槽37，所述打捞槽37左右两部贯穿有多个排水孔38，排水孔38利于打捞槽37打捞漂浮物时及时排出多余的水，所述打捞槽37底端固定有多个竖直的定位销39，各所述定位销39能够同时与各定位孔36相对应插接，所述一号电动卷扬机16固定在坝体1左部的导向槽28上部，所述坝体1右部的导向槽28上部固定有二号电动卷扬机40，所述二号电动卷扬机40收绞有二号缆绳41，所述二号缆绳41末端与拖动架34相固定。

所述步进电机3、充气装置15、一号电动卷扬机16、上发电机20、中发电机23、下发电机25和二号电动卷扬机40共同与外界的控制器和电源相电性连接，两所述步进电机3同步转动时通过支撑条6与支撑槽11的滑动连接可使得上闸门7和下闸门8向前或向后摆动，所述充气装置15能够向气囊14内充气并能够控制气囊14内的气体的进出，所述一号电动卷扬机16对一号缆绳17进行收放时可使得上闸门7沿着支撑条6上下滑动，所述上闸门7沿着支撑条6向上滑动时到一定高度时通过牵拉架9与牵拉凸起10的间隙插接可拖动下闸门8沿着支撑条6向上滑动，所述下闸门8左右两端均与拖动架34内壁左右两端相密封贴合，所述下闸门8在重力的作用下其底端能够与通槽2底端相密封贴合，所述下闸门8向前下方倾斜时在重力的作用下其底部的支撑辊27能够与通槽2底端相滚动摩擦，所述上波轮21位于浮动闸门12的前上方，所述下波轮26位于下闸门8的前上方，所述浮动闸门12跟随上闸门7向右上方倾斜到一定角度时可使得定位孔36与定位销39同轴，所述二号电动卷扬机40对二号缆绳41进行收放时可使得拖动架34沿着导向槽28上下滑动，所述拖动架34沿着导向槽28向上滑动且定位孔36与定位销39相共轴时可使得定位销39与定位孔36相插接并进一步拖动浮动闸门12和打捞槽37向右上方移动，所述拖动架34沿着导向槽28向上滑动时利用牵拉槽35与牵拉杆33的配合能够使得漏板32向左上方展开并随后带动储物斗31沿着导向槽28向上滑动，本装置中的零部件除气囊14的密度小于水的密度外其它零部件的密度均大于水的密度，从而使得除气囊14外的其它零件在重力的作用下能够在水体中下沉，从而保证下闸门8在重力作用下其底端能够趋于与通槽2密封贴合。

本发明的工作原理：将本装置建造在河道内，使得水流从后向前进行流动，即坝体1后方为高水位，蓄水状态下，下闸门8、上闸门7均处于竖直状态，此时下闸门8在重力的作用下其底端与通槽2底端相密封贴合，上闸门7在重力的作用下底端与下闸门8顶端相密封贴合，此时即可利用下闸门8和上闸门7对河水进行拦截，而利用充气装置15即可向气囊14内充气，使得气囊14逐渐膨胀，当气囊14膨胀到一定程度，且蓄水水位比较高时，气囊14即可跟随蓄水水面进行浮动，从而适应不同高度的水位，而当水面存在水浪和浪花等，气囊14即会跟随水面进行上下浮动，从而能够利用齿条22与齿轮24的配合使得中发电机23进行转动，从而实现发电。

当需要释放蓄水水体表面的水时，可通过充气装置15放出气囊14中的空气，从而能够使得气囊14逐渐干瘪，继而会使得浮动闸门12在重力的作用下下降，从而能够使得蓄水水体表面的水漫过浮动闸门12而排出，而水体表面的水在漫过后即可对上波轮21进行冲刷，从而能够使得上发电机20进行发电。

当需要释放蓄水水体中层和底层的水时，可先控制两步进电机3同步顺时针转动（右视角度观察），从而能够使得下闸门8、上闸门7和浮动闸门12向后上方倾斜，直至下闸门8、上闸门7和浮动闸门12与导向槽28相平行，随后利用一号电动卷扬机16对一号缆绳17进行收绞，即可对上闸门7进行提升，从而能够使得上闸门7底端与下闸门8顶端解除密封贴合，继而能够使得水体中层的水从上闸门7和下闸门8之间排出，而水体中层的水在通过时即可对下波轮26进行冲刷，从而能够使得下发电机25进行转动实现发电，而随着上闸门7的继续提升，能够利用牵拉架9与牵拉凸起10的配合对下闸门8进行上提，从而能够下闸门8与通槽2底端脱离接触，继而能够使得水体底层的水排出，而由于下闸门8底部先向前移动，然后再提升，即可使得通槽2底部的淤泥和泥沙脱离下闸门8的支撑，从而在排出水体底层的水时可利用水的流动对淤泥和泥沙进行向前进行推动，在此过程中可同时利用二号电动卷扬机40对二号缆绳41进行收绞，从而能够对拖动架34进行上提，从而利用牵拉槽35与牵拉杆33的配合使得漏板32先向前上方摆动展开，然后再拖动漏板32和储物斗31沿着导向槽28向后上方滑动，即可利用展开的漏板32对被水流冲刷而向前移动的淤泥和泥沙进行拦截，然后落入储物斗31内，即可使得淤泥和泥沙等沉淀物被储物斗31上提，而随着拖动架34的进一步上滑，即可使得定位孔36与定位销39插接，随后即可利用拖动架34对打捞槽37上提，即可利用打捞槽37对浮动闸门12后上方漂浮在水面上的漂浮杂物进行打捞，即能够方便的对淤泥、泥沙和漂浮杂物进行清理。

当需要恢复到蓄水状态时，通过一号电动卷扬机16和二号电动卷扬机40对一号缆绳17和二号缆绳41进行释放，即可使得浮动闸门12、拖动架34、漏板32和储物斗31复位，并使得下闸门8顶端恢复与上闸门7底端的密封贴合，随后控制步进电机3反转，即可使得上闸门7和下闸门8恢复到竖直状态，并可使得下闸门8底端恢复到与通槽2底端的密封贴合状态，从而再次实现蓄水。

以上所述为本发明较佳实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。