一体化闸门及智能闸门系统的制作方法

1.本实用新型涉及闸门技术领域，尤其是涉及一种一体化闸门及智能闸门系统。


背景技术：

2.在灌区工程、水环境河道整治工程或给排水等涉水工程中，一般均设有水闸作为挡水、泄水、取水建筑物，满足渠道或河道的水流控制、检修等功能。由于这些控制闸大多具有孔口宽度小、水头低、布置位置分散、偏远等特点，现有的控制闸闸门型式主要有以下三种：
3.第一种传统门型为平面提升铸铁闸门，闸门结构由闸框和闸板组成，为克服钢闸门易锈蚀的缺点，铸铁闸门闸框和闸板均采用铸铁材质。运行时，闸板滑道与闸框紧密接触，既作为起升滑道，同时也作为硬止水，闸门一般通过布置在闸顶启闭机排架内的螺杆启闭机实现启闭操作，螺杆启闭机可手电两用，在偏远地区无法通电时，一般采用手动方式操作。
4.第二种传统门型为平面提升钢闸门，由门槽埋件和门叶结构组成，闸门结构由钢板或型钢焊接而成，底、侧止水均采用橡胶止水，闸门支承采用滑块或定轮支承，为保证钢闸门门槽精度，门槽埋件二期埋设，通过搭接与一期露出插筋焊牢，闸门通过布置在闸顶启闭机排架内的卷扬式启闭机、螺杆启闭机或液压启闭机实现启闭操作。
5.第三种门型为新型一体化闸门，由闸框和闸板组成，材质采用不锈钢或铝合金，该门型根据运行方式不同分为2种。一种为平面提升闸门，与铸铁闸门类似；另一种为卧倒闸门，闸门通过布置在闸顶启闭机排架内的螺杆启闭机实现启闭操作，配备有太阳能供电系统、流量计、远程通信、视频监控等功能，防腐蚀效果好，可实现远程控制功能。
6.但是现有技术的三种闸门均具有以下缺点：
7.1.启门时均需克服水压力产生的摩擦阻力和闸门自重，启闭力较大；
8.2.启闭机行程较大，速度有限，一般不超过0.2m/min，启闭过程时间较长；
9.3.当孔口较高时需设置较高的启闭机排架，且启闭机螺杆外露，景观效果差。


技术实现要素：

10.本实用新型的目的在于提供一种一体化闸门及智能闸门系统，启闭方式简单、启闭力小、启闭速度快、运行时间短，具有低碳、节能、环保等优点。
11.为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：
12.第一方面，本实用新型提供一种一体化闸门，包括固定外框、驱动装置、门叶和止水结构；
13.所述门叶位于所述固定外框内；
14.所述止水结构安装于所述门叶的底部以及两侧；
15.所述驱动装置安装于所述固定外框，且所述驱动装置与所述门叶连接，所述驱动装置用于驱动所述门叶相对于所述固定外框转动，所述门叶的转动轴线平行于所述固定外
框的高度方向。
16.进一步地，所述驱动装置包括驱动器和旋转支撑轴；
17.所述驱动器安装于所述固定外框；
18.所述旋转支撑轴的一端与所述驱动器连接，另一端与所述门叶偏心连接。
19.进一步地，所述旋转支撑轴沿自身轴向与所述驱动器滑动连接，所述旋转支撑轴上设置有调节组件，所述调节组件用于调节所述门叶给予所述固定外框的下压力。
20.进一步地，所述调节组件包括弹性件和第一限位件；
21.所述第一限位件沿所述旋转支撑轴的轴向与所述旋转支撑轴活动连接；
22.所述弹性件套设于所述旋转支撑轴上，且所述弹性件的两端分别与所述固定外框的内壁和所述第一限位件相抵。
23.进一步地，所述固定外框包括闸框以及与所述闸框顶端连接的支撑梁；
24.所述驱动器安装于所述支撑梁；
25.所述旋转支撑轴贯穿所述支撑梁与所述门叶连接，所述旋转支撑轴具有第二限位件；
26.所述支撑梁具有用于限定所述第二限位件转动角度的第三限位件。
27.进一步地，所述固定外框上设置有水位计和/或流量计。
28.第二方面，本实用新型还提供一种智能闸门系统，包括上述方案所述的一体化闸门。
29.进一步地，还包括与所述驱动装置连接的可回收能源利用装置，所述可回收能源利用系统用于为所述驱动装置提供电力。
30.进一步地，可回收能源利用装置包括均与所述驱动装置连接的太阳能利用单元和风能利用单元。
31.进一步地，还包括与所述驱动装置连接的智能控制单元，所述智能控制单元用于通过所述驱动装置控制所述门叶的开度。
32.本实用新型提供的一体化闸门及智能闸门系统能产生如下有益效果：
33.相对于现有技术来说，本实用新型第一方面提供的一体化闸门旋转启闭时通过止水结构紧靠固定外框止水，启闭过程中无需克服闸门自重及两侧止水与滑道的摩擦力，启闭方式简单、启闭力小、启闭速度快、运行时间短，具有低碳、节能、环保等优点。
34.本实用新型第二方面提供的智能闸门系统有本实用新型第一方面提供的一体化闸门，从而具有本实用新型第一方面提供的一体化闸门所具有的一切有益效果。
附图说明
35.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
36.图1为本实用新型实施例提供的一种一体化闸门的三维结构示意图；
37.图2为本实用新型实施例提供的一种一体化闸门的正视图；
38.图3为本实用新型实施例提供的一种门叶与旋转支撑轴在全闭状态下的俯视图；
39.图4为图2的a处局部放大示意图；
40.图5为本实用新型实施例提供的一种智能闸门系统在使用时的三维结构示意图。
41.图标：1－固定外框；11－闸框；12－支撑梁；121－第三限位件；1211－限位管；1212－限位板；2－驱动装置；21－驱动器；22－旋转支撑轴； 221－第二限位件；3－门叶；4－止水结构；5－调节组件；51－弹性件； 52－第一限位件；6－水位计；7－流量计；8－太阳能利用单元；9－风能利用单元。
具体实施方式
42.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
43.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
44.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
45.以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
46.本实用新型第一方面的实施例在于提供一种一体化闸门，如图1 和图2所示，包括固定外框1、驱动装置2、门叶3和止水结构4；门叶3位于固定外框1内；止水结构4安装于门叶3的底部以及两侧；驱动装置2安装于固定外框1，且驱动装置2与门叶3连接，驱动装置2用于驱动门叶3相对于固定外框1转动，门叶3的转动轴线平行于固定外框1的高度方向。
47.当需要控制一体化闸门挡水时，驱动装置2启动，带动门叶3 旋转至全关位，此时止水结构4紧靠固定外框1内壁，实现密封作用；当需要控制一体化闸门泄水、放水时，驱动装置2启动，带动门叶3 旋转至全开位，此时门叶3与水流方向平行。
48.因此在生产时，门叶3材料可采用普通钢材、不锈钢、铝合金或复合材料，门叶3结构设计简单、重量轻。
49.其中，止水结构4可以采用压靠止水，也可以采用与闸框预压缩止水。止水结构4具体可以包括橡胶止水条，橡胶止水条安装于门叶 3的底部以及两侧，通过橡胶自身的弹性实现密封作用。当然止水结构4也可以采用其他具有一定弹性的密封结构。
50.在一些实施例中，为保证良好的止水效果，驱动装置2包括驱动器21和旋转支撑轴22；驱动器21安装于固定外框1；旋转支撑轴 22的一端与驱动器21连接，另一端与门叶3偏心连接。
51.根据旋转支撑轴22与门叶3的偏心连接情况可以分为以下两个实施例：
52.实施例一：
53.如图3所示，旋转支撑轴22的轴线与门叶3的中线具有较小的距离，使得闭门时，门叶3位于旋转支撑轴22轴线一侧的水压力略大于位于旋转支撑轴22轴线另一侧的水压力，门叶3止水越压越紧，驱动装置2仅需克服微小偏心水压力，便可保证良好的止水效果。
54.实施例二：
55.旋转支撑轴22与门叶3顶端的一端连接，门叶3成一字门启闭。门叶3闭合的方向可以顺着水流方向，以使得止水时，门叶3受到水流的压力，门叶3边缘的止水结构4能够有效密封。
56.当然，旋转支撑轴22的轴线也可以与门叶3的中线重合，仅利用驱动装置2的机械自锁保持闸门全关、全开状态。
57.在一些实施例中，如图4所示，旋转支撑轴22沿自身轴向与驱动器21滑动连接，旋转支撑轴22上设置有调节组件5，调节组件5 用于调节门叶3给予固定外框1的下压力，防止门叶3振动或受浮力影响，同时保证门叶3底部止水效果。
58.需要说明的是，凡是能够调节门叶3给予固定外框1下压力的结构都可以是上述实施例所提及的调节组件5。
59.在一些实施例中，如图4所示，调节组件5包括弹性件51和第一限位件52；第一限位件52沿旋转支撑轴22的轴向与旋转支撑轴 22活动连接；弹性件51套设于旋转支撑轴22上，且弹性件51的两端分别与固定外框1的内壁和第一限位件52相抵。
60.在使用时，可以将旋转支撑轴22上的第一限位件52向上调节，弹性件51逐渐压缩，从而增加门叶3给予固定外框1的压力。上述调节组件5结构简单，弹性件51可起到缓冲加压的作用，有效防止门叶3振动，调节底部止水预压量，控制底止水效果。
61.其中，弹性件51可以为弹簧、弹性垫等等。
62.在至少一个实施例中，弹性件51采用弹簧。
63.另外，第一限位件52与旋转支撑轴22的连接方式可以采取多种。例如：第一限位件52与旋转支撑轴22螺纹连接，或者第一限位件 52与旋转支撑轴22卡接，且旋转支撑轴22沿自身轴向方向具有多个卡位等等。
64.在至少一个实施例中，第一限位件52采用螺母，第一限位件52 与旋转支撑轴22螺纹连接。
65.在一些其他的实施例中，调节组件5可单独采用弹簧钢压缩提供下压力，或者通过门叶3与旋转支撑轴22螺纹连接来调节压缩量。
66.在一些实施例中，如图1所示，为确保门叶3旋转角度在工作范围内，固定外框1包括闸框11以及与闸框11顶端连接的支撑梁12，具体地，闸框11与支撑梁12螺栓连接；驱动器21安装于支撑梁12；旋转支撑轴22贯穿支撑梁12与门叶3连接，旋转支撑轴22具有第二限位件221；支撑梁12具有用于限定第二限位件221转动角度的第三限位件121，以防止启闭误操作时带来的不良后果。
67.在使用时，第三限位件121将旋转支撑轴22上的第二限位件221 限制在第一工位与第二工位之间，当第二限位件221跟随旋转支撑轴 22转动至第一工位时，门叶3处于全开位，当第二限位件221跟随旋转支撑轴22转动至第二工位时，门叶3处于全关位。
68.其中，第二限位件221可以采用与旋转支撑轴22插接的销子、螺栓等，以跟随旋转支撑轴22在第一工位与第二工位之间转动。
69.另外，如图1和图4所示，第三限位件121可以包括限位管1211 和多片限位板1212；限位管1211与支撑梁12连接，用于旋转支撑轴22通过；限位板1212连接于限位管1211和支撑梁12之间，第二限位件221可以与任意相邻的两片限位板1212相抵，两片限位板 1212分别将第二限位件221限定在第一工位和第二工位，同时限位板1212也能够起到加强限位管1211与支撑梁12连接强度的作用。
70.在一些实施例中，驱动器21包含有手动操作装置，以在电力不足时手动开闸。
71.在一些实施例中，固定外框1上仅设置有水位计6，水位计6安装于支撑梁12上；或者固定外框1上仅设置有流量计7，流量计7 安装于闸框11上。
72.在至少一个实施例中，如图1所示，支撑梁12上安装有水位计 6的同时，闸框11上安装有流量计7。
73.另外，需要说明的是，上述一体化闸门整体嵌入式安装，无需预埋插筋搭接，安装简便、快捷。
74.本实用新型第二方面的实施例在于提供一种智能闸门系统，本实用新型第二方面的实施例提供的智能闸门系统包括上述一体化闸门。
75.在一些实施例中，智能闸门系统还包括与驱动装置2连接的可回收能源利用装置，可回收能源利用系统用于为驱动装置2提供电力，节省电力成本。
76.在上述实施例的基础上，如图5所示，可回收能源利用装置包括均与驱动装置2连接的太阳能利用单元8和风能利用单元9，以充分利用太阳能和风能为驱动装置2供电。
77.在一些实施例中，智能闸门系统还包括与驱动装置2连接的智能控制单元，智能控制单元用于通过驱动装置2控制门叶3的开度，实现门叶3的远程控制。
78.具体地，智能控制单元可直接安装在闸顶，智能控制单元与水位计6和流量计7电连接，以接收水位计6发出的水位信息以及流量计 7发出的流量信息，并根据上述信息控制驱动装置2的启动和暂停，从而使得驱动装置2带动门叶3旋转至设计流量下的旋转角度位，并通过驱动装置2的机械自锁锁定开度。
79.另外，上述智能闸门系统还包括与智能控制单元无线连接的监测单元、视频监控单元和无线网络传输单元，监测单元、视频监控单元和无线网络传输单元通过智能控制单元整体调控。
80.在一些实施例中，智能闸门系统还设置有蓄电池，平时太阳能利用单元8和风能利用单元9为蓄电池充电，蓄电池为驱动装置2和智能控制单元供电，在特殊情况无法供电时亦可手动启闭门叶3。
81.综上所述，上述实施例所提供的一种一体化闸门及智能闸门系统具有以下优点：
82.1)旋转启闭时通过止水结构紧靠固定外框止水，启闭过程中无需克服门叶3自重及两侧止水与滑道的摩擦力，启闭方式简单、启闭力小、启闭速度快、运行时间短，具有低碳、节能、环保等优点；
83.2)门叶3结构简单、紧凑，重量轻，材料可采用普通钢材、不锈钢、铝合金或复合材料；
84.3)旋转支撑轴22与门叶3偏心连接，在闭门时，由于一侧水压力略大于另一侧水压
力，门叶3止水越压越紧，驱动装置仅需克服微小偏心水压力，可保证良好的止水效果；
85.4)设有调节组件5，通过设置弹性件51和第一限位件52，可为门叶3提供下压力，防止门叶3振动或浮力影响，同时可通过改变第一限位件52的高度调节底止水压缩量，保证门叶3底止水效果；
86.5)闸门设置有旋转支撑轴22转角限位结构，可确保门叶3旋转角度在工作范围内，防止启闭误操作时带来的不良后果；
87.6)闸门结构及闸框采用一体式，整体嵌入式安装，无需预埋插筋搭接，安装简便、快捷，且支撑梁12与闸框11螺栓连接，便于拆卸检修和运行维护管理；
88.7)智能控制单元可直接安装在闸顶，不需要设置排架，便于景观设计布置；
89.8)分布式能源供电，节省线路投资，智能控制单元实现智能化运行、监测和远程监控，提高水资源管理效率。
90.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。