一种基于编织结构的水闸消能装置的制作方法

本发明涉及水利工程，具体涉及一种基于编织结构的水闸消能装置。

背景技术：

1、水闸是一种水利工程建筑物，用于调节河流水位，控制洪水流量，保障上下游河道的安全。在水闸的工作过程中，既要保持自身结构的稳定，也要保证河道的安全，并减小水流对下游河床及岸坡的危害性冲刷。但是，由于水闸受水流冲击作用大，容易超出水闸的负载阈值，使得水闸发生振动破坏，这容易导致水闸下游发生严重的冲刷破坏。因此，需要在水闸中设置消能设施，消能是水闸在工作过程中非常关键的一环，它能够有效减少水流的冲击力，保护水闸和河道的安全，对于保障水闸的安全运行具有重要意义。

2、目前，在现有技术中，传统的消能措施主要有底流式消能、挑流式消能、面流式消能和联合式消能等方式。传统的消能措施，虽然设计和施工相对简单，成本相对较低，但并不能在减小水流对闸门的冲击和振动影响的同时，持续的减小水流通过闸门时的速度，故还需要在水流通过闸门后，设置工程量较大的消力池和护坦等来释放水流的能量。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺陷，本发明要解决的技术问题在于提供一种基于编织结构的水闸消能装置，能够降低水流在通过水闸前的速度，从而减小水流对闸门的冲击和振动的影响，还能有效降低水流通过水闸后的速度。

2、为实现上述目的，本发明提供一种基于编织结构的水闸消能装置，用于设置在闸门的前端的闸室底板上，包括设置在闸室底板上的耗能机构，所述耗能机构包括升降支撑座、摩擦结构、受力板、复位弹簧、传动组件和支撑组件；所述升降支撑座的后端铰接于闸室底板，所述升降支撑座包括转动支撑架和平移支撑架，所述转动支撑架能够相对平移支撑架旋转，且平移支撑架能够相对转动支撑架直线移动；所述摩擦结构包括若干条形摩擦带和多个环形摩擦带，所述多个环形摩擦带间隔安装在升降支撑座上，且与转动支撑架的旋转轴线同轴，所述环形摩擦带在其周向和轴向上都固定不动，所述条形摩擦带的两端分别固定在转动支撑架上，并且任意相邻的两个环形摩擦带贴靠在条形摩擦带的两侧；所述受力板固定在平移支撑架上，所述受力板位于转动支撑架的前端一侧；所述传动组件连接受力板和转动支撑架，所述受力板随转动支撑架直线移动时能够靠近或者远离转动支撑架，并且能够通过传动组件带动转动支撑架转动；所述复位弹簧设置在受力板和转动支撑架之间，当受力板在靠近转动支撑架时复位弹簧处于弹性储能状态；所述支撑组件包括多个可伸缩连接杆，所述可伸缩连接杆的一端与受力板固定连接，另一端与闸室底板相铰接。

3、进一步地，所述转动支撑架包括下连接板、上连接板、连接长柱、连接夹板和圆形套筒；所述连接长柱的两端分别与下连接板及上连接板固定连接；所述圆形套筒的一端与上连接板远离连接长柱的端面固定连接；所述下连接板及上连接板相互靠近的端面上分别固定有连接夹板；所述条形摩擦带的两端分别固定在下连接板和上连接板的连接夹板中。

4、进一步地，所述传动组件包括螺旋金属片和螺旋限位器；所述螺旋限位器固定设置在转动支撑架上；所述螺旋金属片的一端固定连接在受力板上，另一端穿过螺旋限位器，所述螺旋金属片直线移动时能够带动螺旋限位器旋转。

5、进一步地，所述平移支撑架包括滑杆，所述滑杆上开设有滑槽，所述滑槽中安装有滑块，所述滑块上设置有多个连接柱，所述连接柱与环形摩擦带固定连接。

6、进一步地，所述平移支撑架的滑杆设置为两个，并且相对环形摩擦带的轴线对称设置。

7、进一步地，所述条形摩擦带设置为n个，n≥2。

8、进一步地，所述条形摩擦带与环形摩擦带都包括合金带、以及固定包覆在合金带上的橡胶外套。

9、进一步地，所述耗能机构的升降支撑座后端设有过渡连接段，所述过渡连接段的一端通过球铰与升降支撑座相铰接，另一端与闸室底板相铰接。

10、进一步地，还包括驱动机构，所述驱动机构包括驱动安装座、支撑轴、横梁、第一转动轴、凸轮、驱动组件、第二转动轴和叶轮；所述支撑轴固定安装在驱动安装座上，所述横梁穿过支撑轴，并且能够绕支撑轴旋转，所述横梁的长度方向与支撑轴相垂直；所述第一转动轴和第二转动轴均可旋转地安装在驱动安装座上，所述第一转动轴设置为两个，且对称设置在过支撑轴轴线的竖向平面的两侧；所述第二转动轴与两个第一转动轴之间设有驱动组件，且第二转动轴转动时能够通过驱动组件带动两个第一转动轴同步转动；所述叶轮固定连接在第二转动轴上；所述凸轮设置为两个，分别固定套接在第一转动轴上，且位于横梁的下方，所述两个第一转动轴同步转动时，两个凸轮相互交替地与横梁下侧面相接触；所述耗能机构设置为两个，且分别位于支撑轴的两侧；所述升降支撑座与横梁之间设有活动连接结构，所述活动连接结构包括安装于升降支撑座的连接块和滑动套装在横梁上的滑动块，所述连接块与滑动块相连接，且连接块与滑动块在竖向上相固定，在前后方向上能够相对移动。

11、进一步地，所述凸轮的外表面设置有光滑接触层，所述光滑接触层的材质为聚四氟乙烯、改性聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯和超高性能聚四氟乙烯中的任意一种；所述横梁底面与凸轮接触的区域设置有滑动层，所述滑动层的材质为聚四氟乙烯、改性聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯和超高性能聚四氟乙烯中的任意一种。

12、如上所述，本发明涉及的基于编织结构的水闸消能装置，具有以下有益效果：

13、1、通过在闸门前端设置耗能机构，能有效降低水流通过水闸后的速度，进而减小水流对下游的冲击影响，当摩擦结构中的条形摩擦带和环形摩擦带转动摩擦时能够缓冲和消散能量，当受力板产生朝向摩擦结构的运动趋势时，复位弹簧受压能够耗散能量；耗能机构还能够有效降低水流在通过水闸前的速度，从而减小水流对闸门的冲击和振动的影响。

14、2、通过设置驱动机构，当水流向闸门所在的方向移动时，水流的冲击能够带动驱动机构运动，从而带动两侧的耗能机构持续不断的升降运动，能够不断的缓冲和消散水流的冲击和水流的能量。

15、3、当水闸开放时，水闸消能装置可以减小水流通过水闸时的速度，进而剪减小水流对下游的冲击影响。

技术特征：

1.一种基于编织结构的水闸消能装置，用于设置在闸门(1)的前端的闸室底板(2)上，其特征在于：包括设置在闸室底板(2)上的耗能机构(3)，所述耗能机构(3)包括升降支撑座(5)、摩擦结构(6)、受力板(7)、复位弹簧(8)、传动组件(9)和支撑组件(10)；所述升降支撑座(5)的后端铰接于闸室底板(2)，所述升降支撑座(5)包括转动支撑架(501)和平移支撑架(502)，所述转动支撑架(501)能够相对平移支撑架(502)旋转，且平移支撑架(502)能够相对转动支撑架(501)直线移动；所述摩擦结构(6)包括若干条形摩擦带(601)和多个环形摩擦带(602)，所述多个环形摩擦带(602)间隔安装在升降支撑座(5)上，且与转动支撑架(501)的旋转轴线同轴，所述环形摩擦带(602)在其周向和轴向上都固定不动，所述条形摩擦带(601)的两端分别固定在转动支撑架(501)上，并且任意相邻的两个环形摩擦带(602)贴靠在条形摩擦带(601)的两侧；所述受力板(7)固定在平移支撑架(502)上，所述受力板(7)位于转动支撑架(501)的前端一侧；所述传动组件(9)连接受力板(7)和转动支撑架(501)，所述受力板(7)随转动支撑架(501)直线移动时能够靠近或者远离转动支撑架(501)，并且能够通过传动组件(9)带动转动支撑架(501)转动；所述复位弹簧(8)设置在受力板(7)和转动支撑架(501)之间，当受力板(7)在靠近转动支撑架(501)时复位弹簧(8)处于弹性储能状态；所述支撑组件(10)包括多个可伸缩连接杆(101)，所述可伸缩连接杆(101)的一端与受力板(7)固定连接，另一端与闸室底板(2)相铰接。

2.根据权利要求1所述的基于编织结构的水闸消能装置，其特征在于：所述转动支撑架(501)包括下连接板(510)、上连接板(511)、连接长柱(512)、连接夹板(513)和圆形套筒(514)；所述连接长柱(512)的两端分别与下连接板(510)及上连接板(511)固定连接；所述圆形套筒(514)的一端与上连接板(511)远离连接长柱(512)的端面固定连接；所述下连接板(510)及上连接板(511)相互靠近的端面上分别固定有连接夹板(513)；所述条形摩擦带(601)的两端分别固定在下连接板(510)和上连接板(511)的连接夹板(513)中。

3.根据权利要求1或2所述的基于编织结构的水闸消能装置，其特征在于：所述传动组件(9)包括螺旋金属片(901)和螺旋限位器(902)；所述螺旋限位器(902)固定设置在转动支撑架(501)上；所述螺旋金属片(901)的一端固定连接在受力板(7)上，另一端穿过螺旋限位器(902)，所述螺旋金属片(901)直线移动时能够带动螺旋限位器(902)旋转。

4.根据权利要求1所述的基于编织结构的水闸消能装置，其特征在于：所述平移支撑架(502)包括滑杆(520)，所述滑杆(520)上开设有滑槽(521)，所述滑槽(521)中安装有滑块(522)，所述滑块(522)上设置有多个连接柱(523)，所述连接柱(523)与环形摩擦带(602)固定连接。

5.根据权利要求1所述的基于编织结构的水闸消能装置，其特征在于：所述平移支撑架(502)的滑杆(520)设置为两个，并且相对环形摩擦带(602)的轴线对称设置。

6.根据权利要求1所述的基于编织结构的水闸消能装置，其特征在于：所述条形摩擦带(601)设置为n个，n≥2。

7.根据权利要求1所述的基于编织结构的水闸消能装置，其特征在于：所述条形摩擦带(601)与环形摩擦带(602)都包括合金带、以及固定包覆在合金带上的橡胶外套。

8.根据权利要求1所述的基于编织结构的水闸消能装置，其特征在于：所述耗能机构(3)的升降支撑座(5)后端设有过渡连接段(302)，所述过渡连接段(302)的一端通过球铰与升降支撑座(5)相铰接，另一端与闸室底板(2)相铰接。

9.根据权利要求1所述的基于编织结构的水闸消能装置，其特征在于：还包括驱动机构(4)，所述驱动机构(4)包括驱动安装座(401)、支撑轴(402)、横梁(403)、第一转动轴(404)、凸轮(405)、驱动组件(406)、第二转动轴(407)和叶轮(408)；所述支撑轴(402)固定安装在驱动安装座上(401)，所述横梁(403)穿过支撑轴(402)，并且能够绕支撑轴(402)旋转，所述横梁(403)的长度方向与支撑轴(402)相垂直；所述第一转动轴(404)和第二转动轴(407)均可旋转地安装在驱动安装座(401)上，所述第一转动轴(404)设置为两个，且对称设置在过支撑轴(402)轴线的竖向平面的两侧；所述第二转动轴(407)与两个第一转动轴(404)之间设有驱动组件(406)，且第二转动轴(407)转动时能够通过驱动组件(406)带动两个第一转动轴(404)同步转动；所述叶轮(408)固定连接在第二转动轴(407)上；所述凸轮(405)设置为两个，分别固定套接在第一转动轴(404)上，且位于横梁(403)的下方，所述两个第一转动轴(404)同步转动时，两个凸轮(405)相互交替地与横梁(403)下侧面相接触；所述耗能机构(3)设置为两个，且分别位于支撑轴(402)的两侧；所述升降支撑座(5)与横梁(403)之间设有活动连接结构(11)，所述活动连接结构(11)包括安装于升降支撑座(5)的连接块(110)和滑动套装在横梁(403)上的滑动块(111)，所述连接块(110)与滑动块(111)相连接，且连接块(110)与滑动块(111)在竖向上相固定，在前后方向上能够相对移动。

10.根据权利要求9所述的基于编织结构的水闸消能装置，其特征在于：所述凸轮(405)的外表面设置有光滑接触层，所述光滑接触层的材质为聚四氟乙烯、改性聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯和超高性能聚四氟乙烯中的任意一种；所述横梁(403)底面与凸轮(405)接触的区域设置有滑动层，所述滑动层的材质为聚四氟乙烯、改性聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯和超高性能聚四氟乙烯中的任意一种。

技术总结本发明涉及一种基于编织结构的水闸消能装置，用于设置在闸门的前端的闸室底板上，包括设置在闸室底板上的耗能机构，所述耗能机构包括升降支撑座、摩擦结构、受力板、复位弹簧、传动组件和支撑组件；所述升降支撑座的后端铰接于闸室底板；所述摩擦结构包括若干条形摩擦带和多个环形摩擦带，所述任意相邻的两个环形摩擦带贴靠在条形摩擦带的两侧；所述受力板固定在平移支撑架上，所述受力板位于转动支撑架的上端一侧；所述传动组件连接受力板和转动支撑架；所述复位弹簧设置在受力板和转动支撑架之间；所述支撑组件包括多个可伸缩连接杆，所述可伸缩连接杆的一端与受力板固定连接，另一端与闸室底板相铰接。技术研发人员：高珊受保护的技术使用者：上海勘测设计研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13