一种水坝坝顶溢流导流结构的制作方法

1.本发明涉及水坝技术领域，特别涉及一种水坝坝顶溢流导流结构。

背景技术：

2.水坝是水利设施是一个重要环节，水利治理的内容一是疏浚，二是拦河蓄水。现有水坝设备，基本上都是以挡河蓄水为主，忽略了河道断流的问题，这也导致很多流域的水生物在河道建坝后无法洄游，严重影响生态环境。而为了解决河道断流，水生物无法洄游的问题。现有设计采用建设生态鱼道的方案来解决水生物生态的问题。再者，随着人们生活质量的提高，环保意识的加强，对生活环境的要求也越来越高，因此大部分城市均沿河而建。然而水坝拦水后坝顶过流所造成的噪音严重影响沿河居民的正常作息，同时也是解决这些噪音也是环境治理的要求。采用合理的结构，如发明人在先申请的专利zl202123178097.x和zl202122733861.9所公开的溢流导流结构，能够使得溢过水坝的河水不再直接跌落，而是顺着一个坡度流下，合理的坡度能够使得过流后降低流速，减小噪音，同时也允许河道中的生物能够顺利通过。然而基于水利安全要求，当突发洪水来临时，即在此紧急状态下备用电源可能无法投入使用，因此难以实现自动塌坝，存在一定安全隐患，同时若是基于洪水水压作用而塌坝则可能导致水坝受损。同时，由于现有水坝结构中挡水板和导流板结构都是固定的，限制其调节高度，因此难以调节水坝上溢流水层的厚度，导致当溢流水层过厚时水压过大容易引发塌坝。

技术实现要素：

3.为了克服上述现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是：提供一种可调节溢流水层厚度的水坝坝顶溢流导流结构。
4.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种水坝坝顶溢流导流结构，其安装在安装面上，具有：
5.挡水板，其一端铰接在安装面上；
6.导流板，其一端铰接在安装面上，另一端与所述挡水板的另一端相铰接；所述导流板为由至少两个层板所层叠组成的伸缩结构；
7.驱动结构，用于使所述挡水板的另一端同导流板的另一端向上抬升；所述导流板在抬升过程中至少两个相邻的所述层板发生相对移动并展开。
8.本发明的有益效果在于：所述导流板为伸缩结构，因此挡水板的抬升角度不受导流板的长度限制，同时允许通过改变挡水板的抬升角度以控制溢流水层的厚度，从而避免由于溢流水层过厚导致塌坝。
附图说明
9.图1所示为本发明在具体实施方式中一种水坝坝顶溢流导流结构在展开状态下的结构示意图；
10.图2所示为本发明在具体实施方式中一种水坝坝顶溢流导流结构在半展开状态下的结构示意图；
11.图3所示为本发明在具体实施方式中一种水坝坝顶溢流导流结构在收拢状态下的结构示意图；
12.图4所示为本发明在具体实施方式中另一种水坝坝顶溢流导流结构在展开状态下的结构示意图；
13.图5所示为本发明在具体实施方式中另一种水坝坝顶溢流导流结构在半展开状态下的结构示意图；
14.图6所示为本发明在具体实施方式中另一种水坝坝顶溢流导流结构在收拢状态下的结构示意图。
15.标号说明：1、挡水板；2、导流板；21、层板；22、伸缩臂；221、子臂；3、第一气囊；4、鼓气抽气机；5、安装面；6、第二气囊；7、限位带。
具体实施方式
16.为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
17.一种水坝坝顶溢流导流结构，其安装在安装面上，具有：挡水板，其一端铰接在安装面上；导流板，其一端铰接在安装面上，另一端与所述挡水板的另一端相铰接；所述导流板为由至少两个层板所层叠组成的伸缩结构；驱动结构，用于使所述挡水板的另一端同导流板的另一端向上抬升；所述导流板在抬升过程中至少两个相邻的所述层板发生相对移动并展开。
18.其中，所述安装面可以为河底或其他坝体结构的上表面，即在此实施方式中允许所述水坝坝顶溢流导流结构单独设置，以单独行使挡水和放水功能，同时也允许所述水坝坝顶溢流导流结构安装在现有的坝体结构的顶面上，即通过与现有坝体结构相互配合以改善坝体结构的挡水、放水能力的同时，基于水坝坝顶溢流导流结构中导流面的设置，以解决现有坝体溢流水流噪声大以及水生物难以洄游的问题。具体来说，所述挡水板用于阻挡水流，并当截留水面高于其最高点时允许水流从其顶部溢流，并顺着导流板所形成的导流面流下，即此设计相较于传统的水坝而言，可有效避免溢流水流直接跌落所产生的噪音，以及避免水生物洄游困难，即允许水生物通过所述导流板重新洄游入上游。同时，此种结构设计水流不再直接跌落，也就不存在水流跌落的振动以及负压，因此能够有效提高水坝整体的安全性。
19.所述挡水板和导流板的一端均铰接在安装面上，二者的另一端相互铰接，即允许二者在驱动结构的作用下其二者相互铰接的另一端向上抬起以形成类似三角形结构。此时，由于所述导流板是由至少两个层板所层叠组成的伸缩结构，因此所述挡水板的抬升角度并不受导流板的长度限制，即在此设计下能够根据溢流水层厚度对挡水板的抬升高度(挡水板另一端离安装面的高度)或抬升角度(挡水板与安装面之间所形成的夹角)进行控制。在常规的水坝技术参数中，溢流水层的厚度超过30cm为报警位置，超过40cm需要自动塌坝，因此在实际的工作过程中对溢流水层的厚度控制是至关重要的。而在本技术中，当检测到溢流水层的厚度超过30cm时可以通过主动调节挡水板的抬升高度或抬升角度以缩小溢
流水层的厚度，从而保证水坝运行过程中的安全性。
20.所述导流板是由至少两个层板所层叠组成的伸缩结构，所述层板的数量以及长度a可根据挡水板设计最大抬升角度进行合理选择。所述层板之间可发生相对移动，所述移动主要为沿其长度a方向移动。具体的，当所述导流板受挡水板向上抬升作用而被迫朝向其另一端发生拉伸时，至少两个相邻的所述的层板(相邻两层板)之间可发生相对移动以展开，从而延长导流板的整体长度。当然，在其展开过程中应当保证其密闭性，即层板与层板之间的缝隙应当避免溢流水流进入，因此优选为当两个相邻的所述层板发生相对最大位移时，二者之间依然是交错的，更优选地，在相对移动过程中位于上层的层板被导流板所拉伸而相对于其下层的层板(固定的)发生移动，即此种层叠方式二者之间的缝隙是背离于所述导流板的另一端的，因此可有效避免溢流水流的渗入。当然，此种设计并不能完全避免水流的渗入，因此可以在二者之间设置额外的密封结构，其可以为现有的任一项中常规密封结构，在本实施方式中并不对此进行限定。所述层板可以为平板或其他任一造型的板材，比如截面为梯形，从而降低水生物通过的难度。
21.在一种实施方式中，所述导流板还包括伸缩臂，所述伸缩臂包括多个子臂嵌套成型，所述子臂的数量与所述层板的数量一致，并分别与对应的层板相连；所述伸缩臂具有大头端和小头端，所述大头端铰接在安装面上，所述小头端与所述挡水板的另一端相铰接，最下层的所述层板安装在所述大头端上。此时，所述伸缩臂类似于吊车伸缩臂，每个子臂均连接对应的层板，因此当所述层板相对移动时能够带动其对应的子臂移动，从而实现伸缩臂的伸缩。为了实现每节子臂的移动自如，优选在子臂之间采用尼龙滑块。通过将伸缩臂连接层板，从而利用伸缩臂所提供的支撑作用以保证展开状态下层板的强度，同时能够有效保证导流板整体的平整度。进一步来说，通过子臂固定连接层板，可有效控制层板的位移方向，以及支撑层板，从而避免由于层板过多，即导流板过长时由于层板未被支撑导致其向下弯曲，从而增大层板之间的间隙，即导致水流的渗入。在一种实施方式中，所述大头端铰接在移动支座上，并通过该移动支座安装在安装面上。
22.在一种实施方式中，所述层板上内嵌有滚轮。所述滚轮用于支持层板之间自由的滑动。
23.在一种实施方式中，由于挡水板与安装面、挡水板与导流板以及导流板与安装面(具体为伸缩臂大头端与安装面)之间均是通过转轴实现铰接，而转轴在水流中长期暴露容易由于水体中硬杂物的渗入导致其被卡住，以及被水流所磨损。因此优选在它们表面均设置橡胶连接板对其进行密封。在一种更优选的实施方式中，所述橡胶连接板的一端固定在安装面上，另一端抵靠在挡水板或导流板上，以完全遮蔽它们与安装面之间所连接用的转轴的同时，由于橡胶连接板的另一端是自由的，因此能够避免其限制挡水板或导流板抬升，以及避免其限制导流板的展开。
24.虽然通过导流板的设置能够允许过流水流从其表面顺流而过，且水流压力较小，但是水流对导流板表面的磨损严重，在长时间的工作过程中容易将其金属表面的防腐层均磨损掉。因此，为了保证结构的长期运行，优选在采用如下设计：所述层板包括层叠设置的基层和表层，所述基层为钢栅格板，所述表层为耐磨层。所述耐摩擦优选为强耐磨的输送带，其材料为现有。此时，所述耐摩擦贴在钢格栅板上，钢格栅板为耐磨层提供平面支撑的同时，耐磨层提高导流板整体的耐腐蚀性和耐磨性，从而提高导流板的整体寿命。同时，耐
磨层和钢格栅板重量相对较轻，能够有效降低挡水板迫使导流板展开所用的拉力。同时，由于钢格栅板均对应安装在子臂上，因此能够通过子臂保证导流板在展开过程中的均匀性，从而避免在特殊情况下相邻钢格栅板之间被强行拉断。优选地，所述钢格栅板的孔径优选为5～7cm。
25.在一种实施方式中，挡水板和导流板的长度一般根据河道的宽度进行调整，其长度现有一般为5～8m。因此，优选在导流板上安装多个伸缩臂，从而保证导流板伸展的均匀性和稳定性。更优选地，相邻伸缩臂间隔2.5m左右安装。
26.在一种实施方式中，所述驱动结构包括第一气囊和鼓气抽气机，所述鼓气抽气机通过管路与所述第一气囊相连，所述第一气囊设置在所述挡水板与安装面之间。由于第一气囊被安装在挡水板与安装面之间，因此当鼓气抽气机向所述第一气囊充气时，第一气囊能够将挡水板顶起从而实现挡水板的抬升。当然，优选在所述管路上设置有放气阀。即在此结构设计下，能够在前述紧急洪水状态下，无需外部电源的支持，仅需开启放气阀即实现自动的快速塌坝。同时，通过使用第一气囊作为主要的驱动结构，对环境污染小，且节约能源。即在此实施方式中，所述鼓气抽气机通过可通过多管接头连接多个第一气囊，并通过在主管路上设置放气阀以实现多个第一气囊的同时放气。
27.优选地，所述挡水板的抬升角度为0
°
～90
°
。即所述挡水板的抬升角度在0
°
～90
°
可调，因此可根据实际的河道的水文特征以及水生物洄游难度等调节挡水板及导流板的抬升角度。优选地，所述抬升角度为40
°
左右，以保证水生物正常洄游。
28.当然，所述挡水板的抬升角度也可以为58
°
～90
°
，但是在此抬升角度下导流板抬升过高，存在一定的安全隐患。因此优选在所述导流板和安装面之间设置有第二气囊，并在所述导流板和安装面之间加设限位带。即通过第二气囊进一步为导流板提供支撑，并通过限位带以限制导流板的最大抬升角度。同时，在此实施方式中，当水坝坝顶溢流导流结构完全收拢时优选所述导流板的最上层层板表面处于水平状态，以降低其对水流的影响。因此优选在所述安装面上开设供所述第一气囊以及部分层板收拢的槽。所述第二气囊可以通过与第一气囊连接同一鼓气抽气机，当然也可以选择连接其他的鼓气抽气机，但是为了保证主动塌坝的进行，其所连接的管路上应当也设置有放气阀，当然该放气阀可同时控制第一气囊和第二气囊同步放气是最佳的。
29.实施例1
30.参见图1至图3，一种水坝坝顶溢流导流结构，其安装在安装面5上，具有：挡水板1，其一端铰接在安装面5上；导流板2，其一端铰接在安装面5上，另一端与所述挡水板1的另一端相铰接；所述导流板2为由至少两个层板21所层叠组成的伸缩结构；驱动结构，用于使所述挡水板1的另一端同导流板2的另一端向上抬升；所述导流板2在抬升过程中至少两个相邻的所述层板21发生相对移动并展开；
31.所述导流板2还包括伸缩臂22，所述伸缩臂22包括多个子臂221嵌套成型，所述子臂221的数量与所述层板21的数量一致，并分别与对应的层板21相连；所述伸缩臂22具有大头端和小头端，所述大头端铰接在安装面5上，所述小头端与所述挡水板1的另一端相铰接，最下层的所述层板21安装在所述大头端上；
32.所述层板21上内嵌有滚轮；
33.所述层板21包括层叠设置的基层和表层，所述基层为钢栅格板，所述表层为耐磨
层；
34.所述驱动结构包括第一气囊3和鼓气抽气机4，所述鼓气抽气机4通过管路与所述第一气囊3相连，所述第一气囊3设置在所述挡水板1与安装面5之间；
35.所述管路上设置有放气阀；
36.所述挡水板1的抬升角度为0
°
～90
°
。
37.在此实施方式中，鼓气抽气机4工作而使第一气囊3膨胀，挡水板1在第一气囊3膨胀过程中同步抬升，并在抬升过程中拉伸导流板展开。具体来说，位于上层的层板21受导流板的拉伸发生与相邻下层层板21的相对位移，并在位移过程中同步带动与其连接的子臂221移动，即表现出伸缩臂22的伸展。在突发洪水时，开启位于管路上的放气阀以实现水坝坝顶溢流导流结构的主动快速塌坝。
38.实施例2
39.参见图4至图6，一种水坝坝顶溢流导流结构，其安装在安装面5上，具有：挡水板1，其一端铰接在安装面5上；导流板2，其一端铰接在安装面5上，另一端与所述挡水板1的另一端相铰接；所述导流板2为由至少两个层板21所层叠组成的伸缩结构；驱动结构，用于使所述挡水板1的另一端同导流板2的另一端向上抬升；所述导流板2在抬升过程中至少两个相邻的所述层板21发生相对移动并展开；
40.所述导流板2还包括伸缩臂22，所述伸缩臂22包括多个子臂221嵌套成型，所述子臂221的数量与所述层板21的数量一致，并分别与对应的层板21相连；所述伸缩臂22具有大头端和小头端，所述大头端铰接在安装面5上，所述小头端与所述挡水板1的另一端相铰接，最下层的所述层板21安装在所述大头端上；
41.所述层板21上内嵌有滚轮；
42.所述层板21包括层叠设置的基层和表层，所述基层为钢栅格板，所述表层为耐磨层；
43.所述驱动结构包括第一气囊3和鼓气抽气机4，所述鼓气抽气机4通过管路与所述第一气囊3相连，所述第一气囊3设置在所述挡水板1与安装面5之间；
44.所述管路上设置有放气阀；
45.所述挡水板1的抬升角度为0
°
～90
°
，优选为58
°
～90
°
；
46.所述导流板2和安装面5之间设置有第二气囊6；
47.所述导流板2和安装面5之间设置有限位带7。
48.在此实施方式中，第一气囊3和第二气囊6连接同一鼓气抽气机4，放气阀位于主管路上。鼓气抽气机4工作，第一气囊3和第二气囊6同步膨胀，以分别抬升挡水板1和导流板2，同时导流板2在挡水板1的拉伸作用下展开。具体来说，位于上层的层板21受导流板的拉伸发生与相邻下层层板21的相对位移，并在位移过程中同步带动与其连接的子臂221移动，即表现出伸缩臂22的伸展，当位于导流板2和安装面5之间的限位带7绷直时限制导流板2及挡水板1的继续抬升。在突发洪水时，开启位于主管路上的放气阀以实现水坝坝顶溢流导流结构的自动快速塌坝。
49.综上所述，本发明所提供的水坝坝顶溢流导流结构由于其的导流板为伸缩结构，因此挡水板的抬升角度不受导流板的长度限制，同时允许通过改变挡水板的抬升角度以控制溢流水层的厚度，从而避免由于溢流水层过厚导致塌坝。同时，通过选用气囊和鼓气抽气
机作为驱动结构，并在二者之间设置放气阀，以允许所述水坝坝顶溢流导流结构在突发洪水时自动快速塌坝，而无需利用电源控制，有效降低安全风险。
50.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：

1.一种水坝坝顶溢流导流结构，其安装在安装面上，其特征在于，具有：挡水板，其一端铰接在安装面上；导流板，其一端铰接在安装面上，另一端与所述挡水板的另一端相铰接；所述导流板为由至少两个层板所层叠组成的伸缩结构；驱动结构，用于使所述挡水板的另一端同导流板的另一端向上抬升；所述导流板在抬升过程中至少两个相邻的所述层板发生相对移动并展开。2.根据权利要求1所述水坝坝顶溢流导流结构，其特征在于，所述导流板还包括伸缩臂，所述伸缩臂包括多个子臂嵌套成型，所述子臂的数量与所述层板的数量一致，并分别与对应的层板相连；所述伸缩臂具有大头端和小头端，所述大头端铰接在安装面上，所述小头端与所述挡水板的另一端相铰接，最下层的所述层板安装在所述大头端上。3.根据权利要求1所述水坝坝顶溢流导流结构，其特征在于，所述层板上内嵌有滚轮。4.根据权利要求1所述水坝坝顶溢流导流结构，其特征在于，所述层板包括层叠设置的基层和表层，所述基层为钢栅格板，所述表层为耐磨层。5.根据权利要求1所述水坝坝顶溢流导流结构，其特征在于，所述驱动结构包括第一气囊和鼓气抽气机，所述鼓气抽气机通过管路与所述第一气囊相连，所述第一气囊设置在所述挡水板与安装面之间。6.根据权利要求5所述水坝坝顶溢流导流结构，其特征在于，所述管路上设置有放气阀。7.根据权利要求1所述水坝坝顶溢流导流结构，其特征在于，所述挡水板的抬升角度为0
°
～90
°
。8.根据权利要求1所述水坝坝顶溢流导流结构，其特征在于，所述挡水板的抬升角度为58
°
～90
°
。9.根据权利要求8所述水坝坝顶溢流导流结构，其特征在于，所述导流板和安装面之间设置有第二气囊。10.根据权利要求9所述水坝坝顶溢流导流结构，其特征在于，所述导流板和安装面之间设置有限位带。

技术总结

本发明涉及水坝技术领域，特别涉及一种水坝坝顶溢流导流结构，其安装在安装面上，具有：挡水板，其一端铰接在安装面上；导流板，其一端铰接在安装面上，另一端与所述挡水板的另一端相铰接；所述导流板为由至少两个层板所层叠组成的伸缩结构；驱动结构，用于使所述挡水板的另一端同导流板的另一端向上抬升；所述导流板在抬升过程中至少两个相邻的所述层板发生相对移动并展开。本发明所提供的水坝坝顶溢流导流结构可实现对溢流水层厚度的控制以及实现无电力供给的自动快速塌坝。无电力供给的自动快速塌坝。无电力供给的自动快速塌坝。