本发明公开了一种浮体自动式叠梁闸，包括叠梁闸主体框架、过水通道和活动挡水门，在过水通道的前侧设置有中支座，中支座的自调节扁孔内安装有中轴，一摆杆的中部与中轴垂直连接，该摆杆的内端铰接在活动挡水门上，该摆杆的外端铰接有浮体。本发明利用浮体重力和浮体浮力来自动调节叠梁闸水表面层过水通道开启，以及控制深水位过水通道关闭的叠梁闸。无论水位有多高或多低，本发明都可以自动调节不同高度的活动挡水门开启或关闭，实现只有表层水可以通过叠梁闸的目的。该设计合理巧妙，使用效果好，其结构简单，容易制造或改造，成本低，适合推广应用。
1.一种浮体自动式叠梁闸，包括叠梁闸主体框架、过水通道和活动挡水门，其特征是：
叠梁闸主体框架至少沿竖向分为两个过水单元；每个过水单元分别设有固定挡水壁和过水通道，两者交替分布；过水通道内安装有可竖向推拉式活动挡水门，活动挡水门向上运行后打开过水通道时，该活动挡水门退缩于其上侧的固定挡水壁内侧；相邻的竖向过水单元中，靠左侧单元的固定挡水壁与相邻右侧单元的过水通道在同一高层，左侧单元的过水通道与相邻右侧单元的固定挡水壁在同一高层；在过水通道的前侧设置有中支座，中支座上设置有自调节扁孔，自调节扁孔内安装有中轴，一摆杆的中部与中轴垂直连接，该摆杆的内端通过内轴及内支座铰接在活动挡水门上，该摆杆的外端通过外轴铰接有浮体；浮体一侧力矩大于活动挡水门一侧力矩；所述摆杆外端设置有伸缩套管，通过改变摆杆外端长度来改变浮体一侧力臂长度，控制力矩大小；当水位低于浮体时，浮体一侧向下使活动挡水门向上打开过水通道，当水位与浮体相平时，上游水表面能从该层过水通道向下游流通，浮体一侧随水位上升逐渐向上推动活动挡水门逐渐向下，当水位高于该层过水通道时，浮体受浮力作用向上到最大限度，迫使活动挡水门向下至极限后关闭过水通道。
2.根据权利要求1 所述的浮体自动式叠梁闸，其特征是：在过水通道的两侧壁分别设置有竖向滑道，活动挡水门的两侧匹配安装于竖向滑道内。
3.根据权利要求1 所述的浮体自动式叠梁闸，其特征是：所述活动挡水门为单扇，或者为重叠排列并能展开和缩进的多扇。
4.根据权利要求1 所述的浮体自动式叠梁闸，其特征是：所述中支座位于过水通道前侧底部或者过水通道两侧壁，或者在过水通道上设置支架并将中支座设置于支架上。
5.根据权利要求1 所述的浮体自动式叠梁闸，其特征是：过水通道的两侧壁设置有竖向滑道，活动挡水门匹配安装于竖向滑道内。
浮体自动式叠梁闸
技术领域
[0001] 本发明属于水利工程中叠梁闸技术领域，具体涉及一种利用浮体重力和浮体浮力来自动调节叠梁闸水表面层过水通道开启以及控制深水位过水通道关闭的叠梁闸。
背景技术
[0002] 水利工程中使用叠梁闸控制上游水位向下游排放，通常为了保持上下游水温基本（上下游水温不一致会影响生物习性，破坏生态平衡），需要控制使上游的表层水向下排放。由于上游水位高度差较大，底层水温变化较大，需要控制叠梁闸使底层通道关闭。为实现上述目的，叠梁闸的设计通常分为上下多层，每层都有独立的活动挡水门，叠梁闸顶部设置动力机构和卷扬机，控制每层活动挡水门根据需要进行开启或关闭。显然，这种叠梁闸模式需要依靠电力驱动，需要检测水位高度，存在传感器失真或电控部分失灵等失误因素，任何一次失误就会造成较大的生态破坏性，所以现有叠梁闸附近通常需要安排居住建筑并派遣人员进行监控，增加人力投入成本，仍然会存在监控不到位情况出现。
发明内容
[0003] 本发明针对现有叠梁闸存在结构复杂、控制灵敏度差、需要电力驱动等问题，提供一种结构简单且能够自动调整活动挡水门按需启闭的叠梁闸。
[0004] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种浮体自动式叠梁闸，包括叠梁闸主体框架、过水通道和活动挡水门，叠梁闸主体框架至少沿竖向分为两个过水单元；每个过水单元分别设有固定挡水壁和过水通道，两者交替分布；过水通道内安装有可竖向推拉式活动挡水门，活动挡水门向上运行后打开过水通道时，该活动挡水门退缩于其上侧的固定挡水壁内侧；相邻的竖向过水单元中，靠左侧单元的固定挡水壁与相邻右侧单元的过水通道在同一高层，左侧单元的过水通道与相邻右侧单元的固定挡水壁在同一高层；在过水通道的前侧设置有中支座，中支座上设置有自调节扁孔，自调节扁孔内安装有中轴，一摆杆的中部与中轴垂直连接，该摆杆的内端通过内轴及内支座铰接在活动挡水门上，该摆杆的外端通过外轴铰接有浮体；浮体一侧力矩大于活动挡水门一侧力矩；当水位低于浮体时，浮体一侧向下使活动挡水门向上打开过水通道，当水位与浮体相平时，上游水表面能从该层过水通道向下游流通，浮体一侧随水位上升逐渐向上推动活动挡水门逐渐向下，当水位高于该层过水通道时，浮体受浮力作用向上到最大限度，迫使活动挡水门向下至极限后关闭过水通道。
[0005] 所述活动挡水门为单扇，或者为重叠排列并能展开和缩进的多扇。
[0006] 所述摆杆外端设置有伸缩套管，从而可通过改变摆杆外端长度来改变浮体一侧力臂长度，实现控制力矩大小。
[0007] 所述中支座位于过水通道前侧底部或者过水通道两侧壁，或者在过水通道上设置支架并将中支座设置于支架上。
[0008] 过水通道的两侧壁设置有竖向滑道，活动挡水门匹配安装于竖向滑道内。
[0009] 有益效果：本发明利用浮体重力和浮体浮力来自动调节叠梁闸水表面层过水通道开启，以及控制深水位过水通道关闭的叠梁闸。无论水位有多高或多低，本发明都可以自动调节不同高度的活动挡水门开启或关闭，实现只有表层水可以通过叠梁闸的目的。该设计合理巧妙，使用效果好，其结构简单，容易制造或改造，成本低，适合推广应用。
附图说明
[0010] 图1是本发明的结构示意图；
[0011] 图2是水位低于浮体状态示意图；
[0012] 图3是水位达到过水通道位置状态示意图；
[0013] 图4是水位高于过水通道位置状态示意图。
[0014] 图中，标号1为叠梁闸主体框架，2为固定挡水壁，3为过水通道，4为活动挡水门，5为摆杆，6为中支座，7为自调节扁孔，8为中轴，9为内支座，10为内轴，11为外轴，12为竖向滑道，13为浮体。
具体实施方式
[0015] 实施例1：如图1所示的浮体自动式叠梁闸，包括叠梁闸主体框架1、过水通道3和活动挡水门4。
[0016] 叠梁闸主体框架1沿竖向设置多个过水单元，通常为偶数个。每个过水单元分别设有固定挡水壁2和过水通道3，上下交替分布。过水通道3内安装有可竖向推拉式活动挡水门4，过水通道3的两侧壁设置有竖向滑道12，活动挡水门4匹配安装于竖向滑道12内。活动挡水门4向上运行后能打开过水通道3，此时，该活动挡水门4退缩于其上侧的固定挡水壁2内侧。
[0017] 相邻两个竖向的过水单元中，靠左侧单元的固定挡水壁2与相邻右侧单元的过水通道3在同一高层，左侧单元的过水通道3与相邻右侧单元的固定挡水壁2在同一高层。从而在同一高层形成固定挡水壁2和过水通道3交替分布结构。
[0018] 在过水通道3的前侧设置有中支座6，中支座6上设置有自调节扁孔，自调节扁孔7内安装有中轴8，一摆杆5的中部与中轴8垂直连接，该摆杆5的内端通过内轴10及内支座9铰接在活动挡水门4上，该摆杆5的外端通过外轴11铰接有浮体13。
[0019] 浮体13的重力、浮力可以根据需要计算设计，摆杆5外端长度也可以根据需要计算设计。在重力作用下，靠浮体13一侧力矩应当大于活动挡水门4一侧力矩。在浮力作用下，靠浮体13一侧力矩也应当大于活动挡水门4一侧力矩。
[0020] 如图2，当水位低于浮体13时，浮体13一侧向下使活动挡水门4向上打开过水通道3。
[0021] 如图3，当水位与浮体13相平时，上游水表面能从该层过水通道3向下游流通，浮体13一侧随水位上升逐渐向上推动活动挡水门4逐渐向下。
[0022] 如图4，当水位高于该层过水通道3时，浮体13受浮力作用向上到最大限度，迫使活动挡水门4向下至极限后关闭过水通道3。
[0023] 实施例2：在实施例1基础上，活动挡水门4为重叠排列并能展开和缩进的多扇。
[0024] 实施例3：在实施例1基础上，摆杆5外端设置有伸缩套管，从而可通过改变摆杆5外端长度来改变浮体13一侧力臂长度，实现控制力矩大小。
[0025] 实施例4：在实施例1基础上，中支座6位于过水通道3前侧底部或者过水通道3两侧壁，或者在过水通道3上设置支架并将中支座6设置于支架上。
