一种闸门系统的制作方法

1.本实用新型涉及水利设备技术领域，具体的，涉及一种闸门系统。


背景技术：

2.现有技术中，针对大型渠道的闸门，传统的简易型闸门和双钢索驱动闸门在使用过程中精度和效率都比较低，整体的密封防水效果比较差，闸板与闸门框之间的摩擦力较大，很难满足使用的需要。针对上述问题，本实用新型设计了一种精度高、密封性好、摩擦力小且使用效率较高的闸门系统。


技术实现要素：

3.针对上述现有技术中的问题，本实用新型提出了一种闸门系统，精度高、密封性好、摩擦力小且使用效率较高。
4.第一方面，本实用新型提供一种闸门系统，包括闸门框、闸板、滚动轴承、液压系统和控制系统，所述闸门框上设置有水封结构，所述闸板设置在所述闸门框内，且能够在所述闸门框内上下移动，所述滚动轴承设置在所述闸板上，用于使所述闸板与所述闸门框之间滚动配合，所述液压系统与所述闸板传动连接，用于驱动所述闸板移动，所述控制系统与所述液压系统电连接，用于控制所述液压系统的运动。
5.在一个实施方式中，所述闸板包括闸板围框、闸板骨架、至少两个闸板挡板、至少一个加强筋和蜂窝填料，所述闸板骨架设置在所述闸板围框内，所述闸板骨架为网状结构，所述闸板挡板紧贴并完全覆盖所述闸板骨架，所述加强筋横向固定在所述闸板骨架上，所述闸板骨架的网状空间内均填充有蜂窝填料。
6.采用上述实施方式的有益效果是：在保证闸板整体强度的前提下，减小了闸板整体的质量。
7.在一个实施方式中，所述液压系统包括单活塞杆缸、电磁换向阀和液压油泵装置，所述单活塞杆缸设置在所述闸门框的顶端，所述单活塞杆缸的活塞杆竖直向下穿过所述闸门框的顶部并与所述闸板的顶端连接，用于带动所述闸板上下移动，所述电磁换向阀通过第一油管和第二油管分别与所述单活塞杆缸内活塞的两侧连通，所述液压油泵装置与所述电磁换向阀连通，并能够通过所述电磁换向阀改变液压油的流动方向，所述电磁换向阀与所述控制系统电连接。
8.采用上述实施方式的有益效果是：通过电磁换向阀的换向，改变液压油的流动方向，从而实现单活塞杆缸内活塞杆的伸缩，进而实现闸板的打开和关闭。
9.在一个实施方式中，所述闸板两个相对的侧面上分别设置有滚动轴承，所述闸门框内侧两个相对的侧面上分别设置有导向槽，所述滚动轴承滚动设置于所述导向槽内。
10.采用上述实施方式的有益效果是：导向槽的设置起到了导向的作用，在液压系统的驱动下，闸板能够沿导向槽滑动，避免了闸板在移动过程中晃动，滚动轴承的设置将传统闸板与闸门框之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，减小了摩擦力，降低了闸板的提升力。
11.在一个实施方式中，所述水封结构包括c型密封条和p型密封条，所述c型密封条设置在所述导向槽靠近上游水位的一侧，所述p型密封条设置在所述导向槽靠近下游水位的一侧。
12.采用上述实施方式的有益效果是：c型密封条的质地较柔软，并且c型密封条中采取多级密封的方式，在水压的作用下，c型密封条完全贴合闸板表面，层层密封，完全封住闸板与闸门框之间的缝隙，避免水的泄露；p型密封条质地较硬，与闸板表面形成面接触，再次封住泄露的水，密封效果好，基本可以达到零泄露的效果。
13.在一个实施方式中，还包括检测系统，所述检测系统包括水位检测装置、闸位检测装置和工况检测装置，所述水位检测装置与所述控制系统电连接，用于水位的检测和反馈，所述闸位检测装置与所述控制系统电连接，用于所述闸板位置的检测和反馈，所述工况检测装置与所述水位检测装置、所述闸位检测装置和所述控制系统电连接，用于所述水位检测装置和所述闸位检测装置工作状况的检测和反馈。
14.采用上述实施方式的有益效果是：用于水位和闸板位置的检测和反馈以及水位检测装置和闸位检测装置工作状况的检测和反馈。
15.在一个实施方式中，所述控制系统包括ai智能处理模块、控制模块、本地控制器和无线通讯模块，所述ai智能处理模块分别与所述水位检测装置、所述闸位检测装置和所述工况检测装置电连接，用于接收所述水位检测装置、所述闸位检测装置和所述工况检测装置的反馈信号，并对反馈信号进行数据分析和处理，所述控制模块分别与所述ai智能处理模块和所述液压系统电连接，用于接收所述ai智能处理模块的处理信号以及控制所述液压系统动作，所述本地控制器与所述控制模块电连接，用于闸门系统的本地控制，所述无线通讯模块与所述控制模块电连接，用于闸门系统的远程控制。
16.采用上述实施方式的有益效果是：ai智能处理模块能够对水位检测装置、闸位检测装置和工况检测装置反馈信号进行数据分析和处理，并将处理信号反馈至控制模块控制液压系统动作，本地控制器和无线通讯模块的设置实现了闸门系统的本地控制和远程控制。
17.在一个实施方式中，还包括电源系统，所述电源系统包括供电系统、漏电保护装置和电压电流过载保护装置，所述供电系统分别与所述控制系统和所述液压系统电连接，用于为所述控制系统和所述液压系统提供动力，所述漏电保护装置设置在所述供电系统上，用于所述供电系统的漏电保护，所述电压电流过载保护装置设置在所述供电系统上，用于所述供电系统的过载保护。
18.采用上述实施方式的有益效果是：供电系统用于为闸门系统的工作提供动力，漏电保护装置和电压电流过载保护装置用于供电系统的漏电保护和过载保护。
19.在一个实施方式中，还包括保护系统，所述保护系统包括闸门运行保护装置，油压保护装置和雷电保护装置，所述闸门运行保护装置与所述控制系统电连接，用于在闸门系统运行异常时，控制所述液压系统停止动作，所述油压保护装置设置在所述液压系统上，用于所述液压系统的油压保护，所述防雷保护装置设置在所述闸门框上，用于闸门系统的雷电防护。
20.采用上述实施方式的有益效果是：用于对闸门系统进行保护。
21.在一个实施方式中，还包括手动系统，其与所述液压系统连接，用于所述液压系统
的手动控制。
22.采用上述实施方式的有益效果是：当自动控制失效时，可以通过手动控制实现闸门的启闭。
23.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
24.(1)滚动轴承的设置，减小了闸门框和闸门之间的摩擦力，降低了闸门的提升力。
25.(2)采用液压系统作为动力输出，具有高精度、高动力和高效率的技术效果。
26.(3)通过闸门骨架、加强筋和蜂窝填料结合的方式，既增加了闸门本身的结构刚度，又不会增加太多闸门的自重。
27.(4)通过c型密封条和p型密封条结合的方式，前后两次密封，基本实现了零泄露的效果。
28.上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本实用新型的目的。
附图说明
29.在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：
30.图1显示了本实用新型闸门系统的轴测图；
31.图2显示了本实用新型闸板的结构图；
32.图3显示了本实用新型闸门围框的轴侧图；
33.图4显示了本实用新型液压控制原理图；
34.在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。
35.10-闸门系统；11-闸门框；13-闸板；131-闸板围框；133-闸板骨架；135-闸板挡板；137-加强筋；139-蜂窝填料；15-液压系统；151-单活塞杆缸；153-电磁换向阀；155-第一油管；157-第二油管；159-油箱；161-三通四位比例阀；163-双液控单向阀；165-液压油泵装置；17-控制系统。
具体实施方式
36.为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。
37.如图1所示，一种闸门系统10，包括闸门框11、闸板13、滚动轴承、液压系统15和控制系统17，闸门框11上设置有水封结构，闸板13设置在闸门框11内，且能够在闸门框11内上下移动，滚动轴承设置在闸板13上，用于使闸板13与闸门框11之间滚动配合，液压系统15与闸板13传动连接，用于驱动闸板13移动，控制系统17与液压系统15电连接，用于控制液压系统15的运动。
38.具体的，本实施例中，闸门框11为矩形环状结构，闸门框11包括一对相对设置的第一横梁和第二横梁以及一对相对设置的第一竖梁和第二竖梁，第一横梁的一端和第一竖梁的一端垂直连接，第一竖梁的另一端与第二横梁的一端垂直连接，第二横梁的另一端与第二竖梁的一端垂直连接，第二竖梁的另一端与第一横梁的另一端垂直连接。
39.其中，闸板13两个相对的侧面上分别设置有滚动轴承，闸门框11内侧两个相对的
侧面上分别设置有导向槽，滚动轴承滚动设置于导向槽内。
40.具体的，本实施例中，闸门框11上第一竖梁和第二竖梁相对的一侧上分别设置有导向槽，两个导向槽相对设置且两个导向槽的导向方向分别与第一竖梁和第二竖梁平行。
41.闸板13为竖直放置的矩形板体结构，在闸板13上与最大面垂直的两个相对的侧面分别设置有滚动轴承(滚动轴承的数量可根据闸板13的大小调整)，闸板13两个侧面上的滚动轴承分别设置在导向槽内，并能够沿导向槽的导向方向滚动，从而实现闸板13与闸门框11的相对移动。滚动轴承的设置减小了闸板13与闸门框11之间的摩擦力，降低了闸板13的提升力。
42.其中，水封结构包括c型密封条和p型密封条，c型密封条设置在导向槽靠近上游水位的一侧，p型密封条设置在导向槽靠近下游水位的一侧。
43.具体的，本实施例中，在闸门框11上第一竖梁和第二竖梁相对的一侧上均设置有水封结构，第二横梁与第一横梁相对的一侧上也设置有水封结构，其中，c型密封条设置在导向槽靠近上游水位的一侧(即挡水侧)，c型密封条采用多层密封的方式，密封效果更好。c型密封条质地较柔软，在上游水压的作用下，c型密封条能够完全贴合在闸板13表面，从而实现了闸板13和闸门框11之间缝隙的水封。p型密封条设置在导向槽靠近下游水位的一侧(即放水侧)，p型密封条相对于c型密封条质地较硬，能够与闸板13表面单面接触，从而进一步实现了闸板13和闸门框11之间缝隙的密封，p型密封条的设置可以封住从c型密封条一侧泄露的水，通过c型密封条和p型密封条的双重密封，基本上可以实现零泄露的效果。
44.其中，闸板13包括闸板围框131、闸板骨架133、至少两个闸板挡板135、至少一个加强筋137和蜂窝填料139，闸板骨架133设置在闸板围框131内，闸板骨架133为网状结构，至少两个闸板挡板135完全覆盖闸板骨架133，在闸板骨架133上横向固定有至少一个加强筋137，在闸板骨架133的网状空间内均填充有蜂窝填料139。
45.具体的，本实施例中，闸板围框131为矩形环状结构，包括相对设置的第一横杆和第二横杆以及相对设置的第一竖杆和第二竖杆，第一横杆的一端和第一竖杆的一端垂直连接，第一竖杆的另一端与第二横杆的一端垂直连接，第二横杆的另一端与第二竖杆的一端垂直连接，第二竖杆的另一端与第一横杆的另一端垂直连接。闸板骨架133是由多根横向和纵向垂直设置的6005-t6铝合金型材焊接而成的矩形网状结构，闸板骨架133恰好完全放置在闸板围框131内，并周缘焊接在闸门围框131上。在闸板骨架133上还横向穿插有多个加强筋137，本实施例中加强筋137为304不锈钢圆管，在闸板骨架133的网状空间内均填充有蜂窝铝板，在保证闸板13整体强度的前提下，减小了闸板13整体的重量。两个闸板挡板135分别紧贴并覆盖在闸板骨架133未被闸板围框131包围的两个侧面上，且闸板挡板135的周缘与闸板围框131接触，闸板挡板135为门板贴面铝板。上述设置使得闸板131整体强度高，耐腐蚀性好，使用寿命长。
46.其中，液压系统15包括单活塞杆缸151、电磁换向阀153和液压油泵装置165，单活塞杆缸151设置在闸门框11的顶端，单活塞杆缸151的活塞杆竖直向下穿过闸门框11的顶部并与闸板13的顶端连接，用于带动闸板13上下移动。电磁换向阀153通过第一油管155和第二油管157分别与单活塞杆缸151内活塞的两侧连通，液压油泵装置165与电磁换向阀153连通，并能够通过电磁换向阀153改变液压油的流动方向，其中，电磁换向阀153与控制系统17电连接。
47.如图4所示，具体的，本实施例中，液压油泵装置165包括油箱159和与油箱159连通的24v直流油泵电机。单活塞杆缸151设置在闸门框11第一横梁远离第二横梁的一侧的中间位置上，单活塞杆缸151的活塞杆竖直向下穿过闸门框11的顶部后与闸板13连接。控制系统17可以设置在闸门框11上，并分别与直流油泵电机和电磁换向阀153电连接，用于控制直流油泵电机的启动和关闭，以及电磁换向阀153的打开和关闭。当闸板13需要开启时，控制系统17控制直流油泵电机启动，将油箱159中的液压油向第一油管155输送，从直流油泵电机输出的液压油依次经过换向阀(三通四位比例阀161)和单向阀(双液控单向阀163)后通过第一油管155到达单活塞杆缸151内活塞的一侧，推动单活塞杆缸151的活塞杆进行直线运动，将闸板13提升，从而实现闸门系统10的开门动作。当闸板13需要关闭时，控制系统17控制直流油泵电机继续运转，并控制电磁换向阀153打开，油箱159中的液压油在经过电磁换向阀153换向后通过第二油管157到达单活塞杆缸151内活塞的另一侧，推动单活塞杆缸151的活塞杆进行反向直线运动，将闸板13下压，从而实现闸门系统10的关门动作。采用液压系统15作为动力输出，能够确保闸门系统10高精度、高动力和高效率。
48.在一个实施例中，液压系统15还可以直接采用液压缸，液压缸的工作原理为现有技术，本实用新型中不做详细阐述。液压缸设置在闸门框11第一横梁远离第二横梁的一侧的中间位置上，液压缸的传动轴竖直向下穿过第一横梁后与闸板13连接。
49.其中，闸门系统10还包括检测装置，检测装置包括水位检测装置、闸位检测装置和工况检测装置，水位检测装置与控制系统17电连接，用于水位的检测和反馈，闸位检测装置与控制系统17电连接，用于闸板13位置的检测和反馈，工况检测装置与水位检测装置、闸位检测装置和控制系统17电连接，用于水位检测装置和闸位检测装置工作状况的检测和反馈。
50.具体的，本实施例中，闸位检测装置包括位移传感器，位移传感器内嵌在单活塞杆缸151内，位移传感器检测单活塞杆缸151内活塞杆的位移量，即可得出闸板13的位移量，进而得出闸板13的具体位置。水位检测装置包括水位检测仪，在闸板13的上游水位的一侧(即挡水侧)和下游水位的一侧(即放水侧)分别设置有水位检测仪，两个水位检测仪分别与控制系统17电连接，用于实现对闸板13上游水位和下游水位的监测。
51.在其中一个实施例中，在闸板13的上游水位的一侧(即挡水侧)和下游水位的一侧(即放水侧)分别设置有超声波传感器，两个超声波传感器分别与控制系统17电连接，用于实现监测和反馈经过闸板13的水流的流速。
52.在其中一个实施例中，在闸板13的上游水位或下游水位的一侧设置有测流箱，测流箱与控制系统17电连接，用于实现监测和反馈经过闸板13的水流的流速。
53.其中，控制系统17包括ai智能处理模块、控制模块、本地控制器和无线通讯模块，ai智能处理模块分别与水位检测装置、闸位检测装置和工况检测装置电连接，用于接收水位检测装置、闸位检测装置和工况检测装置的反馈信号，并对反馈信号进行数据分析和处理，控制模块分别与ai智能处理模块和液压系统15电连接，用于接收ai智能处理模块的处理信号以及控制液压系统15动作，本地控制器与控制模块电连接，用于闸门系统的本地控制，无线通讯模块与控制模块电连接，用于闸门系统的远程控制。
54.具体的，本实施例中，ai智能处理模块为ai智能处理器，ai智能处理器分别与水位检测装置、闸位检测装置、工况检测装置和测流箱电连接，用于将接收到的水位、闸位、流量
和工况的反馈信号进行自动分析处理。控制模块能够实现闸门系统10的智能化控制，具体包括恒定开度控制、恒定流量控制和恒定水位控制以及定时控制。无线通讯模块可以通过2g/3g/4g/5g全网通无线通讯、北斗通讯、蓝牙通讯或短波通讯的方式，实现数据信息的传输和闸门系统的远程控制。本地控制器可以采用按键控制和/或触控的方式，远程控制可以采用远程web控制和/或远程手机app控制。
55.其中，闸门系统10还包括电源系统，电源系统包括供电系统、漏电保护系统和电压电流过载保护装置，供电系统分别与控制系统17和液压系统15电连接，用于为控制系统17和液压系统15提供动力，漏电保护装置设置在供电系统上，用于供电系统的漏电保护，电压电流过载保护装置设置在供电系统上，用于供电系统的过载保护。
56.具体的，本实施例中，供电系统可以为太阳能供电系统，太阳能供电系统设置在闸门框11上或单独设置，太阳能供电系统将太阳能转化为电能，为闸门系统10提供动力，供电系统还可以为风光互补系统，将太阳能供电系统与风力供电系统结合，实现闸门系统10的供电，供电系统还可以直接采用电网供电。
57.其中，闸门系统10还包括保护系统，保护系统包括闸门运行保护装置、油压保护装置和防雷保护装置，闸门运行保护装置与控制系统17电连接，用于在闸门系统运行异常时，控制液压系统15停止动作，油压保护装置设置在液压系统15上，用于液压系统15的油压保护，防雷保护装置设置在闸门框上，用于闸门系统的雷电防护。
58.具体的，本实施例中，油压保护装置包括限压阀，限压阀设置在液压系统15上，限压阀用于保护液压系统15中油路的压力(包括但不限于第一油管155和第二油管157)，当油路的压力超过一定阀值后，限压阀会通过溢流自动卸掉多余的压力，放置液压系统15被破坏。
59.其中，闸门系统10还包括手动系统，手动系统与液压系统15连接，用于液压系统15的手动控制。
60.具体的，本实施例中，在液压系统15上还设置有手动系统，手动系统通过手动调节电磁换向阀153来改变液压油的流动方向，实现单活塞杆缸151内活塞杆的移动，进而实现闸板13的移动。
61.在其中一个实施例中，在闸板13的顶端设置有吊耳，液压系统15的传动端与吊耳连接。
62.具体的，在闸板13顶端的中间位置上设置有吊耳，单活塞杆缸151竖直向下的活塞杆远离单活塞杆缸151的一端与吊耳连接，方便了闸板13的拆卸、安装和更换。
63.在一个实施例中，闸门系统10还包括图像采集处理系统，图像采集处理系统与无线通讯模块电连接，用于实现对闸门系统10的远程监控。
64.在一个实施例中，闸门系统10还包括报警系统，报警系统与ai智能处理模块，当ai智能处理模块接收到超出预设范围的数据信号时，报警系统启动，同步进行本地和远程报警。
65.在一个实施例中，闸门系统10还包括漂浮物识别系统，漂浮物识别系统与无线通讯模块电连接，用于将检测到的漂浮物的信息远程上传。
66.在一个实施例中，闸门系统10还包括入侵识别系统，其与控制系统17电连接，用于对控制系统17进行保护。
67.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“顶”、“前”、“后”、“内”、“外”、“左”、“右”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。
68.虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本实用新型，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本实用新型的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本实用新型的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。