申请/专利权人：华北水利水电大学

申请日：2019-02-28

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN109958094B

主分类号：E02B3/10

分类号：E02B3/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2019.07.26#实质审查的生效;2019.07.02#公开

摘要：本发明涉及城市防洪领域，具体涉及一种水流冲击式自动升降防洪墙，包括防洪挡板和升降机构，防洪挡板活动安装于河堤上沿，升降机构能够驱动防洪挡板沿河堤上沿翻转实现升降；升降机构包括水平传动螺杆和竖直升降螺杆，水平传动螺杆的端部伸出中空腔室外并且安装有驱动叶轮，竖直升降螺杆外套装有转向涡轮，水平传动螺杆与转向涡轮相互啮合，进而驱使竖直升降螺杆旋转并实现上下升降；竖直升降螺杆上端伸出中空腔室外并安装有滑块，防洪挡板的背部设置有能够卡装滑块的滑槽，竖直升降螺杆上下升降带动滑块沿滑槽移动从而使防洪挡板实现翻转，该防洪墙能够将水流冲击的动能转化为防洪挡板翻转的动力，实现洪水来临时挡板的自动上升及时阻挡洪水。

主权项：1.一种水流冲击式自动升降防洪墙，其特征在于：包括防洪挡板和升降机构，所述防洪挡板活动安装于河堤上沿，所述升降机构设置于河岸下部的中空腔室中，升降机构能够驱动防洪挡板沿河堤上沿翻转实现升降；所述升降机构包括水平传动螺杆和竖直升降螺杆，水平传动螺杆的端部伸出中空腔室外并且安装有驱动叶轮，驱动叶轮在水流冲击下能够驱动水平传动螺杆转动，所述竖直升降螺杆外套装有转向涡轮，转向涡轮固定安装于中空腔室中，所述水平传动螺杆与转向涡轮相互啮合，进而驱使竖直升降螺杆旋转并实现上下升降；所述竖直升降螺杆上端伸出中空腔室外并安装有滑块，防洪挡板的背部设置有能够卡装滑块的滑槽，所述竖直升降螺杆上下升降带动滑块沿滑槽移动从而使防洪挡板实现翻转；所述驱动叶轮包括中心转轮和旋转叶片，中心转轮套装于水平传动螺杆上可绕水平传动螺杆转动，旋转叶片沿环形均匀安装于中心转轮上；所述旋转叶片的内端固设有空心轴，中心转轮上对应每个旋转叶片的空心轴的端部分别设置有定位环，所述定位环内活动穿设有固定螺栓，所述固定螺栓穿过定位环并与空心轴内壁螺纹连接将旋转叶片安装于中心转轮上，旋转叶片能够在定位环内转动；旋转叶片与中心转轮之间的夹角为r，r为锐角，在旋转叶片与中心转轮之间的夹角r处设置有支撑扭簧，支撑扭簧的两端分别与旋转叶片、中心转轮焊接固定；在旋转叶片另一侧的中心转轮上设置有挡块；所述河岸上端还铰接有支撑杆，支撑杆的末端安装有滚轮，所述防洪挡板的背部设置有限位导槽，所述滚轮卡装在限位导槽中并可沿限位导槽滑动。

全文数据：水流冲击式自动升降防洪墙技术领域本发明涉及城市防洪技术领域，具体涉及一种水流冲击式自动升降防洪墙。背景技术目前，城市中的河道堤防是避免洪水灾害的有效通道，可以在夏季泄洪，有效保护流域内城市的安全。为了控制河流的洪峰水流量对河道腹地的破坏性作用，常常沿河道两侧建筑平行的防洪堤或防洪墙，以避免洪水可能带来的危害，例如洪水会引起流域内生态环境的变化，造成河道改变，水土流失和土地贫瘠等，严重者甚至冲毁、破坏河岸的植被和建筑，给人们带来巨大的威胁。因此河道防洪措施的存在意义是毋庸置疑的。我国在河流的防洪设计改造中运用了很多的新技术、新手段，诸如，由早期的水泥护堤真木桩、仿木桩护堤到现在的生态护堤等。生态的设计尊重了水岸的自然形态，采用自然原有的材料，尽量创造自然的生态河堤。但是，这些新技术及理念的运用，都没有从本质上改变堤坝的阻隔性特征；也没有真正释放河道水面对其城市腹地开发区的景观价值。一般而言，堤顶标高会比开发地块至少高4米左右，则紧邻河岸的建筑的首层甚至第二层根本无法看到水面，而是“窝”在河底的阴影里；同时，建筑最下面的两层有多是作为商业开发的，这样就大大降低了滨水建筑的价值及魅力。并且，也不易形成容纳公共活动的高活力、高价值滨水空间。发明内容针对现有技术中存在的缺陷和问题，本发明提供一种水流冲击式自动升降防洪墙，该防洪墙能够将水流冲击的动能转化为防洪挡板翻转的动力，实现洪水来临时挡板的自动上升，同时兼顾城市防洪与城市景观、居民亲水需求。本发明解决其技术问题所采用的方案是：一种水流冲击式自动升降防洪墙，包括防洪挡板和升降机构，所述防洪挡板活动安装于河堤上沿，所述升降机构设置于河岸下部的中空腔室中，升降机构能够驱动防洪挡板沿河堤上沿翻转实现升降；所述升降机构包括水平传动螺杆和竖直升降螺杆，水平传动螺杆的端部伸出中空腔室外并且安装有驱动叶轮，驱动叶轮在水流冲击下能够驱动水平传动螺杆转动，所述竖直升降螺杆外套装有转向涡轮，转向涡轮固定安装于中空腔室中，所述水平传动螺杆与转向涡轮相互啮合，进而驱使竖直升降螺杆旋转并实现上下升降；所述竖直升降螺杆上端伸出中空腔室外并安装有滑块，防洪挡板的背部设置有能够卡装滑块的滑槽，所述竖直升降螺杆上下升降带动滑块沿滑槽移动从而使防洪挡板实现翻转。进一步的，所述河岸上端还铰接有支撑杆，支撑杆的末端安装有滚轮，所述防洪挡板的背部设置有限位导槽，所述滚轮卡装在限位导槽中并可沿限位导槽滑动。进一步的，在所述滑槽的两端分别设置有限位柱，所述滑块在两个限位柱之间滑动。进一步的，所述驱动叶轮包括中心转轮和旋转叶片，中心转轮套装于水平传动螺杆上可绕水平传动螺杆转动，旋转叶片沿环形均匀安装于中心转轮上；所述旋转叶片的内端固设有空心轴，中心转轮上对应每个旋转叶片的空心轴的端部分别设置有定位环，所述定位环内活动穿设有固定螺栓，所述固定螺栓穿过定位环并与空心轴内壁螺纹连接将旋转叶片安装于中心转轮上。进一步的，所述旋转叶片与中心转轮之间的夹角为r，r为锐角，在旋转叶片与中心转轮之间的夹角r处设置有支撑扭簧，支撑扭簧的两端分别与旋转叶片、中心转轮焊接固定；在旋转叶片另一侧的中心转轮上设置有挡块。进一步的，所述驱动叶轮外安装有滤网保护罩，所述驱动叶轮在滤网保护罩内转动。进一步的，沿河堤上沿设置的相邻两个防洪挡板的接触面设置有斜面，两个斜面沿横向交叉接触。进一步的，在相邻两块防洪挡板的斜面的接触处、防洪挡板与河堤上沿的连接处分别安装有防水橡胶垫。本发明的有益效果：本发明的水流冲击式自动升降防洪墙，通过设置可自动升降的防洪挡板实现阻挡洪水，防洪挡板在非汛期时隐藏在河岸上，与河岸平行，当洪水到来并达到特定水位时，防洪挡板将在竖直螺杆支撑力的作用下自动上升，挡板上升至最高位置后，支撑杆与滑槽上的限位柱构成锁定机构，将防洪挡板的倾斜角度固定，同时在防洪挡板升起的过程中，支撑杆末端随挡板抬起，支撑杆与地面、防洪挡板之间形成三角形，支撑杆与协助竖直升降螺杆共同将防洪挡板支撑起来，保证了防洪挡板在升起后的稳固性，利用挡板阻挡洪水，完成防洪任务。洪水到达一定水位（水流接触到驱动叶轮）后，高速的水流自上游向下游猛烈冲击驱动叶轮，驱动叶轮上侧的旋转叶片在自重和水流作用下闭合，减小不必要的阻力，同时驱动叶轮下侧的旋转叶片在自重和水流的作用下张开，有效的利用水流的冲击对中心轴形成力矩，整个叶轮改善了传统水车在水流没过叶轮时产生的负力矩，增大了有效力矩，提高了水能的利用效率。保证在相同的水流冲击力下，驱动叶轮转动更快，及时自动将防洪挡板升起，防止洪水蔓延河堤外，实时有效防洪。附图说明图1为本发明的防洪墙折叠时的结构示意图。图2为本发明的防洪墙升至最高处的结构示意图。图3为转向涡轮的结构示意图。图4为图3中沿E向的示意图。图5为防洪挡板背部的结构示意图。图6为限位导槽的结构示意图。图7为实施例1中驱动叶轮的结构示意图。图8为实施例2中驱动叶轮的结构示意图。图9为图8中A处的放大结构示意图。图10为实施例2中旋转叶片的安装结构示意图。图11为图10中沿F向的示意图。图12为相邻两个防洪挡板的连接处的结构示意图。图中：1-河堤，2-河岸，3-中空腔室，4-防洪挡板，5-水平传动螺杆，6-竖直升降螺杆，7-驱动叶轮，71-中心转轮，72-旋转叶片，73-空心轴，74-定位环，75-固定螺栓，76-支撑扭簧，77-挡块，8-转向涡轮，9-滑块，10-滑槽，11-支撑杆，12-滚轮，13-限位导槽，14-限位柱，15-斜面，16-防水橡胶垫。具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。实施例1：一种水流冲击式自动升降防洪墙，如图1-7所示，包括防洪挡板4和升降机构，防洪挡板4的侧边活动安装于河堤1的上沿，防洪挡板4能够沿河堤1上沿翻转，多个防洪挡板4均沿河堤1上沿并列布置，防洪挡板4与河堤1上沿的连接处、相邻两块防洪挡板4的接触面处分别安装有防水橡胶垫16，以防洪水渗漏。升降机构设置于河岸2下部的中空腔室3中，升降机构能够驱动防洪挡板4沿河堤1上沿翻转实现升降，从而将横置的防洪挡板4翻转起来呈倾斜状来阻挡洪水。升降机构包括水平传动螺杆5和竖直升降螺杆6，水平传动螺杆5的端部伸出中空腔室3外并且安装有驱动叶轮7，驱动叶轮7位于河道内，当洪水来临水位上升后，驱动叶轮7在水流冲击下能够驱动水平传动螺杆5转动。驱动叶轮7包括中心转轮71和旋转叶片72，中心转轮71套装于水平传动螺杆5上可绕水平传动螺杆5转动，旋转叶片72沿环形均匀安装于中心转轮71上，旋转叶片72与中心转轮71之间的夹角为r，r为锐角。旋转叶片72在水流冲击下能够驱动水平传动螺杆5转动，为整个装置提供驱动力。竖直升降螺杆6外套装有转向涡轮8，转向涡轮8固定安装于中空腔室3中，水平传动螺杆5与转向涡轮8相互啮合，转向涡轮8原地转动，转向涡轮8内的竖直升降螺杆6被迫发生自转，并被驱使实现上下升降。同时，竖直升降螺杆6上端伸出中空腔室3外并安装有滑块9，防洪挡板4的背部设置有能够卡装滑块的滑槽10，随着竖直升降螺杆6的上下升降，竖直升降螺杆6带动滑块9沿滑槽10移动从而使防洪挡板4翻转，防洪挡板4由初始状态的水平状态变成倾斜或竖直状态，即将河堤1上的防洪挡板4抬高阻挡洪水水流。并且在滑槽10的两端分别固定有限位柱，滑块9只能在两个限位柱14之间滑动，在防洪挡板4逐渐竖起的过程中，滑块9逐渐靠近防洪挡板4上端的限位柱，当滑块9恰好接触落限位柱14的时候，防洪挡板4升到最大高度，限位柱14起到辅助支撑并固定防洪挡板4的作用。在河岸2的上端还铰接有支撑杆11，支撑杆11的一端转动安装在河岸2上，支撑杆11的末端安装有滚轮12，防洪挡板4的背部设置有限位导槽13，如图，6所示，滚轮12的轮轴卡装在限位导槽13中并可沿限位导槽13滑动。在防洪挡板4开始升起时，竖直升降螺杆6末端（图中A点）为牵引点，牵引防洪挡板沿图2中的C点转动，使防洪挡板4沿C点转动，在防洪挡板转动上升的同时，支撑杆11末端的滚轮轮轴卡在限位导槽13中随防洪挡板被抬起，当防洪挡板上升至最高处之后，支撑杆11与地面、防洪挡板4之间形成三角形，如图2所示，此时支撑杆11末端图中B点为承受防洪挡板侧面水压的主要支撑点，而竖直升降螺杆6末端（图中A点）为承受防洪挡板侧面水压的辅助支撑点，支撑杆11、竖直升降螺杆6共同将防洪挡板4支撑起来，保证了防洪挡板4在升起后的稳固性。在驱动叶轮7外安装有滤网保护罩，驱动叶轮7在滤网保护罩内转动，滤网保护罩能够过滤掉水中的杂物，防止水流中的杂物冲击破坏驱动叶轮。当汛期暴雨洪水来临时，河道中水流流量急剧增大，流速加快，水位逐渐上升。当洪水到达指定水位时，洪水会冲击驱动叶轮7的旋转叶片72，驱动叶轮7瞬间带动水平传动螺杆5转动，由于水平传动螺杆5与转向涡轮8相互啮合，转向涡轮8原地转动，所以转向涡轮8内的竖直升降螺杆6被迫发生自转导致其顶端向上移动，竖直升降螺杆6顶端的滑块9在滑槽10内向上滑动，防洪挡板4被快速撑起来，当滑块9到达滑槽10的顶端时被限位柱限位，此时防洪挡板4升到最大高度，在防洪挡板4升起的过程中，由于支撑杆11的末端被卡装在限位导槽13中，所以支撑杆11的末端随防洪挡板被同步抬起，使支撑杆、河岸和防洪挡板之间构成三角形，支撑杆11进一步分散防洪挡板4上来自水流的压力，对防洪挡板4起到安全支撑作用。本实施例的防洪墙能够在洪水来临时，及时快速地将防洪挡板4升起，并且驱动力来源于水流冲击力，不用其他任何机械设备驱动，在保证防洪及时安全的前提下更加节能。具体过程：1．当洪水来临时，利用水的动能冲击旋转叶轮72的叶片，带动旋转叶轮72转动，旋转叶轮72带动水平传动螺杆5转动。2.水平传动螺杆5通过转向涡轮8迫使竖直升降螺杆6向上运动，竖直升降螺杆6支撑着防洪挡板4使防洪挡板逐渐竖起。3.在防洪挡板4上升的过程中，支撑杆11随着防洪挡板的上升而逐渐被抬起，与竖直升降螺杆6共同起到支撑防洪挡板4的作用。4.当洪水退去，没有安全隐患，再利用外力使支撑杆11下降，防洪挡板4在自身重力作用下，压着竖直升降螺杆6逐渐下降，直至与河岸地面平行，支撑杆11被折叠在防洪挡板4的背部。实施例2：如图，在旋转叶片72的内端固设有空心轴73，中心转轮71上对应每个旋转叶片72的空心轴73的端部分别设置有定位环74，定位环74内活动穿设有固定螺栓75，固定螺栓75穿过定位环74并与空心轴73内壁螺纹连接将旋转叶片72安装于中心转轮71上，旋转叶片72能够在定位环74内转动。在旋转叶片72与中心转轮71之间的夹角r处焊接有支撑扭簧76，支撑扭簧76的两端分别与旋转叶片72、中心转轮71焊接固定，在旋转叶片另一侧的中心转轮上设置有挡块。支撑扭簧76一方面对旋转叶片72起到支撑固定的作用，防止旋转叶片72在中心转轮71上大幅晃动，另一方面支撑扭簧76具有一定的弹性力，在水流冲击力作用下，水流拍打旋转叶片72使其沿中心转轮71上的定位环74发生一定角度的转动，由于支撑扭簧76安装于旋转叶片72的锐角r的一侧，支撑扭簧76具有弹性，所以当水流冲击旋转叶片72时，中心转轮71下侧的支撑扭簧76进一步张开，正好使中心转轮71下侧的旋转叶片72被撑开，即r增大，同时由于挡块77的限位，旋转叶片72最大不会越过挡块77；而此时中心转轮71上侧的支撑扭簧76进一步压合，正好使中心转轮71上侧的旋转叶片72被压合，即r减小，从而增大了有效力矩，使得较小的水流冲击力即可将旋转叶片推动并能保持较大的转速。同时中心转轮71上侧的旋转叶片72受到水流冲击的面积小，即减小了不必要的阻力，中心转轮71下侧的旋转叶片72受到水流冲击的面积大，即增大了水流驱动力，提高了水能的利用效率。如图10所示，沿河堤1上沿设置的相邻两个防洪挡板4的接触面设置有斜面15，两个斜面15沿横向交叉接触。在相邻两块防洪挡板4的斜面15的接触处安装有止水橡胶垫16，两个斜面15上的止水橡胶垫16相互挤压，防止洪水渗漏。

权利要求：1.一种水流冲击式自动升降防洪墙，其特征在于：包括防洪挡板和升降机构，所述防洪挡板活动安装于河堤上沿，所述升降机构设置于河岸下部的中空腔室中，升降机构能够驱动防洪挡板沿河堤上沿翻转实现升降；所述升降机构包括水平传动螺杆和竖直升降螺杆，水平传动螺杆的端部伸出中空腔室外并且安装有驱动叶轮，驱动叶轮在水流冲击下能够驱动水平传动螺杆转动，所述竖直升降螺杆外套装有转向涡轮，转向涡轮固定安装于中空腔室中，所述水平传动螺杆与转向涡轮相互啮合，进而驱使竖直升降螺杆旋转并实现上下升降；所述竖直升降螺杆上端伸出中空腔室外并安装有滑块，防洪挡板的背部设置有能够卡装滑块的滑槽，所述竖直升降螺杆上下升降带动滑块沿滑槽移动从而使防洪挡板实现翻转。2.根据权利要求1所述的水流冲击式自动升降防洪墙，其特征在于：所述河岸上端还铰接有支撑杆，支撑杆的末端安装有滚轮，所述防洪挡板的背部设置有限位导槽，所述滚轮卡装在限位导槽中并可沿限位导槽滑动。3.根据权利要求1所述的水流冲击式自动升降防洪墙，其特征在于：在所述滑槽的两端分别设置有限位柱，所述滑块在两个限位柱之间滑动。4.根据权利要求1所述的水流冲击式自动升降防洪墙，其特征在于：所述驱动叶轮包括中心转轮和旋转叶片，中心转轮套装于水平传动螺杆上可绕水平传动螺杆转动，旋转叶片沿环形均匀安装于中心转轮上；所述旋转叶片的内端固设有空心轴，中心转轮上对应每个旋转叶片的空心轴的端部分别设置有定位环，所述定位环内活动穿设有固定螺栓，所述固定螺栓穿过定位环并与空心轴内壁螺纹连接将旋转叶片安装于中心转轮上。5.根据权利要求1所述的水流冲击式自动升降防洪墙，其特征在于：所述旋转叶片与中心转轮之间的夹角为r，r为锐角，在旋转叶片与中心转轮之间的夹角r处设置有支撑扭簧，支撑扭簧的两端分别与旋转叶片、中心转轮焊接固定；在旋转叶片另一侧的中心转轮上设置有挡块。6.根据权利要求1所述的水流冲击式自动升降防洪墙，其特征在于：所述驱动叶轮外安装有滤网保护罩，所述驱动叶轮在滤网保护罩内转动。7.根据权利要求1所述的水流冲击式自动升降防洪墙，其特征在于：沿河堤上沿设置的相邻两个防洪挡板的接触面设置有斜面，两个斜面沿横向交叉接触。8.根据权利要求7所述的水流冲击式自动升降防洪墙，其特征在于：在相邻两块防洪挡板的斜面的接触处、防洪挡板与河堤上沿的连接处分别安装有防水橡胶垫。

百度查询： 华北水利水电大学 水流冲击式自动升降防洪墙

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD