一種自動調節明渠水位的方法

2023-09-16 13:12:20 1

專利名稱：一種自動調節明渠水位的方法
技術領域：
本發明涉及一種自動調節明渠水位的方法，屬於水利技術和機電技術領域。
背景技術：
隨著明渠紫外線消毒裝置大量應用於水處理消毒，有一個問題迅速凸顯出來，那 就是如何保持消毒水渠的水位相對穩定，即穩定在一個範圍內，一般不超過最低正常水 位5cm，不低於最低正常水位，因為紫外線消毒裝置在工作時，如果水位超過最低正常水位 5cm，將嚴重削弱紫外線消毒裝置的消毒效果，甚至於整體消毒處理效果不能達標。而通常 情況下，待消毒水的流量很難保證恆定，尤其CASS、SBR水處理工藝，其排水是間歇的，流量 波動特別大，如果用一般的固定堰肯定無法保證水位控制在5cm之內，無法使紫外消毒裝 置正常運行；為了解決這個問題，目前有幾種技術，如無動力自動控制水位活動堰門、水力拍門 和加長固定堰，其中無動力自動控制水位活動堰門的原理是通過在中間旋轉軸的一邊連接 浮筒，別一邊連接配重，水量大時，水位上升，浮筒升高，堰門開度增大，過流增加，水位會有 所下降，形成一個平衡，從而達到控制水位的目的，但是這種活動堰門對流量變化的反應 慢，而且在停流時，堰門關閉速度慢，而且堰門關不嚴，無法實現截流保水的功能，因而，此 種方法及裝置對水流量波動小的水渠還可適應，對于波動大的情況尤其是間歇流動，是不 適用的。拍門式水位控制方法及裝置的原理是依靠拍門的自重加配重來平衡水的推力，水 從拍門底部之下通過，當水位沒有超過正常水位時，拍門是關閉的，當水位增加到一定高度 時，推力力矩大於拍門自重和配重力矩，拍門繞上端旋轉軸打開，水從拍門底端下通過，隨 著水位增加，拍門開啟度越大，這種方法比較簡單，但很難適應水量變化，因為如果為了保 證拍門在停流時密封保水，則自重或配重必須大大增加，這樣必須在較高水位時才可能打 開拍門，且水位須維持在較高水位，則足以維持過流量，顯然違背控制水位波動的原則，這 種方法也只能適用於流量波動小的場合；加長固定堰的原理是通過大大加長固定堰的長度 的，減小堰上水頭，根據固定堰門流量計算公式，計算出5cm堰上水頭時對應的堰長，以此 來保障最大流量和最小流量時的水位差不超過5cm，理論上講這種方法是非常可靠的，只要 堰門長度足夠長，可以將水位波動控制到很小，但是實際上要實現加長堰門堰頂上各點的 水頭相同或基本相同是不可能的，因此實際的堰長與理論值相差很遠，從實際運行來看，效 果很不理想，而且這種方法還有一個非常大的弊端，那就是佔地面積太大，建設投資大。

發明內容
本發明提供了一種自動調節明渠水位的方法，本方法的實現過程是將彈簧的一端 根據需要直接或間接連接在旋轉堰門門體的上端，另一端固定在門架或其它支架上，旋轉 堰門關閉時，旋轉堰門門體上端邊正好與消毒水渠的最低正常水位齊，當水位升高到設定 水位時，旋轉堰門在水流推力力矩作用下克服彈簧力力矩被打開，堰門旋開一個角度，堰門 頂(堰頂)在垂直方向下降一個高度，此時水渠水位會隨著堰頂高度下降而下降，達到一個平衡，當流量增加時，水位又會上升，但由於隨之而來的堰頂高度下降，又使水位下降，達到 一個新的平衡，這樣實際上升的水位就很小，當流量減少時，水位下降，但此時彈力力矩佔 優，堰門向迴旋轉，堰頂高度上升，帶動水位上升，從而實現了水位的相對恆定，達到了自動 控制水位的目的。
為了將水位控制得更穩，需要減低彈簧的預緊力，即停留保水、堰門關閉時的彈簧 關緊力，本發明採用動力裝置與彈簧相結合的方法達到上述目的，動力裝置與彈簧的另一 端相連，也可不連，而是直接或通過鋼繩等間接作用於旋轉堰門，動力裝置在停流保水，堰 門關閉時，通過彈簧或直接將堰門拉緊，實現密封保水目的，當有流量時，動力裝置根據流 量或水位信號動作，自動將堰門放開，由彈簧與水位作用力相互作用控制水位波動，實現水 位穩定，當停流時，動力裝置又可根據相應信號自動將堰門關閉。通過上述方法即可有效控制水位波動、調節水位，建設投資非常節省，而且佔地很
小，不需要專人管理。


圖1所示為拉簧型明渠水位自動控制裝置的結構示意中1_動力裝置；2-彈簧(拉簧)；3-導向滑輪；4-旋轉堰門門架；5-鋼絲繩； 6-旋轉堰門門體；7-旋轉軸；8-密封件
具體實施例方式以拉簧型水位自動控制裝置為例說明本發明的具體實施方式
如下動力裝置1與 彈簧2的上端相連，彈簧2的下端通過鋼絲繩5和導向滑輪3與旋轉堰門門體6的上端相 連，旋轉堰門門體6支撐在旋轉軸7上，門架4上裝有密封件8。從我們根據本發明製作出來並已經使用的2米寬水位自動控制裝置來看，水位控 制效果非常理想。
權利要求
一種自動調節明渠水位的方法，其特徵在於通過在明渠中設置可旋轉的堰門，用彈簧的一端與旋轉堰門相連，彈簧力與水對旋轉堰門的作用力形成平衡，從而自動控制水位在設定的範圍內；通過在彈簧上連接動力裝置，也可以直接將動力裝置與堰門相連，彈簧的自適應調節作用和動力裝置的聯合作用，可使明渠水位控制精度更高，水位隨流量波動的範圍更小。
2.根據權利要求1所述的自動調節明渠水位的方法，其特徵在於彈簧與旋轉堰門可以 直接相連，也可以間接相連；
3.根據權利要求1所述的自動調節明渠水位的方法，其特徵在於可以選用不同種類的 彈簧，據此設計相應結構的水位調節裝置；
4.根據權利要求1所述的自動調節明渠水位的方法，其特徵在於彈簧的一端可以連接 動力裝置；彈簧與動力裝置相連可採用直接的方式，也可以採用間接的方式；動力裝置可 以採用諸如電動、氣動、液動方式；
5.根據權利要求1所述的自動調節明渠水位的方法，其特徵在於動力裝置也可不與彈 簧相連，而是與堰門相連，直接作用於堰門。
全文摘要
本發明涉及一種自動調節明渠水位的方法，通過在明渠中設置可旋轉的堰門，用彈簧的一端與旋轉堰門相連，彈簧力與水對旋轉堰門的作用力形成平衡，從而自動控制水位在設定的範圍內；通過在彈簧上連接動力裝置，或直接將動力裝置與堰門相連，通過彈簧的自適應調節作用和動力裝置的聯合作用，可使明渠水位控制精度更高，水位隨流量波動的範圍更小。本發明可用於紫外線消毒系統中的消毒水渠的水位控制，可用於給水處理、汙水處理和水利明渠中需要保持水位比較穩定，要求水位隨流量波動較小的場合。
文檔編號E02B5/08GK101864752SQ20091013167
公開日2010年10月20日 申請日期2009年4月14日 優先權日2009年4月14日
發明者王宇 申請人:北京紫光同興環保工程技術有限公司