[发明专利]一种辅助鱼类洄游上溯的闸门水下启闭装置及启闭方法

说明书

技术领域

本发明涉及闸门启闭技术领域，特别涉及一种辅助鱼类洄游上溯的闸门水下启闭装置及启闭方法。

背景技术

闸门通常用于溢流坝、岸边溢洪道、泄水孔和水工隧洞等水工建筑物，具有拦截水流、控制水位、调节流量、控制航运、排放泥沙和漂浮物等功能。随着我国经济的飞速发展，我国建设水利工程的规模越来越大，坝体越来越高。大坝建设对河流生态系统的影响也越来越严重，虽然鱼闸、升鱼机等过鱼设施已经运用于中、高水头水利枢纽，但是由于鱼闸和升鱼机中的水流与天然河道中的水流其运动方式差别太大，诱鱼效果并不理想。鱼道是水利枢纽中常用的过鱼建筑物，但传统的鱼道一般只适用坝高在20～25m以下的低水头水利枢纽，且鱼上溯过程中需要耗费很大的体能。多级助驱式鱼道是一种通过多级水闸启闭控制多级鱼道单元逐渐形成临时性池室的新型鱼道，为了避免闸门启闭时在水面形成不利于鱼类洄游上溯的闸下水跃现象，同时避免闸门升降设备对鱼的干扰，通常采用闸门水下启闭的方式，但闸门水下启闭对启闭装置的防水性要求很高，防水措施处理不好会直接影响到水闸的运行安全。电动升降杆能够应用于闸门启闭过程，但是普通的电动升降杆防水性能普遍不佳，难以用于水下环境中的升降作业，限制了其在闸门水下启闭过程中的应用。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种辅助鱼类洄游上溯的闸门水下启闭装置及启闭方法，解决现有电动升降杆水下启闭闸门时防水性能不足的技术难题，既保障闸门水下启闭的安全，又辅助洄游鱼类及时过坝、提高鱼道的过鱼效果、保护天然渔业资源。

技术方案：本发明解决其技术问题所采用的一种辅助鱼类洄游上溯的闸门水下启闭装置及启闭方法，包括电源线、电动升降杆、水封座和方钢。

所述电源线连接鱼道的控制系统和电动升降杆。鱼道由多级台阶式鱼道单元组成，鱼道单元之间设有调节水位的闸门，每个鱼道单元安装有红外感应器。控制系统负责接收各个鱼道单元的红外感应器信号并控制各个电动升降杆通断电的时间和正负极的切换过程。

所述电动升降杆由驱动电机、减速齿轮组、滚珠丝杆、螺母、推杆、导套、内部线路、上限位开关、下限位开关和外壳组成。驱动电机的轴上安装着齿轮，驱动电机由外接的电源线供电；减速齿轮组由若干个直径不同的齿轮由大到小相互啮合组成，其中，最小的齿轮与驱动电机的齿轮相互啮合，最大的齿轮与滚珠丝杆相互啮合；滚珠丝杆套接在螺母内并伸入推杆内部，螺母上端与推杆下端固定连接，推杆、滚珠丝杆和螺母共轴。导套包括螺母的卡槽、推杆的伸缩轨道和内部线路的铺设管道；内部线路设有上限位开关和下限位开关；外壳包裹着导套、驱动电机和减速齿轮组，推杆顶端形状为上平、下凸的圆盘。

所述水封座由上下两段圆钢、油封A、油封B和若干螺栓组成，圆钢的中心轴线上设有与推杆外径相同的孔、与油封外径相同的洞，油封内径等于孔的直径，圆钢的轴线方向上靠近侧面位置设有拧螺栓的螺纹孔，油封A、油封B嵌套在圆钢的洞内，螺栓拧入圆钢的螺纹孔以固定。

所述方钢套在电动升降杆外侧，方钢的下端和电动升降杆的底部均密封固定在闸室底部，方钢的上端与电动升降杆的外壳顶端固定，方钢与电动升降杆之间填充细沙，方钢的顶部与水封座上段的圆钢顶部齐平焊接为一体。

在本发明中，所述螺母的卡槽为直角和120°棱角的两条槽，螺母的外缘由圆弧段、直角段和120°棱角段围合而成，螺母正好卡入卡槽并能够在卡槽中上下移动。

在本发明中，所述圆钢正好外切于所述方钢；所述水封座上段的圆钢顶部与方钢的顶部之间用铁片焊接密封并涂有防水胶，水封座的上下两段圆钢之间涂有粘钢结构胶。

在本发明中，所述油封A正面向内嵌套在上段圆钢的洞中，油封B背面向内嵌套在下段圆钢的洞中，油封A、油封B形成上下同向双密封结构防止水沿着推杆进入电动升降杆内损坏驱动电机。

在本发明中，所述滚珠丝杆采用优质合金钢制成，滚珠丝杆的滚道表面经淬火热处理增强硬度；所述滚珠丝杆和螺母齿面之间为线接触啮合，承载能力高于普通交错轴斜齿轮啮合。

在本发明中，所述下限位开关位置离推杆底部的距离等于或略大于水封座的上下两段圆钢高度总和，防止推杆过度下行损坏电动升降杆。

作为优选，所述螺母的卡槽为直角和120°棱角的两条槽，螺母的外缘由圆弧段、直角段和120°棱角段围合而成。

作为优选，所述圆钢正好外切于所述方钢。

作为优选，所述水封座上段的圆钢顶部与方钢的顶部之间用铁片焊接密封并涂有防水胶，水封座的上下两段圆钢之间涂有粘钢结构胶。