CN110820673A - 一种用于河工模型的升降高度精准可控式水位闸 - Google Patents
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Abstract
一种用于河工模型的升降高度精准可控式水位闸，包括水位闸、推杆、两位三通电磁换向阀、蓄能器、手动变量泵与液压缸，所述两位三通电磁换向阀内设置有上进油口、输出油口与排出油口，水位闸经推杆与液压缸内活塞的中部相连接，位于活塞下方的缸油腔与上进油口相通，输出油口与一号单向阀的进油端相通，一号单向阀的出油端与蓄能器、二号单向阀的进油端相通，二号单向阀的出油端与手动变量泵的进油端相通，手动变量泵的出油端与排出油口相通。本设计不仅水位闸升降高度控制的精确度较高，而且易于操作，节省能源。
Description
技术领域
本发明涉及一种水位闸的控制设计，属于河工模型技术领域，尤其涉及一种用于河工模型的升降高度精准可控式水位闸。
背景技术
河工模型是研究江、河、湖的水流、泥沙运动的一种重要的技术手段，模型出口水位的精准控制是模型能否与原型相似的主要决定因素之一，尤其是模拟水位受潮流影响较大的河口区域。在应用时，可通过水位闸的升降来影响模型出口的水位，水位闸升降控制的越精确，则水位控制的越准确，但现有技术中，对水位闸常采用卧倒式翻板门控制闸、横向拉栅门控制闸或旋转门控制闸，都没法取得精确的控制效果。
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本专利申请的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的升降高度控制的精确度较低的缺陷与问题，提供一种升降高度控制的精确度较高的用于河工模型的升降高度精准可控式水位闸。
为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种用于河工模型的升降高度精准可控式水位闸，包括水位闸与推杆，所述水位闸的底部与推杆的顶端相连接；
所述可控式水位闸还包括两位三通电磁换向阀、蓄能器与手动变量泵，所述两位三通电磁换向阀内设置有上进油口、输出油口与排出油口；
所述推杆的底端与活塞的中部相连接，活塞的侧围沿液压缸的缸壁进行滑动配合，液压缸的底部与活塞的底部之间夹成有缸油腔，该缸油腔与上进油口相通，输出油口与一号单向阀的进油端相通，一号单向阀的出油端与蓄能器、二号单向阀的进油端相通，二号单向阀的出油端与手动变量泵的进油端相通，手动变量泵的出油端与排出油口相通，且在手动变量泵上连接有驱动电机。
所述可控式水位闸还包括安全阀，该安全阀上设置有一号阀口、二号阀口与三号阀口，所述一号阀口与排出油口相通，二号阀口与一号单向阀的进油端相通。
所述一号单向阀与蓄能器之间的油路通过控制回路与三号阀口相连接。
所述输出油口经调速阀与一号单向阀的进油端相通。
所述蓄能器经两位两通电磁换向阀与二号单向阀的进油端相通，二号单向阀的出油端经过滤器与手动变量泵的进油端相通。
所述可控式水位闸还包括三位四通电磁换向阀，该三位四通电磁换向阀内设置有主进油口、主回油口、工作进油口与工作回油口，所述手动变量泵的出油端与主进油口相通，所述工作进油口与排出油口相通。
所述主回油口与油槽相通，所述工作回油口与液压缸中的外缸腔相通，所述外缸腔位于活塞的上方。
所述水位闸的底部与附加固定板的顶面相连接，附加固定板的底面与推杆的顶端相连接。
所述水位闸与附加固定板之间的连接工艺为焊接、螺丝连接或螺栓连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明一种用于河工模型的升降高度精准可控式水位闸中，水位闸的底部与液压缸中推杆的顶端相连接，推杆的底端与活塞的中部相连接，活塞的高度由缸油腔中的液压油控制，通过调整液压油的油量即可实现水位闸的升降，油量与升降高度成正比，易于操作，且精确度可控。因此，本发明对水位闸的升降高度控制的精确度较高。
2、本发明一种用于河工模型的升降高度精准可控式水位闸中，对两位三通电磁换向阀进行通断电即可调换其内部的油道，从而排出缸油腔中的液压油或向缸油腔中输出液压油，进而实现水位闸的下降或升起，操作不仅精确，而且十分方便。因此，本发明的操作难度较低。
3、本发明一种用于河工模型的升降高度精准可控式水位闸中，当水位闸下降时，缸油腔中的液压油流向蓄能器，重力势能转化为液压能，当水位闸需要升起时，手动变量泵直接从蓄能器中抽取之前存放的液压油，蓄能器的工作压力直接作用在手动变量泵的进口，从而减小了手动变量泵的进口、出口之间的压力差，进而降低了驱动电机所要消耗的功率，节省能源。因此，本发明能减小手动变量泵进、出口之间的压力差，节省能源。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1中的推杆与水位闸的连接示意图。
图中：水位闸1、推杆2、两位三通电磁换向阀3、上进油口31、输出油口32、排出油口33、蓄能器4、手动变量泵5、驱动电机51、液压缸6、活塞61、缸油腔62、外缸腔63、安全阀7、一号阀口71、二号阀口72、三号阀口73、控制回路74、三位四通电磁换向阀8、主进油口81、主回油口82、工作进油口83、工作回油口84、油槽85、一号单向阀9、二号单向阀10、调速阀11、两位两通电磁换向阀12、过滤器13、附加固定板14。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参见图1—图2，一种用于河工模型的升降高度精准可控式水位闸，包括水位闸1与推杆2，所述水位闸1的底部与推杆2的顶端相连接；
所述可控式水位闸还包括两位三通电磁换向阀3、蓄能器4与手动变量泵5，所述两位三通电磁换向阀3内设置有上进油口31、输出油口32与排出油口33；
所述推杆2的底端与活塞61的中部相连接，活塞61的侧围沿液压缸6的缸壁进行滑动配合，液压缸6的底部与活塞61的底部之间夹成有缸油腔62，该缸油腔62与上进油口31相通，输出油口32与一号单向阀9的进油端相通，一号单向阀9的出油端与蓄能器4、二号单向阀10的进油端相通，二号单向阀10的出油端与手动变量泵5的进油端相通，手动变量泵5的出油端与排出油口33相通，且在手动变量泵5上连接有驱动电机51。
所述可控式水位闸还包括安全阀7，该安全阀7上设置有一号阀口71、二号阀口72与三号阀口73，所述一号阀口71与排出油口33相通，二号阀口72与一号单向阀9的进油端相通。
所述一号单向阀9与蓄能器4之间的油路通过控制回路74与三号阀口73相连接。
所述输出油口32经调速阀11与一号单向阀9的进油端相通。
所述蓄能器4经两位两通电磁换向阀12与二号单向阀10的进油端相通，二号单向阀10的出油端经过滤器13与手动变量泵5的进油端相通。
所述可控式水位闸还包括三位四通电磁换向阀8，该三位四通电磁换向阀8内设置有主进油口81、主回油口82、工作进油口83与工作回油口84，所述手动变量泵5的出油端与主进油口81相通，所述工作进油口83与排出油口33相通。
所述主回油口82与油槽85相通，所述工作回油口84与液压缸6中的外缸腔63相通，所述外缸腔63位于活塞61的上方。
所述水位闸1的底部与附加固定板14的顶面相连接，附加固定板14的底面与推杆2的顶端相连接。
所述水位闸1与附加固定板14之间的连接工艺为焊接、螺丝连接或螺栓连接。
本发明的原理说明如下：
本发明中，当水位闸1下降的时候，因为重力势能，缸油腔62中的液压油经一号单向阀9流到蓄能器4中，这个时候，重力势能转化为液压能；而当水位闸1需要上升时，手动变量泵5经二号单向阀10从蓄能器4中吸收液压油，由于蓄能器4的工作压力直接作用在手动变量泵5的进口，这样就减小了手动变量泵5的进口、出口的压力差，那么当液压油从手动变量泵5中输出，并流向两位三通电磁换向阀3的时候，需要的电动机（即驱动电机51）的输出功率就会变少，因为有一部分功率被蓄能器4的工作压力抵消了，从而实现节能的目的。
实施例1：
参见图1—图2，本发明在应用时包括水位闸1的下降与上升两个过程。
下降过程中：下降初始，蓄能器4中没有压力油，先给两位三通电磁换向阀3上的电磁铁通电，以导通上进油口31、排出油口33之间的油路，再由缸油腔62中的液压油在重力的作用下，依次经调速阀11、一号单向阀9后流入蓄能器4中以进行储存，同时，随着液压油的流出，活塞61在重力的作用下自然下落，并经推杆2带动水位闸1下降。
上升过程中：上升初始，蓄能器4中已经存有前一个下降过程中输入的液压油，当需要上升时，先给三位四通电磁换向阀8上的电磁铁通电，以导通主进油口81、工作进油口83、排出油口33之间的油路，再由手动变量泵5经二号单向阀10从蓄能器4吸取之前存放的液压油，然后由手动变量泵5将吸取的液压油依次经主进油口81、工作进油口83、排出油口33、上进油口31后输进缸油腔62中，随着液压油的不断输入，活塞61被液压油持续上顶，并经推杆2带动水位闸1上升。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。
Claims (9)
1.一种用于河工模型的升降高度精准可控式水位闸，包括水位闸(1)与推杆(2)，所述水位闸(1)的底部与推杆(2)的顶端相连接，其特征在于：
所述可控式水位闸还包括两位三通电磁换向阀(3)、蓄能器(4)与手动变量泵(5)，所述两位三通电磁换向阀(3)内设置有上进油口(31)、输出油口(32)与排出油口(33)；
所述推杆(2)的底端与活塞(61)的中部相连接，活塞(61)的侧围沿液压缸(6)的缸壁进行滑动配合，液压缸(6)的底部与活塞(61)的底部之间夹成有缸油腔(62)，该缸油腔(62)与上进油口(31)相通，输出油口(32)与一号单向阀(9)的进油端相通，一号单向阀(9)的出油端与蓄能器(4)、二号单向阀(10)的进油端相通，二号单向阀(10)的出油端与手动变量泵(5)的进油端相通，手动变量泵(5)的出油端与排出油口(33)相通，且在手动变量泵(5)上连接有驱动电机(51)。
2.根据权利要求1所述的一种用于河工模型的升降高度精准可控式水位闸，其特征在于：所述可控式水位闸还包括安全阀(7)，该安全阀(7)上设置有一号阀口(71)、二号阀口(72)与三号阀口(73)，所述一号阀口(71)与排出油口(33)相通，二号阀口(72)与一号单向阀(9)的进油端相通。
3.根据权利要求2所述的一种用于河工模型的升降高度精准可控式水位闸，其特征在于：所述一号单向阀(9)与蓄能器(4)之间的油路通过控制回路(74)与三号阀口(73)相连接。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种用于河工模型的升降高度精准可控式水位闸，其特征在于：所述输出油口(32)经调速阀(11)与一号单向阀(9)的进油端相通。
5.根据权利要求1、2或3所述的一种用于河工模型的升降高度精准可控式水位闸，其特征在于：所述蓄能器(4)经两位两通电磁换向阀(12)与二号单向阀(10)的进油端相通，二号单向阀(10)的出油端经过滤器(13)与手动变量泵(5)的进油端相通。
6.根据权利要求1、2或3所述的一种用于河工模型的升降高度精准可控式水位闸，其特征在于：所述可控式水位闸还包括三位四通电磁换向阀(8)，该三位四通电磁换向阀(8)内设置有主进油口(81)、主回油口(82)、工作进油口(83)与工作回油口(84)，所述手动变量泵(5)的出油端与主进油口(81)相通，所述工作进油口(83)与排出油口(33)相通。
7.根据权利要求6所述的一种用于河工模型的升降高度精准可控式水位闸，其特征在于：所述主回油口(82)与油槽(85)相通，所述工作回油口(84)与液压缸(6)中的外缸腔(63)相通，所述外缸腔(63)位于活塞(61)的上方。
8.根据权利要求1、2或3所述的一种用于河工模型的升降高度精准可控式水位闸，其特征在于：所述水位闸(1)的底部与附加固定板(14)的顶面相连接，附加固定板(14)的底面与推杆(2)的顶端相连接。
9.根据权利要求8所述的一种用于河工模型的升降高度精准可控式水位闸，其特征在于：所述水位闸(1)与附加固定板(14)之间的连接工艺为焊接、螺丝连接或螺栓连接。
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