專利名稱：氣動(dòng)式閘門啟閉系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型有關(guān)一種閘門啟閉系統(tǒng)，尤其是指一種用于農(nóng)田水利工程中灌溉渠道 的小型氣動(dòng)式閘門啟閉系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
水利是農(nóng)業(yè)的命脈，渠系便是農(nóng)業(yè)的“供血”系統(tǒng)。渠道水資源的控制是保證農(nóng)業(yè) 生產(chǎn)順利進(jìn)行、水資源合理調(diào)配及利用的重要方法和途徑。因渠道閘門相對較小，按啟閉閘 門的動(dòng)力源來劃分，目前閘門控制的方式主要有電動(dòng)式、液壓式、手動(dòng)式等形式。電動(dòng)式以 電機(jī)作為閘門啟閉的動(dòng)力源，電機(jī)通過螺桿、纜繩等機(jī)構(gòu)實(shí)施對閘門的啟閉。液壓式以液壓 油缸作為閘門啟閉的直接動(dòng)力，通過復(fù)雜的液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)閘門的啟閉。手動(dòng)式是靠杠桿、滑 輪等機(jī)械裝置，通過人力完成閘門的啟閉。以上閘門啟閉系統(tǒng)雖應(yīng)用廣泛，但缺陷較多。電 動(dòng)式閘門啟閉系統(tǒng)以大功率電機(jī)為動(dòng)力源，控制閘門啟閉裝置需架設(shè)電力線路或配備較大 功率發(fā)電裝置，這不適用于面積廣大的灌區(qū)，且該方式能耗較大，成本高，同時(shí)閘門啟閉系 統(tǒng)會(huì)因故障而造成電機(jī)電流增大，造成電機(jī)燒毀。液壓式閘門啟閉系統(tǒng)雖需較小的動(dòng)力，但 液壓系統(tǒng)容易造成水源的油污染，且不便于維護(hù)與安裝，壓力油存儲(chǔ)不宜在農(nóng)田實(shí)現(xiàn)。手動(dòng) 式閘門啟閉系統(tǒng)費(fèi)時(shí)費(fèi)力、效率低，與灌區(qū)現(xiàn)代化改造進(jìn)程不符，無法實(shí)現(xiàn)灌區(qū)的現(xiàn)代化管 理。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種低能耗、無污染且運(yùn)行可靠的氣 動(dòng)式閘門啟閉系統(tǒng)。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供一種氣動(dòng)式閘門啟閉系統(tǒng)，其包括有電源部分、 能產(chǎn)生高壓氣體的氣動(dòng)裝置、中控電路裝置及間門啟閉傳動(dòng)裝置，電源部分與氣動(dòng)裝置電 連接，氣動(dòng)裝置連接閘門啟閉傳動(dòng)裝置，并為閘門啟閉傳動(dòng)裝置提供動(dòng)力，閘門啟閉傳動(dòng)裝 置連接有閘門，中控電路裝置分別控制并電連接電源部分及氣動(dòng)裝置。電源部分包括有電源及與電源電連接的電源控制器，氣動(dòng)裝置包括有換向閥、能 產(chǎn)生高壓氣體的電動(dòng)氣泵、能儲(chǔ)存高壓氣體的氣罐及能為閘門提供動(dòng)力的動(dòng)力機(jī)構(gòu)，電動(dòng) 氣泵連接氣罐，氣罐連接換向閥，換向閥連接動(dòng)力機(jī)構(gòu)，動(dòng)力機(jī)構(gòu)連接閘門啟閉傳動(dòng)裝置， 電源控制器與電動(dòng)氣泵電連接，中控電路裝置分別電連接電源控制器、換向閥及動(dòng)力機(jī)構(gòu)。動(dòng)力機(jī)構(gòu)為直行氣缸，直行氣缸內(nèi)設(shè)有活塞，閘門啟閉傳動(dòng)裝置為連桿或繩索。連桿一端與閘門固定連接，另一端與活塞連接。繩索一端與閘門固定連接，另一端與活塞連接。動(dòng)力機(jī)構(gòu)也可為旋轉(zhuǎn)氣缸，閘門啟閉傳動(dòng)裝置為螺桿，螺桿的一端與閘門固定連 接，另一端與旋轉(zhuǎn)氣缸的螺旋裝置螺接。電動(dòng)氣泵與氣罐之間設(shè)置有能調(diào)控氣罐內(nèi)氣壓的溢流減壓閥，氣罐與換向閥之間 設(shè)置有能對高壓氣體進(jìn)行恒壓調(diào)節(jié)的氣源調(diào)節(jié)裝置，中控電路裝置分別電連接并監(jiān)測與控制溢流減壓閥與氣源調(diào)節(jié)裝置。 溢流減壓閥內(nèi)設(shè)有壓力變送器，氣源調(diào)節(jié)裝置內(nèi)設(shè)有壓力表。優(yōu)選地，電源為蓄電池，電源部分也可以為太陽能板或風(fēng)力發(fā)電機(jī)。借由本實(shí)用新型的氣動(dòng)式閘門啟閉系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對渠道水資源低能耗、無污染、可 靠方便的閘門控制，氣動(dòng)性閘門還可避免電動(dòng)式啟閉裝置中因過載而引起的電機(jī)燒毀等問 題，克服了電動(dòng)式中的電效應(yīng)和磁效應(yīng)損耗，降低運(yùn)行成本。

圖1為本實(shí)用新型氣動(dòng)式閘門啟閉系統(tǒng)的原理框圖；圖2為本實(shí)用新型氣動(dòng)式閘門啟閉系統(tǒng)的其中一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖3為本實(shí)用新型氣動(dòng)式閘門啟閉系統(tǒng)的另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖4為本實(shí)用新型氣動(dòng)式閘門啟閉系統(tǒng)的又一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖5為本實(shí)用新型氣動(dòng)式閘門啟閉系統(tǒng)的再一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
具體實(shí)施方式
為便于了解本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)及達(dá)到的效果，現(xiàn)配合附圖及較佳實(shí)施例詳細(xì)說明 如下。如圖1所示，本實(shí)用新型氣動(dòng)式閘門啟閉系統(tǒng)包括有電源部分1、能產(chǎn)生高壓氣體 的氣動(dòng)裝置2、中控電路裝置4及閘門啟閉傳動(dòng)裝置3。本實(shí)用新型中的電源部分1與氣動(dòng) 裝置2電連接，氣動(dòng)裝置2連接閘門啟閉傳動(dòng)裝置3，為閘門啟閉傳動(dòng)裝置3提供動(dòng)力，閘門 啟閉傳動(dòng)裝置3連接有閘門5，本實(shí)用新型中的中控電路裝置4分別控制并電連接電源部分 1及氣動(dòng)裝置2，中控電路裝置4是本實(shí)用新型氣動(dòng)式閘門啟閉系統(tǒng)的“大腦”，完成對系統(tǒng) 的控制、檢測、故障報(bào)警和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)交換。 如圖2所示，本實(shí)用新型中的電源部分1包括有低功率電源10及與之電連接的電 源控制器11。氣動(dòng)裝置2包括有電動(dòng)氣泵20、氣罐21、換向閥22及動(dòng)力機(jī)構(gòu)23。電動(dòng)氣 泵20通過動(dòng)力線路連接該氣罐21，該氣罐21通過動(dòng)力線路連接換向閥22，換向閥22通過 動(dòng)力線路連接動(dòng)力機(jī)構(gòu)23，該動(dòng)力機(jī)構(gòu)23連接閘門啟閉傳動(dòng)裝置3 (圖中用實(shí)線表示動(dòng)力 線路)。本實(shí)用新型中的電源控制器11與電動(dòng)氣泵20電連接，中控電路裝置4分別電連接 電源控制器11、換向閥22及動(dòng)力機(jī)構(gòu)23 (圖中用虛線表示控制線路)。 本實(shí)用新型中的低功率電源10是小電流電源，如蓄電池，在中控電路裝置4的控 制下由電源控制器11完成電流的調(diào)控，保證電動(dòng)氣泵20穩(wěn)定工作；本實(shí)用新型中的電源 部分1根據(jù)需要可用太陽能發(fā)電設(shè)備、風(fēng)能發(fā)電設(shè)備(如小功率的太陽能板12 (如圖4所 示)或小功率的風(fēng)力發(fā)電機(jī))，能將光能或風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能。電動(dòng)氣泵20將吸入的空氣壓 縮為高壓氣體，并將高壓氣體存儲(chǔ)在氣罐21中，高壓氣體通過換向閥22進(jìn)入動(dòng)力機(jī)構(gòu)23 中。本實(shí)用新型中的動(dòng)力機(jī)構(gòu)23為氣動(dòng)裝置2的執(zhí)行元件，其可為直行氣缸(如圖2至4 所示)，該直行氣缸內(nèi)設(shè)有活塞230，該活塞230將直行氣缸分為上下兩個(gè)腔室，換向閥22 通過兩個(gè)通路將高壓氣體導(dǎo)入直行氣缸的上下腔室中。本實(shí)用新型中的間門啟閉傳動(dòng)裝置 3為連桿，該連桿兩端分別與活塞230及閘門5固定連接，通過換向閥22的換向作用使高壓 氣體進(jìn)入直行氣缸的下腔室或上腔室，使活塞230向上或向下移動(dòng)，借此通過連桿將間門5開啟或關(guān)閉。本實(shí)用新型中的閘門啟閉傳動(dòng)裝置3也可以為繩索，該繩索兩端分別與活塞 230及閘門5固定連接。本實(shí)用新型中的氣缸并不限制于直行氣缸，也可選用其他氣缸或多 個(gè)氣缸以滿足需要。如圖5所示，本實(shí)用新型中的動(dòng)力機(jī)構(gòu)23也可以為旋轉(zhuǎn)氣缸，閘門啟閉傳動(dòng)裝置3 為螺桿，螺桿的一端與閘門5固定連接，另一端與旋轉(zhuǎn)氣缸的螺旋裝置231螺接，高壓氣體 通過換向閥22的換向由進(jìn)氣孔進(jìn)入旋轉(zhuǎn)氣缸，使旋轉(zhuǎn)氣缸的螺旋裝置231正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，通 過螺旋裝置231的正反向旋轉(zhuǎn)使螺桿向上或向下移動(dòng)，進(jìn)而開啟與關(guān)閉閘門5。如圖3所示，在本實(shí)施例中，本實(shí)用新型中的電動(dòng)氣泵20與氣罐21之間可以設(shè)置 有溢流減壓閥24 ；氣罐21與換向閥22之間設(shè)置氣源調(diào)節(jié)裝置25，中控電路裝置4分別電 連接并監(jiān)測與控制溢流減壓閥24與氣源調(diào)節(jié)裝置25。溢流減壓閥24內(nèi)設(shè)有壓力變送器，可調(diào)控氣罐21內(nèi)的氣壓，防止氣罐21中氣壓 過大，當(dāng)氣罐21中的壓力過大時(shí)，溢流減壓閥24向中控電路裝置4發(fā)出預(yù)警信號(hào)，中控電 路裝置4會(huì)使電動(dòng)氣泵20及時(shí)關(guān)停，達(dá)到安全的目的，因此中控電路裝置4能根據(jù)溢流減 壓閥24中的壓力變送器控制電動(dòng)氣泵20的起停。氣源調(diào)節(jié)裝置25內(nèi)設(shè)有壓力表，能實(shí)現(xiàn) 對高壓氣體的恒壓調(diào)節(jié)、過濾及對直行氣缸內(nèi)潤滑油的霧化。氣罐21中的高壓氣體通過由 中控電路裝置4控制的換向閥22進(jìn)行動(dòng)力機(jī)構(gòu)23的動(dòng)作(如動(dòng)力機(jī)構(gòu)為直行氣缸時(shí)，使 直行氣缸的活塞230正反向移動(dòng)，當(dāng)動(dòng)力機(jī)構(gòu)23是旋轉(zhuǎn)氣缸時(shí)，使螺旋裝置231正反向旋 轉(zhuǎn))，以達(dá)到閘門5的啟閉。如果氣源調(diào)節(jié)裝置25中壓力表過高，中控電路裝置4會(huì)通過換 向閥22進(jìn)行管道氣體的減壓，以保證動(dòng)力機(jī)構(gòu)23及整個(gè)系統(tǒng)的安全。本實(shí)用新型中的動(dòng)力機(jī)構(gòu)23設(shè)有壓力、行程傳感器，通過中控電路裝置4的控制， 可實(shí)現(xiàn)閘門5的行程調(diào)整以滿足不同流量水的調(diào)控。當(dāng)閘門5因故障或雜物淤積造成無法 移動(dòng)時(shí)，中控電路裝置4會(huì)根據(jù)動(dòng)力機(jī)構(gòu)23所測得的行程及壓力變化決策動(dòng)力機(jī)構(gòu)23的 動(dòng)停。動(dòng)力機(jī)構(gòu)23在高壓氣體作用下會(huì)保持一個(gè)輸出力作用于閘門5，由于換向閥22的調(diào) 節(jié)，雖長時(shí)間工作也不會(huì)故障，從而解決了電動(dòng)式閘門啟閉系統(tǒng)中因故障而造成電機(jī)電流 增大，電機(jī)容易燒毀的技術(shù)難題。本實(shí)用新型中的閘門啟閉傳動(dòng)裝置3為連桿時(shí)，通過連桿 進(jìn)行對閘門5的力量傳遞，也可在一定程度上解決因少量雜物而使閘門5無法靠自重關(guān)閉 的技術(shù)問題。中控電路裝置4通過GPRS (General Packet Radio Service，通用無線分組業(yè)務(wù)) 網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程上位機(jī)的遙控、遙信、遙測和遙調(diào)，同時(shí)中控電路裝置4預(yù)留有閘門流量、 渠道水位兩個(gè)傳感器接口，裝設(shè)相應(yīng)傳感器便可實(shí)現(xiàn)間門的綜合信息采集和處理。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)小功率驅(qū)動(dòng)的閘門自動(dòng)啟閉控制，結(jié)合遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn) 渠道的自動(dòng)化和遠(yuǎn)程化控制。氣動(dòng)性閘門還可避免電動(dòng)式啟閉裝置中因過載而引起的電機(jī) 燒毀等問題，克服了電動(dòng)式中的電效應(yīng)和磁效應(yīng)損耗，降低運(yùn)行成本，適用于渠道閘門這種 啟閉操作不頻繁，動(dòng)力要求低的控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型氣動(dòng)式閘門啟閉系統(tǒng)不需專門動(dòng)力線路，具有安裝簡單，維護(hù)方便，無 污染、能耗低等技術(shù)特點(diǎn)，解決了渠道水外溢容易造成動(dòng)力線路短路，水源會(huì)污染等技術(shù)問 題，配合目前氣帶止水技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)一套供氣系統(tǒng)的閘門啟閉及止水系統(tǒng)，減少了投資。本 實(shí)用新型適用于農(nóng)田水利灌溉中渠道、水池、實(shí)驗(yàn)室等水流控制場地，根據(jù)閘門啟動(dòng)力和氣 動(dòng)輸出力，系統(tǒng)可配備多個(gè)氣缸來實(shí)現(xiàn)不同重量的閘門啟閉，也可將其應(yīng)用于水利行業(yè)中河道、渠系、水庫等各種水量控制場地。本實(shí)用新型中的中控電路裝置、電源控制器及所涉及到的傳感器為市售產(chǎn)品，在 此不做詳述。以上所述，僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本實(shí)用新型的保護(hù) 范圍。
權(quán)利要求一種氣動(dòng)式閘門啟閉系統(tǒng)，其特征在于，其包括有電源部分、中控電路裝置、閘門啟閉傳動(dòng)裝置及能產(chǎn)生高壓氣體并為所述閘門啟閉傳動(dòng)裝置提供動(dòng)力的氣動(dòng)裝置，所述電源部分與所述氣動(dòng)裝置電連接，所述氣動(dòng)裝置連接所述閘門啟閉傳動(dòng)裝置，所述閘門啟閉傳動(dòng)裝置連接有閘門，所述中控電路裝置分別控制并電連接所述電源部分及所述氣動(dòng)裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)式閘門啟閉系統(tǒng)，其特征在于，所述電源部分包括有電源 及與所述電源電連接的電源控制器，所述氣動(dòng)裝置包括有換向閥、能產(chǎn)生高壓氣體的電動(dòng) 氣泵、能儲(chǔ)存高壓氣體的氣罐及能為所述間門提供動(dòng)力的動(dòng)力機(jī)構(gòu)，所述電動(dòng)氣泵連接所 述氣罐，所述氣罐連接所述換向閥，所述換向閥連接所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)，所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)連接所述 閘門啟閉傳動(dòng)裝置，所述電源控制器與所述電動(dòng)氣泵電連接，所述中控電路裝置分別電連 接所述電源控制器、所述換向閥及所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的氣動(dòng)式閘門啟閉系統(tǒng)，其特征在于，所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)為直行氣缸， 所述直行氣缸內(nèi)設(shè)有活塞，所述間門啟閉傳動(dòng)裝置為連桿或繩索。
4.如權(quán)利要求3所述的氣動(dòng)式閘門啟閉系統(tǒng)，其特征在于，所述連桿一端與所述閘門 固定連接，另一端與所述活塞連接。
5.如權(quán)利要求3所述的氣動(dòng)式閘門啟閉系統(tǒng)，其特征在于，所述繩索一端與所述閘門 固定連接，另一端與所述活塞連接。
6.如權(quán)利要求2所述的氣動(dòng)式閘門啟閉系統(tǒng)，其特征在于，所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)為旋轉(zhuǎn)氣缸， 所述閘門啟閉傳動(dòng)裝置為螺桿，所述螺桿的一端與所述閘門固定連接，所述螺桿另一端與 所述旋轉(zhuǎn)氣缸的螺旋裝置螺接。
7.如權(quán)利要求2至6中任意一項(xiàng)所述的氣動(dòng)式閘門啟閉系統(tǒng)，其特征在于，所述電動(dòng)氣 泵與所述氣罐之間設(shè)置有能調(diào)控所述氣罐內(nèi)氣壓的溢流減壓閥，所述氣罐與所述換向閥之 間設(shè)置有能對所述高壓氣體進(jìn)行恒壓調(diào)節(jié)的氣源調(diào)節(jié)裝置，所述中控電路裝置分別電連接 并監(jiān)測與控制所述溢流減壓閥與所述氣源調(diào)節(jié)裝置。
8.如權(quán)利要求7所述的氣動(dòng)式閘門啟閉系統(tǒng)，其特征在于，所述溢流減壓閥內(nèi)設(shè)有壓 力變送器，所述氣源調(diào)節(jié)裝置內(nèi)設(shè)有壓力表。
9.如權(quán)利要求2所述的氣動(dòng)式閘門啟閉系統(tǒng)，其特征在于，所述電源為蓄電池。
10.如權(quán)利要求2所述的氣動(dòng)式閘門啟閉系統(tǒng)，其特征在于，所述電源部分為太陽能板 或風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種氣動(dòng)式閘門啟閉系統(tǒng)，其包括有電源部分、能產(chǎn)生高壓氣體的氣動(dòng)裝置、中控電路裝置及閘門啟閉傳動(dòng)裝置，電源部分與氣動(dòng)裝置電連接，氣動(dòng)裝置連接閘門啟閉傳動(dòng)裝置，并為閘門啟閉傳動(dòng)裝置提供動(dòng)力，閘門啟閉傳動(dòng)裝置連接有閘門，中控電路裝置分別控制并電連接電源部分及氣動(dòng)裝置。借由本實(shí)用新型的氣動(dòng)式閘門啟閉系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對渠道水資源低能耗、無污染、可靠方便的閘門控制。
文檔編號(hào)E02B7/20GK201635053SQ201020128540
公開日2010年11月17日 申請日期2010年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月11日
發(fā)明者甘學(xué)濤, 許景輝, 陳帝伊, 馬孝義 申請人:西北農(nóng)林科技大學(xué)