CN101666076B - 液压上翻转式闸门 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压上翻转式闸门，包括闸门，液压启闭机，液压泵站和控制室，所述闸门由3个或3个以上单元闸门横向排列组成，所述单元闸门奇数号为A型门，偶数号为B型门，各个所述A、B型门和液压启闭机的油缸上吊头，通过挂铰分别悬挂在增设于双幅桥之间隔离带上下游的两条箱式钢结构梁的相对的侧面上，各个所述A、B型门的中间部位通过支铰分别与各个所述液压启闭机的油缸下吊头相连；设于各个所述B型门两侧的侧止水橡皮压在与其相邻的A型门的门页上，设于各个所述A、B型门底部后侧的底止水橡皮压在底坎侧面上，构成侧向和底部密封结构。本发明，可大跨度建闸，不碍景观，工艺简单、安装简便、成本较低。

Description

液压上翻转式闸门 

技术领域

本发明涉及一种大跨度闸门，尤其是涉及液压上翻转式闸门。 

背景技术

大跨度闸门不同于常规闸门的布置，常用于特殊的环境，具有特别的功能、结构和效果。按转动形式分类，此类闸门大致可以分为上翻转式、下翻转式和平转式。以下为几个已建工程的实例。 

(1)底轴驱动翻板闸门(下翻转式) 

该闸门应用于苏州河河口水闸，为下翻转式。闸门宽100米，高9.76米。底轴驱动翻板闸门是一种能够实现“双向挡水、闸门开度可调”等功能的新型闸门。该闸门门叶采用纵向悬臂梁结构，由液压启闭机操作底轴旋转直接驱动，由于闸门孔口的宽度不再受梁高的制约，常用于防洪、挡潮、调节水位和综合调水。该闸门平时可以卧于水下，隐蔽性好。 

(2)护镜式钢闸门(上翻转式) 

该闸门位于南京秦淮河整治工程三汊河河口闸，为上翻转式。闸高6.5米、孔口宽44米、弧长74米、闸门中另设6扇活动小闸门，单扇门总重近300吨。此类闸门支承在两侧基础上，跨度对结构的影响较大，孔口的宽度也受到一定的制约。该闸门开启后，可以形成特定的造型。 

(3)大跨度弧形闸门(上翻转式) 

哈灵水道挡潮闸，为上翻转式。该闸位于荷兰哈灵水道拦海大坝南端，由泄水闸和船闸组成。泄水闸共17孔，每孔跨度58m，每孔设两道弧形闸门，一道在靠海一侧，一道在靠水道一侧。 

(4)双扉平面旋转式(平转式) 

鹿特丹新水道挡潮闸，位于荷兰鹿特丹新水道河口，为平转式。该闸是保护三角洲地区不受北海风暴潮袭击的大规模防潮工程的最后一部分，闸门横卧在宽 360m、深17m的新水道上，由两个庞大的支臂组成，在支臂顶端各装有一扇高22m，内设压载水箱的空腹式弧形闸门。两支臂与固定在河道两端的两个各重600t的球形联轴节相连，并以其为中心转动。当两支臂在河心合龙时，即可将河道封闭，将海潮阻挡在闸门以外。该闸闸体平时停靠在河道两岸的泊坞内，需要关闭时随着其支臂的合龙，先将闸体浮移主河道就位，然后再向其内压载水箱充水，使其沉至建造在河床上的闸门底槛上。开闸时，先将闸体内的水排出，使其浮起，然后随着其支臂的移动再将其浮移回原停靠位置。 

上述现有技术各有不足。液压下翻转方案：闸门布置在水下，液压启闭机悬挂在桥梁下面，闸门绕设在水道底坎的固定铰转动实现挡水和泄水的要求。由于受该形式闸门宽度的限制，每座控制闸需设置5孔，孔口宽度为18m，中间由闸墩分割，闸的闸门高度约7m。又由于门体布置在水下，为了提供检修条件，需在上下游设置检修门，并存在泥沙污物淤积问题。常规叠梁闸门：同样，由于受该形式闸门宽度的限制，每座控制闸6孔，孔口宽度为17m，闸的闸门总高度约7m，中间不得不用闸墩分割，河中闸墩影响景观效果，上下游还要设置检修闸门。液压上翻转方案：结构复杂，投资较大。常规叠梁闸门：结构简单，投资较小，仅需设置闸门检修平台及门机轨道等，维修简单，泥沙污物不易淤积，但需设置闸墩，门机体形较大，景观效果差；另外，由于采用门机操作，存在自动化程度低、运行人员多、操作时间较长等缺点。 

发明内容

为解决上述技术问题，本发明首创一种大跨度液压上翻转式闸门。 

本发明所述的液压上翻转式闸门，包括闸门，液压启闭机，液压泵站和控制室，所述闸门由3个以上单元闸门横向排列组成，所述单元闸门奇数号为A型门，偶数号为B型门，各个所述A、B型门上至少设有2根纵向主梁，各个所述主梁的上端和与该主梁数量相应的所述液压启闭机的油缸上吊头，通过挂铰分别悬挂在增设于双幅桥之间隔离带上下游的两条箱式钢结构梁的相对的侧面上，各个所述A、B型门的主梁的中间部位通过支铰分别与各个所述液压启闭机的油缸下吊头相连；在各个所述A、B型门的下端，至少设有2个液压锁定 装置；设于各个所述B型门两侧的侧止水橡皮压在与其相邻的A型门的门页上，构成侧向互为止水密封结构；设于各个所述A、B型门底部后侧的底止水橡皮压在底坎侧面上，构成底部密封结构；所述闸门最左边的A型门的左后侧和最右边的A型门的右后侧均设有止水橡皮，其与边墙配合构成所述闸门两边的止水密封结构。 

采用上述技术方案，闸桥有机结合，避免了闸和桥的重复建设，节省了城市空间和投资；单元闸门横向组合，可大跨度建闸，不受跨度制约；侧向间靠橡皮互为止水密封，结构简单可靠，造价低；闸门平时可巧妙地隐身悬挂于桥下，远处无法窥视到闸坝，达到了工程、设备与环境的和谐统一，景观效果好。 

所述A、B型门最好采用整体式平面钢闸门，所述侧止水橡皮横截面为“Ω”型，所述底止水橡皮横截面为”双P哑铃”型；在所述A型门的与B型门侧止水橡皮压靠处还可以设置侧止水座板；B型门侧边及A、B型门底部还设有限位装置。 

作为本发明的进一步改进，所述液压泵站为两套，所述液压泵站和控制室下沉式设置在双幅桥之间的岸边；所述液压启闭机还包括采用内置式磁致伸缩位移传感器和电感式接近开关的行程测量装置、采用调速阀结合电磁换向阀旁路泄油纠偏方式的同步控制装置。 

由于每个油缸的加工精度、摩阻力、荷载不均匀和泄漏量的差异性，造成每个油缸运行时产生同步偏差。选用磁致伸缩位移传感器的最大特点是分体式结构，即电子仓利用一根内部电缆与测杆连接，不但可以为油缸上吊头布置节省空间，而且方便现场调试和维护检修。做到既可保证双缸同步精度，又克服了内置式传感器不便调试和检修的缺点。本同步控制方案不但满足本工程功能需要，同时由于采用模块化设计，各单元模块设备分别运行，影响较小，同一模块双缸同步的精度满足要求，且设备简单可靠、综合成本较低。同时减少各闸间距离较远、设备管理不便的麻烦。采用电感式接近开关，安装在油缸上吊头，它是通过在金属物体内产生涡流效应，从而导致LC振荡电路减弱。这一变化被传感器的放大电路感应的原理进行测量，当传感器的高频交流电磁场以无 磨损和非接触的方式检测到支铰座上的感应杆即发出信号，控制系统停机。两套液压泵站分区驱动，使其技术性、经济性和环境条件综合性最优。 

本发明，在所述液压启闭机的下方还设有检修平台，用于闸门和启闭机的检修维护；所述液压锁定装置设置在所述主梁的中心线下端，包括锁定油缸、水下行程测量装置、锁定销轴及设置在底坎上的水下锁定台，在关闭状态下，所述锁定轴前后移动与所述水下锁定台构成穿、脱结合方式，用于锁定或放开所述闸门，在开启状态下，所述液压锁定装置与所述检修平台锁定连接；在所述底坎处设置有一套高压冲淤系统。 

液压锁定装置是保证该闸门能否满足底部双向支承要求，实现闸门双向挡水和锁定的必备条件。采用手动锁定不具备操作条件，常规式自动锁定可靠性又不高，且当发生水下问题时，不易解决。由于目前国内尚无先例可供借鉴，设计人员按照创新设计的思维原理和方法，经过不断努力研发出该液压锁定装置，很好地解决这个问题上述问题，实现了双向挡水和锁定的功能。在闸门处于检修位置时，该装置同样可使闸门锁定在检修台上。具备反向挡水支承、关门锁定、检修锁定三项功能。在底坎处设置高压冲淤系统，解决了水下锁定和闸门底止水部位杂物淤堵问题。 

本发明液压上翻转式闸门，改变了以往水利工程中大跨度闸门制造工艺复杂、安装困难、投资大这一传统观念，开阔了国内专业设计人员的视野，提供了新的设计思路和经验。 

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。 

图1是本发明液压上翻转式闸门的横截面结构示意图。 

图2是本发明液压上翻转式闸门的俯视结构示意图。 

图3是本发明部分单元闸门之间连接关系的结构示意图。 

图4是图3的俯视结构示意图。 

图5是图4的局部放大结构示意图。 

图6是本发明底止水橡皮的结构示意图。 

具体实施方式

图1至图5示出了本发明优选的技术方案。从图中可以看到，该大跨度液压上翻转式闸门隐设在双幅桥8之间的隔离带，主要由闸门，液压启闭机6，液压泵站和控制室构成，所述闸门由3个或3个以上单元闸门横向排列组成，所述单元闸门奇数号为A型门14，偶数号为B型门15，各个所述A、B型门14、15为整体式平面钢闸门，所述B型门15侧向及A、B型门14、15底部设置有限位装置，该底部限位置可以对单元闸门的止水压缩量进行限制，并在操作底坎锁定时，提供限位，该侧向限位装置布置在B型门15的边梁上，其主要功能是限制A型门14和B型门15间的侧向相互位置，由于A型门14和B型门15在底部止水处为搭接式，该侧向限位装置的限位作用，可以保证闸门间的底止水保持搭接的状态，以免脱开形成漏水通道；各个所述A、B型门14、15上设有2根纵向主梁，各个所述主梁的上端和与该主梁数量相应的所述液压启闭机6的油缸上吊头，通过挂铰5、7分别悬挂在增设于双幅桥8之间隔离带上下游的两条箱式钢结构梁4的相对的侧面上，所述箱式钢结构梁4由钢梁支墩3支承，各个所述A、B型门14、15的主梁的中间部位通过支铰11分别与各个所述液压启闭机6的油缸下吊头相连；在各个所述A、B型门14、15的主梁的中心线下端，设有2个液压锁定装置12，该液压锁定装置12包括锁定油缸、水下行程测量装置、锁定销轴及设置在底坎2上的水下锁定台13，所述锁定油缸的液压泵站安装在箱式钢结构梁4上； 

在关闭状态下，所述锁定轴在锁定油缸的驱动下前后移动，与所述水下锁定台13构成穿、脱结合方式，用于锁定或放开所述闸门，在开启状态下，所述液压锁定装置12与设置在液压启闭机6下方的检修平台9上的检修平台锁定台10锁定连接；设于各个所述B型门15两侧的横截面为“Ω”型的侧止水橡皮16压在与其相邻的A型门14的侧止水座板上，构成侧向互为止水密封结构；设于各个所述A、B型门14、15底部后侧的横截面为”双P哑铃”型底止水橡皮17压在底坎2侧面上，构成底部密封结构；所述闸门最左边的A型门14的左后侧和最右边的A型门14的右后侧均设有止水橡皮，其与边墙配合构成所述闸门两边 的止水密封结构；上述液压泵站为两套，一套液压泵站控制各个所述A型门14的启闭，另一套液压泵站控制各个所述B型门15的启闭；所述液压泵站和控制室下沉式设置在双幅桥8之间的岸边；所述液压启闭机6还包括采用内置式磁致伸缩位移传感器和电感式接近开关的行程测量装置、采用调速阀结合电磁换向阀旁路泄油纠偏方式的同步控制装置；在所述底坎2处还设置有一套高压冲淤系统1，该高压冲淤系统1主要由冲淤泵、控制阀、高压水管和喷嘴组成，其在底坎2部位沿闸门底止水方向布置有一条高压水母管，在需要冲淤的部位设置一冲淤管喷嘴，冲淤系统启动后，控制阀门开启，高压水撞击止水面和锁定部位的淤积杂物，同时开启闸门靠水体携带走杂物。 

闸门启闭时需按顺序操作。 

启门操作程序如下： 

1)同时开启B型门15：首先启动液压启闭机6推动闸门压紧底坎2后，启动液压锁定装置12提起锁定轴；锁定轴脱离底坎2后，液压启闭机6操作闸门开启。 

2)同时开启A型门14：操作同1)。 

3)闸门开启到水平锁定位置，液压锁定装置12使闸门锁定在检修平台锁定台10后，液压启闭机6卸载。 

闭门操作程序与启门程序相反。 

现地控制应可开启任意一扇或几扇单元闸门，以备检修之用，但必须遵循上述闸门启闭顺序，即开A型门14时，两侧的B型门15必须先开启，关闭B型门15时，两侧的A型门14必须先关闭。 

Claims (4)

1.一种液压上翻转式闸门，包括闸门，液压启闭机(6)，液压泵站和控制室，其特征在于：所述闸门由3个以上单元闸门横向排列组成，所述单元闸门奇数号为A型门(14)，偶数号为B型门(15)，各个所述A、B型门(14、15)上至少设有2根纵向主梁，各个所述主梁的上端和与该主梁数量相应的所述液压启闭机(6)的油缸上吊头，通过挂铰(5、7)分别悬挂在增设于双幅桥(8)之间隔离带上下游的两条箱式钢结构梁(4)的相对的侧面上，各个所述A、B型门(14、15)的主梁的中间部位通过支铰(11)分别与各个所述液压启闭机(6)的油缸下吊头相连；在各个所述A、B型门(14、15)的下端，至少设有2个液压锁定装置(12)；设于各个所述B型门(15)两侧的侧止水橡皮(16)压在与其相邻的A型门(14)的门页上，构成侧向互为止水密封结构；设于各个所述A、B型门(14、15)底部后侧的底止水橡皮(17)压在底坎(2)侧面上，构成底部密封结构；所述闸门最左边的A型门(14)的左后侧和最右边的A型门(14)的右后侧均设有止水橡皮，其与边墙配合构成所述闸门两边的止水密封结构。

2.根据权利要求1所述的液压上翻转式闸门，其特征在于：所述A、B型门(14、15)为整体式平面钢闸门，所述B型门(15)侧向及A、B型门(14、15)底部还设有限位装置；所述侧止水橡皮(16)横截面为“Ω”型，所述底止水橡皮(17)横截面为“双P哑铃”型；在所述A型门(14)的与B型门(15)侧止水橡皮(16)压靠处还设有侧止水座板。

3.根据权利要求1或2所述的液压上翻转式闸门，其特征在于：所述液压泵站为两套；所述液压泵站和控制室下沉式设置在双幅桥(8)之间的岸边；所述液压启闭机(6)还包括采用内置式磁致伸缩位移传感器和电感式接近开关的行程测量装置、采用调速阀结合电磁换向阀旁路泄油纠偏方式的同步控制装置。

4.根据权利要求1或2所述的液压上翻转式闸门，其特征在于：在所述液压启闭机(6)的下方设有检修平台(9)；所述液压锁定装置(12)设置在所述单元闸门主梁的中心线下端，其包括锁定油缸、水下行程测量装置、锁定销轴及设置在底坎(2)上的水下锁定台(13)，在关闭状态下，所述锁定轴在所述锁定油缸的驱动下前后移动，与所述水下锁定台(13)构成穿、脱结合方式，用于锁定或放开所述闸门，在开启状态下，所述液压锁定装置(12)与所述检修平台(9)锁定连接；在所述底坎(2)处还设置有一套高压冲淤系统(1)。 

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