CN102635096A - 被动式自动调节水柱压力闸门底缘装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水利机械领域，尤其涉及一种闸门底缘装置。一种被动式自动调节水柱压力闸门底缘装置，内箱套装在外箱中，所述起吊轴安装在内箱顶部，所述中间止水设置在外箱与内箱之间将外箱内腔体与外界隔离；所述外箱上装有定位装置，定位装置与内箱相配合；所述门叶顶部与外箱固定相连，门叶底部与底缘框架固定相连，所述底缘转动机构的固定侧通过铰接轴铰接在底缘框架上，所述连杆顶部与内箱铰接，连杆的底部与底缘转动机构的转动侧铰接。本发明通过启闭机吊头与闸门的相对运动控制底缘转动机构上下移动，前后回转，调整闸门运行所需合力，最大限度增加闸门所需闭门力，减少闸门所需持住力、启门力，最终达到减少启闭机容量的目的。
Description
技术领域
本发明涉及水利机械领域，尤其涉及一种闸门底缘装置。
背景技术
闸门是用来关闭、开启或者局部开启水工建筑中过水孔口的活动机构。其主要作用是控制水位、调节流量。闸门是水工建筑物得重要组成部分，它的安全与适用，在很大程度上影响着整个水工建筑物的运行效果，而闸门所需要的启闭力则为闸门性能的重要组成部分。
目前潜孔的平面闸门，在条件允许的情况下都喜欢采用上游面板下游封水的止水形式，这种形式的优势在于使用闸门顶承受的水柱压力代替其他形式的加重，从而减少闸门总造价，这种闸门的底缘都是固定的，闸门在进入孔口的任何位置都开始承受水柱压力，当闸门落底时承受的水柱压力最大，这类闸门所需要的启闭力较大，需要较大容量的配套启闭设备，成本较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种被动式自动调节水柱压力闸门底缘装置，该装置通过启闭机吊头与闸门的相对运动控制底缘转动机构上下移动，前后回转，调整闸门运行所需合力，最大限度增加闸门所需闭门力，减少闸门所需持住力、启门力，最终达到减少启闭机容量的目的。
本发明是这样实现的：一种被动式自动调节水柱压力闸门底缘装置，包括起吊轴、外箱、内箱、中间止水、连杆、门叶、底缘框架和底缘转动机构；所述内箱套装在外箱中，所述外箱内壁上设有与内箱相配合的滑槽，所述起吊轴安装在内箱顶部，所述中间止水设置在外箱与内箱之间将外箱内腔体与外界隔离；所述外箱上装有定位装置，定位装置与内箱相配合；所述门叶顶部与外箱固定相连，门叶底部与底缘框架固定相连，所述底缘转动机构的固定侧通过铰接轴铰接在底缘框架上，所述连杆顶部与内箱铰接，连杆的底部与底缘转动机构的转动侧铰接。
该底缘装置还包括底缘托架和弹性机构，所述底缘框架内设有滑道，所述底缘托架为L形托架，底缘托架的侧边设置在底缘框架和底缘转动机构间，底缘转动机构固定侧的铰接轴穿过底缘托架的侧边铰接在滑道内，底缘托架的底边从底缘框架底部伸出，所述弹性机构设置在底缘托架的底边上表面与门叶之间。
所述的底缘转动机构由上部框架、下部框架和弹性机构构成，所述上部框架与下部框架之间通过弹性机构相连，上部框架和下部框架构成移动副，上部框架通过铰接轴铰接在底缘框架上，下部框架与连杆铰接。
所述的弹性机构为压缩弹簧机构。
所述的连杆共有若干个，贯穿门叶。
所述的连杆外套装有保护管。
所述的保护管截面为椭圆形。
所述的连杆共有一对，对称设置在门叶外侧。
所述的连杆外套装有保护管。
所述的保护管截面为椭圆形。
本发明被动式自动调节水柱压力闸门底缘装置可任意设置在希望水柱压力加重的潜孔平面闸门上，包括新建闸门和已建闸门的改造，本装置通过启闭机吊头与闸门的相对运动控制底缘转动机构上下移动，前后回转，利用可转动底缘前后回转调整底缘末端与水流接触的过水位置，调整闸门运行所需合力，最大限度增加闸门所需闭门力，减少闸门所需持住力、启门力，最终达到减少启闭机容量的目的。
附图说明
图1为本发明被动式自动调节水柱压力闸门底缘装置实施例1的结构主视示意图；
图2为图1的A-A剖视图；
图3为图2的X部局部放大图；
图4为图1的B-B剖视图；
图5为本发明被动式自动调节水柱压力闸门底缘装置实施例2的结构主视示意图；
图6为本发明被动式自动调节水柱压力闸门底缘装置实施例3的结构主视示意图；
图7为图6的C-C剖视图；
图8为图7的Y部局部放大图。
图中：1起吊轴、2外箱、3内箱、4中间止水、5连杆、6门叶、7底缘框架、8底缘转动机构、81上部框架、82下部框架、9滑道、10底缘托架、11弹性机构、12定位装置、13上连接轴、14下连接轴、15保护管。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明表述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
如图1、2、3所示，一种被动式自动调节水柱压力闸门底缘装置，包括起吊轴1、外箱2、内箱3、中间止水4、连杆5、门叶6、底缘框架7和底缘转动机构8；所述内箱3套装在外箱2中，所述外箱2内壁上设有与内箱3相配合的滑槽，所述起吊轴1安装在内箱3顶部，所述中间止水4设置在外箱2与内箱3之间将外箱2内腔体与外界隔离；所述外箱2上装有定位装置12，定位装置12与内箱3相配合；所述门叶6顶部与外箱2固定相连，门叶6底部与底缘框架7固定相连，所述底缘转动机构8的固定侧通过铰接轴铰接在底缘框架7上，所述连杆5顶部通过上连接轴13与内箱3铰接，连杆5的底部通过下连接轴14与底缘转动机构8的转动侧铰接，底缘转动机构8在连杆5的牵引下做向前、向后转动。
如图4所示，本发明可进一步描述为，所述的连杆5外套装有保护管15，保护管15一方面支承连杆5，另一方面控制管内水的流速，减缓底缘转动机构8向上、向下、向前、向后的运动，减少水流冲击带来的影响；在本实施例中，所述的保护管15截面为椭圆形，因为连杆5与椭圆形保护管15有相对水流方向移动，为保证椭圆形保护管15的支承作用和彼此相互之间的过流面积，保护管15选用椭圆形的钢管。
本实施例可进一步描述为，该底缘装置还包括底缘托架10和弹性机构11，所述底缘框架7内设有滑道，所述底缘托架10为L形托架，底缘托架10的侧边设置在底缘框架7和底缘转动机构8间，底缘转动机构8固定侧的铰接轴穿过底缘托架10的侧边铰接在滑道9内，底缘托架10的底边从底缘框架7底部伸出，所述弹性机构11设置在底缘托架10的底边上表面与门叶6之间，在本实施例中，所述的弹性机构11为压缩弹簧机构；
本实施例中的底缘装置安装在在新造闸门上，所述的连杆5共有若干个，贯穿门叶6。
闭闸运行时，当闸门进入孔口向下落门时，闸门整体受到向下的力和落门速度逐渐减小，当速度小于启闭机的落门速度时，内箱3受到向下的水柱压力不断加大，牵引的持住力逐渐减少，内箱3相对外箱2向下移动，借助连杆5推动底缘转动机构8向上游转动，调整底缘的过水位置，减少底缘所受向上的水柱压力，增加闸门整体向下的力，闸门继续下落，水柱压力不断增加，底缘转动机构8不断向上游转动，当闸门完全落底时，底缘转动机构8转动到上游侧的合适位置。
开闸运行时，内箱3受到启闭机吊头牵引向上运动，借助连杆5拉动底缘转动机构8向下游转动，此时底缘所受向上的水柱压力是最大值，减少了所需的启门力。
实施例2
如图5所示，一种被动式自动调节水柱压力闸门底缘装置，实施例2和实施例1的区别在于，本实施例应用在旧的闸门改造，所以门叶6无法改动，所述的连杆5共有一对，对称设置在门叶6外侧。
实施例3
如图6、7、8所示，一种被动式自动调节水柱压力闸门底缘装置，实施例3和实施例1的区别在于，本实施例中无底缘托架10，所述的底缘转动机构8由上部框架81、下部框架82和弹性机构11构成，所述上部框架81与下部框架82之间通过弹性机构11相连，上部框架81和下部框架82构成移动副，上部框架81通过铰接轴铰接在底缘框架7上，下部框架82与连杆5铰接。
Claims (10)
1.一种被动式自动调节水柱压力闸门底缘装置，其特征是：包括起吊轴(1)、外箱(2)、内箱(3)、中间止水(4)、连杆(5)、门叶(6)、底缘框架(7)和底缘转动机构(8)；所述内箱(3)套装在外箱(2)中，所述外箱(2)内壁上设有与内箱(3)相配合的滑槽，所述起吊轴(1)安装在内箱(3)顶部，所述中间止水(4)设置在外箱(2)与内箱(3)之间将外箱(2)内腔体与外界隔离；所述外箱(2)上装有定位装置(12)，定位装置(12)与内箱(3)相配合；所述门叶(6)顶部与外箱(2)固定相连，门叶(6)底部与底缘框架(7)固定相连，所述底缘转动机构(8)的固定侧通过铰接轴铰接在底缘框架(7)上，所述连杆(5)顶部与内箱(3)铰接，连杆(5)的底部与底缘转动机构(8)的转动侧铰接。
2.如权利要求1所述的被动式自动调节水柱压力闸门底缘装置，其特征是：该底缘装置还包括底缘托架(10)和弹性机构(11)，所述底缘框架(7)内设有滑道(9)，所述底缘托架(10)为L形托架，底缘托架(10)的侧边设置在底缘框架(7)和底缘转动机构(8)间，底缘转动机构(8)固定侧的铰接轴穿过底缘托架(10)的侧边铰接在滑道(9)内，底缘托架(10)的底边从底缘框架(7)底部伸出，所述弹性机构(11)设置在底缘托架(10)的底边上表面与门叶(6)之间。
3.如权利要求1所述的被动式自动调节水柱压力闸门底缘装置，其特征是：所述的底缘转动机构(8)由上部框架(81)、下部框架(82)和弹性机构(11)构成，所述上部框架(81)与下部框架(82)之间通过弹性机构(11)相连，上部框架(81)和下部框架(82)构成移动副，上部框架(81)通过铰接轴铰接在底缘框架(7)上，下部框架(82)与连杆(5)铰接。
4.如权利要求2或3所述的被动式自动调节水柱压力闸门底缘装置，其特征是：所述的弹性机构(11)为压缩弹簧机构。
5.如权利要求4所述的被动式自动调节水柱压力闸门底缘装置，其特征是：所述的连杆(5)共有若干个，距贯穿门叶(6)。
6.如权利要求5所述的被动式自动调节水柱压力闸门底缘装置，其特征是：所述的连杆(5)外套装有保护管(15)。
7.如权利要求6所述的被动式自动调节水柱压力闸门底缘装置，其特征是：所述的保护管(15)截面为椭圆形。
8.如权利要求4所述的被动式自动调节水柱压力闸门底缘装置，其特征是：所述的连杆(5)共有一对，对称设置在门叶(6)外侧。
9.如权利要求8所述的被动式自动调节水柱压力闸门底缘装置，其特征是：所述的连杆(5)外套装有保护管(15)。
10.如权利要求9所述的被动式自动调节水柱压力闸门底缘装置，其特征是：所述的保护管(15)截面为椭圆形。
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