CN102635097A - 主动式调节水柱压力闸门底缘装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水利机械领域，尤其涉及一种闸门底缘装置。一种主动式调节水柱压力闸门底缘装置，包括转动支座、转动动力机构、门叶、底缘框架和底缘机构，所述转动支座固定安装在门叶上，转动动力机构一端铰接在转动支座上，转动动力机构另一端与底缘机构铰接，所述底缘框架固定安装在门叶底部，所述底缘机构通过铰接轴设置在底缘框架上。本发明主动式调节水柱压力闸门底缘装置通过独立的辅助动力机构控制闸门上的底缘机构上下移动，前后回转或移动，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。

Description

主动式调节水柱压力闸门底缘装置

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主动式调节水柱压力闸门底缘装置，该装置通过独立的辅助动力机构控制底缘机构上下移动，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：一种主动式调节水柱压力闸门底缘装置，包括转动支座、转动动力机构、门叶、底缘框架和底缘机构，所述转动支座固定安装在门叶上，转动动力机构一端铰接在转动支座上，转动动力机构另一端与底缘机构铰接，所述底缘框架固定安装在门叶底部，所述底缘机构通过铰接轴设置在底缘框架上。

该底缘装置还包括底缘托架 和竖直动力机构，所述底缘框架上设置有滑道；所述底缘托架为L形，底缘托架的侧边设置在底缘框架与底缘机构之间，底缘机构通过铰接轴穿过底缘托架的侧边设置在滑道中；所述竖直动力机构的顶部通过第一耳座铰接在门叶上，竖直动力机构的底部通过第二耳座铰接在底缘托架的底边上。

所述的底缘机构为底缘转动机构，底缘转动机构的固定侧通过铰接轴穿过底缘托架的侧边设置在滑道中，底缘转动机构的转动侧铰接在转动动力机构上。

所述的底缘机构为底缘滑动机构，所述底缘滑动机构由滑动斜楔块和连接臂构成，滑动斜楔块和连接臂固定连为一体，所述连接臂铰接在转动动力机构上，所述底缘托架上设有滑动斜面，底缘托架侧边设有与滑道相配合的通道，所述滑动斜楔块的一边紧贴滑动斜面，滑动斜楔块与滑动斜面构成移动副，滑动斜楔块的铰接轴穿过底缘托架侧边的通道设置在滑道中。

所述底缘机构为底缘转动机构，所述底缘转动机构由上部框架和下部框架构成，所述上部框架与下部框架之间通过竖直动力机构相连，竖直动力机构设置在上部框架和下部框架内部，上部框架和下部框架构成移动副，上部框架通过铰接轴穿过转轴孔铰接在底缘框架上，下部框架与转动动力机构铰接。

所述底缘机构为底缘转动机构，所述底缘转动机构由上部框架和下部框架构成，所述上部框架与下部框架之间通过弹性机构相连，弹性机构设置在上部框架和下部框架内部，上部框架和下部框架构成移动副，上部框架通过铰接轴穿过转轴孔铰接在底缘框架上，下部框架与转动动力机构铰接。

所述的弹性机构为压缩弹簧机构。

所述转动动力机构为油缸，油缸的缸体铰接在转动支座上，油缸的伸缩杆铰接在底缘机构上。

所述转动支座和转动动力机构外套装有保护管，保护管与转动支座固定相连。

所述的保护管截面为椭圆形。 

本发明主动式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，本装置通过独立的辅助动力机构控制闸门上的底缘机构上下移动，前后回转或移动，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为本发明主动式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为本发明中实施例1的结构侧面剖视示意图；

图3为图2的A部局部放大图；

图4为本发明主动式调节水柱压力闸门底缘装置实施例2、3的结构主视示意图；

图5为本发明中实施例2、3的侧视示意图；

图6为本发明中实施例2的结构侧面剖视示意图；

图7为图6的B部局部放大图；

图8为本发明中实施例3的结构侧面剖视示意图；

图9为图8的C部局部放大图；

图10为本发明主动式调节水柱压力闸门底缘装置实施例4的结构主视示意图；

图11为本发明中实施例4的结构侧面剖视示意图；

图12为图11的D部局部放大图。

图中：1底缘滑动机构、2转动支座、3转动动力机构、4第一耳座、5第二耳座、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竖直动力机构、12转轴孔、13弹性机构、14保护管、15滑动斜面、16滑动斜楔块、17连接臂。

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，一种主动式调节水柱压力闸门底缘装置，包括转动支座2、转动动力机构3、第一耳座4、第二耳座5、门叶6、底缘框架7、底缘机构、滑道9、底缘托架10 和竖直动力机构11，本实施中的底缘机构为底缘转动机构8，所述转动支座2固定安装在门叶6上，转动动力机构3一端铰接在转动支座2上，转动动力机构3另一端铰接在底缘转动机构8的转动侧上，所述底缘框架7固定安装在门叶6底部，底缘框架7上设置有滑道9；所述底缘托架10为L形，底缘托架10的侧边设置在底缘框架7与底缘转动机构8之间，底缘转动机构8的固定侧通过铰接轴穿过底缘托架10的侧边设置在滑道9中；所述竖直动力机构11的顶部通过第一耳座4铰接在门叶6上，竖直动力机构11的底部通过第二耳座5铰接在底缘托架10的底边上；本实施例中的转动动力机构3为油缸，油缸的缸体铰接在转动支座2上，油缸的伸缩杆铰接在底缘转动机构8上，根据现场情况，所述的转动动力机构3也可以选用气泵或电磁动力。

在本实施例中，为了保护转动动力机构3和减缓底缘转动机构8向上、向下、向前、向后的运动，减少水流冲击带来的影响，所述转动支座2和转动动力机构3外套装有保护管14，保护管14与转动支座2固定相连，另一方面为了能控制保护管14内水的流速，所述的保护管14截面为椭圆形，以保证保护管14的支承作用和转动动力机构3与保护管14相互之间的过流面积。

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，门叶6向下运动，转动动力机构3带动底缘转动机构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，底缘转动机构8不断向上游转动直到底缘转动机构8转动到上游侧的合适位置，闸门继续下落，水柱压力不断增加，闸门完全落底。

开闸运行时，闸门受到启闭机吊头牵引向上运动，转动动力机构3带动底缘转动机构8向下游转动，直到底缘转动机构8转动到下游侧的合适位置，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4、5、6、7所示，一种主动式调节水柱压力闸门底缘装置，包括转动支座2、转动动力机构3、门叶6、底缘框架7、底缘机构和竖直动力机构11，本实施例中的底缘机构为底缘转动机构8，所述转动支座2固定安装在门叶6上，转动动力机构3一端铰接在转动支座2上，转动动力机构3另一端铰接在底缘转动机构8的转动侧上，所述底缘框架7固定安装在门叶6底部，底缘框架7上设置有转轴孔12，底缘转动机构8的固定侧通过铰接轴穿过转轴孔12铰接在底缘框架7上；本实施例中转动动力机构3为油缸，底缘转动机构8由上部框架81和下部框架82构成，所述上部框架81与下部框架82之间通过竖直动力机构11相连，竖直动力机构11设置在上部框架81和下部框架82内部，上部框架81和下部框架82构成移动副，上部框架81通过铰接轴穿过转轴孔12铰接在底缘框架7上，下部框架82与油缸的伸缩杆铰接，油缸的缸体铰接在转动支座2上。

在本实施例中，为了保护转动动力机构3和减缓底缘转动机构8向上、向下、向前、向后的运动，减少水流冲击带来的影响，所述转动支座2和转动动力机构3外套装有保护管14，保护管14与转动支座2固定相连，另一方面为了能控制保护管14内水的流速，所述的保护管14截面为椭圆形，以保证保护管14的支承作用和转动动力机构3与保护管14相互之间的过流面积。

 

实施例3

如图4、5、8、9所示，一种主动式调节水柱压力闸门底缘装置，包括转动支座2、转动动力机构3、门叶6、底缘框架7、底缘机构和弹性机构13，本实施例中的底缘机构为底缘转动机构8，所述转动支座2固定安装在门叶6上，转动动力机构3一端铰接在转动支座2上，转动动力机构3另一端铰接在底缘转动机构8的转动侧上，所述底缘框架7固定安装在门叶6底部，底缘框架7上设置有转轴孔12，底缘转动机构8的固定侧通过铰接轴穿过转轴孔12铰接在底缘框架7上；本实施例中转动动力机构3为油缸，底缘转动机构8由上部框架81和下部框架82构成，所述上部框架81与下部框架82之间通过弹性机构13相连，弹性机构13设置在上部框架81和下部框架82内部，上部框架81和下部框架82构成移动副，在本实施例中所述的弹性机构13为压缩弹簧机构，上部框架81通过铰接轴穿过转轴孔12铰接在底缘框架7上，下部框架82与油缸的伸缩杆铰接，油缸的缸体铰接在转动支座2上。

在本实施例中，为了保护转动动力机构3和减缓底缘转动机构8向上、向下、向前、向后的运动，减少水流冲击带来的影响，所述转动支座2和转动动力机构3外套装有保护管14，保护管14与转动支座2固定相连，另一方面为了能控制保护管14内水的流速，所述的保护管14截面为椭圆形，以保证保护管14的支承作用和转动动力机构3与保护管14相互之间的过流面积。

实施例4

    如图10、11、12所示，一种主动式调节水柱压力闸门底缘装置，包括转动支座2、转动动力机构3、第一耳座4、第二耳座5、门叶6、底缘框架7、底缘机构、滑道9、底缘托架10 和竖直动力机构11，本实施例中的底缘机构为底缘滑动机构1，底缘滑动机构1由滑动斜楔块16和连接臂17构成，滑动斜楔块16和连接臂17固定连为一体，所述转动支座2固定安装在门叶6上，转动动力机构3一端铰接在转动支座2上，转动动力机构3另一端铰接在连接臂17上，所述底缘框架7固定安装在门叶6底部，底缘框架7上设置有滑道9，所述底缘托架10上设有滑动斜面15和与滑道9相配合的通道，所述滑动斜楔块16的一边紧贴滑动斜面15，滑动斜楔块16与滑动斜面15构成移动副，底缘托架10为L形，底缘托架10的侧边设置在底缘框架7与底缘滑动机构1之间，滑动斜楔块16的铰接轴穿过底缘托架10侧边的通道设置在滑道9中；所述竖直动力机构11的顶部通过第一耳座4铰接在门叶6上，竖直动力机构11的底部通过第二耳座5铰接在底缘托架10的底边上；本实施例中的转动动力机构3为油缸，油缸的缸体铰接在转动支座2上，油缸的伸缩杆铰接在连接臂17上。

在本实施例中，为了保护转动动力机构3和减缓底缘滑动机构1向上、向下、向前、向后的运动，减少水流冲击带来的影响，所述转动支座2和转动动力机构3外套装有保护管14，保护管14与转动支座2固定相连，另一方面为了能控制保护管14内水的流速，所述的保护管14截面为椭圆形，以保证保护管14的支承作用和转动动力机构3与保护管14相互之间的过流面积。

Claims (10)

1.一种主动式调节水柱压力闸门底缘装置，其特征是：包括转动支座(2)、转动动力机构(3)、门叶(6)、底缘框架(7)和底缘机构，所述转动支座(2)固定安装在门叶(6)上，转动动力机构(3)一端铰接在转动支座(2)上，转动动力机构(3)另一端与底缘机构铰接，所述底缘框架(7)固定安装在门叶(6)底部，所述底缘机构通过铰接轴设置在底缘框架(7)上。

2.如权利要求1所述的主动式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) 和竖直动力机构(11)，所述底缘框架(7)上设置有滑道(9)；所述底缘托架(10)为L形，底缘托架(10)的侧边设置在底缘框架(7)与底缘机构之间，底缘机构通过铰接轴穿过底缘托架(10)的侧边设置在滑道(9)中；所述竖直动力机构(11)的顶部通过第一耳座(4)铰接在门叶(6)上，竖直动力机构(11)的底部通过第二耳座(5)铰接在底缘托架(10)的底边上。

3.如权利要求2所述的主动式调节水柱压力闸门底缘装置，其特征是：所述的底缘机构为底缘转动机构(8)，底缘转动机构(8)的固定侧通过铰接轴穿过底缘托架(10)的侧边设置在滑道(9)中，底缘转动机构(8)的转动侧铰接在转动动力机构(3)上。

4.如权利要求2所述的主动式调节水柱压力闸门底缘装置，其特征是：所述的底缘机构为底缘滑动机构(1)，所述底缘滑动机构(1)由滑动斜楔块(16)和连接臂(17)构成，滑动斜楔块(16)和连接臂(17)固定连为一体，所述连接臂(17)铰接在转动动力机构(3)上，所述底缘托架(10)上设有滑动斜面(15)，底缘托架(10)侧边设有与滑道(9)相配合的通道，所述滑动斜楔块(16)的一边紧贴滑动斜面(15)，滑动斜楔块(16)与滑动斜面(15)构成移动副，滑动斜楔块(16)的铰接轴穿过底缘托架(10)侧边的通道设置在滑道(9)中。

5.如权利要求1所述的主动式调节水柱压力闸门底缘装置，其特征是：所述底缘机构为底缘转动机构(8)，所述底缘转动机构(8)由上部框架(81)和下部框架(82)构成，所述上部框架(81)与下部框架(82)之间通过竖直动力机构(11)相连，竖直动力机构(11)设置在上部框架(81)和下部框架(82)内部，上部框架(81)和下部框架(82)构成移动副，上部框架(81)通过铰接轴穿过转轴孔(12)铰接在底缘框架(7)上，下部框架(82)与转动动力机构(3)铰接。

6.如权利要求1所述的主动式调节水柱压力闸门底缘装置，其特征是：所述底缘机构为底缘转动机构(8)，所述底缘转动机构(8)由上部框架(81)和下部框架(82)构成，所述上部框架(81)与下部框架(82)之间通过弹性机构(13)相连，弹性机构(13)设置在上部框架(81)和下部框架(82)内部，上部框架(81)和下部框架(82)构成移动副，上部框架(81)通过铰接轴穿过转轴孔(12)铰接在底缘框架(7)上，下部框架(82)与转动动力机构(3)铰接。

7.如权利要求6所述的主动式调节水柱压力闸门底缘装置，其特征是：所述的弹性机构(13)为压缩弹簧机构。

8.如权利要求1~7中任意一权利要求所述的主动式调节水柱压力闸门底缘装置，其特征是：所述转动动力机构(3)为油缸，油缸的缸体铰接在转动支座(2)上，油缸的伸缩杆铰接在底缘机构上。

9.如权利要求1~7中任意一权利要求所述的主动式调节水柱压力闸门底缘装置，其特征是：所述转动支座(2)和转动动力机构(3)外套装有保护管(14)，保护管(14)与转动支座(2)固定相连。

10.如权利要求9所述的主动式调节水柱压力闸门底缘装置，其特征是：所述的保护管(14)截面为椭圆形。

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