CN103243690A - 一种高水头船闸一体式平面阀门 - Google Patents

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CN103243690A CN2013101623128A CN201310162312A CN103243690A CN 103243690 A CN103243690 A CN 103243690A CN 2013101623128 A CN2013101623128 A CN 2013101623128A CN 201310162312 A CN201310162312 A CN 201310162312A CN 103243690 A CN103243690 A CN 103243690A
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Inventor
胡亚安
宣国祥
严秀俊
覃业传
李伟忠
招滨
王新
张学东
陈勇
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Nanjing Hydraulic Research Institute of National Energy Administration Ministry of Transport Ministry of Water Resources
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Abstract

本发明是一种高水头船闸一体式平面阀门，平面阀门的迎水面、背水面、底缘采用钢板封闭，阀门开启过程中，阀门背水面与门楣形成固定的间隙；平面阀门采用变截面，即阀门迎水面的结构为中间厚两侧薄，且两侧向内倾斜并与竖直面成锐角；平面阀门底缘采用锐缘，且倾向上游并与水平面成锐角。本发明的门体结构利于门楣自然通气的顺畅和通气量的稳定，避免门槽空化，阀门形变减小，远离水流激振频域，启门力及其脉动显著下降，底缘不容易发生分离性空化。

Description

一种高水头船闸一体式平面阀门
技术领域
本发明涉及一种输水阀门门体结构，具体的说是一种高水头船闸一体式平面阀门。
背景技术
船闸输水阀门是设在船闸输水廊道中输水孔口上用来控制灌、泄水的阀门，作为船闸输水系统的咽喉，输水阀门工作条件的好坏直接影响输水系统的安全、船舶的过闸时间及整个船闸能否稳定工作。目前，国内外输水阀门采用弧形阀门和平面阀门两种门型。现有技术中，平面输水阀门门体结构为等截面平面门，阀门背水面为梁格布置，阀门底缘采用锐缘且倾向下游，通过大量的模型试验研究表明，其主要缺点如下：
⑴阀门背水面为梁格布置，阀门开启过程中背水面与门楣不能形成固定的间隙，门楣自然通气不顺畅，甚至门楣不能自然通气；
⑵阀门背水面为梁格布置，阀门自身刚度不够，阀门形变较大；
⑶阀门背水面为梁格布置，阀门自振频率较低，容易与水流激振频域重合，原型中可能形成共振；
⑷阀门背水面为梁格布置，门后背水面门体梁格受紊动水流影响明显，阀门启门力及其脉动较大；
⑸阀门底缘采用锐缘且倾向下游，流经底缘的水流不顺畅，水流容易发生分离性空化。
由此可见，现有的平面输水阀门门体结构是有待改进的。
发明内容
本发明的目的在于：为解决以上背景技术中提出的5个技术问题，提出一种高水头船闸一体式平面阀门，利于门楣自然通气的顺畅和通气量的稳定，避免门槽空化，减小阀门形变，提高阀门自振频率，远离水流激振频域，启门力及其脉动显著下降，底缘不容易发生分离性空化。
本发明解决以上技术问题的技术方案是：
一种高水头船闸一体式平面阀门，平面阀门的背水面采用钢板封闭，阀门开启过程中，阀门背水面与门楣形成固定的间隙；平面阀门的迎水面采用钢板封闭，迎水面采用变截面，即迎水面的钢板结构为中间厚两侧薄，且两侧向内倾斜并与竖直面成β夹角；平面阀门底缘采用钢板封闭且为锐缘，锐缘倾向上游并与水平面成α夹角。
本发明进一步限定的技术方案是：
前述的高水头船闸一体式平面阀门，其中所述阀门背水面采用钢板全封闭。
前述的高水头船闸一体式平面阀门，其中所述β夹角为锐角。
前述的高水头船闸一体式平面阀门，其中所述α夹角为锐角。
本发明的有益效果是：
⑴阀门背水面封闭后，阀门开启过程中，阀门背水面与门楣能够形成固定的间隙，利于门楣自然通气的顺畅和通气量的稳定。⑵阀门迎水面采用钢板封闭及阀门迎水面采用变截面（变截面夹角β在0-90°范围内）起到的作用是：a）阀门主支撑沿水流方向宽度较小，使阀门门槽采用小门槽成为可能，避免门槽空化；b）阀门自身刚度提高，阀门形变减小；c）提高了阀门自振频率，远离水流激振频域。⑶背水面采用钢板全封闭，门后紊动水流对门体的作用减小，启门力及其脉动显著下降。⑷阀门底缘采用锐缘，且倾向上游，并与水平面成α夹角（α为锐角），流经底缘的水流顺畅，底缘不容易发生分离性空化。
附图说明
图1是本发明平面输水阀门的主视图。
图2是本发明平面输水阀门的俯视图。
图3是本发明平面输水阀门的侧视图。
图4是原门型与本发明门型自振频率对比图。
图5是原门型与本发明门型净动水启门力对比图。
具体实施方式
    实施例1
本实施例是一种高水头船闸一体式平面阀门，结构如图1-3所示，平面阀门的背水面1采用钢板封闭，阀门开启过程中，阀门背水面与门楣形成固定的间隙；平面阀门的迎水面2采用钢板封闭，迎水面2采用变截面，即迎水面2的钢板结构为中间厚两侧薄，且两侧向内倾斜并与竖直面成β夹角，β夹角为锐角；平面阀门底缘采用钢板封闭且为锐缘，锐缘倾向上游并与水平面成α夹角，α夹角为锐角。
这样，阀门背水面封闭后，阀门开启过程中，阀门背水面与门楣能够形成固定的间隙，利于门楣自然通气的顺畅和通气量的稳定。阀门采用钢板封闭及沿阀门宽度方向阀门采用变截面（变截面夹角β在0-90°范围内），阀门主支撑沿水流方向宽度较小，使阀门门槽采用小门槽成为可能，避免门槽空化；阀门自身刚度提高，阀门形变减小；提高了阀门自振频率，原门型与本发明门型自振频率对比如图4所示，由图可知可远离水流激振频域。背水面采用钢板全封闭，原门型与本发明门型净动水启门力对比如图5，可图可知，门后紊动水流对门体的作用减小，启门力及其脉动显著下降。阀门底缘采用锐缘，且倾向上游，并与水平面成α夹角（α为锐角），流经底缘的水流顺畅，底缘不容易发生分离性空化。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种高水头船闸一体式平面阀门，其特征在于：所述平面阀门的背水面采用钢板封闭，阀门开启过程中，阀门背水面与门楣形成固定的间隙；所述平面阀门的迎水面采用钢板封闭，迎水面采用变截面，即迎水面的钢板结构为中间厚两侧薄，且两侧向内倾斜并与竖直面成β夹角；所述平面阀门底缘采用钢板封闭且为锐缘，锐缘倾向上游并与水平面成α夹角。
2.如权利要求1所述的高水头船闸一体式平面阀门，其特征在于：所述平面阀门背水面采用钢板全封闭。
3.如权利要求1所述的高水头船闸一体式平面阀门，其特征在于：所述β夹角为锐角。
4.如权利要求1所述的高水头船闸一体式平面阀门，其特征在于：所述α夹角为锐角。
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方锦秀、龙少江: "桥巩船闸工作阀门抑制空化措施与原型试验", 《人民长江》 *

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