CN103998691B - 浮体式铰链闸门 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种浮体式铰链闸门，其加快在流入初期和倒伏开始时的门体动作，并且，缓和在立起结束时和倒伏结束时的冲击力。浮体式铰链闸门(11)构成为：门体(12)的前端侧(12b)能够在流入开口部或出入口的水的方向上，以基端侧(12a)为支点立起摆动。在门体(12)上安装钢缆(14)的一端，在钢缆(14)的另一端上安装辅助力产生装置(20)。辅助力产生装置(20)的结构为：在形成于配重(21)内部的空间(21a)内配置压缩螺旋弹簧(22)，通过使与钢缆(14)的另一端连接的压板(23)与压缩螺旋弹簧(22)的下面顶触，能够对压缩螺旋弹簧(22)作用压缩力，其中，钢缆(14)通过形成在配重(21)顶部的孔(21b)，并贯通压缩螺旋弹簧(22)的中心部。由此，能够防止流入初期的溢流，另一方面，使倒伏开始时的水位的追随性提高。此外，能够缓和立起结束时和倒伏结束时的冲击力。

Description

浮体式铰链闸门
技术领域
本发明涉及一种浮体式铰链闸门，该浮体式铰链闸门例如设置在防波堤的开口部，在涨水时，为了使上涨的水不会流入生活空间或地下空间，使门体上浮来截断所述开口部。
背景技术
已有如下的浮体式铰链闸门，在涨水时，为了使上涨的水不会流入生活空间或地下空间，利用流入的水的浮力使门体上浮，截断例如防波堤的开口部(例如专利文献1)。
但是，专利文献1所公开的浮体式铰链闸门存在如下问题，在流入初期的水的速度快的情况下，门体1的上浮动作迟缓，流入生活空间或地下空间等后面区域的水溢流(参照图10(a))。
此外，当水位下降时会表现出如下危险的举动，门体1维持立起状态直至门体1的1/3左右高度的水位，之后急剧地倒伏(参照图10(b))。
在所述问题中，为了防止流入初期的溢流，已提出了如下的浮体式铰链闸门，该浮体式铰链闸门将一端安装有配重的绳索的另一端通过滑轮与门体连接(例如专利文献2)。
所述专利文献2所提出的浮体式铰链闸门利用配重的重量来弥补浮体式铰链闸门浮力的不足，解决流入初期的门体上浮动作的迟缓。
但是，专利文献2所提出的浮体式铰链闸门，由于总是使配重的重量作用于辅助门体上浮动作的方向，因此在水位下降时难以倒伏。
此外，在所述问题中，为了避免突然的倒伏动作，在专利文献3中提出了一种使用阻尼电路来衰减倒伏时的倒伏速度的设备。但是，在专利文献3所提出的设备的情况下，由于阻尼电路在立起时使立起速度衰减，因此存在流入初期发生溢流的危险。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开2001-214425号公报
专利文献2：日本专利公开2003-253912号公报
专利文献3：日本专利第4388494号公报
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的问题是，在为了解决现有的浮体式铰链闸门的问题，而设置了总是辅助门体上浮动作的装置的情况下，在水位下降时难以倒伏。此外，在设置了衰减倒伏时的倒伏速度的阻尼电路的情况下，存在流入初期发生溢流的危险。
(二)技术方案
本发明的目的在于，加快在流入初期(立起开始时)和倒伏开始时的门体动作，并且，缓和在立起结束时和倒伏结束时的冲击力。进一步期望的目的在于，在任意水位都能够设定使门体上浮。
本发明的浮体式铰链闸门最主要的特征在于，
其设置于开口部或出入口，当水流入时，为了截断所述开口部或所述出入口，门体的前端侧能够在所述流入的水的方向上，在高度方向的平面内以基端侧为支点立起摆动；
在所述门体上安装绳索的一端，在所述绳索的另一端上安装辅助力产生装置；
辅助力产生装置具备配重、伸缩部件和压板；
所述配重在内部形成有空间；
所述伸缩部件配置在所述配重的所述空间内，其在压缩力作用的情况下，排斥该压缩力而要恢复原样；
所述压板用来使压缩力作用于所述伸缩部件上，其与伸缩部件的下面顶触，并与所述绳索的另一端连接，所述绳索通过形成在所述配重顶部的孔，并贯通配置在所述空间内的所述伸缩部件的中心部。
上述的本发明通过将辅助力产生装置做成如下结构：使压板与配置在配重的内部空间的伸缩部件的下面顶触，并与通过形成在配重顶部的孔，并贯通伸缩部件的中心部的绳索的另一端连接，发挥以下作用。
在门体的立起初期，由于绳索因伸缩部件的回弹力而拉伸，因此门体的立起速度加快，另一方面，在立起结束前，由于因伸缩装置的回弹力而产生辅助力，因此门体在立起末期的立起速度减慢。
在门体倒伏开始时，由于因伸缩部件的回弹力而产生辅助力，因此绳索被拉伸，门体的倒伏速度加快，另一方面，在倒伏结束前，因伸缩装置的回弹力而产生辅助力，因此门体在倒伏末期的倒伏速度减慢。
在上述的本发明中，在进一步设置调节辅助力产生装置的最高点的高度位置的高度位置调节机构的情况下，能够调整伸缩装置在初期的辅助力。
(三)有益效果
在本发明中，在门体的立起初期，绳索因伸缩部件的回弹力而拉伸，使门体的立起速度加快，能够防止流入初期的溢流。另一方面，在立起结束前，因伸缩装置的回弹力而产生辅助力，使立起末期的立起速度减慢，因此能够缓和立起结束时的冲击力。
此外，在门体的倒伏开始时，因伸缩部件的回弹力而产生辅助力，绳索被拉伸，使门体的倒伏速度加快，由此使水位的追随性提高。另一方面，在倒伏结束前，由伸缩装置的回弹力而产生辅助力，使倒伏末期的倒伏速度减慢，因此能够缓和倒伏结束时的冲击力。
在本发明中，在进一步设置调节辅助力产生装置的最高点的高度位置的高度位置调节机构的情况下，能够调整伸缩装置在初期的辅助力，在任意水位都能够设定使门体上浮。
附图说明
图1是本发明的浮体式铰链闸门的简略结构图，(a)是从侧面观察的图，(b)是从正面观察的图，(c)是从平面观察的图。
图2是作为本发明的浮体式铰链闸门的辅助力产生装置的结构要素的伸缩部件，采用压缩螺旋弹簧的情况的说明图，(a)放大表示结构的图，(b)是表示在运动中作用于压缩螺旋弹簧的力的图。
图3是表示本发明的浮体式铰链闸门的辅助力产生装置的最高点的高度位置调节机构的图，(a)是正面图，(b)是平面图。
图4是对本发明的浮体式铰链闸门在立起时的动作原理进行说明的图，(a)是表示流入初期的图，(b)是表示立起初期的图，(c)是表示立起中期的图，(d)是表示立起后期的图，(e)是表示立起结束期的图。
图5是对本发明的浮体式铰链闸门在倒伏时的动作原理进行说明的图，(a)是表示倒伏开始时的图，(b)是表示倒伏初期的图，(c)是表示倒伏中期的图，(d)是表示倒伏后期的图，(e)是表示倒伏结束期的图。
图6是对浮体式铰链闸门的立起角度与辅助力之间的关系进行说明的图，(a)是仅使用配重的情况的图，(b)是使用配重和压缩螺旋弹簧的情况的图。
图7是作为本发明的浮体式铰链闸门的辅助力产生装置的结构要素的伸缩部件，采用气缸的情况的说明图。
图8中(a)是在杆上安装轮子的本发明的浮体式铰链闸门的该部分的说明图，(b)是在(a)图的结构上进一步设置导轨的情况的说明图。
图9中(a)是在门体的两侧改装杆的本发明的浮体式铰链闸门的该部分的说明图，(b)是在(a)图的结构上进一步设置轮子的情况的说明图。
图10是对现有的浮体式铰链闸门的问题进行说明的图，(a)是表示流入初期的图，(b)是表示水位下降时的图。
具体实施方式
本发明的目的在于：加快流入初期和倒伏开始时的门体动作，并且，缓和立起结束时和倒伏结束时的冲击力，该目的通过设置辅助力产生装置来实现，所述辅助力产生装置使压板与配置在内部空间的伸缩部件的下面顶触，并与绳索的另一端连接，所述绳索通过形成在配重顶部的孔，并贯通伸缩部件的中心部。
实施例
下面使用图1～图6对本发明的实施方式进行详细说明。
图1是表示本发明的浮体式铰链闸门的简略结构的图。
在图1中，11是设置在例如防波堤的开口部的路面rs上的本发明的浮体式铰链闸门。该浮体式铰链闸门11在水w从海洋(或河川)流入生活空间或地下空间等的后面区域时，利用流入的水w的水压，以基端侧12a的旋转轴12c为支点，使门体12的前端侧12b立起摆动，以水密状态截断开口部。另外，18a是用来引导门体12的立起摆动，形成在门挡15上的导向器。
构成该浮体式铰链闸门11的门体12由单个浮体构成，在截断的开口部的宽度大的情况下，做成在开口部的宽度方向上连接多个门体12的结构，各门体12间通过门间水密橡胶连接。此外，在两侧的门体12与设置在防波堤的开口部的门挡15相对的一侧设置水密橡胶。
图1所示的本发明的浮体式铰链闸门11，例如在门体12的前端附近的宽度方向整个区域安装一根杆13，其具有支持水压负荷和安装钢缆14的一端的功能。
所述钢缆14的另一端，通过设置在倒伏时的门体12的前端上方和基端侧上方的门挡15上的第一定滑轮16和第二定滑轮17，安装在收容空间15a中配置的辅助力产生装置20上，所述收容空间15a设置于门挡15内部。
辅助力产生装置20的结构例如图2所示，在形成在配重21内部的下方开放的空间21a中，配置作为伸缩部件的压缩螺旋弹簧22，由压板23支持该压缩螺旋弹簧22的下面，所述辅助力产生装置20沿安装在收容空间15a内的导向部件15b进行升降移动。
并且，压板23与所述钢缆14的另一端连接，该钢缆14通过设置在配重21顶部的孔21b，并贯通所述压缩螺旋弹簧22的中心部。
30是调节辅助力产生装置20的最高点的高度位置的高度位置调节机构，如图3所示，其结构为在安装有第二定滑轮17的台座30a上，拧入例如四根紧固螺栓30b。
通过这种结构的高度位置调节机构30，根据紧固螺栓30b在台座30a的拧入量，使辅助力产生装置20的最高点的高度位置变化，使仅由压缩螺旋弹簧22承担的钢缆14的行程量变化，能够调整作用于压缩螺旋弹簧22的压缩力。另外，图3中的30c是台座30a的固定用螺栓。
通过上述结构的本发明的浮体式铰链闸门11，在门体12立起时及门体12倒伏时，起到如以下说明的作用。
(门体12立起时：参照图4)
流入初期：(a)图
在流入初期，由于辅助力产生装置20处于最上限位置，压缩螺旋弹簧22处于压缩状态，因此通过压缩螺旋弹簧22的回弹力，钢缆14在使门体12立起的方向上被拉伸，致使辅助门体12的立起。该辅助力随着压缩螺旋弹簧22的回弹力的减小而减小。
立起动作初期：(b)图
随着门体12立起，压缩螺旋弹簧22逐渐伸长。如果压缩螺旋弹簧22的回弹力减小到不能支持配重21的重量，则配重21开始下降。之后，由压缩螺旋弹簧22的回弹力来支持配重21，配重21的重量作用于钢缆14，辅助辅助门体12的立起。
立起动作中期：(c)图
如果门体12立起至中间程度(门体12的立起角度为35～55°程度)，则配重21在设置于门挡15的收容空间15a内的台座15c上着底。一旦着底，配重21的负荷从压缩螺旋弹簧22上释放，压缩螺旋弹簧22变成负荷为零的自由长度，在钢缆14上拉力不再作用。
立起动作后期：(d)图
如果门体12的立起经过中间程度位置，通过门体12的立起动作(作用于门体12的水压)来拉伸钢缆14，则压缩螺旋弹簧22被压缩。如果压缩螺旋弹簧22的回弹力变得能够支持配重21的重量，则配重21从台座15c离开而开始上升。之后，由压缩螺旋弹簧22的回弹力来支持配重21，配重21的重量作用于钢缆14，因此可以缓和门体12的急剧的立起动作。
立起动作结束期：(e)图
如果门体12在最大立起角度附近，配重21与紧固螺栓30b接触而到达最高点，则钢缆14的拉力全部作用于压缩螺旋弹簧22上，因此使压缩螺旋弹簧22压缩。此时，因压缩螺旋弹簧22的回弹力，在门体12的倒伏方向上产生辅助力，因此能够缓和门体12在立起结束时的冲击力。
(门体12倒伏时：参照图5)
倒伏开始时：(a)图
门体12从最大立起角度开始倒伏时，由于压缩螺旋弹簧22处于压缩状态，因此钢缆14因压缩螺旋弹簧22的回弹力而拉伸，在倒伏方向上作用辅助力，辅助门体12的倒伏。该辅助力随着压缩螺旋弹簧22的回弹力的减小而减小。
倒伏动作初期：(b)图
随着门体12的倒伏，压缩螺旋弹簧22逐渐伸长。如果压缩螺旋弹簧22的回弹力减小到不能支持配重21的重量，则配重21开始下降。之后，由压缩螺旋弹簧22的回弹力来支持配重21，配重21的重量作用于钢缆14，辅助门体12的倒伏，闸门12与水位的下降相应地倒伏。
倒伏动作中期：(c)图
如果门体12倒伏至中间程度(门体12的立起角度为35～55°程度)，则配重21在设置于门挡15的收容空间15a内的台座15c上着底。一旦着底，配重21的负荷从压缩螺旋弹簧22上释放，压缩螺旋弹簧22变成负荷为零的自由长度，在钢缆14上拉力不再作用。
倒伏动作后期：(d)图
如果门体12的倒伏经过中间程度位置，通过门体12的自重导致的倒伏动作来拉伸钢缆14，压缩螺旋弹簧22被压缩。如果压缩螺旋弹簧22的回弹力变得能够支持配重21的重量，则配重21从台座15c离开而开始上升。之后，由压缩螺旋弹簧22的回弹力来支持配重21，配重21的重量作用于钢缆14，因此可以缓和门体12的急剧的倒伏动作。
倒伏动作结束期：(e)图
如果门体12在倒伏极限附近，配重21与紧固螺栓30b接触而到达最高点，则钢缆14的拉力全部作用于压缩螺旋弹簧22上，使压缩螺旋弹簧22压缩。此时，因压缩螺旋弹簧22的回弹力，在门体12的立起方向上产生辅助力，因此能够缓和门体12在倒伏结束时的冲击力。
如上所述，在本发明的浮体式铰链闸门11中，通过使用并用了配重21与压缩螺旋弹簧22的辅助力产生装置20而发挥多个功能，能够进行门体12在立起及倒伏时的辅助、缓和冲击、追随水位。
此时，通过具有并用了配重21与压缩螺旋弹簧22的辅助力产生装置20的本发明的浮体式铰链闸门11，如图6(b)所示，能够增大在门体12的立起极限附近及门体12的倒伏极限附近的辅助力。此外，在门体12的立起角度为45°前后，配重21在台座上着底，压缩螺旋弹簧22逐渐伸长。此时，在图6(b)中表示到门体12的立起角度为45°时回弹力变为零为止，压缩螺旋弹簧22逐渐伸长，但是也可以到回弹力变为零为止，压缩螺旋弹簧22不伸长。
另一方面，在仅由配重21构成辅助力产生装置20的情况下，由于辅助力仅为配重21的重量，因此与门体12的立起角度无关，如图6(a)所示地保持固定。
并且，如发明例所示，在设置了台座15c的情况下，在门体12处于中间程度(门体12的立起角度为35～55°程度)的状态的情况下，能够使辅助力为零，在该范围内的门体12的水位追随性提高。
进而，本发明不限于所述例子，只要在各权利要求所述的技术思想的范畴内，可以适当对实施方式进行变更。
例如在所述例子中，表示了并用了配重21与压缩螺旋弹簧22的辅助力产生装置20，但也可以如图7所示，并用配重21与气缸24。
在这种情况下，在配重21的空间21a内设置由缸体24a、活塞24b及杆24c构成的气缸24，在由活塞24b密封的杆24c侧的缸体24a内，密封大气压以上的气体24d。接着，使杆24c通过配重21的所述孔21b而突出，与钢缆14连接。
通过这样的气缸24，如果钢缆14被拉伸，则气缸24内的气体24d被压缩，产生回弹力。
此外，在所述例子中，表示了在门体12的前端附近的宽度方向的整个区域上安装的一根杆13被导向器18a引导，但也可以如图8(a)所示，在杆13与导向器18a接触的部分上安装轮子19。此外，还可以如图8(b)所示，通过导轨18b引导安装在杆13上的轮子19。
此外，在所述例子中，表示了在门体12的前端附近的宽度方向的整个区域上安装一根杆13，但也可以如图9所示，仅在门体12的两侧安装杆13。在这种情况下，也可以如图9(b)所示，在杆13与导向器18a接触的部分上安装轮子19。
此外，在所述实施例中使用钢缆14，但也可以使用聚酰胺类、聚酯类、聚乙烯类、聚丙烯类、芳族聚酰胺类、聚芳酯类、超高密度聚乙烯等的纤维绳索。
此外，所述例子表示了门体12由单独的浮体构成的浮体式铰链闸门，但也可以适用于将多个浮体在高度方向上连接的浮体连接式铰链闸门。
此外，在所述例子中，辅助力产生装置20安装在门挡15内部的收容空间15a内，但也可以设置在门挡15的外部。
此外，在所述例子中，导向器18a设置在门挡15的外部，但也可以设置在门挡15的内部。此外，如果能够通过底部铰链结构，使门体12以底部铰链为中心进行起伏摆动，则也可以不在门挡15上设置导向器18a。
此外，在所述例子中，表示了辅助力产生装置20在台座15c上着底，但该台座15c并不是必须的结构要素。
附图标记说明
11浮体式铰链闸门
12门体
12a基端侧
12b前端侧
14钢缆
20辅助力产生装置
21配重
21a空间
21b孔
22压缩螺旋弹簧
23压板
24气缸
24c杆
30高度位置调节机构

Claims (3)

1.一种浮体式铰链闸门，其特征在于，
其设置于开口部，当水流入时，为了截断所述开口部，门体的前端侧能够在所述流入的水的方向上，在高度方向的平面内以基端侧为支点立起摆动；
在所述门体上安装绳索的一端，在所述绳索的另一端上安装辅助力产生装置；
辅助力产生装置具备配重、伸缩部件和压板；
所述配重在内部形成有空间；
所述伸缩部件配置在所述配重的所述空间内，其在压缩力作用的情况下，排斥该压缩力而要恢复原样；
所述压板用来使压缩力作用于所述伸缩部件上，其与伸缩部件的下面顶触，并与所述绳索的另一端连接，所述绳索通过形成在所述配重顶部的孔，并贯通配置在所述空间内的所述伸缩部件的中心部。
2.根据权利要求1所述的浮体式铰链闸门，其特征在于，所述伸缩部件为压簧。
3.根据权利要求1或2所述的浮体式铰链闸门，其特征在于，进一步设置调节所述辅助力产生装置的最高点的高度位置的高度位置调节机构，使得能够调整所述伸缩部件在初期的辅助力。
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