CN106087899A - 孔口宽度可调节浮体式检修钢闸门 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种孔口宽度可调节浮体式检修钢闸门，其闸门门叶由中间段和对称搭接在其两端的左、右段闸门门叶组成；左、右段闸门门叶结构相同，对称设置；中间段闸门门叶由中部的箱形密封腔和两端的开口调整腔组成，左/右段闸门门叶的密封箱形搭接单元通过滑轨和滑道插接在中间段闸门门叶的开口调整腔内；在左/右段闸门门叶和中间段闸门门叶之间设置有闸门孔口宽度调节装置。本发明设计时按需要检修的闸门最大宽度进行受力计算，按闸门最大宽度和最小宽度进行结构布置，根据闸门高度尺寸和厚度尺寸确定左右段与中间段搭接的长度和搭接单元个数；结合受力计算和结构布置进行优化设计，使闸门受力满足相关规范要求，并且满足结构和构造要求。

Description

孔口宽度可调节浮体式检修钢闸门

技术领域

本发明涉及水利工程检修钢闸门，尤其是涉及一种孔口宽度可调节浮体式检修钢闸门。

背景技术

浮动闸门为中空结构，结构型式介于普通钢闸门与船舶之间，闸门在门槽就位后密封配重压载舱充水下沉实现挡水功能，配重压载舱内的水抽排后浮于水面，该技术在国内外水利工程中的应用已日趋成熟。浮动闸门可以在水中自由沉浮，运输方便，不需要专设启闭设备，广泛应用于大孔口的内河闸门、有通航要求的通航闸以及沿海内河的挡潮闸。

有些水利工程的同一个闸室设有多孔闸门，因功能不同，各孔闸门孔口宽度不同，如通航孔口宽度大于两侧非通航孔口宽度；有些水利工程设有多个闸室，同一闸室所设的闸门的孔口宽度相同，但不同闸室的闸门孔口宽度不同，如某调蓄工程，共设有四座控制闸，其中三座控制闸闸门孔口尺寸为（宽x高）28x3.5m，另一座控制闸孔口宽度为24x3.5m。有些治理后呈“└┘”型的内河河道，因上下游河道宽度不同，设置的河道检修钢闸门的宽度也不相同。

对于这些孔口宽度较大的闸门，常用浮体式检修钢闸门或者浮箱式检修叠梁闸门。浮体式检修钢闸门只能将止水橡皮侧靠压在闸墩端部，闸门在水浪的作用下就位相对困难；浮箱式检修叠梁闸门需要采用浮吊船等起重设备将闸门吊起后放入门槽。并且浮体式检修钢闸门和浮箱式检修叠梁闸门仅能与宽度相对适应的门槽配合使用，不能用于孔口宽度不同的闸门检修。

由于水利工程检修钢闸门的使用频率较低，如果每种宽度的闸室门槽均对应一套检修钢闸门，必要时还需要配备相应的起重设备，大大增加了工程投资。

发明内容

本发明的目的在于提供一种孔口宽度可调节浮体式检修钢闸门，以解决现有浮体式检修钢闸门和浮箱式检修叠梁闸门宽度固定、不能用于多种孔口宽度门槽的问题，在满足闸门功能需要的同时，节省工程建设投资，降低检修作业时的操作难度。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

本发明所述的孔口宽度可调节浮体式检修钢闸门，包括带有配重压载舱的闸门门叶，所述闸门门叶由至少两段闸门门叶搭接而成的分体式结构。

对于孔口宽度较大的闸门，所述闸门门叶由中间段闸门门叶和对称搭接在所述中间段闸门门叶两端的左、右段闸门门叶组成；左段闸门门叶和右段闸门门叶结构相同，对称设置；所述中间段闸门门叶由中部的箱形密封腔和两端的开口调整腔组成，所述左/右段闸门门叶的密封箱形搭接单元通过相互匹配的滑轨和滑道滑动插接在所述中间段闸门门叶的开口调整腔内；在所述左/右段闸门门叶和中间段闸门门叶之间设置有闸门孔口宽度调节装置。本发明设计时按需要检修的闸门最大宽度进行受力计算，按闸门最大宽度和最小宽度进行结构布置，根据闸门高度尺寸和厚度尺寸确定左右段与中间段搭接的长度和搭接单元个数；结合受力计算和结构布置进行优化设计，使闸门受力满足相关规范要求，并且满足结构和构造要求。

如果需要调节的闸门宽度尺寸较小，也可以将左段（或右段）与中间段固定在一起，形成两段闸门门叶组合结构。

所述中间段闸门门叶由自上而下水平设置的四根工字钢主梁和上、下游侧面板焊接而成的三层箱型空腔结构，内部间隔设置的纵隔板将其分为多个独立的舱体；中部的箱形密封腔的上层为设备舱，底部两层为充水压载舱，所述上下两层相邻的充水压载舱之间通过排水通孔相连通；所述两端的开口调整腔的四角位置处分别设置有不锈钢滑座板；

所述左/右段闸门门叶的密封箱形搭接单元由三层上下间隔设置的密封箱梁叠置而成，所述密封箱梁由上下游侧翼缘板、顶部和底部腹板、端部和中部矩形隔板焊接成密封空腔，对应插装在所述中间段闸门门叶两端的开口调整腔内，其四角与所述不锈钢滑座板滑动摩擦配合，密封空腔排水可以产生浮力；与所述密封箱形搭接单元相对应的所述左/右段闸门门叶的另一端通过上游或下游侧翼缘板将三层密封箱形搭接单元连接成一个整体，在所述上游侧翼缘板的纵膈板处设置反滑块，在下游侧翼缘板的纵隔板处设置有主滑块，所述主滑块边侧设置侧轮，所述侧轮的底座通过碰撞缓冲垫与所述下游侧翼缘板连为一体。

本发明所用的所述闸门孔口宽度调节装置为安装在所述设备舱内的电动推杆或液压油缸，所述电动推杆或液压油缸的一端与固设在所述设备舱内的固定座球铰联接，另一端密封延伸出所述设备舱与左/右段闸门门叶上的连接耳球铰连接。

所述充水压载舱采用自流充水，带有闸阀的充水管进口位于最低吃水线以下的下游侧面板外侧，出口位于充水压载舱内；在所述充水压载舱内密封设置有排气管，所述排气管的进气口位于充水压载舱的顶部，所述排气管的出气口端部连接有180°弯头，其端口高于闸门顶部；在所述设备舱内设置有排水泵，所述排水泵的吸水管管口密封深入至所述充水压载舱的底部，其排水管管口延伸出下游侧面板顶部的外侧。

所述中间段闸门门叶的挡水侧底部设置有底止水密封装置，所述左/右闸门门叶的上游侧设置有前止水密封装置：

所述底止水密封装置包括通过底部压板固定在中间段闸门门叶上游侧面板上的刀型橡胶板；在所述左/右段闸门门叶的上游侧翼缘板上设置有与闸门高度相同的弹性橡胶皮，所述弹性橡胶皮的底部向闸门门叶内侧水平延伸形成L形结构；所述弹性橡胶皮的外侧竖直边通过L形压板与L形侧止水橡胶板搭接，内侧竖直边通过止水橡皮垫固定在中间段闸门门叶上，所述弹性橡胶皮顶部和底部分别设计有与所述滑道相匹配的挂钩，通过所述挂钩将弹性橡胶皮挂在滑道上，挂钩跟随弹性橡胶皮张拉自动调整位置。

所述中间段闸门门叶两端的开口调整腔下游侧面板上开设有排水孔。该排水孔可兼检修进人孔，保证中间段闸门左右两端空腔内充水体积随闸门长度变化快速改变，减小电动推杆推力或拉力。

在所述闸门门叶的顶部设置有系缆桩和手动调节缆绳的绞盘；在所述闸门门叶的顶壁开设有进人孔口，其上密封设置有盖板。

本发明的优点在于采用一套检修钢闸门就可用于不同宽度的闸室门槽，取代了常规设计的多套闸门，且不需要起重设备，大大降低了工程建设投资。具体的，相对浮体式检修钢闸门，不仅节省了多套闸门的投资，还可解决闸门单侧靠压闸墩端部，就位困难的问题；而相对浮箱叠梁式闸门，可减轻闸门重量，节省工程投资，还可以节省起重设备的投资。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的A-A向结构图。

图3是图1的B-B向结构图。

图4是图1的C-C向结构图。

图5是图1的D-D向结构图。

图6是图1的F-F向结构图。

图7是图1的I-I向结构图。

图8是图1的J-J向结构图。

图9是图2的K部放大图。

具体实施方式

下面通过具体实施例并结合附图对本发明做更加详细的说明。

如图1、2、3所示，本发明的孔口宽度可调节浮体式检修钢闸门的闸门门叶由中间段闸门门叶1和对称搭接在中间段闸门门叶1左右两端且结构相同的左段闸门门叶2和右段闸门门叶3组成，右段（或左段）闸门门叶3的密封箱形搭接单元由三层上下间隔设置的密封箱梁叠置而成，该密封箱梁由上游侧翼缘板4、下游侧翼缘板5、顶腹板6和底腹板7、端部和中部矩形隔板8焊接成而成的三层密封空腔9，该密封空腔9排水产生浮力；与密封箱形搭接单元相对应的右段（或左段）闸门门叶的另一端通过上游侧面板4将三层密封箱形搭接单元连接成一个整体，在上游侧翼缘板4的纵膈板处设置反滑块10，在下游侧翼缘板的纵隔板处设置有主滑块11，检修钢闸门下沉或上浮时沿门槽上下滑动，主滑块11和反滑块10与埋设在混凝土内的预埋件之间形成滑动摩擦。为避免闸门沿长度方向移动，在主滑块11边侧设置侧轮12，对闸门长度方向起到约束作用，侧轮12的底座通过碰撞缓冲垫13与下游侧翼缘板5连为一体，防止闸门在伸长或就位过程中可能碰撞到闸门门槽。

如图1、2、4所示，本发明的中间段闸门门叶1由自上而下水平设置的四根工字钢主梁14和上游侧面板15、下游侧面板16焊接而成的三层箱型空腔结构，两端的开口调整腔的四角位置处分别设置有不锈钢滑座板17，与右段（或左段）的三层密封箱形搭接单元之间间隙配合，滑动摩擦连接；中部间隔设置的纵隔板18将其分为多个独立的舱体：上层为设备舱19，底部两层为充水压载舱20，上下两层相邻的充水压载舱20之间的工字钢主梁14上开设排水通孔21，使上下两层充水压载舱20相连通；在上层的密封设备舱19内安装有电动推杆21（当然也可以采用液压油缸），电动推杆21的一端与固设在设备舱8内的固定座22球铰联接，另一端密封延伸出设备舱与右段（或左段）闸门门叶上的连接耳23球铰连接；电动推杆21驱动左右段闸门门叶伸缩，实现闸门宽度的调节。在中间段闸门门叶1两端的开口调整腔下游侧面板16上开设有排水孔24。该排水孔24还可兼检修进人孔，保证中间段闸门门叶左右两端空腔内充水体积随闸门长度变化快速改变，减小电动推杆21的推力或拉力。

本发明的充水压载舱20用于调节闸门自重，闸门吃水线以下所有密封空腔的体积所排水的自重即为闸门的浮力，当闸门自重大于浮力时，闸门就会下沉，闸门下沉后排水体积增大浮力增大，继续充水保持闸门自重大于浮力，闸门就可以下沉到闸室底板，压住底部止水橡皮，形成挡水结构。

如图1、5、6所示，本发明的充水压载舱20采用自流充水，带有闸阀25的充水管26进口位于最低吃水线以下的下游侧面板外侧，出口位于充水压载舱20内；在设备舱内设置有排水泵27，排水泵27的吸水管28管口密封深入至充水压载舱的底部，其排水管29管口延伸出下游侧面板顶部的外侧。为保证充排水顺畅，在充水压载舱20内密封设置有排气管30，排气管30的进气口位于充水压载舱20的顶部，排气管的出气口端部连接有180°弯头31，其端口高于闸门顶部，排气管30的管道外壁与闸门的钢板相贯穿部位全部焊接密封。为保证闸门顶部与水平面平行，设备舱内的设备要中心对称布置，使闸门及设备重心尽可能与形心在竖直方向重合。

本发明的中间段闸门门叶的挡水侧底部设置有底止水密封装置，左/右闸门门叶的挡水侧设置有前止水密封装置：

如图7、8、9所示，底止水密封装置包括通过底部压板32固定在中间段闸门门叶上游侧面板15上的刀型橡胶板33；在右段（或左段）闸门门叶的上游侧翼缘板4上设置有与闸门高度相同的弹性橡胶皮34，弹性橡胶皮34的底部向闸门门叶内侧水平延伸形成L形结构；弹性橡胶皮34的外侧竖直边通过L形压板35与L形侧止水橡胶板36搭接，内侧竖直边通过止水橡皮垫固定在中间段闸门门叶1上，弹性橡胶皮34顶部和底部分别设计有与闸门钢管滑道37相匹配的挂钩38，通过挂钩38将弹性橡胶皮34挂在钢管滑道37上，在中间段闸门门叶顶部焊接有T形滑轨39，左、右段闸门门叶顶部焊接有T形滑槽40，T形滑轨39和T形滑槽40间隙配合，可沿闸门宽度方向相对滑动实现长度变化；弹性橡胶皮34底部为L形结构，当闸门的充水压载舱20充水、闸门下沉后压住弹性橡胶皮34底部止水，预留最大压缩量5mm。由于弹性橡胶皮34需要随闸门伸长或缩短，可采用氟硅橡胶等弹性材料，氟硅橡胶的伸长率可达200~1400%，撕裂强度达到3.5~5.0kN/m，变形量和强度可以完全满足闸门伸长要求。

同时，为保证雨水及闸门外水不进入设备舱19内，在设备舱19的顶部开设有进人孔口，孔口下方可设步梯，孔口上密封设置有盖板41。设备舱内的设备由电机提供动力，电机由外接电缆供电，设备舱内设照明设施。

本发明的浮体式检修钢闸门由其它船只拖动到需要检修的闸室段，检修闸门顶部设系缆桩42、手动绞盘43等，通过缆绳调节闸门姿态，启动电动推杆21，使左右段闸门门叶端部进入闸门槽内部。

Claims (8)

1.一种孔口宽度可调节浮体式检修钢闸门，包括带有配重压载舱的闸门门叶，其特征在于：所述闸门门叶由至少两段闸门门叶搭接而成的分体式结构。

2.根据权利要求1所述的孔口宽度可调节浮体式检修钢闸门，其特征在于：所述闸门门叶由中间段闸门门叶和对称搭接在所述中间段闸门门叶两端的左、右段闸门门叶组成；

所述中间段闸门门叶由中部的箱形密封腔和两端的开口调整腔组成，所述左/右段闸门门叶的密封箱形搭接单元通过相互匹配的滑轨和滑道滑动插接在所述中间段闸门门叶的开口调整腔内；在所述左/右段闸门门叶和中间段闸门门叶之间设置有闸门孔口宽度调节装置。

3.根据权利要求2所述的孔口宽度可调节浮体式检修钢闸门，其特征在于：

所述中间段闸门门叶由自上而下水平设置的四根工字钢主梁和上、下游侧面板焊接而成的三层箱型空腔结构，内部间隔设置的纵隔板将其分为多个独立的舱体；中部的箱形密封腔的上层为设备舱，底部两层为充水压载舱，所述上下两层相邻的充水压载舱之间通过排水通孔相连通；所述两端的开口调整腔的四角位置处分别设置有不锈钢滑座板；

所述左/右段闸门门叶的密封箱形搭接单元由三层上下间隔设置的密封箱梁叠置而成，所述密封箱梁由上下游侧翼缘板、顶部和底部腹板、端部和中部矩形隔板焊接成密封空腔，对应插装在所述中间段闸门门叶两端的开口调整腔内，其四角与所述不锈钢滑座板滑动摩擦配合；与所述密封箱形搭接单元相对应的所述左/右段闸门门叶的另一端通过上游或下游侧翼缘板将三层密封箱形搭接单元连接成一个整体，在所述上游侧翼缘板的纵膈板处设置反滑块，在下游侧翼缘板的纵隔板处设置有主滑块，所述主滑块边侧设置侧轮，所述侧轮的底座通过碰撞缓冲垫与所述下游侧翼缘板连为一体。

4.根据权利要求3所述的孔口宽度可调节浮体式检修钢闸门，其特征在于：所述闸门孔口宽度调节装置为安装在所述设备舱内的电动推杆或液压油缸，所述电动推杆或液压油缸的一端与固设在所述设备舱内的固定座球铰联接，另一端密封延伸出所述设备舱与左/右段闸门门叶上的连接耳球铰连接。

5.根据权利要求3所述的孔口宽度可调节浮体式检修钢闸门，其特征在于：所述充水压载舱采用自流充水，带有闸阀的充水管进口位于最低吃水线以下的下游侧面板外侧，出口位于充水压载舱内；在所述充水压载舱内密封设置有排气管，所述排气管的进气口位于充水压载舱的顶部，所述排气管的出气口端部连接有180°弯头，其端口高于闸门顶部；在所述设备舱内设置有排水泵，所述排水泵的吸水管管口密封深入至所述充水压载舱的底部，其排水管管口延伸出下游侧面板顶部的外侧。

6.根据权利要求2所述的孔口宽度可调节浮体式检修钢闸门，其特征在于：所述中间段闸门门叶的挡水侧底部设置有底止水密封装置，所述左/右闸门门叶的上游侧设置有前止水密封装置：

所述底止水密封装置包括通过底部压板固定在中间段闸门门叶上游侧面板上的刀型橡胶板；在所述左/右段闸门门叶的上游侧翼缘板上设置有与闸门高度相同的弹性橡胶皮，所述弹性橡胶皮的底部向闸门门叶内侧水平延伸形成L形结构；所述弹性橡胶皮的外侧竖直边通过L形压板与L形侧止水橡胶板搭接，内侧竖直边通过止水橡皮垫固定在中间段闸门门叶上，所述弹性橡胶皮顶部和底部分别设计有与所述滑道相匹配的挂钩，通过所述挂钩将弹性橡胶皮挂在滑道上，挂钩跟随弹性橡胶皮张拉自动调整位置。

7.根据权利要求3所述的孔口宽度可调节浮体式检修钢闸门，其特征在于：所述中间段闸门门叶两端的开口调整腔下游侧面板上开设有排水孔。

8.根据权利要求1或2所述的孔口宽度可调节浮体式检修钢闸门，其特征在于：在所述闸门门叶的顶部设置有系缆桩和手动调节缆绳的绞盘；在所述闸门门叶的顶壁开设有进人孔口，其上密封设置有盖板。