CN106087901A - 一种减缓特高水头闸门启闭振动的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种减缓特高水头闸门启闭振动的方法及装置。该方法是在闸门底缘的竖向板上游面的斜板与隔板相交处开一组长条型的窄缝或等间距的圆孔，并将窄缝和圆孔的边缘倒角打成焊接坡口；然后通过填焊或塞焊方式将斜板与闸门底缘内的隔板焊接成整体结构，提高闸门底缘的刚性；既可解决现有密闭腔内无法施焊的问题，同时也解决了特高水头闸门启闭时闸门产生强烈振动无法关闭或开启，甚至造成闸门损坏的技术问题，有利于闸门运行的安全。

Description

一种减缓特高水头闸门启闭振动的方法及装置

技术领域

本发明涉及一种减缓特高水头闸门启闭振动的方法及装置，属于水利水电工程中的闸门减震技术领域。

背景技术

平面事故闸门在动水中关闭或小开度提门开启时，闸门底缘水流会对底缘产生作用力，若闸门底缘设计不合理，闸门底缘水流会发生紊乱，诱发闸门产生振动，有时会导致闸门因强烈振动而无法关闭或开启，甚至发生破坏造成重大损失。

对于利用部分水柱闭门的平面事故闸门底缘，通常分为顶主梁和底主梁部分水柱两种结构，其中：顶主梁部分水柱底缘结构一般采用上游面板底部向下游倾斜与竖向板底部焊牢，下游采用底主梁后翼缘通过隔板与橫向板后部焊牢；底主梁部分水柱底缘结构一般采用上游底主梁后翼缘底部向下游倾斜与竖向板底部焊牢，下游采用面板通过隔板与橫向板后部焊牢。

上述两种常规利用部分水柱闭门的平面事故闸门底缘结构型式存在上游隔板腹板与上游面板或底主梁后翼缘倾斜部分在密闭腔内无法实施焊接，上游隔板腹板与上游面板或底主梁后翼缘倾斜部分不能很好的形成整体结构，若存在间隙，在闸门闭门过程中会导致其相互发生碰撞，诱发闸门振动，不利于闸门运行安全；其次，底水封螺栓无法采用螺母连接紧固，只能采用螺钉紧固，须在竖向板配钻螺纹孔，制造安装难度大；另外，上游面板或底主梁后翼缘为折线结构，为突变结构，会导致水流的流态紊乱，加大水流对闸门的作用力，且容易诱发闸门振动，存在安全隐患，尤其在特高水头事故闸门中更显突出，所以现有的技术水平还是不够完善。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种减缓特高水头闸门启闭振动的方法及装置，以克服现有闸门在启闭时产生剧烈震动的技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明的一种减缓特高水头闸门启闭振动的方法为，该方法是在闸门底缘的竖向板上游面的斜板与隔板相交处开一组长条型的窄缝或等间距的圆孔，并将窄缝和圆孔的边缘倒角打成焊接坡口；然后通过填焊或塞焊方式将斜板与闸门底缘内的上游隔板焊接成整体结构，提高闸门底缘的刚性；既可解决现有密闭腔内无法施焊的问题，同时也解决了特高水头闸门启闭时闸门产生强烈振动无法关闭或开启，甚至造成闸门损坏的技术问题，有利于闸门运行的安全。

前述方法中，所述窄缝的宽度和圆孔的直径小于隔板的厚度。

前述方法中，所述竖向板底部钻有一组水平排列的排气孔，便于排除焊接时产生的气体，避免斜板后的密闭腔内气压变化诱发闸门产生剧烈振动。

前述方法中，将闸门底缘上游面的斜板与面板的连接处倒成圆角，同时将闸门底缘下游面的盖板顶边折成圆角过渡后与底主梁后翼缘焊接，另外将底水封压板下部后缘也倒成圆角；使水流在通过上述接缝和棱角时保持顺畅，避免水流产生紊流诱发闸门产生剧烈振动。

前述方法中，所述斜板与竖向板连接的一端焊接在横向板与竖向板连接处；让出安装螺栓的扳手空间，无须在竖向板上配钻螺纹孔，有效降低了闸门的制造及安装水封螺栓的难度。

按上述方法构成的本发明的一种减缓特高水头闸门启闭振动的装置为，该装置包括闸门，闸门的底缘设有底主梁，底主梁的上游侧设有面板，底主梁腹板底部焊接有竖向板；竖向板底部的下游侧焊接有横向板，横向板下方的竖向板下游侧设有底水封，底水封经底水封压板与竖向板固定连接；横向板的下游端经盖板与底主梁后翼缘连接；盖板顶边设有圆弧折弯；竖向板的上游侧经斜板与面板连接；斜板与竖向板之间设有隔板；斜板与竖向板连接的一端焊接在横向板与竖向板连接处；斜板上设有一组长条型的窄缝或等间距的圆孔，窄缝和圆孔的边缘设有焊接坡口；斜板经窄缝或圆孔与隔板焊接。

前述装置中，所述竖向板接近横向板的位置设有一组水平排列的排气孔。

前述装置中，所述竖向板中部设有工字型小梁。

前述装置中，所述斜板与面板的连接缝处倒圆。

前述装置中，所述底水封压板下部后缘倒圆。

由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、闸门底缘的竖向板上游面采用斜板与隔板相交处开长条型坡口或等间距焊接圆孔通过填焊或塞焊方式将斜板与上游隔板焊接固定使其形成一个整体，解决了密闭腔内无法施焊的问题，并增强闸门底缘结构的抗振性能，有利于闸门运行的安全。

、闸门底缘上游面上部倒圆，下游面上部倒圆，下部底水封压板后缘采用圆弧过渡，闸门底缘水流流态顺畅，减少了诱发闸门闭门振动的因素，有利于闸门运行的安全。

、斜板下部与竖向板相交位置位于橫向板处，有足够安装螺栓的扳手空间，无须配钻螺纹孔，有效降低了闸门的制造及安装水封螺栓的难度。

、竖向板处于密闭腔的底部开孔便于排除焊接产生的气体，避免由腔内气压变化诱发闸门运行振动，倒圆盖板开孔便于焊接底缘结构。

附图说明

图1是现有技术的结构示意图；

图2是本发明的结构示意图；

图3是斜板采用窄缝与隔板焊接的示意图；

图4是斜板采用间隔的圆孔与隔板焊接的示意图。

图中标记为：1-底主梁、2-面板、3-底主梁腹板、4-竖向板、5-工字型小梁、6-底水封、7-橫向板、8-排气孔、9-斜板、10-隔板、11-窄缝、12-圆孔、13-底主梁后翼缘、14-盖板、15-进人孔、16-底水封压板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的任何限制。

本发明的一种减缓特高水头闸门启闭振动的方法为，该方法是在闸门底缘的竖向板4上游面的斜板9与隔板10相交处开一组长条型的窄缝11或等间距的圆孔12，并将窄缝11和圆孔12的边缘倒角打成焊接坡口；然后通过填焊或塞焊方式将斜板9与闸门底缘内的隔板10焊接成整体结构，提高闸门底缘的刚性；既可解决现有密闭腔内无法施焊的问题，同时也解决了特高水头闸门启闭时闸门产生强烈振动无法关闭或开启，甚至造成闸门损坏的技术问题，有利于闸门运行的安全。窄缝11的宽度和圆孔12的直径小于隔板14的厚度。竖向板4底部钻有一组水平排列的排气孔8，便于排除焊接时产生的气体，避免斜板后的密闭腔内气压变化诱发闸门产生剧烈振动。将闸门底缘上游面的斜板9与面板2的连接处倒成圆角，同时将闸门底缘下游面的盖板14顶边折成圆角过渡后与底主梁后翼缘13焊接，另外将底水封压板16下部后缘也倒成圆角；使水流在通过上述接缝和棱角时保持顺畅，避免水流产生紊流诱发闸门产生剧烈振动。斜板9与竖向板4连接的一端焊接在横向板7与竖向板4连接处；让出安装螺栓的扳手空间，无须在竖向板4上配钻螺纹孔，有效降低了闸门的制造及安装水封螺栓的难度。

按上述方法构成的本发明的一种减缓特高水头闸门启闭振动的装置，包括闸门，闸门底缘设有底主梁1，底主梁1的上游侧设有面板2，底主梁腹板3底部焊接有竖向板4；竖向板4底部的下游侧焊接有横向板7，横向板7下方的竖向板4下游侧设有底水封6，底水封6经底水封压板16与竖向板4固定连接；横向板7的下游端经盖板14与底主梁后翼缘13连接；盖板14顶边设有圆弧折弯；竖向板4的上游侧经斜板9与面板2连接；斜板9与竖向板4之间设有隔板10；斜板9与竖向板4连接的一端焊接在横向板7与竖向板4连接处；斜板9上设有一组长条型的窄缝11或等间距的圆孔12，窄缝11和圆孔12的边缘设有焊接坡口；斜板9经窄缝11或圆孔12与隔板10焊接。竖向板4接近横向板7的位置设有一组水平排列的排气孔8。竖向板4中部设有工字型小梁5。斜板9与面板2的连接缝处倒圆。底水封压板16下部后缘倒圆。

实施例1

本例是对如图1所示的现有闸门底缘的改进。由图1可见，现有闸门底缘的结构包括底主梁1，底主梁1的上游侧设有面板2，底主梁腹板3底部焊接有竖向板4；竖向板4底部的下游侧焊接有横向板7，横向板7下方的竖向板4下游侧设有底水封6，底水封6经底水封压板16与竖向板4固定连接；横向板7的下游端经盖板14与底主梁后翼缘13连接；竖向板4的上游侧经斜板9与面板2连接；斜板9与竖向板4之间设有隔板10。

本发明的主要改进点如下：

1、现有技术中，由于斜板9与竖向板4之间是密闭空腔，无法将斜板9与密闭空腔内的隔板10进行焊接，故现有技术中斜板9与隔板10之间未焊接，因此闸门在启闭过程中会产生剧烈震动。

本例如图2－4所示，在闸门底缘的竖向板4上游面的斜板9与隔板10相交处开一组长条型的窄缝11或等间距的圆孔12，并将窄缝11和圆孔12的边缘倒角打成焊接坡口；然后通过填焊或塞焊方式将斜板9与闸门底缘内的隔板10焊接成整体结构，提高了闸门底缘的刚性；既可解决现有密闭腔内无法施焊的问题，同时也解决了特高水头闸门启闭时闸门产生强烈振动无法关闭或开启，甚至造成闸门损坏的技术问题，有利于闸门运行的安全。

、现有技术中，竖向板4上未开排气孔，本例为了确保焊接时气体能够顺利从空腔中顺利排出，避免斜板9后的密闭腔内气压变化诱发闸门产生剧烈振动。在竖向板4上开的一组水平排列的排气孔8。

、现有技术中，底水封压板16的形状为角钢状，水流在底水封处易产生紊流诱发闸门产生剧烈振动。本例对底水封压板16进行了改进，增加了一组后翼缘为圆弧形的加强板，以改善水流通过的顺畅性。

、现有技术中，斜板9与面板2的连接处和盖板14与底主梁后翼缘13的连接处直接焊接未倒圆。本例在斜板9与面板2连接处采用坡口焊接后进行倒圆处理；同时在盖板14与底主梁后翼缘13的连接边增加了圆弧形折弯后，再与底主梁后翼缘13焊接，焊接后焊缝打磨成圆弧状。避免水流在焊缝处形成紊流，减缓闸门的震动。

、现有技术中，斜板9的底边是直接焊接在竖向板4底边的，固定底水封6无法采用螺栓螺母连接方式，只能在竖向板4上加工螺纹孔，增加了加工难度。本例将斜板9的焊接点沿竖向板4向上移动一段距离，斜板9底边焊接在竖向板与橫向板相交位置，为安装螺母留出了足够扳手旋拧空间，无须配钻螺纹孔，有效降低了闸门的制造及安装水封螺栓的难度。

实施例2

本例用于新加工闸门。本发明的本例如图2－4所示，闸门底缘结构包括底主梁1和面板2。底主梁腹板3下部设有竖向板4；竖向板4中部设有工字型小梁5，竖向板4底部设有用于支承底水封6的橫向板7；橫向板7上开有一组排气孔8；面板2设置在上游侧，面板下部为一门型结构，由中面板和两侧支承反向滑块的边面板组成；面板2与竖向板4之间采用斜板9连接且斜板中心与橫向板中心位置对应；斜板9与上游水平线夹角α控制在40～65°之间；斜板两侧位于边面板下部且与边面板及边柱腹板焊接牢固，斜板中部与中面板对接焊牢且斜面板上部倒圆。斜板与上游隔板相交处开有长条型的窄缝11或等间距的圆孔12，采用填焊或塞焊方式将斜板9与空腔内的隔板10焊接固定；斜板9上部倒圆半径为50～500mm；圆孔12的直径为5～50mm，略小于隔板10的厚度1～10mm且位于上游隔板中心；圆孔12之间的间距为20～200mm。

闸门下游底主梁后翼缘13采用上端倒圆的盖板14与橫向板7对接固定，盖板14上开有进人孔15。盖板14与下游水平线夹角β≥30°；盖板14顶边采用圆弧折弯与底主梁后翼缘13连接，圆弧折弯半径为50～500mm。底水封压板16下部后缘采用圆弧过渡；圆弧过渡半径为20～200mm。

Claims (10)

1.一种减缓特高水头闸门启闭振动的方法，其特征在于：该方法是在闸门底缘的竖向板上游面的斜板与隔板相交处开一组长条型的窄缝或等间距的圆孔，并将窄缝和圆孔的边缘倒角打成焊接坡口；然后通过填焊或塞焊方式将斜板与闸门底缘内的隔板焊接成整体结构，提高闸门底缘的刚性；既可解决现有密闭腔内无法施焊的问题，同时也解决了特高水头闸门启闭时闸门产生强烈振动无法关闭或开启，甚至造成闸门损坏的技术问题，有利于闸门运行的安全。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述窄缝的宽度和圆孔的直径小于隔板的厚度。

3.根据权利要求2所述方法，其特征在于：所述竖向板底部钻有一组水平排列的排气孔，便于排除焊接时产生的气体，避免斜板后的密闭腔内气压变化诱发闸门产生剧烈振动。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于：该方法是将闸门底缘上游面的斜板与面板的连接处倒成圆角，同时将闸门底缘下游面的盖板顶边折成圆角过渡后与底主梁后翼缘焊接，另外将底水封压板下部后缘也倒成圆角；使水流在通过上述接缝和棱角时保持顺畅，避免水流产生紊流诱发闸门产生剧烈振动。

5.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述斜板与竖向板连接的一端焊接在横向板与竖向板连接处；让出安装螺栓的扳手空间，无须在竖向板上配钻螺纹孔，有效降低了闸门的制造及安装水封螺栓的难度。

6.一种减缓特高水头闸门启闭振动的装置，包括闸门,闸门的底缘设有底主梁（1），底主梁（1）的上游侧设有面板（2），底主梁腹板（3）底部焊接有竖向板（4）；竖向板（4）底部的下游侧焊接有横向板（7），横向板（7）下方的竖向板（4）下游侧设有底水封（6），底水封（6）经底水封压板（16）与竖向板（4）固定连接；横向板（7）的下游端经盖板（14）与底主梁后翼缘（13）连接；其特征在于：盖板（14）顶边设有圆弧折弯；竖向板（4）的上游侧经斜板（9）与面板（2）连接；斜板（9）与竖向板（4）之间设有隔板（10）；斜板（9）与竖向板（4）连接的一端焊接在横向板（7）与竖向板（4）连接处；斜板（9）上设有一组长条型的窄缝（11）或等间距的圆孔（12），窄缝（11）和圆孔（12）的边缘设有焊接坡口；斜板（9）经窄缝（11）或圆孔（12）与隔板（10）焊接。

7.根据权利要求6所述装置，其特征在于：所述竖向板（4）接近横向板（7）的位置设有一组水平排列的排气孔（8）。

8.根据权利要求6所述装置，其特征在于：所述竖向板（4）中部设有工字型小梁（5）。

9.根据权利要求6所述装置，其特征在于：所述斜板（9）与面板（2）的连接缝处倒圆。

10.根据权利要求6所述装置，其特征在于：所述底水封压板（16）下部后缘倒圆。