CN107989007A - 一种螺旋驱动翻板闸门 - Google Patents

Abstract

本发明公开了水利设施领域内的一种螺旋驱动翻板闸门，其门体底部铰接在铰座上门体背面设有至少一组支撑杆对，每组支撑杆对中的两根支撑杆上端铰接在门体上，下端铰接在小车上，小车上设有螺母，底板上沿河道宽度方向设置有轨道，小车活动安装在轨道内；河道内还设置有螺杆，螺杆上设有右旋螺纹段和左旋螺纹段，各小车上的螺母与右旋螺纹段和左旋螺纹段对应啮合连接；螺杆的轴端与旋转驱动机构相连。该装置通过旋转驱动机构驱动螺杆转动，对应的螺母带动两根支撑杆之间的夹角变化，推动门体旋转立起挡水或卧倒放水。其可靠性高、可以任意开度锁定、启闭速度快、没有泄漏，无污染。可取代现有的闸门，用于河道防洪、灌溉等领域。

Description

一种螺旋驱动翻板闸门

技术领域

本发明涉及一种水工工程设施，尤其涉及一种翻板闸门。

背景技术

现有技术中，很多水利工程中用于拦蓄水的翻板闸门通常采用液压缸操作，包括液压升降闸门、液压翻板闸门等，其中，有一种底横轴翻板闸门，其结构主要包括有河道两侧设置的闸墙，闸墙之间设有用于拦阻河水的门叶，门叶底部连接在底轴上，底轴两端穿过闸墙伸入到启闭机室内，底轴的轴端与拐臂一端相连，启闭机室内设有启闭机，启闭机的活塞杆伸出端与拐臂另一端相连，河道内的底板上间隔设有若干铰座，底轴逐一穿过各铰座。其工作时，通过启闭机可驱动底轴转动，经底轴带动门叶立起实现拦水，门叶卧倒实现发放水。

现有的翻板闸门的不足之处在于：

一、可靠性低。为了满足在较宽的河道上挡水的需要，翻板闸门或称翻板坝常需要多个相互独立的门体单元组合使用，液压升降坝或液压翻板坝为每个独立的门体安装一套液压缸，用于支撑门体和驱动门体翻转。但其中任一单元的液压缸发生故障都会导致整个液压升降坝或液压翻板坝无法实现拦蓄水功能。

二、启闭机本质上是一种液压缸，液压缸容易发生泄漏，泄漏会造成门体无法长时间保持在固定的位置，而且泄漏的液压油还会污染水体。

三、无法任意位置锁定。液压升降坝或液压翻板坝只能在全关一个位置锁定，让液压缸卸载，当需要将门体翻转到一个中间角度使门体部分开启从而通过门顶过流时，液压升降坝或液压翻板坝只能依靠液压缸内的液压力支撑门体，而由于前述液压缸容易泄漏的原因，在没有锁定的情况下，液压缸难以使门体长时间保持在固定的位置，造成液压升降坝或液压翻板坝无法长期局部开启，或者由于各个液压缸泄漏量不同而导致门体单元开度不一致，参差不齐，不利于控制下泄流量，也影响美观。

四、难以精确控制开度，调节流量。当需要精确控制液压升降坝或液压翻板坝开启角度时，需要在液压缸上安装开度仪，根据开度仪传递的信号通过计算机调节液压缸的伸缩来控制门体的角度。但液压升降坝或液压翻板坝的液压缸安装在水下，而开度仪在水下工作的可靠性较低，故已建的液压升降坝或液压翻板坝中，多未安装开度仪，故无法通过控制门体开启角度精确调节水位和流量。

五、开启时间长。液压升降坝或液压翻板坝通常采用柱塞式液压缸操作，开启时需要借助门体上的水压力将液压缸内的液压油压回油箱。当门体前后压差小，水压力不大或者液压管路直径较小时，液压油回流速度很慢，造成门体开启需要很长时间，在遇有突发洪水时，影响行洪安全。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种螺旋驱动翻板闸门，使其可以克服现有技术的不足，达到可靠性高，能任意位置悬停，流量调节方便，开关能耗低的技术效果。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：一种螺旋驱动翻板闸门，包括河道两侧设置的闸墙、河道底部设置的底板、闸墙和底板之间设置的门体，底板上间隔设置有若干铰座，门体底部铰接在铰座上，所述门体背面设有至少一组支撑杆对，每组支撑杆对中包括两根支撑杆，所述支撑杆上端铰接在门体上，支撑杆下端铰接在小车上，小车与支撑杆一一对应设置，小车上设有螺母，所述底板上沿河道宽度方向设置有轨道，小车活动安装在轨道内；河道内还设置有螺杆，螺杆上与每组支撑杆对一一对应设有右旋螺纹段和左旋螺纹段，各小车上的螺母与右旋螺纹段和左旋螺纹段对应啮合连接；所述螺杆的轴端与旋转驱动机构相连。

需要开关闸门时，通过旋转驱动机构驱动螺杆转动，对应的螺母带动小车相互靠近或相互远离，两根支撑杆之间的夹角变化，推动门体旋转立起挡水，反之，使门体旋转卧倒放水。

为便于制造和安装，所述门体由若干单元门扇构成，单元门扇与支撑杆对一一对应设置。通过单元构件的拼接，可以针对不同宽度的河道进行简化设计，单元门扇具有良好的通用性。

作为本发明的进一步改进在于，所述小车的底部和两侧分别设有滚轮，滚轮支撑在所述轨道上，轨道对应设置在底板、底板上设置的台阶及支墩上。滚轮起灵活导向及支撑的作用，保证来自门体及水的推力不会直接作用在螺杆上，保证螺母运动顺畅。

作为本发明的进一步改进在于，所述旋转驱动机构设置在控制室内，螺杆穿过闸墙伸入控制内，闸墙与螺杆之间设有防水套。防水套起防水作用。

为进一步保证结构稳定，每对支撑杆对中的两根支撑杆与对应的螺杆段之间呈等腰三角形布置。

作为本发明的进一步改进在于，所述螺杆包括若干单元段，单元段之间经联轴器相连。该设计也保证了段元段的螺杆可以单独更换，其长度不至于过长，方便了运输及制造，通过多个单元段接续，使得螺杆长度理论上可以无限制。为便于固定螺杆，底板上设有若干螺杆支撑座。

本发明的进一步改进在于，小车上在螺母两侧设有支撑板，螺母两侧设有转轴插入所述支撑板上的孔中。这样使得螺母可绕转轴转动，具有一定的自由度，可以更顺畅地在螺杆上移动位置。

本发明的有益技术效果是：

一、可靠性高。特别是在多扇螺旋驱动翻板闸门组合在一起工作时，只需一台驱动机构，通过简单的螺旋驱动即可操作所有闸门，大大提高了可靠性。

二、可以任意开度锁定。螺旋驱动的螺杆通常采用梯形螺纹，梯形螺纹的自锁的特性保证了小车不会滑动，从而实现门体可以停止在任意角度。

三、容易精确控制门体的开启角度。不需要在水下安装复杂的开度仪，只需要在驱动机构上安装一个简单的计数器测量螺杆的旋转圈数即可换算出闸门的开启角度，通过计算机可以方便地控制闸门开启角度，实现精确的水位和流量控制。

四、多扇螺旋驱动翻板闸门组合在一起工作时，螺杆通过联轴器相连，由同一台驱动机构驱动，转动速度相同，所以各个门体的开启角度完全一致，不会出现门体参差不齐产生的漏水和影响美观的情况。

五、启闭速度快，和液压升降坝或液压翻板坝动辄几个小时的开启速度相比，螺旋驱动翻板闸门驱动闸门开启，一般只需几分钟到十几分钟，大大提高了泄洪的安全性。

六、没有泄漏，无污染。

该装置可取代现有的闸门，用于河道防洪、灌溉等领域。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明的主视图。

图3图2中A的局部放大图。

图4为本发明的俯视图。

图5为本发明的左视图。

图6为放水时的本发明工作原理图。

图7为图1中B的局部放大图。

图8为图2中C的局部放大图。

图9为图5中D的局部放大图。

图中，1闸墙，2门体，3横梁、4纵梁，5上铰接件，6铰座，7支墩，8轨道，9小车，10螺杆，11支撑杆，12底板，13旋转驱动机构，14防水套，15控制室，16螺母，17螺杆支撑座，18滚轮，19联轴器，20销轴一，21销轴二，22支撑板，23转轴。

具体实施方式

下面结合具体实施，并结合附图，对本发明作进一步具体阐述。

如附图1-9所示所示，本发明的一种螺旋驱动翻板闸门，其结构主要包括河道两侧设置的闸墙1、河道底部设置的底板12、闸墙1和底板12之间设置的门体2，底板12上间隔设置有若干铰座6，门体2底部铰接在铰座6上，使得门体2整体可以绕铰座6转动，门体2的底部不需要采用贯穿的底轴，只需要将门体2底部逐一与铰座6采用销轴铰接即可；为便于制造和安装，门体2由若干单元门扇构成，如图所示，门体2由3扇单元门扇组成，单元门扇与支撑杆11对一一对应设置。单元门扇的背面各设有一组支撑杆11对，每组支撑杆11对中包括两根支撑杆11，支撑杆11上端铰接在门体2上，支撑杆11下端铰接在小车9上，小车9与支撑杆11一一对应设置，小车9上设有螺母16，小车9上在螺母16两侧设有支撑板22，螺母16两侧设有转轴23插入所述支撑板22上的孔中。小车9的底部和两侧分别设有滚轮18，滚轮18支撑在所述轨道8上，轨道8对应设置在底板12、底板12上设置的台阶及支墩7上。底板12上沿河道宽度方向设置有轨道8，小车9活动安装在轨道8内；河道内还设置有螺杆10，螺杆10上与每组支撑杆11对一一对应设有右旋螺纹段和左旋螺纹段，各小车9上的螺母16与右旋螺纹段和左旋螺纹段对应啮合连接；螺杆10的轴端与旋转驱动机构13相连。滚轮18起灵活导向及支撑的作用，保证来自门体2及水的推力不会直接作用在螺杆10上，保证螺母16运动顺畅。

旋转驱动机构13设置在控制室15内，螺杆10穿过闸墙1伸入控制内，闸墙1与螺杆10之间设有防水套14。防水套14起防水作用。

为进一步保证结构稳定，每对支撑杆11对中的两根支撑杆11与对应的螺杆10段之间呈等腰三角形布置。

进一步改进在于，所述螺杆10包括若干单元段，单元段之间经联轴器19相连。该设计也保证了段元段的螺杆10可以单独更换，其长度不至于过长，方便了运输及制造，通过多个单元段接续，使得螺杆10长度理论上可以无限制。为便于固定螺杆10，底板12上设有若干螺杆支撑座17。

需要开关闸门时，通过旋转驱动机构13驱动螺杆10转动，对应的螺母16带动小车9相互靠近或相互远离，两根支撑杆11之间的夹角变化，推动门体2旋转立起挡水，反之，使门体2旋转卧倒放水。该装置可取代现有的闸门，用于河道防洪、灌溉等领域。

为保证门体结构强度及制造的便利性，门体由纵横交错的横梁3和纵梁4构成框架，在横梁3和纵梁4之间焊接钢板，由于横梁3及纵梁4强度大，支撑上端的上铰接件5优选连接在强度较大的纵梁4上为宜，上铰接件5需要有两个自由度，以保证支撑杆11动作时可同时绕不同轴线方向转动；同样地，小车9上的下铰接件也需要有两个自由度，如图3所示，其铰接时采用相互垂直设置的销轴一20和销轴二21分别铰接得以实现。

该装置的有益技术效果是：

一、可靠性高。特别是在多扇螺旋驱动翻板闸门组合在一起工作时，只需一台驱动机构，通过简单的螺旋驱动即可操作所有闸门，大大提高了可靠性。

二、可以任意开度锁定。螺旋驱动的螺杆10通常采用梯形螺纹，梯形螺纹的自锁的特性保证了小车9不会滑动，从而实现门体2可以停止在任意角度。

三、容易精确控制门体2的开启角度。不需要在水下安装复杂的开度仪，只需要在驱动机构上安装一个简单的计数器测量螺杆10的旋转圈数即可换算出闸门的开启角度，通过计算机可以方便地控制闸门开启角度，实现精确的水位和流量控制。

四、多扇螺旋驱动翻板闸门组合在一起工作时，螺杆10通过联轴器19相连，由同一台驱动机构驱动，转动速度相同，所以各个门体2的开启角度完全一致，不会出现门体2参差不齐产生的漏水和影响美观的情况。

五、启闭速度快，和液压升降坝或液压翻板坝动辄几个小时的开启速度相比，螺旋驱动翻板闸门驱动闸门开启，一般只需几分钟到十几分钟，大大提高了泄洪的安全性。

六、没有泄漏，无污染。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对上述实施例所作的任何微细修改、等同变化与修饰，均乃属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种螺旋驱动翻板闸门，包括河道两侧设置的闸墙、河道底部设置的底板以及闸墙和底板之间设置的门体，底板上间隔设置有若干铰座，门体底部铰接在铰座上，其特征在于：所述门体背面设有至少一组支撑杆对，每组支撑杆对中包括两根支撑杆，所述支撑杆上端铰接在门体上，支撑杆下端铰接在小车上，小车与支撑杆一一对应设置，小车上设有螺母，所述底板上沿河道宽度方向设置有轨道，小车活动安装在轨道内；河道内还设置有螺杆，螺杆上与每组支撑杆对一一对应设有右旋螺纹段和左旋螺纹段，各小车上的螺母与右旋螺纹段和左旋螺纹段对应啮合连接；所述螺杆的轴端与旋转驱动机构相连。

2.根据权利要求1所述的一种螺旋驱动翻板闸门，其特征在于：所述门体由若干单元门扇构成，单元门扇与支撑杆对一一对应设置。

3.根据权利要求1所述的一种螺旋驱动翻板闸门，其特征在于：所述小车的底部和两侧分别设有滚轮，滚轮支撑在所述轨道上，轨道对应设置在底板、底板上设置的台阶及支墩上。

4.根据权利要求1所述的一种螺旋驱动翻板闸门，其特征在于：所述旋转驱动机构设置在控制室内，螺杆穿过闸墙伸入控制内，闸墙与螺杆之间设有防水套。

5.根据权利要求1所述的一种螺旋驱动翻板闸门，其特征在于：每对支撑杆对中的两根支撑杆与对应的螺杆段之间呈等腰三角形布置。

6.根据权利要求1所述的一种螺旋驱动翻板闸门，其特征在于：所述螺杆包括若干单元段，单元段之间经联轴器相连。

7.根据权利要求1所述的一种螺旋驱动翻板闸门，其特征在于：底板上设有若干螺杆支撑座。

8.根据权利要求1所述的一种螺旋驱动翻板闸门，其特征在于：所述小车上在螺母两侧设有支撑板，螺母两侧设有转轴插入所述支撑板上的孔中。