CN108468748B - 一种用于弧型闸门的空气弹簧隔振装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于弧型闸门的空气弹簧隔振装置，弧型闸门包括闸门支臂与闸门横梁，空气弹簧隔振装置包括橡胶垫层、空气弹簧、液压阻尼器和控制器，闸门支臂与闸门横梁之间采用螺栓连接，中间加入橡胶垫层；闸门支臂与闸门横梁的接口部位放置有所述的空气弹簧，空气弹簧内部通过带节流孔的阻尼板分成上部腔室和下部腔室，空气弹簧采用囊式空气弹簧，其进气口和出气口均设置在空气弹簧的下部，进气口穿过阻尼板开口在空气弹簧的上部腔室，出气口开口在空气弹簧的下部腔室；在空气弹簧的内部还设置有顶在闸门支臂与闸门横梁之间的液压阻尼器。本发明可以尽量减少传给闸门支臂的振动能量。
Description
技术领域
本发明专利属于水利工程中闸门的减振设计技术领域，尤其涉及一种弧形闸门的隔振装置。
背景技术
弧形闸门以其轻盈的结构形式，合理的受力性能，以及启闭力小等优点，在水工结构中得到广泛应用，但是弧形闸门的流激振动问题较为突出。弧形钢闸门的动力失稳往往是由于闸门支臂在动力荷载作用下丧失稳定所致。闸门支臂是弧形闸门中控制闸门安全的主导构件。它不直接与水流接触，激振力由门叶传来，激起闸门支臂杆件的振动。减小闸门支臂的振动问题是解决弧形闸门振动破坏问题中至关重要的一环。
为防止闸门支臂振动过大，造成闸门支臂动力失稳，进而发生闸门破坏。本发明专利针对此情况采用空气弹簧进行闸门门板的位移控制以减小振动传递给闸门支臂。
发明内容
本发明提供一种可用于弧形闸门的空气弹簧隔振装置，通过控制空气弹簧的进出气精确控制闸门门板位移，并通过橡胶垫层、空气弹簧的阻尼板和液压阻尼器消耗振动能量，尽量减少传给闸门支臂的振动能量。技术方案如下：
一种用于弧型闸门的空气弹簧隔振装置，所述的弧型闸门包括闸门支臂与闸门横梁，其特征在于，所述的空气弹簧隔振装置包括橡胶垫层、空气弹簧、液压阻尼器和控制器，闸门支臂与闸门横梁之间采用螺栓连接，中间加入橡胶垫层；闸门支臂与闸门横梁的接口部位放置有所述的空气弹簧，空气弹簧内部通过带节流孔的阻尼板分成上部腔室和下部腔室，空气弹簧采用囊式空气弹簧，其进气口和出气口均设置在空气弹簧的下部，进气口穿过阻尼板开口在空气弹簧的上部腔室，出气口开口在空气弹簧的下部腔室；在空气弹簧的内部还设置有顶在闸门支臂与闸门横梁之间的液压阻尼器。
优选地，闸门横梁与闸门支臂之间的橡胶垫层的上表面和下表面均设置有凹槽，闸门支臂和闸门主梁接口处的断面带有尖刺状凸起，刺状凸起物嵌入橡胶垫层的凹槽之中，相互咬合。
闸门支臂与闸门主梁的之间的接口处采用口字形钢渐变成工字钢，空气弹簧放置在口字形钢内部。空气弹簧通过法兰环固定在所述的口字形钢和闸门主梁之间。
所述的隔振装置还包括位移传感器，通过位移传感器测得闸门门板的位移，反馈给控制器，由控制器控制通过空气弹簧的充放气来控制闸门门板的位移。
附图说明
图1为本发明的结构示意图
图2为橡胶垫层形式
图中：1、闸门横梁；2-闸门支臂；3-橡胶垫板；4-空气弹簧；5-进气孔；6-液压阻尼器；7-排气孔；8-高强度螺栓；9-剪切板；10-阻尼板。
具体实施方式
以下结合附图对本发明专利技术方案作进一步说明。
结合图1，本发明设计了一种用于弧形闸门的空气弹簧隔振器，它主要由橡胶垫层3，囊式空气弹簧4和液压阻尼器6组成。闸门支臂2与闸门横梁1之间采用螺栓8连接，中间采用橡胶垫层3，闸门支臂2与闸门横梁1的接口部位采用口字形钢，内置囊式空气弹簧4，空气弹簧内部设带节流孔的阻尼板10，在空气弹簧4中央设置液压阻尼器6，空气弹簧4的通气孔5与排气孔7均设在其底部。可以通过位移传感器测得闸门门板的位移，及时反馈给控制器，由控制器做出反应，对空气闸门充放气来稳定闸门，防止闸门将振动能量传递给闸门支臂引起破坏。
橡胶垫层3带凹槽，在闸门横梁1和闸门支臂2与橡胶垫层3的两侧的连接处做成凸出的钢刺状，嵌入橡胶垫层3的凹槽，这样一方面可以利用橡胶的横向剪切变形，发生横向位移，产生横向摩阻力消耗能量，另一方面利用钢板和橡胶垫层之间的咬合力来减小横向位移；在纵向方面利用橡胶本身的阻尼减小一部分振动能量的传递；闸门支臂与闸门横梁采用高强度预应力螺栓连接，螺栓拧紧后施加一定的预应力，使每个闸门支臂与闸门主梁之间的预应力等于在设计水头作用时的压力，以保证在设计水头作用下能使止水正常工作。
闸门支臂2与闸门横梁1的之间的接口处钢材形状可采用口字形钢渐变成工字钢，在口字形钢内部可用来放置空气弹簧，空气弹簧利用法兰环固定在口字形钢和闸门主梁之间，并与四周钢材预留一定距离，防止空气弹簧在变形的过程中，与周围的钢材产生摩擦，减小弹簧的使用寿命，钢材的型号和尺寸可根据实际工程的受力情况来进行选择。
空气弹簧4采用囊式空气弹簧，并将空气弹簧改进，将空气弹簧的充气孔5和出气孔7均设置在空气弹簧的下侧，在空气弹簧中部设置带有节气孔的阻尼板10，弹簧的进气口5可穿过阻尼板10直接对弹簧上部进行充气。在空气被压缩，穿过节气孔时，可形成气流漩涡，削减能量，进而减少振动能量的传递，空气弹簧的数目也可根据实际工程的受力状况做出相应调整。
在空气弹簧4的内部中轴线上设置一个液压阻尼器6，由于空气弹簧的位移控制系统存在迟滞时间，在迟滞时间内，液压阻尼器可以发挥控制位移，削减能量的作用。
尽管上面结合附图对本发明专利的优选实施例进行了描述,但是本发明专利并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,并不是限制性的,本领域的普通技术人员在本发明专利的启示下,在不脱离本发明专利宗旨和权利要求所保护的范围的情况下,还可以做出很多形式,这些均属于本发明专利的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种用于弧型闸门的空气弹簧隔振装置，所述的弧型闸门包括闸门支臂与闸门横梁，其特征在于，所述的空气弹簧隔振装置包括橡胶垫层、空气弹簧、液压阻尼器和控制器，闸门支臂与闸门横梁之间采用螺栓连接，中间加入橡胶垫层；闸门支臂与闸门横梁的接口部位放置有所述的空气弹簧，空气弹簧内部通过带节流孔的阻尼板分成上部腔室和下部腔室，空气弹簧采用囊式空气弹簧，其进气口和出气口均设置在空气弹簧的下部，进气口穿过阻尼板开口在空气弹簧的上部腔室，出气口开口在空气弹簧的下部腔室；在空气弹簧的内部还设置有顶在闸门支臂与闸门横梁之间的液压阻尼器；
闸门横梁与闸门支臂之间的橡胶垫层的上表面和下表面均设置有凹槽，闸门支臂和闸门主梁接口处的断面带有尖刺状凸起，刺状凸起物嵌入橡胶垫层的凹槽之中，相互咬合；
闸门支臂与闸门主梁的之间的接口处采用口字形钢渐变成工字钢，空气弹簧放置在口字形钢内部。
2.根据权利要求1所述的隔振装置，其特征在于，空气弹簧通过法兰环固定在所述的口字形钢和闸门主梁之间。
3.根据权利要求1所述的隔振装置，其特征在于，所述的隔振装置还包括位移传感器，通过位移传感器测得闸门门板的位移，反馈给控制器，由控制器控制通过空气弹簧的充放气来控制闸门门板的位移。
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