CN108570972A - 斜轴纵向自动启闭翻板闸门 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种斜轴纵向自动启闭翻板闸门,由堰坝、闸墩、闸门、背水面板、迎水面板、档条、斜轴、斜轴支撑板、放水孔、托架、托架孔、上斜轴孔、下斜轴孔、浮箱、浮箱导轨、进水孔、浮箱转轮、上钩板、下钩板、滑门、竖板、横挡板、控制板、控制板槽、滑门转轮、调节螺丝、闸门空腔、联系支撑、滑门导轨、限位块组成,该翻板闸门侧向自动启闭，无需安装油压启闭设施；闸门自身构成一个阻尼系统，无需另外设置阻尼，能够很好地避免翻板闸门在翻转过程中发生拍打震动、撞击，造成闸门受损而影响闸门寿命的问题，解决了横向翻板闸门开启后，闸门悬于闸室中部的遮挡阻流问题，下泄水流更通畅，消除了漂浮物钩挂在闸门上而影响闸门关闭的隐患。

Description

斜轴纵向自动启闭翻板闸门

技术领域

本发明属于水利工程技术领域 ,具体是一种斜轴纵向自动启闭翻板闸门。

背景技术

水力翻板闸门是我国水利工程技术人员历经五十多年的艰苦奋斗，研发出来并拥有完全自主知识产权的一种节能、环保型闸门；现在应用最为广泛的翻板闸门即为水力横向翻板闸门，其工作原理是杠杆平衡与转动，具体来说，水力横向翻板闸门是利用水力和闸门重量相互制衡，通过增设阻尼反馈系统来达到调控水位的目的:当上游水位升高则闸门绕"横轴"逐渐开启泄流;反之，上游水位下降则闸门绕"横轴"逐渐回关蓄水，使上游水位始终保持在设计要求的范围内；即当上游来流量加大，闸门上游水位抬高，水压力对支点的力矩大于门重与各种阻尼对支点的力矩时，闸门自动开启；而当上游流量减少到一定程度，使门重对支点的力矩大于水压力与各种阻尼对支点的力矩时，水力横向翻板闸门可自行回关；水力横向翻板闸门具有不用外来能源，结构简单，可在无人操纵下自行启闭，运行可靠，管理维修方便，并且造价低廉等优点，在运行中已经积累了许多成功的经验，但运行中仍然普遍存在着诸多问题, 如闸门在翻转过程中易发生拍打震动、撞击，容易造成闸门受损而影响闸门寿命；除此之外，由于开启状态，闸门悬于闸室中部，占据很大过水面积、影响过水能力，飘浮物还容易卡住闸门导致闸门不能闭合等一系列问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种斜轴纵向自动启闭翻板闸门,由堰坝、闸墩、闸门、背水面板、迎水面板、档条、斜轴、斜轴支撑板、放水孔、托架、托架孔、上斜轴孔、下斜轴孔、浮箱、浮箱导轨、进水孔、浮箱转轮、上钩板、下钩板、滑门、竖板、横挡板、控制板、控制板槽、滑门转轮、调节螺丝、闸门空腔、联系支撑、滑门导轨、限位块、单向阀组成, 其特征在于：所述的闸墩固定设置在堰坝上，档条、斜轴支撑板、限位块固定设置在闸墩上；闸门中间为闸门空腔；迎水面板迎水面上固定设置有浮箱导轨，背水面板内侧固定设置有滑门导轨；迎水面板上开设进水孔，进水孔上固定设置有单向阀，背水面板上开设放水孔；斜轴通过联系支撑与闸门固定设在一起；上钩板、下钩板固定设置在托架上，托架、浮箱固定设置在一起；浮箱转轮铰接在浮箱上，可以转动；滑门、竖板、横挡板、控制板固定设置在一起，控制板上开设控制板槽，调节螺丝通过背水面板上的螺丝孔与背水面板连接；滑门转轮铰接在滑门上，可以转动；斜轴上端铰接在斜轴支撑板上开设的的上斜轴孔内，斜轴下端铰接在堰坝开设的下斜轴孔内；闸门绕斜轴转动启闭。

进一步的，所述的斜轴倾角为20度。

进一步的，所述的进水孔直径为15cm；放水孔面积是进水孔面积的20倍，放水孔宽的是高度的20倍。

进一步的，所述的限位块突出闸墩表面的高度，大于斜轴截面圆心至闸墩表面的距离，保障闸门一直保持相对迎水面的前倾，即在自重作用下具有自动关闭的趋势。

进一步的，其特征在于：所述的闸门底面、档条背水面固定设置止水橡胶板。

斜轴纵向自动启闭翻板闸门的有益效果是：闸门侧向自动启闭，无需安装油压启闭设施；闸门自身构成一个阻尼系统，无需另外设置阻尼，能够很好地避免翻板闸门在翻转过程中容易发生拍打震动、撞击，造成闸门受损而影响闸门寿命的问题；解决了翻板闸门开启后，闸门悬于闸室中部的遮挡阻流问题，下泄水流更通畅，消除了漂浮物钩挂在闸门上而影响闸门关闭的隐患。

附图说明

图1是斜轴纵向自动启闭翻板闸门俯视示意图；

图2是未安装闸门状态A-A剖面示意图；

图3是安装闸门状态A-A剖面示意图；

图4是安装闸门状态B-B剖面示意图；

图5是闸门、浮箱、浮箱导轨、斜轴、托架关系示意图；

图6是浮箱、浮箱转轮、托架、上钩板、下钩板关系示意图；

图7是滑门、滑门转轮、竖板、横挡板、控制板、控制板槽关系示意图；

图8是I局部滑门、控制板、控制板槽关系放大示意图；

图9是I局部控制板、控制板槽、调节螺丝关系示意图；

图10是I局部控制板、控制板槽、调节螺丝关系正面示意图；

图11是I局部剖面示意图；

图12是浮箱、滑门关系示意图；

图13是闸门横断面示意图；

图14是斜轴纵向自动启闭翻板闸门结构纵剖面上限设计水位状态示意图（为了把主要部件表现清晰未绘出托架）；

图15是斜轴纵向自动启闭翻板闸门结构纵剖面下限设计水位状态示意图（为了把主要部件表现清晰未绘出托架）；

图16是斜轴纵向自动启闭翻板闸门结构纵剖面未安装闸门状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1-16所示，本发明的斜轴纵向自动启闭翻板闸门,由堰坝1、闸墩2、闸门3、背水面板301、迎水面板302、档条4、斜轴5、斜轴支撑板6、放水孔7、托架8、托架孔9、上斜轴孔10、下斜轴孔11、浮箱12、浮箱导轨13、进水孔14、浮箱转轮15、上钩板16、下钩板17、滑门18、竖板19、横挡板20、控制板21、控制板槽22、滑门转轮23、调节螺丝24、闸门空腔25、联系支撑26、滑门导轨27、限位块28、单向阀29组成,所述的闸墩2固定设置在堰坝1上，档条4、斜轴支撑板6、限位块28固定设置在闸墩2上；背水面板301、迎水面版302及上侧板、下侧板、左侧板、右侧板固定设置成闸门3，闸门3中间为闸门空腔25；迎水面板302的迎水面上固定设置有浮箱导轨13，浮箱12在自重和浮力共同作用下上升、下降时，铰接在浮箱12上的浮箱转轮15可以沿浮箱导轨13上下滑动；背水面板301内侧固定设置有滑门导轨27，滑门18在上钩板16、下钩板17作用下上升、下降时，铰接在滑门18上的滑门转轮23可以沿滑门导轨27上下滑动；迎水面板302上开设进水孔14，进水孔14上固定设置有单向阀29，背水面板301上开设放水孔7，闸门3上侧板上开设有托架孔9；斜轴5通过联系支撑26与闸门3固定设在一起；上钩板16、下钩板17固定设置在托架8上，托架8、浮箱12固定设置在一起；浮箱转轮15铰接在浮箱12上，可以转动；滑门18、竖板19、横挡板20、控制板21固定设置在一起，控制板21上开设控制板槽22，调节螺丝24通过背水面板301上的螺丝孔与背水面板301连接，通过调节螺丝24可以调节滑门18与背水面板301之间的贴合度，即调节摩擦力大小，保障滑门18在自重作用下不会自动下滑，只有在受到上钩板16压迫才能下滑；滑门转轮23铰接在滑门18上，可以转动；斜轴5上端铰接在斜轴支撑板6上开设的的上斜轴孔10内，斜轴5下端铰接在堰坝1顶面开设的下斜轴孔11内；闸门3绕斜轴5转动启闭。

所述的斜轴5倾角为20度，既能保障闸门关闭时具有足够的稳定性，又可以减小闸门的高度，节省材料；进水孔14直径为15cm，进水孔过水面积小能够保障闸门关闭过程中，水流慢慢进入闸门空腔25，闸门关闭力矩慢慢增大，闸门关闭缓慢，避免翻板闸门在翻转过程中发生拍打震动、撞击，造成闸门受损而影响闸门寿命的问题；闸门本身构成一个极好的阻尼系统，进水孔14上固定设置的单向阀29，能够保障进入闸门空腔25内的水和闸门一起产生抗闸门开启力矩；放水孔7面积是进水孔14面积的20倍，放水孔7宽度是高度的20倍，可以短时间内放空闸门空腔25内的水，达到快速泄流的目的。

所述的限位块28突出闸墩2表面的高度，大于斜轴5断面圆心至闸墩2表面的距离，保障闸门3一直保持相对迎水面的前倾，当需要关闭闸门时，在自重作用下能够自动关闭；闸门3底面、档条4背水面固定设置止水橡胶板。

斜轴纵向自动启闭翻板闸门工作原理是：闸门关闭状态，闸门重量及闸门空腔内水的重量之和产生的抗闸门开启力矩，大于水压力对闸门产生的闸门开启力矩，闸门处于稳定状态；闸门开启状态，因为闸门空腔内的水被放出，闸门重量及闸门空腔内残留水的重量之和产生的抗闸门开启力矩，小于水压力对闸门产生的闸门开启力矩，闸门处于开启状态。

本发明的斜轴纵向自动启闭翻板闸门使用时，初始状态：闸门在自重作用下处于关闭状态，浮箱处在最低位，托架上的上钩板将滑门压下，滑门处于关闭状态，随着水位升高，水通过进水孔进入闸门空腔；随着水位上升水对闸门的压力逐渐增大，水压力对闸门产生的闸门开启力矩逐渐增大；同时，随着水位上升，进入闸门空腔内的水也逐渐增多，闸门重量及闸门空腔内水的重量之和产生的抗闸门开启力矩也逐渐增大，且一直大于水压力对闸门产生的闸门开启力矩，闸门处于稳定状态；同时，浮箱也一直随水位升高而上升，当水位升高到上限设计水位时，浮箱带动托架上的下钩板钩住固定设在滑门上的横挡板上升，滑门同时上升、滑门打开，闸门空腔内的水短时间内排出，闸门重量及闸门空腔内残留水的重量之和产生的抗闸门开启力矩，远远小于水压力对闸门产生的闸门开启力矩，闸门在短时间内开启，水流通过无阻挡的闸室顺畅下泄；当堰坝前蓄水被排出，水位逐渐下降，浮箱也随之下降，当水位下降到下限设计水位时，浮箱带动托架上的上钩板钩住固定设在滑门上的横挡板下降，滑门同时下降、滑门关闭，水流继续通过进水孔进入闸门空腔，随着闸门空腔内的水慢慢增多，闸门重量及闸门空腔内水的重量之和产生的抗闸门开启力矩逐渐增大，缓慢超过水压力对闸门产生的闸门开启力矩，闸门缓缓关闭、轻轻贴合到档条上；随着水位上升、下降，上述过程重复出现，闸门相应自动启闭。

闸门倾斜角度、闸门空腔厚度、进水口的尺寸大小都可以通过试验而确定，只要满足翻板闸门在翻转过程中不发生拍打震动、撞击，不造成闸门受损而影响闸门寿命的问题出现；及闸门关闭时，闸门重量及闸门空腔内水的重量之和产生的抗闸门开启力矩，大于水压力对闸门产生的闸门开启力矩，闸门处于稳定状态，滑门开启、闸门空腔内的水被放出，闸门重量及闸门空腔内残留水的重量之和产生的抗闸门开启力矩，远远小于水压力对闸门产生的闸门开启力矩，闸门处于开启状态即可。

实施例为单个闸室情况，实际工程中根据河道宽度可以设置多个闸室；在创意不变的前提下，本领域技术人员对本专利进行的任何改进都落在本专利的保护范围内。

Claims (5)

1.一种斜轴纵向自动启闭翻板闸门,由堰坝(1)、闸墩(2)、闸门(3)、背水面板(301)、迎水面板(302)、档条（4)、斜轴(5)、斜轴支撑板(6)、放水孔（7）、托架(8)、托架孔(9)、上斜轴孔(10)、下斜轴孔（11)、浮箱(12)、浮箱导轨(13)、进水孔(14)、浮箱转轮(15)、上钩板(16)、下钩板（17)、滑门(18)、竖板（19)、横挡板（20）、控制板(21)、控制板槽(22)、滑门转轮(23)、调节螺丝（24)、闸门空腔(25)、联系支撑（26)、滑门导轨(27)、限位块（28)、单向阀（29)组成,其特征在于：所述的闸墩(2)固定设置在堰坝(1)上，档条（4)、斜轴支撑板(6)、限位块（28)固定设置在闸墩(2)上；闸门(3)中间为闸门空腔(25)；迎水面板(302)迎水面上固定设置有浮箱导轨(13)，背水面板(301)内侧固定设置有滑门导轨(27)；迎水面板(302)上开设进水孔(14)，进水孔(14)上固定设置有单向阀（29)，背水面板(301)上开设放水孔（7）；斜轴(5)通过联系支撑（26)与闸门(3)固定设在一起；上钩板(16)、下钩板（17) 固定设置在托架(8)上，托架(8)、浮箱(12)固定设置在一起；浮箱转轮(15)铰接在浮箱(12)上，可以转动；滑门(18)、竖板（19)、横挡板（20）、控制板(21)固定设置在一起，控制板(21)上开设控制板槽(22)，调节螺丝（24)通过背水面板(301)上的螺丝孔与背水面板(301)连接；滑门转轮(23)铰接在滑门(18)上，可以转动；斜轴(5)上端铰接在斜轴支撑板(6)上开设的的上斜轴孔(10)内，斜轴(5)下端铰接在堰坝(1)顶面开设的下斜轴孔（11)内；闸门(3)绕斜轴(5)转动启闭。

2.如权利要求1所述的斜轴纵向自动启闭翻板闸门,其特征在于：所述的斜轴(5)倾角为20度。

3.如权利要求1所述的斜轴纵向自动启闭翻板闸门,其特征在于：所述的进水孔(14)直径为15cm；放水孔（7）面积是进水孔(14)面积的20倍，放水孔（7）宽度是高度的20倍。

4.如权利要求1所述的斜轴纵向自动启闭翻板闸门,其特征在于：所述的限位块（28)突出闸墩(2)表面的高度，大于斜轴(5)截面圆心至闸墩(2)表面的距离，保障闸门(3)一直保持相对迎水面的前倾，即在自重作用下具有自动关闭的趋势。

5.如权利要求1所述的斜轴纵向自动启闭翻板闸门,其特征在于：所述的闸门(3)底面、档条（4)背水面固定设置止水橡胶板。