CN108589667A - 一种五铰轴连杆式水力自控翻板闸门及其布置方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及五铰轴连杆式水力自控翻板闸门及其布置方法，属水利设备领域。本发明包括支腿、支承铰轴、上支承座、下支承座、连杆、支墩、面板；支腿与面板配合安装，面板上部设置成钢筋混泥土槽形面板，下部设置成钢筋混凝土实心矩形面板；下支承座固定在支墩上，上支承座固定在支腿上，上支承座上设有支承铰轴，下支承座与支承铰轴配合使用；连杆下端铰接于支腿下部的下铰接座上，上端铰接于支墩上部的上铰接座上。本发明更好的实现了闸门的开启、闭合的准确性和灵活性，使闸门的稳定性有极大的改善，有效避免了闸门突开、突关所引起的震动或撞击，并且相比较于其他类型水力自控闸门自控更方便，稳定性、精确度更高，结构更简单，施工更方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种五铰轴连杆式水力自控翻板闸门及其布置方法，属于水利设备技术领域。
背景技术
水力自控翻板闸门因其能随水位涨落而自动启闭，结构简单、造价低廉、利于排沙等优点，在兼有蓄泄任务的各类水利工程中得到广泛应用，并产生了很好的经济效益。与此同时，水力自控翻板闸门也存在一些不稳定现象，如闸门的频繁摆动、拍打，水力现象较为复杂。一般的铰轴水力自控翻板闸门调节度低，易撞坏门体，且稳定性差。本发明采用五铰轴，提高了调节精度，避免了闸门突开、突关所引起的震动或撞击。与其他的铰轴闸门相比，本发明利用连杆的阻尼作用，使闸门的稳定性有了极大的改善，基本不会发生拍打、频繁摆动现象。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种五铰轴连杆式水力自控翻板闸门及其布置方法，用于解决水力自控翻板闸门精度低、稳定性差以及摆动拍打频繁的问题。
本发明技术方案是：一种五铰轴连杆式水力自控翻板闸门，包括支腿1、支承铰轴2、上支承座3、下支承座4、连杆5、支墩7、面板12；所述支腿1一侧与面板12配合安装，另一侧上安装有上支承座3，面板12上部设置成钢筋混泥土槽形面板10，下部设置成钢筋混凝土实心矩形面板11；所述下支承座4固定在支墩7上，上支承座3固定在支腿1上，上支承座3上设有支承铰轴2，下支承座4与支承铰轴2配合使用；所述连杆5下端铰接于支腿1下部的下铰接座8.1上，上端铰接于支墩7上部的上铰接座8上。
所述面板12侧边及闸门底均设置止水橡皮13。
所述支墩7顶部设置橡皮垫块6。
所述上铰接座8通过螺栓Ⅰ9固定在支墩7上，下铰接座8.1通过螺栓Ⅱ9.1固定在支腿3上。
所述支承铰轴2包括铰轴Ⅰ15、铰轴Ⅱ16、铰轴Ⅲ17、铰轴Ⅳ18、铰轴Ⅴ19；且安装在上支承座3上的顺序是依次从下到上。
所述下支承座4设置在支墩7的下部斜面上，下支承座4上设有轴槽，支承铰轴2的铰轴Ⅰ15、铰轴Ⅱ16、铰轴Ⅲ17、铰轴Ⅳ18、铰轴Ⅴ19与下支承座4上的轴槽配合使用。
所述上支承座3、下支承座4及支承铰轴2采用焊接的钢结构形式。
所述支墩7是一种配合安置下支承座4、上铰接座8、橡皮垫块6的梯级支墩，包括两个斜面、一个平面；其中高处的斜面上设有橡皮垫块6，中间的平面设置上铰接座8，低处的斜面上设置下支承座4。
所述的五铰轴连杆式水力自控翻板闸门的布置方法步骤如下：
Step1、首先，在总体布置上，翻板闸门应布置在水流平顺的部位；
Step2、闸门面板12上部设置成钢筋混泥土槽形面板10，下部设置成钢筋混凝土实心矩形面板11，闸门面板上部重量小于下部重量，用于使闸门面板的重心在下部；
Step3、翻板闸门由面板12和框架式的支腿1组成；
Step4、在支腿1上设置上支承座3，上支承座3本身带有支承铰轴2；在支墩7斜面上设置下支承座4，在下支承座4本身带有轴槽，上支承座3的支承铰轴2与下支承座4的轴槽配合使用；
Step5、用螺栓将连杆5两端分别固定在支腿3下部设置的下铰接座8.1和支墩7斜面设置的上铰接座8上，用于将闸门12和支墩7连接起来，连杆5用于控制着翻板闸门的运行轨迹；
Step6、在闸门面板12底部和侧面设置止水橡皮13；
Step7、在支墩7上部斜面上设置橡皮垫块6。
本发明的有益效果是：
（1）、连杆控制着闸门的运行轨迹以增加对外力的阻抗，保证了闸门的开启、闭合的准确性和灵活性，以及闸门运行稳定性，基本不会发生拍打、频繁摆动现象；
（2）、由于有连杆的作用，轴槽结构较传统轴槽结构简单；
（3）、设置有五个铰轴位和开度，提高了闸门的调节精度，使闸门能随水位的涨落而逐渐启闭，既能调节过闸流量，又能避免闸门突开、突关所引起得震动或撞击；
（4）、启闭灵敏，不需要人工或机械操作；
（5）、闸门的支承结构均在门后水上部分的下有侧，维修较为方便。
附图说明
图1是本发明翻板闸门结构示意图；
图2是本发明翻板闸门未开启式剖面示意图；
图3是本发明翻板闸门运行到铰轴Ⅱ位置时剖面示意图；
图4是本发明翻板闸门全开区位置示意图。
图1-4中各标号：1-支腿，2-支承铰轴，3-上支承座，4-下支承座，5-连杆，6-橡皮垫块，7-支墩，8-上铰接座，8.1-下铰接座，9-螺栓Ⅰ，9.1-螺栓Ⅱ，10-钢筋混泥土槽形面板，11-钢筋混凝土实心矩形面板，12-面板，13-止水橡皮，14-上游水位，15-铰轴Ⅰ，16-铰轴Ⅱ，17-铰轴Ⅲ，18-铰轴Ⅳ，19-铰轴Ⅴ，20-河床地基。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。
实施例1：如图1-4所示，一种五铰轴连杆式水力自控翻板闸门，包括支腿1、支承铰轴2、上支承座3、下支承座4、连杆5、支墩7、面板12；所述支腿1一侧与面板12配合安装，另一侧上安装有上支承座3，面板12上部设置成钢筋混泥土槽形面板10，下部设置成钢筋混凝土实心矩形面板11；所述下支承座4固定在支墩7上，上支承座3固定在支腿1上，上支承座3上设有支承铰轴2，下支承座4与支承铰轴2配合使用；所述连杆5下端铰接于支腿1下部的下铰接座8.1上，上端铰接于支墩7上部的上铰接座8上。
进一步的，所述面板12侧边及闸门底均设置止水橡皮13。
进一步的，所述支墩7顶部设置橡皮垫块6。
进一步的，所述上铰接座8通过螺栓Ⅰ9固定在支墩7上，下铰接座8.1通过螺栓Ⅱ9.1固定在支腿3上。
进一步的，所述支承铰轴2包括铰轴Ⅰ15、铰轴Ⅱ16、铰轴Ⅲ17、铰轴Ⅳ18、铰轴Ⅴ19；且安装在上支承座3上的顺序是依次从下到上。
进一步的，所述下支承座4设置在支墩7的下部斜面上，下支承座4上设有轴槽，支承铰轴2的铰轴Ⅰ15、铰轴Ⅱ16、铰轴Ⅲ17、铰轴Ⅳ18、铰轴Ⅴ19与下支承座4上的轴槽配合使用。
进一步的，所述上支承座3、下支承座4及支承铰轴2采用焊接的钢结构形式。
进一步的，所述支墩7是一种配合安置下支承座4、上铰接座8、橡皮垫块6的梯级支墩，包括两个斜面、一个平面；其中高处的斜面上设有橡皮垫块6，中间的平面设置上铰接座8，低处的斜面上设置下支承座4。
所述的五铰轴连杆式水力自控翻板闸门的布置方法步骤如下：
Step1、首先，在总体布置上，翻板闸门应布置在水流平顺的部位；
Step2、闸门面板12上部设置成钢筋混泥土槽形面板10，下部设置成钢筋混凝土实心矩形面板11，闸门面板上部重量小于下部重量，用于使闸门面板的重心在下部；
Step3、翻板闸门由面板12和框架式的支腿1组成；
Step4、在支腿1上设置上支承座3，上支承座3本身带有支承铰轴2；在支墩7斜面上设置下支承座4，在下支承座4本身带有轴槽，上支承座3的支承铰轴2与下支承座4的轴槽配合使用；
Step5、用螺栓将连杆5两端分别固定在支腿3下部设置的下铰接座8.1和支墩7斜面设置的上铰接座8上，用于将闸门12和支墩7连接起来，连杆5用于控制着翻板闸门的运行轨迹；
Step6、在闸门面板12底部和侧面设置止水橡皮13；
Step7、在支墩7上部斜面上设置橡皮垫块6。
本发明的工作原理是：
仅在水压力和闸门自重的作用下，利用力矩平衡原理使闸门绕铰轴转动；利用连杆的阻尼作用，控制着闸门的运动轨迹以增加对外力的阻抗，保证了闸门的开启、闭合的准确性和灵活性，以及闸门运行的稳定性；设置有五个铰轴位和开度，提高闸门的调节精度，使闸门随上游水位的涨落而逐渐启闭，既能调节过闸流量，又能避免闸门突开、突关所引起的震动或撞击；当上游来水时，闸门支承在某一铰位上，闸门的工作原理是力矩平衡，随着上游水位的增加，闸门的启闭过程为一逐次翻倒或逐次关闭，并逐次支承于不同的铰位的过程，不需另加外力，能自动启闭。
本发明的工作过程是：当上游水位不超过闸门自身高度时，闸门未开启，如图2；当上游水位超过闸门自身高度时，闸门绕铰轴Ⅰ运行到铰轴Ⅱ位置，如图3；随着上游水位的不断上升，闸门绕铰轴Ⅱ转动，并运行到铰轴Ⅲ位置；同理，闸门最后绕铰轴Ⅳ运行到全开区位置，如图4。在闸门的整个运行过程中，连杆控制着闸门的运行轨迹以增加对外力的阻抗，保证了闸门开启、闭合的准确性和灵活性，以及闸门运行的稳定性。
上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (9)
1.一种五铰轴连杆式水力自控翻板闸门，其特征在于：包括支腿（1）、支承铰轴（2）、上支承座（3）、下支承座（4）、连杆（5）、支墩（7）、面板（12）；所述支腿（1）一侧与面板（12）配合安装，另一侧上安装有上支承座（3），面板（12）上部设置成钢筋混泥土槽形面板（10），下部设置成钢筋混凝土实心矩形面板（11）；所述下支承座（4）固定在支墩（7）上，上支承座（3）固定在支腿（1）上，上支承座（3）上设有支承铰轴（2），下支承座（4）与支承铰轴（2）配合使用；所述连杆（5）下端铰接于支腿（1）下部的下铰接座（8.1）上，上端铰接于支墩（7）上部的上铰接座（8）上。
2.根据权利要求1所述的五铰轴连杆式水力自控翻板闸门，其特征在于：所述面板（12）侧边及闸门底均设置止水橡皮（13）。
3.根据权利要求1所述的五铰轴连杆式水力自控翻板闸门，其特征在于：所述支墩（7）顶部设置橡皮垫块（6）。
4.根据权利要求1所述的五铰轴连杆式水力自控翻板闸门，其特征在于：所述上铰接座（8）通过螺栓Ⅰ（9）固定在支墩（7）上，下铰接座（8.1）通过螺栓Ⅱ（9.1）固定在支腿（3）上。
5.根据权利要求1所述的五铰轴连杆式水力自控翻板闸门，其特征在于：所述支承铰轴（2）包括铰轴Ⅰ（15）、铰轴Ⅱ（16）、铰轴Ⅲ（17）、铰轴Ⅳ（18）、铰轴Ⅴ（19）；且安装在上支承座（3）上的顺序是依次从下到上。
6.根据权利要求5所述的五铰轴连杆式水力自控翻板闸门，其特征在于：所述下支承座（4）设置在支墩（7）的下部斜面上，下支承座（4）上设有轴槽，支承铰轴（2）的铰轴Ⅰ（15）、铰轴Ⅱ（16）、铰轴Ⅲ（17）、铰轴Ⅳ（18）、铰轴Ⅴ（19）与下支承座（4）上的轴槽配合使用。
7.根据权利要求1所述的五铰轴连杆式水力自控翻板闸门，其特征在于：所述上支承座（3）、下支承座（4）及支承铰轴（2）采用焊接的钢结构形式。
8.根据权利要求1所述的五铰轴连杆式水力自控翻板闸门，其特征在于：所述支墩（7）是一种配合安置下支承座（4）、上铰接座（8）、橡皮垫块（6）的梯级支墩，包括两个斜面、一个平面；其中高处的斜面上设有橡皮垫块（6），中间的平面设置上铰接座（8），低处的斜面上设置下支承座（4）。
9.权利要求1-8任一项所述的五铰轴连杆式水力自控翻板闸门的布置方法，其特征在于：所述布置方法如下：
Step1、首先，在总体布置上，翻板闸门应布置在水流平顺的部位；
Step2、闸门面板（12）上部设置成钢筋混泥土槽形面板（10），下部设置成钢筋混凝土实心矩形面板（11），闸门面板上部重量小于下部重量，用于使闸门面板的重心在下部；
Step3、翻板闸门由面板（12）和框架式的支腿（1）组成；
Step4、在支腿（1）上设置上支承座（3），上支承座（3）本身带有支承铰轴（2）；在支墩（7）斜面上设置下支承座（4），在下支承座（4）本身带有轴槽，上支承座（3）的支承铰轴（2）与下支承座（4）的轴槽配合使用；
Step5、用螺栓将连杆（5）两端分别固定在支腿（3）下部设置的下铰接座（8.1）和支墩（7）斜面设置的上铰接座（8）上，用于将闸门（12）和支墩（7）连接起来，连杆（5）用于控制着翻板闸门的运行轨迹；
Step6、在闸门面板（12）底部和侧面设置止水橡皮（13）；
Step7、在支墩（7）上部斜面上设置橡皮垫块（6）。
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