CN109235377B - 一种利用定滑轮传动的机械压紧式拍门充水阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种利用定滑轮传动的机械压紧式拍门充水阀，安装在闸门顶梁格内，每个闸门上对称安装两个拍门式充水阀；拍门式充水阀包括弧形充水管、环形水封、弧形止水座、拍门和定滑轮，弧形充水管前端面与闸门面板焊接，后端焊接弧形止水座，弧形止水座下部与拍门的支铰经弧形固定间隙配合，环形水封两侧由水封压板通过螺栓固定在弧形止水座上，拍门安装在环形水封的后端面，安装在闸门上的两个定滑轮上绕设的拉绳一端经压缩弹簧装置与闸门上腰形孔中运动的吊轴连接，另一端和两个拍门式充水阀的拍门之间安装的水平拉杆连接，两个拍门的中部经竖直拉杆与配重块连接。本发明能够适应不同水库水位和闸门尺寸条件，不受泥沙影响，止水可靠。

Description

一种利用定滑轮传动的机械压紧式拍门充水阀

技术领域

本发明涉及水利水电工程技术领域，尤其是涉及一种利用定滑轮传动的机械压紧式拍门充水阀。

背景技术

我国水电工程上的事故闸门和检修闸门一般为静水启门，启门前需向门后充水平压。目前，在国内应用的闸门充水平压的方式主要有以下几种：旁通阀式、门上设充水阀、小开度提门、闸门节间充水等型式，各种平压方式有其不同的特点及适用条件。

1、旁通阀充水：旁通阀设置于坝体内或进水闸的闸墩内，闸门前的库水通过旁通阀流至闸门后面，水流由管道闸阀控制，一般在阀室设两道阀，前面为检修闸阀，后面为工作闸阀，其操作平台设于坝体廊道内或闸墩顶面。这种平压方式具有简化门叶结构，且直径选择不受门叶结构限制的特点，但也存在造价高、操作维修不便，检修闸阀和闸阀前管道严重锈蚀难以检修更换所带来的安全风险等缺点。2、小开度提门充水：此充水方式适用于孔口直径较小，水头较小的闸门，以及布置充水阀困难时，但这种充水方式不能减小启闭机容量，而且有的小开度过流会使闸门产生振动，缝隙射流还会造成水工建筑物的空蚀破坏等，故一般较少采用。3、闸门节间充水：此充水方式往往是利用闸门的上下分节处形成孔口过流，这种方式的充水断面大，可缩短充水时间，而且结构简单，操作维修方便，不需设充水阀；由于充水时只提上节门，所以启闭机容量增加较少，也不增加启闭机扬程，但此充水方式多应用在低水头闸门上。4、门上设充水阀充水：此充水方式的结构形式较多，当闸门止水为前止水时，在闸门上开小门或设充水阀，这种结构较复杂；当闸门为后止水时，则在门上设充水管及阀体(或阀盖)；充水阀的操作应和闸门启闭机联动，充水管的直径应根据充水量和充水时间等因素来确定。此充水方式因操作维修较方便，所以应用较广。

充水阀常用的有压盖式、柱塞式结构，在低水头和清水条件下，主要采用传统的压盖式或柱塞式充水阀进行闸门的充水平压。压盖式一般用于下游止水闸门，而传统压盖式充水阀只设一道环形橡胶或矩形P型水封，若门顶存在泥沙或其它异物，会导致充水阀关闭不严密而发生漏水现象，尤其在高水头闸门中更显突出，水头越高漏水量越大；此外，充水阀轴向采用止轴环限位，会导致阀体与止轴环摩擦严重，且钢对钢摩擦系数很大，有时会导致充水阀无法关闭，影响闸门挡水运行且存在安全隐患，所以现有技术水平还不够完善。在高水头、高含沙和多工况运行条件时，传统的充水阀存在泥沙淤堵、阀芯卡阻、阀体锈蚀、充水阀漏水和检修困难等问题。

发明内容

为解决传统的充水阀会因泥沙、污物和水生物影响而造成阀芯卡阻无法正常工作的问题，本发明的目的是提供一种能够适应不同水库水位和闸门尺寸条件下，不受泥沙影响，止水可靠、检修维护量小、经济实用的利用定滑轮传动的机械压紧式拍门充水阀。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种利用定滑轮传动的机械压紧式拍门充水阀，安装在闸门顶梁格内，每个闸门上水平对称安装两个拍门式充水阀；拍门式充水阀包括弧形充水管、环形水封、弧形止水座、导流顶板、拍门、导流防冲弧形板、铰座、定滑轮、压缩弹簧装置、拉绳、水平拉杆、竖直拉杆和配重块，所述弧形充水管是过水断面为圆弧，垂直水流断面为矩形的钢制结构，弧形充水管前端面与闸门面板焊接，后端焊接弧形止水座；所述弧形止水座是固定环形水封的支承部件，垂直方向呈矩形布置，弧形止水座的下部止水座为弧形结构，上部与弧形充水管焊接，下部与拍门的支铰端部通过弧形固定间隙配合，环形水封两侧由水封压板通过螺栓固定在弧形止水座上；所述拍门安装在环形水封的后端面，环形水封后端面与拍门工作面紧贴，两个拍门式充水阀的拍门之间安装有水平拉杆；闸门的顶板及后翼缘板上均安装有一个定滑轮，两个定滑轮上绕设的拉绳一端经压缩弹簧装置与闸门上腰形孔中运动的吊轴连接，另一端和与拍门连接的水平拉杆上的拉绳孔连接，两个拍门的中部设有拉杆孔，且通过竖直拉杆与配重块连接。

所述的利用定滑轮传动的机械压紧式拍门充水阀，其弧形充水管横截面为圆形，也可设计为矩形，环形水封形状与弧形充水管横截面形状相同。

所述的利用定滑轮传动的机械压紧式拍门充水阀，其闸门销轴、压缩弹簧装置、定滑轮和拉绳在同一竖直平面内，且经闸门顶梁格内的竖向筋板隔开。

所述的利用定滑轮传动的机械压紧式拍门充水阀，其环形水封的水封压板作为拍门全关位置的机械限位。

所述的利用定滑轮传动的机械压紧式拍门充水阀，其环形水封端面高出水封压板端面6～8mm。

所述的利用定滑轮传动的机械压紧式拍门充水阀，其拍门后部设置有加强筋板，加强筋板末端、中部分别开设有拉绳孔、拉杆孔，拉绳孔与水平拉杆中部连接，拉杆孔与竖直拉杆顶端连接。

所述的利用定滑轮传动的机械压紧式拍门充水阀，其压缩弹簧装置由上压板、下压板、套管、弹簧和弹簧杆组成，上压板和弹簧杆的上端连接，套管上端与吊轴的轴套连接，套管套设在弹簧杆外部，套管下端与下压板焊接，弹簧套设在套管外部且位于上压板和下压板之间。

所述的利用定滑轮传动的机械压紧式拍门充水阀，其拍门、定滑轮、压缩弹簧装置、拉绳、水平拉杆、竖直拉杆、铰座和弧形止水座均为不锈钢材质。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：

该利用定滑轮传动的机械压紧式拍门充水阀，其设计新颖，操作简便可靠，易于制造、安装和维护，采用机械压紧环形水封止水，利用闸门的启闭力和配重块的重力能够快速实现闸门充水阀的开启和关闭，不需要另外增加电动和液压机构，具有较强经济性、实用性和推广性。

该利用定滑轮传动的机械压紧式拍门充水阀，其采用后置拍门式，密封面不受泥沙和污物影响，不存在阀板或阀芯卡阻的问题，为防止闸门吊轴卡阻，在拍门下方连接有配重块，保证拍门的可靠开启；充水阀的环形水封与拍门以机械压紧方式止水，止水端面不磨损或磨损量很小，大大延长了环形水封的使用寿命和后期维护工作量。

该利用定滑轮传动的机械压紧式拍门充水阀，其为防止闸门吊轴在吊耳板的腰形孔里提升的行程超过拍门全关的极限行程，造成拍门全关压缩环形水封后,挤压弧形止水座造成拍门变形问题，在吊轴的下方设置压缩弹簧装置，使水封压缩量可控，实现拍门全关位置的行程保护。

该利用定滑轮传动的机械压紧式拍门充水阀，其利用机械压紧式止水，能够保证止水的可靠，环形水封端面高出与外侧的台阶式环形外压板端面6～8mm，以保证环形水封与拍门面板有足够的机械压缩量。

附图说明

图1是具有本发明利用定滑轮传动的机械压紧式拍门充水阀的闸门的主视结构示意图；

图2是图1中的B－B向剖视结构示意图；

图3是图1中的A－A向剖视结构示意图；

图4是是图2中的充水阀全关位置局部放大的结构示意图；

图5是图2中的充水阀全开位置局部放大的结构示意图；

图6是图5中的环形水封断面结构示意图；

图7是图4中的弧形止水座和环形水封断面的结构示意图；

图8是是图5中的拍门的结构示意图；

图9是图8的侧视结构示意图；

图10是图8的仰视结构示意图；

图11是图2中压缩弹簧装置的结构示意图；

图中：1－吊耳板；2－吊轴；3－环形水封；4－拉绳孔；5－水平拉杆；6－拍门；6a－全关位的拍门；6b－全开位的拍门；7－主滑块；8－配重块；9－腰形孔；10－压缩弹簧装置；11(a、b)－定滑轮；12－拉绳；13－弧形充水管；14－竖直拉杆；15－铰座；16－弧形止水座；17－止水橡皮；18－侧导向；19－反滑块；20－水封压板；21－螺栓；22－铰头；23－拉杆孔；24－密封板；25－隔板；26－加强筋板；27－轴套；28－上压板；29－弹簧；30－套管；31－下压板；32－弹簧杆；33－导流顶板；34－导流防冲弧形板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明。

如图1～11所示，该利用定滑轮传动的机械压紧式拍门充水阀，其安装在闸门顶梁格内，每个闸门上水平对称安装两个拍门式充水阀；拍门式充水阀包括弧形充水管13、环形水封3、弧形止水座16、导流顶板33、拍门6、导流防冲弧形板34、铰座15、定滑轮11、压缩弹簧装置10、拉绳12、水平拉杆5、竖直拉杆14和配重块8，所述弧形充水管13是过水断面为圆弧，垂直水流断面为矩形的钢制结构，弧形充水管前端面与闸门面板焊接，后端焊接弧形止水座16，导流顶板33焊接在弧形止水座16外部与后翼缘板之间；所述弧形止水座是固定环形水封的支承部件，垂直方向呈矩形布置，弧形止水座的下部止水座为弧形结构，上部与弧形充水管焊接，下部与拍门的铰座15端部通过弧形固定间隙配合，内弧和外弧间隙始终保持不变，这样充水阀开启后此处的漏水量可控，充水时此间隙还可作为补气通道，较好地改善水流流态，减少高速水流形成的气蚀破坏，环形水封3两侧由水封压板20通过螺栓21固定在弧形止水座16上；所述拍门6安装在环形水封的后端面，环形水封后端面与拍门工作面紧贴，两个拍门式充水阀的拍门之间安装有水平拉杆5，导流防冲弧形板34焊接在拍门6上且伸入弧形充水管13内；闸门的顶板及后翼缘板上分别安装有定滑轮11a、定滑轮11b，定滑轮上绕设的拉绳12一端经压缩弹簧装置10与闸门吊耳板上的腰形孔9中运动的吊轴2连接，另一端和与拍门联结的水平拉杆5的拉绳孔4连接，负责拍门关闭力的传递，两个拍门的中部设有拉杆孔23，且通过竖直拉杆14与配重块8连接，负责拍门开启力的传递。

上述的弧形充水管13横截面为圆形，也可设计为矩形，环形水封3形状与相应的充水管横截面形状相同，为圆形或矩形。

上述的闸门的吊轴2、压缩弹簧装置10、定滑轮11a、定滑轮11b和拉绳12在同一竖直平面内，且经闸门顶梁格内的竖向筋板隔开，确保水流不冲到压缩弹簧装置、定滑轮和拉绳上。

上述的环形水封3端面高出水封压板20端面6～8mm，采用机械压紧方式使拍门的面板压紧环形水封,运用简单可靠的止水型式，保证最好的止水效果。

所述的利用定滑轮传动的机械压紧式拍门充水阀，其拍门6后端面中部设置有加强筋板26，防止拍门全关位置时受力变形，造成水封压缩量不均衡；所述拍门的铰头22活动套装在铰座15内，拍门后端面设有上、下密封板24、以及上、下密封板之间的纵向隔板25，拍门的加强筋板26末端、中部分别开设拉绳孔4、拉杆孔23，拉绳孔4与水平拉杆5中部连接，拉杆孔23与竖直拉杆14顶端连接。

所述的利用定滑轮传动的机械压紧式拍门充水阀，其压缩弹簧装置10由上压板28、下压板31、弹簧29和弹簧杆32组成，上压板28和弹簧杆32的上端连接，套管30套设在弹簧杆外部，套管30上端与吊轴2的轴套27连接，套管上端与下压板31连接，弹簧29套设在套管30外部且位于上压板和下压板之间；当拍门关闭时，上压板28和弹簧杆32一起向下运动压缩弹簧29，对拍门全关传递作用力，同时进行全关位置的行程保护。

所述的利用定滑轮传动的机械压紧式拍门充水阀，其拍门、定滑轮、压缩弹簧装置、拉绳、水平拉杆、竖直拉杆、铰座和弧形止水座均为不锈钢材质，拍门面板在充水时还会受含沙水流的冲蚀，面板材料设计为耐磨蚀的不锈钢材料。由于充水阀处于水下工作环境，上述部件采用不锈钢材质，不易锈蚀，大大减小后期维护工作量或免维护。

根据闸门水头、闸门型式和闸门充水量等情况，调整充水阀的弧形充水管管径和断面形状，弧形充水管能够设计成圆形或矩形，调整闸门充水时间。

在本发明中，两个拍门中间设置压缩弹簧装置用隔板与弧形充水管拍门隔开，防水水流冲击定滑轮和钢丝绳等传动机构，分区域布置。

利用闸门吊耳板1上的吊轴2带动压缩弹簧装置10，经由定滑轮11a、定滑轮11b上的拉绳12牵引水平拉杆5,水平拉杆向上运动带动两个拍门6旋转，压紧安装在弧形止水座16上的环形水封3的端面，拍门关闭，通过机械压紧环形水封实现充水阀的密封止水。反之，利用配重块8牵引竖直拉杆14，定滑轮11a、定滑轮11b上的拉绳12、压缩弹簧装置10和吊轴2反向运动,拍门脱离环形水封3，拍门开启。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，而非对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明的专利保护范围之内。

Claims (4)

1.一种利用定滑轮传动的机械压紧式拍门充水阀，其特征是：安装在闸门顶梁格内，每个闸门上水平对称安装两个拍门式充水阀；拍门式充水阀包括弧形充水管、环形水封、弧形止水座、导流顶板、拍门、导流防冲弧形板、铰座、定滑轮、压缩弹簧装置、拉绳、水平拉杆、竖直拉杆和配重块，所述弧形充水管是过水断面为圆弧，垂直水流断面为矩形的钢制结构，弧形充水管前端面与闸门面板焊接，后端焊接弧形止水座，导流顶板焊接在弧形止水座外部与后翼缘板之间；所述弧形止水座是固定环形水封的支承部件，垂直方向呈矩形布置，弧形止水座的下部止水座为弧形结构，上部与弧形充水管焊接，下部与拍门的铰座端部通过弧形固定间隙配合，环形水封两侧由水封压板通过螺栓固定在弧形止水座上；所述拍门安装在环形水封的后端面，环形水封后端面与拍门工作面紧贴，两个拍门式充水阀的拍门之间安装有水平拉杆，导流防冲弧形板焊接在拍门上且伸入弧形充水管内；闸门的顶板及后翼缘板上均安装有一个定滑轮，两个定滑轮上绕设的拉绳一端经压缩弹簧装置与闸门上腰形孔中运动的吊轴连接，另一端和与拍门连接的水平拉杆上的拉绳孔连接，两个拍门的中部设有拉杆孔，且通过竖直拉杆与配重块连接；所述弧形充水管横截面为圆形或矩形，环形水封形状与弧形充水管横截面形状相同；所述环形水封的水封压板作为拍门全关位置的机械限位；所述拍门后部设置有加强筋板，加强筋板末端、中部分别开设有拉绳孔、拉杆孔，拉绳孔与水平拉杆中部连接，拉杆孔与竖直拉杆顶端连接。

2.根据权利要求1所述的利用定滑轮传动的机械压紧式拍门充水阀，其特征是：其环形水封端面高出水封压板端面6～8mm。

3.根据权利要求1所述的利用定滑轮传动的机械压紧式拍门充水阀，其特征是：其压缩弹簧装置由上压板、下压板、套管、弹簧和弹簧杆组成，上压板和弹簧杆的上端连接，套管上端与吊轴的轴套连接，套管套设在弹簧杆外部，套管下端与下压板焊接，弹簧套设在套管外部且位于上压板和下压板之间。

4.根据权利要求1所述的利用定滑轮传动的机械压紧式拍门充水阀，其特征是：其拍门、定滑轮、压缩弹簧装置、拉绳、水平拉杆、竖直拉杆、铰座和弧形止水座均为不锈钢材质。