CN109440739B - 一种水闸门的启闭装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水闸门的启闭装置，涉及水利工程技术领域。它闸门框组件、闸门组件和驱动组件；所述的闸门框组件包括底部的底盘、左右两侧的立柱和上端的横梁；套管上端固定有水平的顶升板；顶升板上端面均匀嵌入安装有多个下永磁铁；安装槽的上端密封配合有弹性膜；所述的闸门组件包括长方体形的闸门门体；闸门门体的下端面与弹性膜密封配合；闸门门体的下端面均匀嵌入安装有多个上永磁铁；排水管的后端安装有泄压阀；所述的驱动组件包括转动安装在横梁上端的启闭油缸；旋转轴顶端安装有水平的旋转杆；启闭油缸的活塞杆端部与旋转杆水平转动连接。本发明的有益效果是：更好的实现密封调节，减少底部砂砾堆积对密封造成的影响。

Description

一种水闸门的启闭装置

技术领域

本发明涉及水利工程技术领域。

背景技术

水力闸门用以拦截水流，控制水位、调节流量等。在河道里，泥沙对闸门的密封连接影响较大，无论是上下抬升的闸门还是转动的闸门，泥沙都有可能进入到闸门密封槽的位置，影响密封闭合，对密封件产生磨损等。一般采用弹簧升降结构，在闸门升起时，填补密封槽，避免砂砾进入密封槽，当时弹簧升降结构自身与密封槽之前同样采用滑动密封结构，其自身仍可能受到砂砾影响而导致故障等；且升降结构上端仍可能残留砂砾，在闸门下压时，损坏密封件结构。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供一种水闸门的启闭装置。更好的实现密封调节，减少底部砂砾堆积对密封造成的影响。

本发明采用的技术方案是：提供一种水闸门的启闭装置，包括闸门框组件、闸门组件和驱动组件；

所述的闸门框组件包括底部的底盘、左右两侧的立柱和上端的横梁；两个立柱的相对面均设置为弧形，形成凹槽，且两侧的弧形都在同一个圆形上；底盘上端设置有安装槽；安装槽内底端轴心处固定有导向柱；导向柱外套接有套管；套管上端固定有水平的顶升板，顶升板中部与套管固定连接；顶升板上端面均匀嵌入安装有多个下永磁铁；安装槽的上端密封配合有弹性膜；顶升板上端面与弹性膜滑动接触；

所述的闸门组件包括长方体形的闸门门体；闸门门体中部固定安装有旋转轴；闸门门体在两个立柱之间水平转动；闸门门体的左右两侧均固定有密封件；密封件与凹槽滑动密封配合；闸门门体的下端面与弹性膜密封配合；闸门门体的下端面均匀嵌入安装有多个上永磁铁；上永磁铁和下永磁铁磁性相吸；闸门门体的左右两部分别前后贯穿设置有通孔；通孔内固定安装有排水管；排水管的后端安装有泄压阀；泄压阀的排水端与排水管接通；

所述的驱动组件包括转动安装在横梁上端的启闭油缸；所述的旋转轴向上穿过横梁的中部，且通过轴承转动安装在横梁上；旋转轴顶端安装有水平的旋转杆；启闭油缸的活塞杆端部与旋转杆水平转动连接。

进一步优化本技术方案，一种水闸门的启闭装置的顶升板的宽度小于闸门门体的宽度。

进一步优化本技术方案，一种水闸门的启闭装置的套管外套接有支撑压簧；支撑压簧下端与底盘固定连接，支撑压簧上端与顶升板下端接触。

进一步优化本技术方案，一种水闸门的启闭装置的顶升板的前后两侧的上部分别均匀固定安装有弹簧；弹簧的另一端固定有敲击球；敲击球与弹性膜接触。

进一步优化本技术方案，一种水闸门的启闭装置的凹槽的上部设置有限位槽；闸门门体上端固定有限位盘；限位盘与限位槽滑动配合。

进一步优化本技术方案，一种水闸门的启闭装置的限位盘上端开有蓄水槽；蓄水槽内安装有抽水泵；抽水泵的抽水端通过引水管与河道内水连通；限位盘上开有多个渗水孔；渗水孔与密封件位置相对。

进一步优化本技术方案，一种水闸门的启闭装置的排水管的前端螺纹密封配合连接有密封端盖。

本发明有益效果在于：

1、采用水平旋转的闸门组件与闸门框组件配合，更好的实现密封调节，减少底部砂砾堆积对密封造成的影响；

闸门框组件为框架结构，底部利用弹性膜与闸门门体实现密封配合，利用顶升板对弹性膜的部分抬升作用，弹性膜升起与闸门门体底端密封接触，弹性膜降落与闸门门体脱离接触，减少闸门门体底端与弹性膜的水平相对摩擦移动(仍然存在相对摩擦，但是减少了摩擦和降低了摩擦磨损)，同时弹性膜的部分逐渐升起状态可对砂砾起到推动作用，砂砾向低处滚动，减少砂砾在密封接触面的残留堆积，极大的减少砂砾对密封的影响；

闸门框组件的左右两侧立柱与闸门门体实现密封对接，且由于弧形面形成的凹槽设置，闸门体可在水平面一定角度内转动而不脱离密封，方便于一处位置出现密封对接泄露时，可进行转动调节避开泄漏点以保持密封状态；

闸门组件中的泄压阀的设置，可设定排水压力，自动保持蓄水高度；当水位较高且需要开闸排水时，泄压阀高压处于排水状态，有利于减少闸门门体旋转开合的阻力，减少动力需求；

驱动组件用于提供闸门门体的转动动力以及制动需求，启闭油缸的活塞杆的伸缩可带动闸门门体的转动；通过上永磁铁和下永磁铁之间的吸力，闸门门体的转动可带动顶升板的跟随转动，从而形成弹性膜的部分逐渐升起，同时保证中间夹住的弹性膜部分与闸门门体底端密封接触；利用磁力可进行穿透，减少传动轴和密封的使用；

2、顶升板的宽度小于闸门门体的宽度，最终是要保证与闸门门体密封接触的弹性膜部分宽度小于闸门门体，即有效的利用弹性膜逐渐升起的结构，减少摩擦，密封接触面始终为逐渐升起的端面，有效减少端面砂砾残留；

3、支撑压簧的设置可为顶升板的高度提供上下调节的容量，即闸门门体的吊装高度容量，同时更好的保持弹性膜与闸门门体加压接触；

4、弹簧加敲击球的配合安装可对弹性膜抬升部分的两侧产生类似敲击振动的效果，有利于上方砂砾的滚动，有效减少弹性膜抬升部分端面大颗粒砂砾的残留，更好的保护密封性；

5、限位盘的与凹槽的配合可吊装并限制闸门门体，使其更平稳的水平转动；

6、抽水泵可将河道内的水抽入蓄水槽，通过渗水孔可对裸露的密封件和弹性膜起到加湿保护的作用，减少阳光或温度对密封件的影响；

7、密封端盖的设置可直接将排水管密封，停止泄压阀的使用工作，密封盖可能位于无水的一侧，更容易操作。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明后侧视角结构示意图；

图3为本发明的闸门组件结构示意图；

图4为本发明的闸门框组件的底盘结构示意图；

图5为本发明的密封配合平面结构示意图正视图；

图6为本发明的密封配合平面结构示意图左视图；

图中，1、底盘；2、横梁；3、凹槽；4、安装槽；5、导向柱；6、套管；7、顶升板；8、下永磁铁；9、弹性膜；10、闸门门体；11、旋转轴；12、密封件；13、上永磁铁；14、排水管；15、泄压阀；16、启闭油缸；17、旋转杆；18、活塞杆；19、支撑压簧；20、弹簧；21、敲击球；22、限位槽；23、限位盘；24、蓄水槽；25、抽水泵；26、渗水孔；27、密封端盖；28、立柱；29、引水管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-6所示，一种水闸门的启闭装置，包括闸门框组件、闸门组件和驱动组件；所述的闸门框组件包括底部的底盘1、左右两侧的立柱28和上端的横梁2；两个立柱28的相对面均设置为弧形，形成凹槽3，且两侧的弧形都在同一个圆形上；底盘1上端设置有安装槽4；安装槽4内底端轴心处固定有导向柱5；导向柱5外套接有套管6；套管6上端固定有水平的顶升板7，顶升板7中部与套管6固定连接；顶升板7上端面均匀嵌入安装有多个下永磁铁8；安装槽4的上端密封配合有弹性膜9；顶升板7上端面与弹性膜9滑动接触；所述的闸门组件包括长方体形的闸门门体10；闸门门体10中部固定安装有旋转轴11；闸门门体10在两个立柱28之间水平转动；闸门门体10的左右两侧均固定有密封件12；密封件12与凹槽3滑动密封配合；闸门门体10的下端面与弹性膜9密封配合；闸门门体10的下端面均匀嵌入安装有多个上永磁铁13；上永磁铁13和下永磁铁8磁性相吸；闸门门体10的左右两部分别前后贯穿设置有通孔；通孔内固定安装有排水管14；排水管14的后端安装有泄压阀15；泄压阀15的排水端与排水管14接通；所述的驱动组件包括转动安装在横梁2上端的启闭油缸16；所述的旋转轴11向上穿过横梁2的中部，且通过轴承转动安装在横梁2上；旋转轴11顶端安装有水平的旋转杆17；启闭油缸16的活塞杆18端部与旋转杆17水平转动连接；顶升板7的宽度小于闸门门体10的宽度；套管6外套接有支撑压簧19；支撑压簧19下端与底盘1固定连接，支撑压簧19上端与顶升板7下端接触；顶升板7的前后两侧的上部分别均匀固定安装有弹簧20；弹簧20的另一端固定有敲击球21；敲击球21与弹性膜9接触；凹槽3的上部设置有限位槽22；闸门门体10上端固定有限位盘23；限位盘23与限位槽22滑动配合；限位盘23上端开有蓄水槽24；蓄水槽24内安装有抽水泵25；抽水泵25的抽水端通过引水管29与河道内水连通；限位盘23上开有多个渗水孔26；渗水孔26与密封件12位置相对；排水管14的前端螺纹密封配合连接有密封端盖27。

本发明可根据实际使用场景进行大小的选择，采用单个或并联多个本分明进行河道水位拦截水闸设置。且考虑利用压力形成的弹性膜9与闸门门体10底端的密封适用范围，其密封性能满足于所使用河道底部最大水压。闸门框组件固定安装在河道内，通过常规手段将底盘1以及底盘1左右两侧的立柱28固定在河道内，立柱28与底盘1左右两侧分别固定连接，横梁2固定安装在立柱28上端。图5、图6所示平面图示意密封原理，为清楚显示各结构边界，做了部分分离处理，其密封配合关系不受影响。

本发明在使用时，在密封蓄水状态下，闸门门体10与闸门框组件的底部和两侧密封配合，实现水位拦截；当需要打开闸门门体10放水时，启闭油缸16启动，活塞杆18外伸，带动旋转杆17转动，从而带动闸门门体10水平转动，在凹槽3区间内，闸门门体10始终与立柱28之间保持密封状态，底部同时保持密封，可利用该区间进行密封调节，若因配合出现密封问题，可进行转动调节，错开泄露位置，以保持密封效果。当闸门门体10转过凹槽3后，形成放水通道。关闭时，则启闭油缸16收回活塞杆18，带动闸门门体10复位。

底部的密封依靠被顶起的弹性膜9部分和闸门门体10底端密封接触配合实现，顶升板7将其正上方的弹性膜9部分顶起，实现弹性膜9的部分抬升，与闸门门体10挤压接触密封。当闸门门体10转动时，在磁性吸力的作用下，顶升板7跟随转动，使对应的弹性膜9部分逐渐被顶起与闸门门体10密封接触，弹性膜9的一部分被带动抬升时，其上方的砂砾会顺势掉落至低处，在连续的转动过程中，形成对砂砾的推动效果，将砂砾排出，则减少闸门门体10接触的弹性膜9上残留的砂砾，减少对密封的破坏。顶升部分的弹性膜9端面始终与闸门门体10接触，可避免砂砾后续的进入堆积，同时在打开闸门门体10的状态下，抬升部分方向与水流方向相同，不会阻碍最底部的水流动。

泄压阀15的可设置排水压力，水压即为泄压阀15进水口的压力，与水位高度相关，可根据需要设定或选择排水压力，保持蓄水水位的安全合理高度或需求高度，过多则会自动排水；且若蓄水水压较高，泄压阀15在排水状态下，此时若需要打开闸门门体10进行快速的放水，则泄压阀15的排水有利于减少闸门门体10转动的阻力，这种使用情况在上游水位控制时较为实用，蓄水远高于控制水位，需要快速排水，则泄压阀15自动排水，闸门门体10转动时较省力。

顶升板7的宽度小于闸门门体10的宽度，顶升板7的长度不小于闸门门体10的长度。

敲击球21可实现类似敲击或划推的动作。顶升板7使弹性膜9形成凸起，同时抬升端面的两侧为下坡状态，顶升板7在水平转动时，弹性膜9凸起部分跟随变换，但不是完全同步的平移，且顶升板7会先进行移动，则会压缩弹性膜9下坡部分与顶升板7之间的水平空间，即会压缩弹簧20，依靠弹性膜9与敲击球21之间的摩擦力和阻碍力，当弹簧20蓄势较大时，大于摩擦力和形状阻碍力，则会将敲击球21推出，对弹性膜9下坡部分形成划推或类似敲击的动作，有利于使上方的砂砾顺势滑落。

抽水泵25用于加湿密封件12以及弹性膜9等，渗水孔26的设置分布在两侧的密封件12上方，且闸门门体10的前后两侧均设置渗水孔26，以使水能够覆盖前后两侧，最后流至弹性膜9上。若多个本水闸门的起闭装置并排安装使用时，则可利用一个水管进行供水即可。

启闭油缸16及其活塞杆18为动力单元，且可配套锁紧单元，保证定位能力，为本领域常规现有技术手段。

Claims (7)

1.一种水闸门的启闭装置，其特征在于：包括闸门框组件、闸门组件和驱动组件；

所述的闸门框组件包括底部的底盘(1)、左右两侧的立柱(28)和上端的横梁(2)；两个立柱(28)的相对面均设置为弧形，形成凹槽(3)，且两侧的弧形都在同一个圆形上；底盘(1)上端设置有安装槽(4)；安装槽(4)内底端轴心处固定有导向柱(5)；导向柱(5)外套接有套管(6)；套管(6)上端固定有水平的顶升板(7)，顶升板(7)中部与套管(6)固定连接；顶升板(7)上端面均匀嵌入安装有多个下永磁铁(8)；安装槽(4)的上端密封配合有弹性膜(9)；顶升板(7)上端面与弹性膜(9)滑动接触；

所述的闸门组件包括长方体形的闸门门体(10)；闸门门体(10)中部固定安装有旋转轴(11)；闸门门体(10)在两个立柱(28)之间水平转动；闸门门体(10)的左右两侧均固定有密封件(12)；密封件(12)与凹槽(3)滑动密封配合；闸门门体(10)的下端面与弹性膜(9)密封配合；闸门门体(10)的下端面均匀嵌入安装有多个上永磁铁(13)；上永磁铁(13)和下永磁铁(8)磁性相吸；闸门门体(10)的左右两部分别前后贯穿设置有通孔；通孔内固定安装有排水管(14)；排水管(14)的后端安装有泄压阀(15)；泄压阀(15)的排水端与排水管(14)接通；

所述的驱动组件包括转动安装在横梁(2)上端的启闭油缸(16)；所述的旋转轴(11)向上穿过横梁(2)的中部，且通过轴承转动安装在横梁(2)上；旋转轴(11)顶端安装有水平的旋转杆(17)；启闭油缸(16)的活塞杆(18)端部与旋转杆(17)水平转动连接。

2.根据权利要求1所述的一种水闸门的启闭装置，其特征在于：顶升板(7)的宽度小于闸门门体(10)的宽度。

3.根据权利要求1所述的一种水闸门的启闭装置，其特征在于：套管(6)外套接有支撑压簧(19)；支撑压簧(19)下端与底盘(1)固定连接，支撑压簧(19)上端与顶升板(7)下端接触。

4.根据权利要求1所述的一种水闸门的启闭装置，其特征在于：顶升板(7)的前后两侧的上部分别均匀固定安装有弹簧(20)；弹簧(20)的另一端固定有敲击球(21)；敲击球(21)与弹性膜(9)接触。

5.根据权利要求1所述的一种水闸门的启闭装置，其特征在于：凹槽(3)的上部设置有限位槽(22)；闸门门体(10)上端固定有限位盘(23)；限位盘(23)与限位槽(22)滑动配合。

6.根据权利要求5所述的一种水闸门的启闭装置，其特征在于：限位盘(23)上端开有蓄水槽(24)；蓄水槽(24)内安装有抽水泵(25)；抽水泵(25)的抽水端通过引水管(29)与河道内水连通；限位盘(23)上开有多个渗水孔(26)；渗水孔(26)与密封件(12)位置相对。

7.根据权利要求1所述的一种水闸门的启闭装置，其特征在于：排水管(14)的前端螺纹密封配合连接有密封端盖(27)。

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