CN110374064B - 一种特高水头潜孔弧门顶水封结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种特高水头潜孔弧门顶水封结构，包括设在潜孔（1）孔口处的弧门（2）；在潜孔（1）两侧的闸墙（3）内设有阀控排水管（4），阀控排水管（4）一端位于潜孔（1）顶部门楣（5）下游侧底部的门楣顶水封组件（6）端部，阀控排水管（4）另一端位于弧门（2）下游侧闸墙（3）上；弧门（2）面板上游侧顶部设有压盖式P水封组件（7）。本发明从上至下由压盖式P水封组件、充压式Ω水封、圆头硬密封和圆头软密封构成多道止水。本发明不仅有效提高了特高水头潜孔弧门顶水封的止水效果，而且还有效延长了特高水头潜孔弧门顶水封的使用寿命；此外，本发明还具有检修方便、工作性能可靠、并有利于二期混凝土的浇筑等优点。

Description

一种特高水头潜孔弧门顶水封结构

技术领域

本发明涉及一种特高水头潜孔弧门顶水封结构，属于水利水电工程金属结构技术领域。

背景技术

对于特高水头潜孔弧门，其水封主要采用充压伸缩式和偏心铰压紧式两种型式，经过工程运行检验，两种水封型式止水效果良好，但存在两种水封型式的门槽体型为突扩门槽，两侧门槽尺寸分别扩大0.3～0.6m，闸门两侧门叶宽度也相应扩大0.3～0.6m，这对于孔口尺寸不大的特高水头潜孔弧门，闸门自重增加比重较多，启闭机容量增加比重也较多，经济性较差，且门槽突扩后，水流流态较差，闸门运行易振动，不利于闸门的安全运行，故有些工程在特高水头潜孔弧门中采用常规预压水封。

对于采用常规预压水封的特高水头潜孔弧门，其顶水封一般由两道水封装置组成，其中一道为设在潜孔弧门顶部的压盖式P型水封，另一道为设在门楣上的转铰水封，但存在转铰水封与闸门面板接触不均漏水时，潜孔弧门仅有一道压盖式P型水封止水，而在特高水头作用下，P型水封压缩量会较大，长期作用易蠕变失效，导致潜孔弧门顶水封漏水严重，且漏水加剧了对门楣的锈蚀破坏，所以，现有技术还存在不足，有待于进一步完善。

发明内容

本发明的目的在于提供一种特高水头潜孔弧门顶水封结构，以解决现有技术存在的不足。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的一种特高水头潜孔弧门顶水封结构，包括设在潜孔孔口处的弧门；潜孔两侧的闸墙内设有阀控排水管，阀控排水管一端位于潜孔顶部门楣下游侧底部的门楣顶水封组件端部，阀控排水管另一端位于弧门下游侧闸墙上；弧门面板上游侧顶部设有压盖式P水封组件。

前述弧门顶水封结构中，所述门楣顶水封组件包括安装座和铰架两部分；安装座下游面由上至下依次设有P水封基座板、Ω水封安装板和圆头软密封双夹板；P水封基座板顶面设有P水封座板；Ω水封安装板的截面形状为L形；Ω水封安装板下游面安装有Ω水封；Ω水封经一对Ω水封压板和一组螺栓组件与Ω水封安装板下游面连接；在Ω水封与Ω水封安装板下游面之间设有一对Ω水封支撑板；一对Ω水封支撑板之间形成的空腔经充压管与上游水体相通；Ω水封安装板底面设有一组双耳座，双耳座经销轴与铰架上的单耳板铰接。

前述弧门顶水封结构中，所述铰架的截面形状为反J形；铰架下游面设有圆头硬密封双夹板；圆头硬密封双夹板经一组螺栓组件与圆头硬密封固定连接；铰架底面及侧面经L夹板和一组相互垂直布置的螺栓组件与圆头软密封固定连接；圆头软密封的另一端经一组螺栓组件与安装座上的圆头软密封双夹板固定连接。

前述弧门顶水封结构中，所述圆头硬密封两端设有密封胶垫；密封胶垫上设有凹槽，凹槽内设有压板，压板经螺钉与圆头硬密封端面连接。

前述弧门顶水封结构中，所述安装座由竖斜板与横斜板焊接成的斜向倒T型结构；竖斜板的下游面由上至下依次设有P水封基座板、Ω水封安装板和圆头软密封双夹板；P水封基座板顶面设有P水封座板；Ω水封安装板的截面形状为L形；Ω水封安装板底面设有一组双耳座；Ω水封安装板上设有充压孔，充压孔与充压管一端连接，充压管另一端与横斜板上位于上游水体处的充压孔连接；竖斜板与横斜板交接处两侧及P水封基座板与Ω水封安装板之间均设有加强板，其中竖斜板与横斜板交接处两侧的加强板为带孔加强板；位于带孔加强板之间的横斜板下游侧上设有长圆孔。

前述弧门顶水封结构中，所述铰架包括顶板；顶板顶面焊接有一组铰耳，顶板底面焊接有L支架；L支架的下游面设有双板槽；双板槽两侧与L支架之间设有加强板。

前述弧门顶水封结构中，所述弧门面板上游面顶缘设有压盖式P水封组件；压盖式P水封组件包括焊接在弧门面板上游面顶缘的P水封支架，P水封支架的截面形状为反L形；P水封支架设有一组加强板；P水封支架底面经P水封支撑板、P水封压板和螺栓组件与P水封固定连接；压盖式P水封组件下方的弧门面板上设有Ω水封座板和软密封止水座板。

前述弧门顶水封结构中，所述弧门上的Ω水封座板与弧门关闭时门楣顶水封组件上的Ω水封位置对应；弧门上的软密封止水座板与弧门关闭时门楣顶水封组件上的圆头软密封位置对应；门楣顶水封组件上的P水封座板与弧门关闭时弧门上的P水封位置对应。

前述圆头硬密封与弧门面板外缘安装或未受压时的间隙1～3mm。

前述圆头软密封与弧门面板外缘的软密封止水座板安装或未受压时的压缩量1～5mm。

由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，本发明从上至下由压盖式P水封组件、充压式Ω水封、圆头硬密封和圆头软密封构成多道止水。充压式Ω水封采用上游的弯管或下部止水座板上的连通孔引库水充压，有效提高了止水效果；圆头硬密封与弧门面板外缘安装或未受压时的间隙1～3mm，硬密封压缩模量较大，在特高水头作用下，变形很小，且与软密封距离较近，在受压时与弧门面板接触，兼作软密封支撑限位装置，圆头软密封与弧门面板外缘的软密封止水座板安装或未受压时的压缩量1～5mm ，可防止软密封压缩量过大，有效延长了软密封的使用寿命；阀控排水管末端设置阀控制排水，在压盖式P型水封装置水压过大时，通过阀控排水管排除漏水降低水封的压缩力，从而降低水封的压缩量，防止P型水封在特高水头作用下的蠕变，延长了P型水封的使用寿命，且方便检修；圆头硬密封两端设置密封胶垫通过螺钉及压板固定，有效保证条形圆头硬密封与侧轨的接触紧密；横斜板设置一排长圆孔，双板槽下部设置带孔的加强板，在特高水头潜孔弧门开启时，有利于库水与双密封头转铰水封连通形成水压力使其转动并紧贴潜孔弧门面板，减少缝隙射流的产生，降低了闸门运行过程中的振动，提高了闸门动水运行的安全性；竖斜板与横斜板相交处上游侧等间距设置一列带孔的加强板，在加强门楣基座整体稳定的同时，并增强二期混凝土的流动性，有利于二期混凝土的浇筑严实。

附图说明

图1是本发明的总体结构示意图；

图2是本发明门楣顶水封组件的主视图；

图3是本发明门楣顶水封组件的轴测图；

图4是本发明安装座下游面的结构示意图；

图5是本发明安装座上游面的结构示意图；

图6是本发明铰架的结构示意图；

图7是本发明压盖式P水封组件在弧门上的位置示意图；

图8是本发明压盖式P水封组件的主视图；

图9是本发明压盖式P水封组件的轴测图。

附图中的标记为：1-潜孔、2-弧门、3-闸墙、4-阀控排水管、5-门楣、6-门楣顶水封组件、7-压盖式P水封组件、8-安装座、9-铰架、10-P水封基座板、11-Ω水封安装板、12-圆头软密封双夹板、13-P水封座板、14-Ω水封、15-Ω水封压板、16-螺栓组件、17-Ω水封支撑板、18-充压管、19-双耳座、20-销轴、21-单耳板、22-圆头硬密封双夹板、23-圆头硬密封、24-L夹板、25-圆头软密封、26-密封胶垫、27-凹槽、28-压板、29-螺钉、30-竖斜板、31-横斜板、32-充压孔、33-加强板、34-带孔加强板、35-长圆孔、36-顶板、37-铰耳、38-L支架、39-双板槽、40- P水封支架、41-P水封支撑板、42-P水封压板、43-P水封、44-Ω水封座板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明的一种特高水头潜孔弧门顶水封结构，如图1所示，包括设在潜孔1孔口处的弧门2；其特征在于：潜孔1两侧的闸墙3内设有阀控排水管4，阀控排水管4一端位于潜孔1顶部门楣5下游侧底部的门楣顶水封组件6端部，阀控排水管4另一端位于弧门2下游侧闸墙3上；弧门2面板上游侧顶部设有压盖式P水封组件7。如图2和图3所示，所述门楣顶水封组件6包括安装座8和铰架9两部分；安装座8下游面由上至下依次设有P水封基座板10、Ω水封安装板11和圆头软密封双夹板12；P水封基座板10顶面设有P水封座板13；Ω水封安装板11的截面形状为L形；Ω水封安装板11下游面安装有Ω水封14；Ω水封14经一对Ω水封压板15和一组螺栓组件16与Ω水封安装板11下游面连接；在Ω水封14与Ω水封安装板11下游面之间设有一对Ω水封支撑板17；一对Ω水封支撑板17之间形成的空腔经充压管18与上游水体相通；Ω水封安装板11底面设有一组双耳座19，双耳座19经销轴20与铰架9上的单耳板21铰接。铰架9的截面形状为反J形；铰架9下游面设有圆头硬密封双夹板22；圆头硬密封双夹板22经一组螺栓组件16与圆头硬密封23固定连接；铰架9底面经L夹板24和一组相互垂直布置的螺栓组件16与圆头软密封25固定连接；圆头软密封25的另一端经一组螺栓组件16与安装座8上的圆头软密封双夹板12固定连接。如图3所示，所述圆头硬密封23两端设有密封胶垫26；密封胶垫26上设有凹槽27，凹槽27内设有压板28，压板28经螺钉29与圆头硬密封23端面连接固定。如图4和图5所示，安装座8由竖斜板30与横斜板31焊接成的斜向倒T型结构；竖斜板30的下游面由上至下依次设有P水封基座板10、Ω水封安装板11和圆头软密封双夹板12；P水封基座板10顶面设有P水封座板13；Ω水封安装板11的截面形状为L形；Ω水封安装板11底面设有一组双耳座19；Ω水封安装板11上设有充压孔32，充压孔32与充压管18一端连接，充压管18另一端与横斜板31上位于上游水体处的充压孔32连接；竖斜板30与横斜板31交接处两侧及P水封基座板10与Ω水封安装板11之间均设有加强板33，其中竖斜板30与横斜板31交接处两侧的加强板为带孔加强板34；位于带孔加强板34之间的横斜板31下游侧上设有长圆孔35。如图6所示，铰架9包括顶板36；顶板36顶面焊接有一组铰耳37，顶板36底面焊接有L支架38；L支架38的下游面设有双板槽39；双板槽39两侧与L支架38之间设有加强板33。如图7所示，弧门2面板上游面顶缘设有压盖式P水封组件7；如图8和图9所示，压盖式P水封组件7包括焊接在弧门2面板上游面顶缘的P水封支架40，P水封支架40的截面形状为反L形；P水封支架40设有一组加强板33；P水封支架40底面经P水封支撑板41、P水封压板42和螺栓组件16与P水封43固定连接；压盖式P水封组件7下方的弧门2面板上设有Ω水封座板44和软密封止水座板。弧门2上的Ω水封座板44与弧门2关闭时门楣顶水封组件6上的Ω水封14位置对应；弧门2上的软密封止水座板与弧门2关闭时门楣顶水封组件6上的圆头软密封25位置对应；门楣顶水封组件6上的P水封座板13与弧门2关闭时弧门2上的P水封位置对应。

实施例

本例的特高水头潜孔弧门顶水封结构中，其安装座8下游侧上部采用竖斜板30、P水封基座板10和Ω水封安装板11围成封闭的槽型结构，槽型结构顶部设置与P水封43位置对应的P水封座板13，槽型结构下游侧设置充压Ω水封装置，槽型结构下部设有铰架9，铰架9上设置圆头硬密封23和圆头软密封25，安装或未受压时圆头硬密封23端头与弧门面板外缘间隙1～3mm。安装或未受压时圆头软密封25的与弧门面板外缘的软密封止水座板压缩量1～5mm。槽型结构两侧端头设置通至下游闸墙3外缘的阀控排水管4，阀控排水管4末端设置阀门控制排水；其中Ω水封14底部的空腔通过充压管18与上游水体连通充压。

具体实施时，在潜孔1的弧门2面板外缘顶部设置压盖式P水封组件7。门楣5的下游侧底部设有安装座8，安装座8上设有P水封座板13；P水封座板13与弧门2关闭挡水状态时的P水封43位置对应；安装座8包括由竖斜板30与横斜板31焊接成的斜向倒T型结构；竖斜板30与横斜板31相交处两侧等间距设置一列带孔加强板34；竖斜板30上部设置P水封基座板10，中部设置Ω水封安装板11，下部设置圆头软密封双夹板12；圆头软密封双夹板12下部设置一列带孔加强板34；带孔加强板34与竖斜板30及横斜板31焊接固定；横斜板31下游侧等间距设置一列长圆孔35；P水封基座板10顶部设置P水封座板13；竖斜板30、P水封基座板10和Ω水封支撑板11围成多半封闭的槽型结构；槽型结构两侧端头设置通至闸墙3下游外缘的阀控排水管4；阀控排水管4末端设置阀门控制排水；槽型结构内部设置加强板33；加强板33底部设置连通孔排水，Ω水封安装板11的截面形状为L型，Ω水封安装板11下游面设有Ω水封14；Ω水封安装板11与Ω水封14之间设有Ω水封支撑板17。弧门2面板上设有与Ω水封14位置对应的Ω水封座板43；Ω水封安装板11底面设有双耳座19；双耳座19通过销轴20与铰架9铰接；铰架9由铰耳37、顶板36、L支架38、双板槽39及加强板33焊接组成。圆头软密封25通过L夹板24和螺栓组件16与L支架38固定连接。圆头软密封25另一端卡在安装座8上的圆头软密封双夹板12的槽内通过螺栓组件16固定；圆头硬密封23卡在双板槽39内通过螺栓组件16固定。Ω水封14底部的空腔通过充压管18引至水库上游，对Ω水封14底部进行充压。安装或未受压时圆头硬密封23与弧门2面板外缘间隙1～3mm；圆头软密封25与弧门2面板外缘的软密封止水座板压缩量1～5mm。圆头硬密封23两端设有密封胶垫26，密封胶垫26外侧设有凹槽27，凹槽27内设有压板28，压板28通过螺钉29与圆头硬密封23两端固定连接。密封胶垫26与弧门2面板外缘间隙1～3mm，与两侧弧门侧轨压缩量1～5mm。

本发明通过充压Ω水封，提高了止水效果；采用圆头硬密封和圆头软密封组合结构，安装或未受压时硬密封与弧门面板间隙1～3mm，在受压时与弧门面板接触，因压缩模量较大，在特高水头作用下，变形很小，兼作软密封支撑限位，防止软密封压缩量过大，有效延长了软密封的使用寿命；安装或未受压时圆头软密封与弧门面板的软密封止水座板压缩量1～5mm，提高止水可靠性。此外，在安装座的槽型结构端头设置通至下游闸墙外缘的阀控排水管，阀控排水管末端设置阀门控制排水，在压盖式P型水封装置水压过大时，通过阀控排水管排除漏水降低水封的压缩力，从而降低水封的压缩量，防止P型水封在特高水头作用下的蠕变，延长了P型水封的使用寿命，且方便检修。

Claims (4)

1.一种特高水头潜孔弧门顶水封结构，包括设在潜孔（1）孔口处的弧门（2）；其特征在于：在潜孔（1）两侧的闸墙（3）内设有阀控排水管（4），阀控排水管（4）一端位于潜孔（1）顶部门楣（5）下游侧底部的门楣顶水封组件（6）端部，阀控排水管（4）另一端位于弧门（2）下游侧闸墙（3）上；弧门（2）面板上游侧顶部设有压盖式P水封组件（7）；所述门楣顶水封组件（6）包括安装座（8）和铰架（9）两部分；安装座（8）下游面由上至下依次设有P水封基座板（10）、Ω水封安装板（11）和圆头软密封双夹板（12）；P水封基座板（10）顶面设有P水封座板（13）；Ω水封安装板（11）的截面形状为L形；Ω水封安装板（11）下游面安装有Ω水封（14）；Ω水封（14）经一对Ω水封压板（15）和一组螺栓组件（16）与Ω水封安装板（11）下游面连接；在Ω水封（14）与Ω水封安装板（11）下游面之间设有一对Ω水封支撑板（17）；一对Ω水封支撑板（17）之间形成的空腔经充压管（18）与上游水体相通；Ω水封安装板（11）底面设有一组双耳座（19），双耳座（19）经销轴（20）与铰架（9）上的单耳板（21）铰接；所述铰架（9）的截面形状为反J形；铰架（9）下游面设有圆头硬密封双夹板（22）；圆头硬密封双夹板（22）经一组螺栓组件（16）与圆头硬密封（23）固定连接；铰架（9）底面经L夹板（24）和一组相互垂直布置的螺栓组件（16）与圆头软密封（25）固定连接；圆头软密封（25）的另一端经一组螺栓组件（16）与安装座（8）上的圆头软密封双夹板（12）固定连接；所述圆头硬密封（23）两端设有密封胶垫（26）；密封胶垫（26）上设有凹槽（27），凹槽（27）内设有压板（28），压板（28）经螺钉（29）与圆头硬密封（23）端面连接；所述弧门（2）面板上游面顶缘设有压盖式P水封组件（7）；压盖式P水封组件（7）包括焊接在弧门（2）面板上游面顶缘的P水封支架（40），P水封支架（40）的截面形状为反L形；P水封支架（40）设有一组加强板（33）；P水封支架（40）底面经P水封支撑板（41）、P水封压板（42）和螺栓组件（16）与P水封（43）固定连接；压盖式P水封组件（7）下方的弧门（2）面板上设有Ω水封座板（44）和软密封止水座板。

2.根据权利要求1所述特高水头潜孔弧门顶水封结构，其特征在于：所述安装座（8）由竖斜板（30）与横斜板（31）焊接成的斜向倒T型结构；竖斜板（30）的下游面由上至下依次设有P水封基座板（10）、Ω水封安装板（11）和圆头软密封双夹板（12）；P水封基座板（10）顶面设有P水封座板（13）；Ω水封安装板（11）的截面形状为L形；Ω水封安装板（11）底面设有一组双耳座（19）；Ω水封安装板（11）上设有充压孔（32），充压孔（32）与充压管（18）一端连接，充压管（18）另一端与横斜板（31）上位于上游水体处的充压孔（32）连接；竖斜板（30）与横斜板（31）交接处两侧及P水封基座板（10）与Ω水封安装板（11）之间均设有加强板（33），其中竖斜板（30）与横斜板（31）交接处两侧的加强板为带孔加强板（34）；位于带孔加强板（34）之间的横斜板（31）下游侧上设有长圆孔（35）。

3.根据权利要求1所述特高水头潜孔弧门顶水封结构，其特征在于：所述铰架（9）包括顶板（36）；顶板（36）顶面焊接有一组铰耳（37），顶板（36）底面焊接有L支架（38）；L支架（38）的下游面设有双板槽（39）；双板槽（39）两侧与L支架（38）之间设有加强板（33）。

4.根据权利要求1所述特高水头潜孔弧门顶水封结构，其特征在于：所述弧门（2）上的Ω水封座板（44）与弧门（2）关闭时门楣顶水封组件（6）上的Ω水封（14）位置对应；弧门（2）上的软密封止水座板与弧门（2）关闭时门楣顶水封组件（6）上的圆头软密封（25）位置对应；门楣顶水封组件（6）上的P水封座板（13）与弧门（2）关闭时弧门（2）上的P水封位置对应。