CN110725974B - 一种节能式三页拍门及其运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节能式三页拍门及其运行方法，该拍门由中拍门以及中拍门两侧的侧拍门组成，两个侧拍门分别与出水流道出口处的两侧边铰接，所述中拍门的顶部铰接于出水流道出口处顶部位置。当大型流道来水较少时，中拍门开启，两扇侧拍门不开启；当大型流道来水较多时，中拍门和两扇侧拍门同时开启。本发明通过电磁铁和磁铁的配合来实现拍门的启闭，在中拍门和侧拍门启闭时提供一定的缓冲力，避免了中拍门与两个侧拍门在拍门开启时的碰撞，延长拍门的使用寿命。

Description

一种节能式三页拍门及其运行方法

技术领域

本发明属于水泵站工程技术领域，具体涉及一种水利工程用的新型拍门结构及其运行方法，即一种节能式三页拍门及其运行方法。

背景技术

拍门是一种防止外水倒灌的单向逆止阀，安装在液体流道的出水口，主要用于水利及市政工程。

目前，传统的大型流道所配设的拍门，基本为一整块拍门，其体积重量巨大，拍门开启不易（尤其是出水量较小时），耗费的能量较大；在闭合时，由于重力的作用，拍门向下关闭时的作用力较大，对流道的破坏极大。

发明内容

鉴于以上所述现阶段大型流道拍门的情况，本发明的目的在于提供一种节能式三页拍门及其运行方法。

为了实现以上目的，本发明的技术方案为：

一种节能式三页拍门，其特征是，该拍门由中拍门以及中拍门两侧的侧拍门组成，两个侧拍门分别与出水流道出口处的两侧边铰接，所述中拍门的顶部铰接于出水流道出口处顶部位置。

优选的，两个侧拍门的外侧边分别设有台阶状结构，以与中拍门的两侧边配合，使拍门整体严密。

优选的，所述出水流道顶部设有弹簧箱，所述弹簧箱内设有弹簧、连接杆以及滑动连接于弹簧箱内的滑块磁铁，所述弹簧一端与滑块磁铁固接，另一端固接有电磁铁二，所述连接杆一端与滑块磁铁固接，另一端穿出弹簧箱外，并利用铰接装置二与中拍门顶部铰接；所述出水流道顶部还设有变极按钮二，通过变极按钮二改变电磁铁二的极性，以使电磁铁二与滑块磁铁之间相斥或相吸，从而通过连接杆推拉中拍门。

优选的，所述出水流道出口处顶部设有辅助滚筒，以便中拍门在推拉过程中滑动。

优选的，两个侧拍门的上、下侧分别设有铁条，所述出水流道出口处端面的上、下侧分别在与铁条对应位置处设置电磁铁三；所述出水流道顶部设有开关按钮，通过开关按钮，使电磁铁三产生磁性而吸附铁条，或使电磁铁三磁性消失而与铁条分离。

优选的，两个侧拍门的外侧边分别设有台阶状结构，以与中拍门的两侧边配合；所述中拍门的两侧边分别设有磁铁一，两个侧拍门的台阶结构处分别设有电磁铁一；所述出水流道顶部设有变极按钮一，通过变极按钮一改变电磁铁一的极性，以使电磁铁一与磁铁一之间相吸或相斥。

优选的，所述出水流道出口处的两侧壁向外延伸，并分别设有安放侧拍门的拍门槽，该拍门槽处设有与电磁铁一相配合的磁铁二；通过变极按钮一改变电磁铁一的极性，电磁铁一与磁铁一相吸时，则与磁铁二相斥，电磁铁一与磁铁一相斥时，则与磁铁二相吸。

优选的，所述拍门槽内设有橡胶垫片层，所述磁铁二埋置在橡胶垫片层内。

优选的，所述侧拍门与出水流道出口处之间、所述中拍门与侧拍门之间、以及所述中拍门与出水流道出口处之间均设有止水橡皮。

上述一种节能式三页拍门的运行方法，其特征是，包括以下步骤：

1）该出水流道为大型流道，当大型流道来水较小时，只开启中拍门即可满足出水要求

a.在侧拍门、中拍门均关闭时，两个侧拍门台阶结构处埋设的电磁铁一与中拍门两侧边埋设的磁铁一相互吸引，弹簧箱处的电磁铁二与滑块磁铁相互排斥；

通过变极按钮一改变侧拍门处的电磁铁一磁极，使得电磁铁一与磁铁一产生排斥力，在水流和排斥力的作用下中拍门绕着铰接装置二缓缓打开；

b.然后通过变极按钮二，电磁铁二与滑块磁铁由相互排斥变为相互吸引，在弹簧拉力以及磁铁吸力的共同作用下，中拍门被缓缓拉起，同时经过辅助滚筒的作用，将中拍门完全掀开；

c.需要关闭中拍门时，通过变极按钮一、二，再次改变电磁铁一、电磁铁二的磁极，中拍门在电磁铁二和滑块磁铁的排斥力以及弹簧的反弹力共同作用下，被推出拍门顶，随后在自重以及逆水流的作用下关闭拍门，最后由于电磁铁一以及磁铁一的相互吸引，中拍门得以完全关闭；

这一过程中，两扇侧拍门在电磁铁三和铁条的吸引力作用下，未被水流冲开；

2）当大型流道来水较大时，需要开启侧拍门、中拍门才能满足出水要求

a.通过控制变极按钮一改变侧拍门处的电磁铁一的磁极，使得电磁铁一与磁铁一产生排斥力，在水流和排斥力的作用下中拍门绕着铰接装置二缓缓打开；

b.再通过变极按钮二，电磁铁二与滑块磁铁相互吸引，在弹簧拉力以及磁铁吸力的共同作用下，中拍门被缓缓拉起，同时经过辅助滚筒作用，将中拍门完全掀开；

c.最后通过开关按钮，使电磁铁三中的磁性消失，两扇侧拍门被水流冲开，由于此时侧拍门中的电磁铁一已经变极，电磁铁一与磁铁二有相互吸引力，使得两扇侧拍门能够完全吸附在出水流道侧墙内的拍门槽，达到保持稳定开启状态的目的；

d.当出流结束需要关闭拍门时，首先通过变极按钮一，使电磁铁一恢复原来的磁极，此时电磁铁一与磁铁二为相互排斥力，在排斥力以及逆水流的作用下，两扇侧拍门开始关闭；

然后再通过开关按钮，使电磁铁三恢复磁力，以致电磁铁三与铁条恢复相互吸引力，此时两扇侧拍门完全关闭；

最后通过变极按钮二，使电磁铁二的磁极恢复初始状态，此时中拍门在电磁铁二和滑块磁铁的排斥力以及弹簧的反弹力共同作用下，被推出拍门顶，随后在自重以及逆水流的作用下中拍门关闭，由于电磁铁一以及磁铁一的相互吸引，中拍门得以完全关闭。

本发明具有以下优点：

1、本发明结构原理简单，操作方便，中拍门向上翻转开启关闭，两个侧拍门侧向翻转开启关闭。拍门采用玻璃钢材质（FRP），有质量轻、强度高、密封性能好和绿色环保的优点，避免了因拍门过大过重而开启困难，以及拍门在闭合时对流道的破坏。

2、本发明所述的三页拍门存在两种开启状态：

a）当大型流道来水较少时，中拍门开启，两扇侧拍门不开启；

b）当大型流道来水较多时，中拍门和两扇侧拍门同时开启；

如此一来，本发明可以应对各种不同来水量的水流条件。

3、本发明所述的三页拍门在拍门完全开启时，中拍门向上翻转开启至最大可以搁置在辅助滚筒上，两个侧拍门开启至最大可以完全放置在流道侧墙的拍门槽内。由此，当流道中通过水流时，开启的拍门不会对水流有阻挡作用，从而减少了水流的能量损失，起到了节能的作用。

4、本发明通过电磁铁和磁铁的配合来实现拍门的启闭，在中拍门和侧拍门启闭时提供一定的缓冲力，避免了中拍门与两个侧拍门在拍门开启时的碰撞，延长拍门的使用寿命。

5、本发明所设置的橡皮垫片层以及橡皮止水，既能减小拍门启闭时的冲击力，保护拍门，又能实现止水密封的作用。

附图说明

图1显示为一种节能式三页拍门的拍门闭合立面示意图以及A处放大图；

图2显示为一种节能式三页拍门的侧拍门结构示意图；

图3显示为一种节能式三页拍门的拍门槽结构示意图；

图4显示为一种节能式三页拍门的中拍门结构示意图；

图5显示为一种节能式三页拍门的弹簧箱结构示意图；

图6显示为一种节能式三页拍门的出水流道顶部辅助滚筒示意图；

图7显示为一种节能式三页拍门的中拍门开启状态图；

图8显示为一种节能式三页拍门的开启状态中拍门结构示意图；

图9显示为一种节能式三页拍门的中拍门开启状态弹簧箱细部构造图；

图10显示为一种节能式三页拍门的三页拍门完全开启状态图；

图11显示为一种节能式三页拍门的侧门开启状态结构示意图以及B处放大图；

图中：1-大型流道，2-侧拍门（21-设置在侧拍门的电磁铁一,22-侧拍门与出口处端面之间的止水橡皮，23-设置在侧拍门上下侧的铁条），3-中拍门（31-设置在中拍门的磁铁一，32-中拍门与侧拍门之间的止水橡皮），4-铰接装置一（41-转杆，42-中心固定圈），5-橡胶垫片层（6-埋置在橡胶垫片层内的磁铁二），7-铰接装置二（71-杆帽，72-中心固定杆，73-转圈），8-连接杆，9-辅助滚筒，10-弹簧箱（101-磁铁三，102-弹簧），11-电磁铁二，12-变极按钮二，13-变极按钮一，14-开关按钮，15-电磁铁三。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步说明。

如图1至图11所示，一种节能式三页拍门，包括：长方体型大型流道1、位于流道端面中心的中拍门3、位于流道两侧的侧拍门2、设置在侧拍门的电磁铁一21、侧拍门与出口处端面之间的止水橡皮22、设置在侧拍门上下侧的铁条23、设置在中拍门的磁铁一31、中拍门与侧拍门之间的止水橡皮32、铰接装置一4、转杆41、中心固定圈42、橡胶垫片层5、埋置在橡胶垫片层内的磁铁二6、铰接装置二7、杆帽71、中心固定杆72、转圈73、连接杆8（不锈钢材料）、辅助滚筒9、弹簧箱10、滑块磁铁101、弹簧102、电磁铁二11、变极按钮二12、变极按钮一13、开关按钮14、电磁铁三15。电磁铁一、二外接变极按钮一、二，由变极按钮控制电磁铁改变磁极，四个电磁铁三外接一个开关按钮，由开关按钮控制电磁铁的磁性有无。

具体的，三页拍门的初始闭合状态如图1所示。

本发明的断流拍门由三个小拍门组成，即两个侧拍门2和一个中拍门3。侧拍门2和中拍门3连接处设置有橡皮止水32，两个侧拍门2与中拍门3中埋设的电磁铁一21以及磁铁一31相互吸引（磁铁一与电磁铁一的磁极如图1中的A处放大图所示）。

侧拍门2与大型流道1出口处接触的两个面内（侧拍门的上下侧）埋设有铁条23。侧拍门2侧开，通过铰接装置一4铰接在大型流道上（铰接装置一为4细部结构如图2所示），转杆41与大型流道1固接，中心固定圈42与侧拍门2固接。当侧拍门2需要开启时，侧拍门侧向旋转开启。

在大型流道1出口处设置拍门槽，允许侧拍门2完全放入。在拍门槽中设置有橡皮垫片层5以及包裹在橡皮垫片层中的磁铁二6，橡皮垫片层5主要起到减小侧拍门2开启时对大型渠道1的冲击力以及密封止水作用（磁铁二6的磁极如图3所示）。

中拍门3通过铰接装置二7以及连接杆8与弹簧箱10相连接。铰接装置二7和中拍门3的细部结构如图4所示。铰接装置二7由杆帽71、中心固定杆72和转圈73构成，杆帽71与连接杆8固接，转圈73与中拍门3固接，中心固定杆72约束于两个杆帽71之间。当中拍门3需要开启时，中拍门3向上旋转开启。

中拍门3闭合状态时，弹簧箱10的细部结构如图5所示。连接杆8两端分别连接铰接装置二7以及弹簧箱10内部的滑块磁铁101。滑块磁铁101和弹簧102固接，弹簧102后接电磁铁二11。在三扇拍门完全关闭状态时，弹簧102处于拉伸状态，滑块磁铁101与电磁铁二11处于相互排斥的状态（滑块磁铁101与电磁铁二11的磁极如图5所示）。

电磁铁一21、电磁铁二11变极通过变极按钮一13和变极按钮二12控制。

如图6所示，在大型流道1顶部靠近出口端设置有辅助滚筒9，该辅助滚筒外部包裹一层橡胶层。在中拍门3开启闭合过程中起到缓冲和减小启闭阻力的辅助作用。在大型流道1出口处端面与侧拍门2接触位置埋置有四个电磁铁三15，通过开关按钮14来控制电磁铁三15的磁力有无。

三页拍门中拍门开启状态如图7所示。

中拍门3完全开启时，中拍门搁置在辅助滚筒9上，连接杆8完全没入弹簧箱10中（连接杆8与滑块磁铁101能够共同带动中拍门3向流道顶部移动，如图8所示）。此时，弹簧箱10的细部结构如图9所示。弹簧102处于收缩状态，滑块磁铁101与电磁铁二11处于相互吸引的状态（滑块磁铁101与电磁铁二11的磁极如图9所示）。

三页拍门完全开启状态如图10所示。

此时，两扇侧拍门2处于完全开启状态，完全没入大型流道1出水口侧墙的拍门槽内（如图11所示）。通过磁铁二6和电磁铁一21之间的吸引力来保持稳定开启状态（磁铁二6和电磁铁一21的磁极如图11-B处放大图所示）。

本发明一种节能式三页拍门不同工作状态的运行方法，包括以下步骤：

1） 只有中拍门3开启关闭的状态

当大型流道来水较小时，只开启中拍门3即可满足出水要求。

步骤一：在三扇拍门关闭状态时，两个侧拍门2与中拍门3中埋设的电磁铁一21以及磁铁一31相互吸引；通过控制变极按钮一13改变侧拍门2处的电磁铁一21变极（变极后的电磁铁一21以及磁铁一31如图7所示），使得电磁铁一21与磁铁一31产生排斥力，在水流和排斥力的作用下中拍门绕着铰接装置二7缓缓打开。

步骤二：然后再打开变极按钮二12，电磁铁二11与滑块磁铁101由相互排斥变为相互吸引，在弹簧拉力以及磁铁吸力的共同作用下，中拍门被缓缓拉起，同时经过辅助滚筒9作用，将中拍门稳定至图7所示。

中拍门需要关闭时，关闭变极按钮一13以及变极按钮二12；电磁铁一21以及电磁铁二11的磁极恢复初始状态，此时中拍门3在电磁铁二11和滑块磁铁101的排斥力以及弹簧102的反弹力共同作用下，被推出拍门顶，随后在自重以及逆水流的作用下关闭拍门，最后由于电磁铁一21以及磁铁一31的相互吸引，中拍门得以完全关闭。

在上述过程中，两扇侧拍门2在电磁铁三15和铁条23的吸引力的作用下，未被水流冲开。

由于磁铁的吸引力（排斥力）大于弹簧的反弹力（拉力），所以图5以及图9的状态可以实现。

2） 三扇拍门完全开启的状态

当大型流道来水较大时，需要开启三扇拍门才能满足出水要求。

步骤一：通过控制变极按钮一13改变侧拍门2处的电磁铁一21变极（变极后的电磁铁一21以及磁铁一31如图7所示），使得电磁铁一21与磁铁一31产生排斥力，在水流和排斥力的作用下中拍门绕着铰接装置二7缓缓打开。

步骤二：然后再打开变极按钮二12，电磁铁二11与滑块磁铁101由相互排斥变为相互吸引，在弹簧拉力以及磁铁吸力的共同作用下，中拍门被缓缓拉起，同时经过辅助滚筒9作用，将中拍门稳定至图7所示。

步骤三：最后打开开关按钮14，电磁铁三15中的磁性消失，两扇侧拍门被水流冲开，由于此时侧拍门2中的电磁铁一21已经变极，所以电磁铁一21与磁铁二6有相互吸引力，使得两扇侧拍门2能够完全吸附在出水流道的侧墙内，达到保持稳定开启状态的目的（磁铁二6和电磁铁一21的磁极如图11-B放大图所示）。

当出流结束时，首先关闭变极按钮一13，使电磁铁一21恢复原来的磁极，此时电磁铁一21与磁铁二6为相互排斥力，在排斥力以及逆水流的作用下，两扇侧拍门2开始关闭；然后再关闭开关按钮14，电磁铁三15恢复磁力，以致电磁铁三15与铁条23恢复相互吸引力，此时两扇侧拍门2完全关闭；最后关闭变极按钮二12，电磁铁二11的磁极恢复初始状态，此时中拍门3在电磁铁二11和滑块磁铁101的排斥力以及弹簧102的反弹力共同作用下，被推出拍门顶，随后在自重以及逆水流的作用下中拍门3关闭，由于电磁铁一21以及磁铁一31的相互吸引，中拍门得以完全关闭。

综上，本发明有效克服了现有技术的缺点而具有较高的推广价值。

上述内容已经用一般性文字和具体实施步骤对本发明作了较为详尽的描述，但并非是对本发明进行限制，在不偏离本发明精神的基础上所进行的相关修改，都属于本发明要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种节能式三页拍门，其特征是，该拍门由中拍门以及中拍门两侧的侧拍门组成，两个侧拍门分别与出水流道出口处的两侧边通过铰接装置一铰接，所述中拍门的顶部铰接于出水流道出口处顶部位置；两个侧拍门的外侧边分别设有台阶状结构，以与中拍门的两侧边配合，使拍门整体严密，所述中拍门的两侧边分别设有磁铁一，两个侧拍门的台阶结构处分别设有电磁铁一；所述出水流道顶部设有变极按钮一，通过变极按钮一改变电磁铁一的极性，以使电磁铁一与磁铁一之间相吸或相斥；所述出水流道顶部设有弹簧箱，所述弹簧箱内设有弹簧、连接杆以及滑动连接于弹簧箱内的滑块磁铁，所述弹簧一端与滑块磁铁固接，另一端固接有电磁铁二，所述连接杆一端与滑块磁铁固接，另一端穿出弹簧箱外，并利用铰接装置二与中拍门顶部铰接；所述出水流道顶部还设有变极按钮二，通过变极按钮二改变电磁铁二的极性，以使电磁铁二与滑块磁铁之间相斥或相吸，从而通过连接杆推拉中拍门。

2.根据权利要求1所述的一种节能式三页拍门，其特征是，所述出水流道出口处顶部设有辅助滚筒，以便中拍门在推拉过程中滑动。

3.根据权利要求2所述的一种节能式三页拍门，其特征是，两个侧拍门的上、下侧分别设有铁条，所述出水流道出口处端面的上、下侧分别在与铁条对应位置处设置电磁铁三；所述出水流道顶部设有开关按钮，通过开关按钮，使电磁铁三产生磁性而吸附铁条，或使电磁铁三磁性消失而与铁条分离。

4.根据权利要求3所述的一种节能式三页拍门，其特征是，所述出水流道出口处的两侧壁向外延伸，并分别设有安放侧拍门的拍门槽，该拍门槽处设有与电磁铁一相配合的磁铁二；通过变极按钮一改变电磁铁一的极性，电磁铁一与磁铁一相吸时，则与磁铁二相斥，电磁铁一与磁铁一相斥时，则与磁铁二相吸。

5.根据权利要求4所述的一种节能式三页拍门，其特征是，所述拍门槽内设有橡胶垫片层，所述磁铁二埋置在橡胶垫片层内。

6.根据权利要求5所述的一种节能式三页拍门，其特征是，所述侧拍门与出水流道出口处之间、所述中拍门与侧拍门之间、以及所述中拍门与出水流道出口处之间均设有止水橡皮。

7.根据权利要求6所述的一种节能式三页拍门的运行方法，其特征是，包括以下步骤：

1)该出水流道为大型流道，当大型流道来水较小时，只开启中拍门即可满足出水要求

a.在侧拍门、中拍门均关闭时，两个侧拍门台阶结构处埋设的电磁铁一与中拍门两侧边埋设的磁铁一相互吸引，弹簧箱处的电磁铁二与滑块磁铁相互排斥；

通过变极按钮一改变侧拍门处的电磁铁一磁极，使得电磁铁一与磁铁一产生排斥力，在水流和排斥力的作用下中拍门绕着铰接装置二缓缓打开；

b.然后通过变极按钮二，电磁铁二与滑块磁铁由相互排斥变为相互吸引，在弹簧拉力以及磁铁吸力的共同作用下，中拍门被缓缓拉起，同时经过辅助滚筒的作用，将中拍门完全掀开；

c.需要关闭中拍门时，通过变极按钮一、二，再次改变电磁铁一、电磁铁二的磁极，中拍门在电磁铁二和滑块磁铁的排斥力以及弹簧的反弹力共同作用下，被推出拍门顶，随后在自重以及逆水流的作用下关闭拍门，最后由于电磁铁一以及磁铁一的相互吸引，中拍门得以完全关闭；

这一过程中，两扇侧拍门在电磁铁三和铁条的吸引力作用下，未被水流冲开；

2)当大型流道来水较大时，需要开启侧拍门、中拍门才能满足出水要求

a.通过控制变极按钮一改变侧拍门处的电磁铁一的磁极，使得电磁铁一与磁铁一产生排斥力，在水流和排斥力的作用下中拍门绕着铰接装置二缓缓打开；

b.再通过变极按钮二，电磁铁二与滑块磁铁相互吸引，在弹簧拉力以及磁铁吸力的共同作用下，中拍门被缓缓拉起，同时经过辅助滚筒作用，将中拍门完全掀开；

c.最后通过开关按钮，使电磁铁三中的磁性消失，两扇侧拍门被水流冲开，由于此时侧拍门中的电磁铁一已经变极，电磁铁一与磁铁二有相互吸引力，使得两扇侧拍门能够完全吸附在出水流道侧墙内的拍门槽，达到保持稳定开启状态的目的；

d.当出流结束需要关闭拍门时，首先通过变极按钮一，使电磁铁一恢复原来的磁极，此时电磁铁一与磁铁二为相互排斥力，在排斥力以及逆水流的作用下，两扇侧拍门开始关闭；

然后再通过开关按钮，使电磁铁三恢复磁力，以致电磁铁三与铁条恢复相互吸引力，此时两扇侧拍门完全关闭；

最后通过变极按钮二，使电磁铁二的磁极恢复初始状态，此时中拍门在电磁铁二和滑块磁铁的排斥力以及弹簧的反弹力共同作用下，被推出拍门顶，随后在自重以及逆水流的作用下中拍门关闭，由于电磁铁一以及磁铁一的相互吸引，中拍门得以完全关闭。

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