CN111021313A - 一种闸门装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种闸门装置，包括框架(1)、位于所述框架(1)中的闸板(2)以及与所述框架(1)固定连接的推动结构(3)，所述推动结构(3)位于所述闸板(2)上方与所述闸板(2)固定连接，用于驱动所述闸板(2)移动；所述闸板(2)包括面板(21)和滑块(22)，所述滑块(22)与所述面板(21)相互固定连接的设置在所述面板(21)的外侧，所述面板(21)为中空板状体。本发明的闸门装置，有效的降低了闸板本身的质量，达到了轻量化的目的，有利于解决闸板不会因为自身重力过大导致下降或关闭的问题。

Description

一种闸门装置

技术领域

本发明涉及机械技术领域，尤其涉及一种用于水利工程的闸门装置。

背景技术

在水利工程中，为了合理的利用水利资源进行发电，通常将河流通过闸门进行分割，主要是利用闸门的闸板实现挡水和泄水的功能。关闭闸门，可以拦洪、挡潮、蓄水抬高上游水位，以满足上游取水或通航的需要。开启闸门，可以泄洪、排涝、冲沙、取水或根据下游用水的需要调节流量。闸门在水利工程中的应用十分广泛，多建于河道、渠系、水库、湖泊及滨海地区。

现有技术中，闸板通常被设置成具有很大自重的结构，所以，开闸和关闸的过程都比较耗费能源，特别是开闸的一瞬间，需要耗费的能量非常大，并且开启和关闭的速度非常慢，影响了开关效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种闸门装置，解决闸板重量大的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种闸门装置，包括框架、位于所述框架中的闸板以及与所述框架固定连接的推动结构，所述推动结构位于所述闸板上方与所述闸板固定连接，用于驱动所述闸板移动；

所述闸板包括面板和滑块，所述滑块与所述面板相互固定连接的设置在所述面板的外侧，所述面板为中空板状体。

根据本发明的一个方面，所述面板包括第一侧板、第二侧板和边框；

所述第一侧板和第二侧板相互平行的间隔设置；

所述边框在所述第一侧板和所述第二侧板的周围环绕设置，且与所述第一侧板和所述第二侧板的边缘相互固定连接。

根据本发明的一个方面，所述面板还包括：肋板；

所述肋板位于所述第一侧板和所述第二侧板之间，且相互间隔的设置有多个。

根据本发明的一个方面，所述第一侧板和所述第二侧板、所述边框和所述肋板为一体成型构造。

根据本发明的一个方面，所述滑块包括：第一部分、第二部分和第三部分；

所述第一部分和所述第二部分设置于所述第三部分相对的两端，且所述第一部分和所述第二部分与所述第三部分相垂直的设置于所述第三部分的同一侧；

所述第一部分和所述第二部分的长度是相等的。

根据本发明的一个方面，所述第一部分和所述第二部分分别位于沿所述面板的宽度方向的两端与所述面板固定连接，所述第三部分位于沿所述面板的长度方向的一端与所述面板固定连接。

根据本发明的一个方面，所述推动结构包括外壳、设置在所述外壳中的推杆、设置在所述外壳一侧与所述推杆相连接可驱动所述推杆移动的直流电机和与所述电机相连接的控制编码器；

所述推杆下端与所述闸板固定连接。

根据本发明的一个方面，所述控制编码器上配置有PLC接入端口。

根据本发明的一个方面，所述推动结构还包括与所述推杆相连接的手动调节结构。

根据本发明的一个方面，所述框架与所述闸板之间设有密封件，所述密封件整体为环形结构，包括同轴设置且相连接的顶靠部和连接部，所述连接部沿其中心轴线方向的两侧各设置有一条与其同轴的环形的止水条。

根据本发明的一个方面，所述连接部以所述顶靠部为基础，垂直于所述顶靠部向着远离所述顶靠部的方向延伸，截面形成矩形。

根据本发明的一个方面，两条所述止水条以所述连接部为基础，向着相互远离的方向垂直于所述连接部延伸至与所述顶靠部环宽方向的两端齐平，截面也形成矩形。

根据本发明的一个方面，所述连接部位于所述止水条与所述顶靠部之间的部分为连续而封闭的环、连接筋或加强肋。

根据本发明的一个方面，所述闸门装置还包括底座，所述框架安装在所述底座上，所述底座与所述框架之间设置有密封件。

根据本发明的一种方案，本发明的面板采用中空的板状体，有效的降低了其本身的质量，使得本发明的闸板的整体重量被有效降低，达到了轻量化的目的。进而在应用过程中更有利于保证其工作的稳定性，减少故障的发生。此外，通过在面板外围设置滑块，这样更有效的解决了闸板长期使用边缘易磨损的弊端，使得本发明的使用寿命更长。

根据本发明的一种方案，通过采用碳纤维材料有效使得本发明的闸板重量相较于普通型材减轻了40％以上，有利于减轻与本发明的闸板相连的起吊装置的起吊力和运行功率，不仅节约能源，降低运行成本，而且还能够保证闸板的长时间稳定运行。此外，通过采用碳纤维材料的面板结构稳定性高，不易腐蚀，进一步对提高使用寿命有利。

根据本发明的一种方案，在面板中空位置设置肋板进一步有效提高了面板的整体强度，同时通过采用与侧板相同材料的一体成型方式，使得肋板的连接强度更好，稳定性更优，且质量轻。

根据本发明的一种方案，有效提高了本发明的闸门的强度，使其形变量小，止水效果好，密封性好，并且有效减少模具数量，节约成本，加工效率高。

根据本发明的一种方案，滑块采用MGA工程塑料合金，摩擦系数小，由于具有很好的弹性和抗冲击性，能较好的消除轨道不平造成的局部高压带来的各种危害，进一步使得本发明能够稳定运行，使用寿命长。

根据本发明的一个方案，密封件为整体的环形结构，从而避免了在安装时使用热熔粘合，使得密封件没有粘接缝，不易损坏，并且省去了热熔步骤非常环保。

根据本发明的一个方案，密封件的连接部上设置了两条止水条。如此，密封件可直接卡在设置了卡槽的闸门框架上，而无需使用现有的压板固定方式，从而更加方便安装，并且无需制作压板，也节约了成本。

根据本发明的一个方案，密封件在安装在闸门的框架上后，其顶靠部、连接部和止水条的面对框架的五个端面会与框架的卡槽形成五重封水面，从而不易发生渗漏现象，形成良好的止水效果。

根据本发明的一个方案，采用直流电机驱动推杆进而带动闸板移动的方式，相比于现有技术中链条传动的方式而言，也有利于解决传统的链条式推动结构的启闭费事费力，行程精准度差的问题。

根据本发明的一个方案，推杆设置在外壳体中，可以在外壳中上下移动，在具体应用中，推杆下端固定连接闸板。具体来说，在外壳一侧设置直流电机，直流电机与外壳中的推杆相连接，直流电机提供驱动力，驱动推杆在外壳中上下移动，进而带动闸板上下移动。控制编码器与电机相连接，通过脉冲数准确反馈主轴转动圈数，从而精确计算推杆的行程变化，实现闸板升降的平稳运行和精准控制。

根据本发明的一个方案，推动结构还包括与推杆相连接的手动调节结构。根据本发明一种实施方式，手动调节结构为设置在外壳上端与推杆相连接的摇轮结构。用于在断电情况下，通过手动调节结构来手动调节推杆的移动，从而增加本发明的推动结构应对不稳定因素的能力，提升适用性。

根据本发明的一个方案，电机采用直流电机，运行平稳、噪声低、扭矩大，如此使得电机驱动推杆移动时，响应迅速，运行平稳。

根据本发明的一个方案，控制编码器上配置有PLC接入端口。如此有利于实现对于电机驱动推杆的精准控制和远程自动化控制。在本实施方式中，推杆下端设置连接部，推杆可以通过连接部与闸板固定连接，如此就可以通过控制编码器和配置的PLC接口，实现闸门启闭过程的精确控制和远程自动化控制。

附图说明

图1示意性表示根据本发明的一种实施方式的闸门装置的结构图；

图2示意性表示根据本发明的一种实施方式的闸板结构图；

图3示意性表示根据本发明的一种实施方式的闸板切面图；

图4示意性表示根据本发明的一种实施方式的推动结构的结构图；

图5示意性表示根据本发明的一种实施方式的密封件的任意一段的立体图；

图6示意性表示根据发明的一种实施方式的密封件的截面图；

图7示意性表示根据发明一种实施方式闸门装置部分结构的正视图；

图8示意性表示根据本发明的一种实施方式的密封件的配合处的示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

在针对本发明的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施方式。

如图1所示，本发明的闸门结构包括框架1、位于框架1中且可以上下移动的闸板2以及与框架1固定连接的推动结构3，推动结构3位于闸板2上方与闸板2固定连接，用于驱动所述闸板2移动。

如图2所示，根据本发明的一种实施方式，本发明闸板包括：面板21，滑块22。在本实施方式中，滑块22与面板21相互固定连接的设置在面板21的外侧。在本实施方式中，滑块22构成了一个半包围的框体结构，其与面板21的外轮廓相匹配，进而实现对面板21周围的保护，保证了本发明的闸板的使用寿命和稳定性。在本实施方式中，面板21为中空板状体。

通过上述设置，本发明的面板21采用中空的板状体，有效的降低了其本身的质量，使得本发明的闸板的整体重量被有效降低，达到了轻量化的目的。进而在应用过程中更有利于保证其工作的稳定性，减少故障的发生。此外，通过在面板21外围设置滑块，这样更有效的解决了闸板长期使用边缘易磨损的弊端，使得本发明的使用寿命更长。

结合图2和图3所示，根据本发明的一种实施方式，面板21包括第一侧板211、第二侧板212和边框213。在本实施方式中，第一侧板211和第二侧板212相互平行的间隔设置。通过两侧板211的间隔设置，进而构成了内部的中空部分。在本实施方式中，第一侧板211和第二侧板212采用碳纤维制成。在本实施方式中，边框213在第一侧板211和第二侧板212的周围环绕设置，且与第一侧板211和第二侧板212的边缘相互固定连接。通过边框213、第一侧板211和第二侧板212的相互连接，进而使得面板21构成了一中空的板状体。通过采用碳纤维材料有效使得本发明的闸板重量相较于普通型材减轻了40％以上，有利于减轻与本发明的闸板相连的起吊装置的起吊力和运行功率，不仅节约能源，降低运行成本，而且还能够保证闸板的长时间稳定运行。

结合图2和图3所示，根据本发明的一种实施方式，面板21还包括：肋板214。在本实施方式中，肋板214位于第一侧板211和第二侧板212之间，且相互间隔的设置有多个。在本实施方式中，肋板与第一侧板211和第二侧板212是一体成型的。通过一体成型的设置有利于保证面板内部结构的连接稳定性和降低制作难度，不仅强度高还有效提高了生产效率。在本实施方式中，肋板也采用碳纤维制成。在本实施方式中，肋板214可沿面板的宽度方向或长度方向并排设置，也可以相互交叉的设置进而构成网格状，其中网格的形状可以是矩形、菱形、三角形等。

通过上述设置，在面板21中空位置设置肋板进一步有效提高了面板的整体强度，同时通过采用与侧板相同材料的一体成型方式，使得肋板的连接强度更好，稳定性更优，且质量轻。

结合图2和图3所示，根据本发明的一种实施方式，滑块22包括：第一部分221、第二部分222和第三部分223；在本实施方式中，第一部分221和第二部分222设置于第三部分223相对的两端，且第一部分221和第二部分222与第三部分223相垂直的设置于第三部分223的同一侧，进而，使得滑块22形成一U字型。在本实施方式中，第一部分221和第二部分222的长度是相等的。

结合图2和图3所示，根据本发明的一种实施方式，第三部分223分别位于沿面板21的长度方向的一端；第一部分221和第二部分222分别位于沿面板11的宽度方向的两端。

结合图2和图3所示，根据本发明的一种实施方式，第一部分221和第二部分222远离第三部分223的一端的端面与面板21边框213的一侧的侧面相齐平。在本实施方式中，第一部分221和第二部分222的长度与面板21的长度相同，进而可以将面板21相对的两端包围，这样有效避免了第二边框23相对的两端被损坏，进而对保证本发明的密封性有利。

结合图2和图3所示，根据本发明的一种实施方式，滑块22可采用注塑的方式一体成型，也可以为分体成型。通过上述设置有效提高了本发明的闸门的强度，使其形变量小，止水效果好，密封性好，并且有效减少模具数量，节约成本，加工效率高。

根据本发明的一种实施方式，滑块22采用MGA工程塑料合金制成，其各项性能参数如下：

通过上述设置，滑块采用MGA工程塑料合金，摩擦系数小，由于具有很好的弹性和抗冲击性，能较好的消除轨道不平造成的局部高压带来的各种危害，进一步使得本发明能够稳定运行，使用寿命长。

结合图2和图3所示，根据本发明的一种实施方式，还包括：吊耳23。在本实施方式中，吊耳23与面板21相互固定连接，且与第三部分223相对的设置在面板21长度方向的另一端。

结合图1和图4所示，本发明的推动结构3包括外壳31、推杆32、直流电机33和控制编码器34。

根据本发明的一种实施方式，外壳体31为圆柱体杆状结构，内部具有空腔，推杆32设置在外壳体31中，可以在外壳31中上下移动，在具体应用中，推杆32下端固定连接闸板2。具体来说，在外壳31一侧设置直流电机33，直流电机33与外壳31中的推杆32相连接，直流电机33提供驱动力，驱动推杆32在外壳31中上下移动，进而带动闸板2上下移动。控制编码器34与直流电机33相连接，通过脉冲数准确反馈主轴转动圈数，从而精确计算推杆32的行程变化，实现闸板升降的平稳运行和精准控制。

如图1所示，根据本发明一种实施方式，推动结构3还包括与推杆32相连接的手动调节结构35。根据本发明一种实施方式，手动调节结构为设置在外壳31上端与推杆32相连接的摇轮结构。用于在断电情况下，通过手动调节结构35来手动调节推杆32的移动，从而增加本发明的推动结构3应对不稳定因素的能力，提升适用性。

如图4所示，根据本发明的一种实施方式，本发明的外壳31上设有安装支架36，用于将本发明的推动结构3与其他构件进行安装固定。

在本实施方式中，推动结构3采用直流电机33，运行平稳、噪声低、扭矩大，如此使得直流电机33驱动推杆32移动时，响应迅速，运行平稳。

根据本发明的一种实施实施方式，控制编码器34上配置有PLC接入端口。如此有利于实现对于直流电机33驱动推杆32的精准控制和远程自动化控制。在本实施方式中，推杆32下端设置连接端321，推杆32可以通过连接端321与闸板2的吊耳23固定连接，如此就可以通过控制编码器34和配置的PLC接口，实现闸板2启闭过程的精确控制和远程自动化控制。

在本实施方式中，本发明的外壳31由铝合金材料制成。确保了其结构强度，硬度高，防水、防尘效果好。

根据本发明的一种实施方式，本发明的推动结构还具有良好的自锁性能，从而可以防止闸板2由于自身重力的下降或关闭。

如图1所示，根据本发明的一种实施方式，闸门装置还包括底座5，底座5安装在基础混凝土取水口的水流通道上，框架1固定安装在底座5上。如此便于框架1的平稳安装，有利于保证闸板2运动的平稳性。

在本发明中，闸板2和框架1之间、底座5与框架1之间设有密封件4。结合图1和图5所示，本发明的密封件4为封闭的环形件，环形件中每个横截面的形状相同。为清楚起见，图5仅仅表示了这个环形密封件4的一段或一部分，并将这一部分表示成一个平直的段。实际上，环形密封件4的各部分均可弯曲成一定的弧度。

从图5和图6可以看出，密封件4包括顶靠部41、连接部42和两个止水条43，这些部分的形状均为同轴环形。密封件4的横截面基本呈汉字“干”的形状。以顶靠部41为基础，连接部42与顶靠部41垂直地相连，并向着远离顶靠部41的方向延伸。两条止水条43以连接部42为基础，向着相互远离的方向垂直于连接部42延伸至与顶靠部41在图6中左右两端(即整个环形件环宽方向)齐平，截面形成矩形。在本实施方式中，连接部42的横截面是长方形。根据不同的使用工况，连接部42的横截面形状并不必须是长方形，也可以是例如正方形或其他形状。在顶靠部41和止水条43之间的连接部42的部分也可以不是连续的、封闭的环，而可以是设置在顶靠部41和止水条43之间的连接筋或加强肋。这部分本身并不提供密封功能，而仅仅是将顶靠部41与止水条43相互连接成一个整体。位于止水条43另一侧的连接部42的部分，需要提供密封功能，因此其自由端面必须是一个连续的环形面。

在安装使用状态下，连接部42的自由端面、止水条43和顶靠部41与连接部42自由端对应的面为密封面，分别抵靠在框架44的内外两侧上，实现密封功能。从根据本发明的密封件的上述结构可见，这种密封件的横截面上具有密封面。由此形成一个密封件的多重密封效果。连接部42的自由端面处形成一个独立的密封，从连接部42伸出的两个止水条43和与之相邻的顶靠部41的密封面之间形成迷宫式密封。利用这种结构，密封件4提供了可靠的密封性能。此外，顶靠部41是整个密封件的主体部分，为密封件4提供刚性和强度，而连接部42主要用于为两个止水条43提供支承，并在其前部或自由端面上提供一个密封面。

图6表示根据本发明的密封件的截面的具体实施方式。在该实施方式中，顶靠部41的截面长边尺寸为8mm(图6中尺寸a)，宽边尺寸为5mm(图6中尺寸b)。连接部42的截面宽边尺寸为4mm(图6中尺寸d)。连接部42远离顶靠部41的端面到止水条43的距离为6mm(图6中尺寸c)。止水条43的截面宽边尺寸为1.5mm(图6中尺寸f)。连接部42上端面到顶靠部41下端面的尺寸为14.5mm(图6中尺寸e)。

如图7所示，本发明的密封件4安装在框架1上，分别位于A和B两处位置(即框架1的内、外两侧)，具体与框架1的配合方式如图8所示。利用本发明的密封件时，框架1内外两侧均需设有形状与密封件的连接部42和止水条43形状配合的卡槽，在安装时密封件可与框架1形成卡槽配合。现有技术中大部分密封件需要特制的压板才能安装在框架1上，而本发明的密封件设有两条止水条43，因此在使用时无需压板也可卡在框架1的卡槽内，安装非常方便。并且密封件为整体式的环形结构，在安装时无需热熔粘合，从而使得密封件无粘接缝，不易损坏，而且这种方式更加环保。综上所述，本发明的密封件4结构简单，加工方便。并且，无需专门的模具进行压板的生产，从而有效地降低了安装费用，节约了制作成本。

本发明的密封件安装在框架1内边框上的内侧时(即B位置)，连接部42朝外，而安装在框架1的外侧时(即A位置)，连接部42朝内。密封件4如上述方式安装在框架1上后，可以框架1的卡槽形成五重封水面，不易发生渗漏现象，具有良好的止水效果。

以上所述仅为本发明的一个方案而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种闸门装置，其特征在于，包括框架(1)、位于所述框架(1)中的闸板(2)以及与所述框架(1)固定连接的推动结构(3)，所述推动结构(3)位于所述闸板(2)上方与所述闸板(2)固定连接，用于驱动所述闸板(2)移动；

所述闸板(2)包括面板(21)和滑块(22)，所述滑块(22)与所述面板(21)相互固定连接的设置在所述面板(21)的外侧，所述面板(21)为中空板状体。

2.根据权利要求1所述的闸门装置，其特征在于，所述面板(21)包括第一侧板(211)、第二侧板(212)和边框(213)；

所述第一侧板(211)和第二侧板(212)相互平行的间隔设置；

所述边框(213)在所述第一侧板(211)和所述第二侧板(212)的周围环绕设置，且与所述第一侧板(211)和所述第二侧板(212)的边缘相互固定连接。

3.根据权利要求2所述的闸门装置，其特征在于，所述面板(21)还包括：肋板(214)；

所述肋板(214)位于所述第一侧板(211)和所述第二侧板(212)之间，且相互间隔的设置有多个。

4.根据权利要求3所述的闸门装置，其特征在于，所述第一侧板(211)和所述第二侧板(212)、所述边框(213)和所述肋板(214)为一体成型构造。

5.根据权利要求4所述的闸门装置，其特征在于，所述滑块(22)包括：第一部分(221)、第二部分(222)和第三部分(223)；

所述第一部分(221)和所述第二部分(222)设置于所述第三部分(223)相对的两端，且所述第一部分(221)和所述第二部分(222)与所述第三部分(223)相垂直的设置于所述第三部分(223)的同一侧；

所述第一部分(221)和所述第二部分(222)的长度是相等的。

6.根据权利要求5所述的闸门装置，其特征在于，所述第一部分(221)和所述第二部分(222)分别位于沿所述面板(21)的宽度方向的两端与所述面板(21)固定连接，所述第三部分(223)位于沿所述面板(21)的长度方向的一端与所述面板(21)固定连接。

7.根据权利要求1或6所述的闸门装置，其特征在于，所述推动结构(3)包括外壳(31)、设置在所述外壳(31)中的推杆(32)、设置在所述外壳(31)一侧与所述推杆(32)相连接可驱动所述推杆(32)移动的直流电机(33)和与所述电机(33)相连接的控制编码器(34)；

所述推杆(32)下端与所述闸板(2)固定连接。

8.根据权利要求7所述的闸门装置，其特征在于，所述控制编码器(34)上配置有PLC接入端口。

9.根据权利要求7所述的闸门装置，其特征在于，所述推动结构(3)还包括与所述推杆(32)相连接的手动调节结构(35)。

10.根据权利要求1所述的闸门装置，其特征在于，所述框架(1)与所述闸板(2)之间设有密封件(4)，所述密封件(4)整体为环形结构，包括同轴设置且相连接的顶靠部(41)和连接部(42)，所述连接部(42)沿其中心轴线方向的两侧各设置有一条与其同轴的环形的止水条(43)。

11.根据权利要求10所述的闸门装置，其特征在于，所述连接部(42)以所述顶靠部(41)为基础，垂直于所述顶靠部(41)向着远离所述顶靠部(41)的方向延伸，截面形成矩形。

12.根据权利要求11所述的闸门装置，其特征在于，两条所述止水条(43)以所述连接部(42)为基础，向着相互远离的方向垂直于所述连接部(42)延伸至与所述顶靠部(41)环宽方向的两端齐平，截面也形成矩形。

13.根据权利要求11所述的闸门装置，其特征在于，所述连接部(42)位于所述止水条(43)与所述顶靠部(41)之间的部分为连续而封闭的环、连接筋或加强肋。

14.根据权利要求10所述的闸门装置，其特征在于，所述闸门装置还包括底座(5)，所述框架(1)安装在所述底座(5)上，所述底座(5)与所述框架(1)之间设置有密封件(4)。

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