CN112460297A - 一种双级拍门及其运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双级拍门及其运行方法，适用于矩形出水流道，属于水利工程技术领域。主要包括一级拍门、二级拍门、门铰、伸缩杆、支撑杆、弹簧、止水、防撞装置等。所述一级拍门通过门铰与门座铰接，二级拍门通过门铰与一级拍门铰接，拍门斜向开启。拍门上面固定有伸缩杆，所述伸缩杆对应的另一端通过六角螺栓铰接于斜杆，可以根据出水量调整开度并固定；所述斜杆和拍门之间安装有弹簧，能够降低启门力和闭门撞击力。本发明具备传统拍门的功能，机理明了，结构简单，同时又能使得拍门在不同开度下保持稳定，有利于减少水头损失，值得在泵站工程中推广应用。

Description

一种双级拍门及其运行方法

技术领域

本发明涉及一种双级拍门及其运行方法，属于水利工程技术领域。

背景技术

拍门主要运用于泵站的出口的断流装置，在机组停机时关闭，隔断水流，防止水流进入泵机组中使机组反转。现有的拍门，由于实际工况的不同，当拍门安装好后，拍门的开启力较大及关闭后的撞击较大，运行过程中，拍门稳定性不足，由于现有拍门安装后的开启力、闭门后拍门与出水流道撞击，因此过流损失和拍门稳定性不足是现有拍门的主要缺陷。

发明内容

本发明目的是针对现有技术中存在的问题，为了解决水泵开机时拍门不易打开、关机时撞击力太大、工作状态下不稳定的问题，提供一种双级拍门及其运行方法，既能保证开机时拍门能够被顺利、及时的打开，又能保证关机时拍门利用一部分重力及时关闭，极大程度减小撞击力。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种双级拍门，其特征是：包括门耳、一级拍门、二级拍门、门座，门座安装于与泵站出口连接的出水流道的开口处，门耳通过门铰与门座铰接，一级拍门一端与门耳直接相连固定，一级拍门另一端和二级拍门通过门铰铰接；一级拍门可绕门铰相对于门座转动，二级拍门可以绕门铰相对于一级拍门转动；一级拍门和二级拍门之间设有柔性止水；

所述一级拍门上安装有第一伸缩杆，出水流道外壁设有斜杆，斜杆的一端与出水流道外壁固定，另一端与第一伸缩杆通过第一六角螺栓相铰链，第一伸缩杆可绕第一六角螺栓旋转；

所述一级拍门上安装有支撑杆，第二拍门上设有第二伸缩杆，第二伸缩杆与支撑杆通过第二六角螺栓相铰链，第二伸缩杆可绕第二六角螺栓旋转；

所述斜杆上固定有横杆，且横杆与斜杆垂直；所述横杆上设有第一凸起，还设有第一弹簧，第一弹簧一侧固定在第一凸起上，另一侧固定在一级拍门上；

所述一级拍门下部设有第二凸起，还设有第二弹簧，第二弹簧一侧固定在第二凸起上，另一侧固定在二级拍门上。

所述一级拍门和二级拍门的门高比例为3：2。

所述第一伸缩杆由四节直径不同的圆直管构成，从上到下依次为第一圆直管、第二圆直管、第三圆直管、第四圆直管，且第一圆直管、第二圆直管、第三圆直管、第四圆直管的直径依次渐大，第一圆直管插于第二圆直管内，第二圆直管插于第三圆直管内，第三圆直管插于第四圆直管内；

所述第二圆直管的上部、下部分别设有第一通孔、第二通孔，第三圆直管的上部、下部分别设有第三通孔、第四通孔，第四圆直管的上部、下部分别设有第五通孔、第六通孔；

所述第一圆直管内部设有一对第一金属凸起，两个第一金属凸起之间设有第三弹簧，第三弹簧两端分别固定于一侧的第一金属凸起、另一侧的第一金属凸起上；

所述第二圆直管内部设有一对第二金属凸起，两个第二金属凸起之间设有第四弹簧，第四弹簧两端分别固定于一侧的第二金属凸起、另一侧的第二金属凸起上；

所述第三圆直管内部设有一对第三金属凸起，两个第三金属凸起之间设有第五弹簧，第五弹簧两端分别固定于一侧的第三金属凸起、另一侧的第三金属凸起上。

所述第一金属凸起、第二金属凸起、第三金属凸起从上到下依次减小。

所述第二伸缩杆由四节直径不同的圆直管构成，从上到下依次为第五圆直管、第六圆直管、第七圆直管、第八圆直管，且第五圆直管、第六圆直管、第七圆直管、第八圆直管的直径依次渐大，第五圆直管插于第六圆直管内，第六圆直管插于第七圆直管内，第七圆直管插于第八圆直管内；

所述第六圆直管的上部、下部分别设有第七通孔、第八通孔，第七圆直管的上部、下部分别设有第九通孔、第十通孔，第八圆直管的上部、下部分别设有第十一通孔、第十二通孔；

所述第五圆直管内部设有一对第四金属凸起，两个第四金属凸起之间设有第六弹簧，第六弹簧两端分别固定于一侧的第四金属凸起、另一侧的第四金属凸起上；

所述第六圆直管内部设有一对第五金属凸起，两个第五金属凸起之间设有第七弹簧，第七弹簧两端分别固定于一侧的第五金属凸起、另一侧的第五金属凸起上；

所述第七圆直管内部设有一对第六金属凸起，两个第六金属凸起之间设有第八弹簧，第八弹簧两端分别固定于一侧的第六金属凸起、另一侧的第六金属凸起上。

所述第四金属凸起、第五金属凸起、第六金属凸起从上到下依次减小。

所述双级拍门末端设有防撞装置，防撞装置设置于二级拍门末端；所述防撞装置包括弹簧、减压垫、顶杆、阻挡块、弹性球，弹性球安装在减震垫的一侧；所述顶杆的一端抵压在所述弹性球上，另一端连接在挡板上，弹簧套接在顶杆上，拍门降落时防撞装置降低了拍门对出口处的撞击。

当未受到水流冲击力时，第一伸缩杆处于伸长状态，第一金属凸起、第二金属凸起、第三金属凸起此刻都位于对应第二圆直管、第三圆直管、第四圆直管上部通孔内，即对应的第一通孔、第三通孔、第五通孔，当受到水流冲击力时，第一伸缩杆开始收缩，二级拍门与一级拍门产生相对运动，第二弹簧收缩；

当未受到水流冲击力时，第二伸缩杆处于伸长状态，第四金属凸起、第五金属凸起、第六金属凸起此刻都位对应第六圆直管、第七圆直管、第八圆直管上部通孔内，即对应的第七通孔、第九通孔、第十一通孔，当受到水流冲击力时，第二伸缩杆开始收缩，一级拍门与门座产生相对运动，第一弹簧收缩；

当未受到水流冲击力时，二级拍门与一级拍门产生相对转动，第二弹簧收缩，第一伸缩杆收缩，二级拍门可固定在三个开度；此时，水流冲击力、浮力、弹力、伸缩杆对拍门的拉力与拍门自重平衡；

水流继续增大时，一级拍门与门座产生相对转动，所述第一弹簧收缩，第二伸缩杆收缩，一级拍门可固定在三个开度；此时，水流冲击力、浮力、弹力、伸缩杆对拍门的拉力与拍门自重平衡。

所述双级拍门与出水流道门框之间设有橡皮止水，橡皮止水有止水防水的功能，止水利用橡皮的高弹性和压缩变形的特点，在各种载荷下产生弹性变形，从而起到有效紧固密封，减震缓冲作用。

一种双级拍门的运行方法，其特征是：

一、双级拍门的初始闭合状态；

双级拍门在水泵未启动时，第一伸缩杆处于伸长状态，第一弹簧处于拉伸状态，第二伸缩杆处于伸长状态，第二弹簧处于拉伸状态；

二、二级拍门开启工作过程；

当水泵机组启动时，水流从出水流道流出，二级拍门先被水冲开，第二伸缩杆绕第二六角螺栓转动，第八圆直管向上收缩，第二弹簧收缩，第六金属凸起受到管壁圆弧面挤压，第八弹簧收缩，第六金属凸起由第八圆直管的第十一通孔脱落进入第十二通孔，此时，水流冲击力、浮力、弹力、第一伸缩杆、第二伸缩杆对拍门的拉力与拍门自重平衡，即，拍门稳定在第一开度；随之水流增大，第二伸缩杆绕第二六角螺栓转动，第八圆直管和第七圆直管共同向上收缩，第二弹簧继续收缩，第五金属凸起受到管壁挤压，第七弹簧收缩，第五金属凸起由第七圆直管的第九通孔脱落进入第十通孔，此时，水流冲击力、浮力、弹力、第一伸缩杆、第二伸缩杆对拍门的拉力与拍门自重平衡，即，拍门稳定在第二开度；随着水流继续增大，第二伸缩杆绕第二六角螺栓转动，第八圆直管、第七圆直管、第六圆直管共同向上收缩，第二弹簧收缩，第四金属凸起受到管壁挤压，第六弹簧收缩，第四金属凸起由第六圆直管的第七通孔脱落进入第八通孔，此时，水流冲击力、浮力、弹力、第一伸缩杆、第二伸缩杆对拍门的拉力与拍门自重平衡，即，二级拍门稳定在水平开度；

三、一级拍门开启工作过程；

水流继续增大，水流开始对一级拍门产生影响，第一伸缩杆绕第一六角螺栓转动，第四圆直管向上收缩，第一弹簧收缩，第三金属凸起受到管壁圆弧面挤压，第五弹簧收缩，第三金属凸起由第八圆直管的第五通孔脱落进入第六通孔，此时，水流冲击力、浮力、弹力、第一伸缩杆、第二伸缩杆对拍门的拉力与拍门自重平衡，即，一级拍门稳定在第四开度；随着水流增大，第一伸缩杆绕第一六角螺栓转动，第四圆直管和第三圆直管共同向上收缩，第一弹簧继续收缩，第二金属凸起收到管壁挤压，第四弹簧收缩，第二金属凸起由第七圆直管的第三通孔脱落进入第四通孔，此时，水流冲击力、浮力、弹力、第一伸缩杆、第二伸缩杆对拍门的拉力与拍门自重平衡，即，一级拍门稳定在第五开度；随着水流继续增大，第一伸缩杆绕第一六角螺栓转动，第四圆直管、第三圆直管、第二圆直管共同向上收缩，第二弹簧收缩，第一金属凸起受到管壁挤压，第三弹簧收缩，第一金属凸起由第六圆直管的第一通孔脱落进入第二通孔，此时，水流冲击力、浮力、弹力、第一伸缩杆、第二伸缩杆对一级拍门的拉力与拍门自重平衡，一级拍门稳定在水平状态；

四、一级拍门关闭过程；

当水泵正常停机或事故停机时，出水量迅速减小，拍门开启角度减小，水流冲力和浮力减小，一级拍门、二级拍门以一定的角速度下降，下降过程中，第一伸缩杆恢复，第二圆直管、第三圆直管、第四圆直管同时向下运动，第一金属凸起受到管壁挤压，第三弹簧收缩，第一金属凸起从第二圆直管的第二通孔回到第一通孔，第一弹簧拉伸，随着水流继续减小，第三圆直管、第四圆直管同时向下运动，第二金属凸起受到管壁挤压，第四弹簧收缩，第二金属凸起从第三圆直管的第四通孔回到第三通孔，第一弹簧继续拉伸，水流继续减小，第四圆直管向下运动，第三金属凸起受到管壁挤压，第五弹簧收缩，第三金属凸起从第四圆直管的第六通孔回到第五通孔，第一弹簧恢复到拉伸状态；

五、二级拍门关闭过程；

水流继续减小，二级拍门继续以一定的角速度下降，下降过程中，第二伸缩杆恢复，第六圆直管、第七圆直管、第八圆直管同时向下运动，第四金属凸起受到管壁挤压，第六弹簧收缩，第四金属凸起从第六圆直管的第八通孔回到第七通孔，第二弹簧拉伸，随着水流继续减小，第七圆直管、第八圆直管同时向下运动，第五金属凸起受到管壁挤压，第七弹簧收缩，第五金属凸起从第七圆直管的第十通孔回到第九通孔，第二弹簧继续拉伸，水流继续减小，第八圆直管向下运动，第六金属凸起受到管壁挤压，第八弹簧收缩，第六金属凸起从第八圆直管的第十二通孔回到第十一通孔，第一弹簧恢复到拉伸状态；

六、双级拍门完全关闭状态；

无水流时，双级拍门完全关闭，此时，所述第一伸缩杆处于伸长状态，第一弹簧处于拉伸状态，第二伸缩杆处于伸长状态，第二弹簧处于拉伸状态。

本发明结构合理、使用方便，通过本发明提供的一种双级拍门及其运行方法，双级拍门由门耳、一级拍门、二级拍门、门铰、柔性止水、第一凸起（安装在横杆上）、第二凸起（安装在一级拍门上）、斜杆、橡皮止水、防撞装置、横杆、第一弹簧（安装在横杆上）、第一六角螺栓、第一伸缩杆（从上到下依次为第一圆直管、第二圆直管、第三圆直管、第四圆直管）、支撑杆、第二六角螺栓、第二伸缩杆（从上到下依次为第五圆直管、第六圆直管、第七圆直管、第八圆直管）、第二弹簧（安装在一级拍门上）、门铰、金属凸起（第一金属凸起位于第一圆直管内部、第二金属凸起位于第二圆直管内部、第三金属凸起位于第三圆直管内部、第四金属凸起位于第五圆直管内部、第五金属凸起位于第六圆直管内部、第六金属凸起位于第七圆直管内部）、弹簧（安装在伸缩杆内部，第三弹簧位于第一圆直管内部、第四弹簧位于第二圆直管内部、第五弹簧位于第三圆直管内部、第六弹簧位于第五圆直管内部、第七弹簧位于第六圆直管内部、第八弹簧位于第七圆直管内部）、门座、通孔（第一伸缩杆从上到下的通孔依次为第一通孔、第二通孔、第三通孔、第四通孔、第五通孔、第六通孔，第二伸缩杆从上到下的通孔依次为第七通孔、第八通孔、第九通孔、第十通孔、第十一通孔、第十二通孔）。弹簧、减压垫、顶杆、阻挡块、弹性球、挡板。

上述双级拍门装置，一级拍门与门耳直接相连，门耳通过门铰与门座铰接，一级拍门和二级拍门之间通过门铰铰接，一级拍门可以绕门铰相对于门座转动，二级拍门可以绕门铰相对于一级拍门转动，一级拍门和二级拍门之间设有柔性止水，双级拍门与出水流道之间也设有橡皮止水，止水有止水防水的功能，止水利用橡胶的高弹性和压缩变形的特点,在各种载荷下产生弹性变形,从而起到有效紧固密封,减震缓冲作用。一、二级拍门门高比例3：2。

上述双级拍门装置，二级拍门上安装第一伸缩杆，斜杆与第一伸缩杆通过第一六角螺栓相连，第一伸缩杆可绕六角螺栓旋转。

上述双级拍门装置，一级拍门上安装支撑杆，第二伸缩杆与支撑杆通过第二六角螺栓相连，第二伸缩杆可绕第二六角螺栓旋转。

上述双级拍门装置，横杆上设有第一凸起，第一弹簧一侧固定在第一凸起，另一侧固定在一级拍门上，第一弹簧处于拉伸状态，设置第一凸起的作用是为了增大第一弹簧与拍门之间的角度，可以有效增加弹簧拉力，拉伸状态的第一弹簧给拍门开启提供一个拉力，可以降低启门力。

上述双级拍门装置，一级拍门下部设有第二凸起，第二弹簧一侧固定在第二凸起处，另一侧固定在二级拍门上，第二弹簧处于拉伸状态，设置第二凸起的作用是为了增大第二弹簧与拍门之间的角度，可以有效增加弹簧拉力，拉伸状态的第二弹簧给拍门开启提供一个拉力，可以降低启门力。

上述双级拍门装置，第二伸缩杆由四节直径不同的圆直管构成，第二圆直管、第三圆直管、第四圆直管上部和下部管壁设置通孔（第一伸缩杆从上到下的通孔依次为第一通孔、第二通孔、第三通孔、第四通孔、第五通孔、第六通孔），第一通孔、第二通孔、第三通孔内部分别设置弹簧第三弹簧、第四弹簧、第五弹簧相连的第一金属凸起、第二金属凸起、第三金属凸起。第一伸缩杆可以起到固定二级拍门开度的作用。

上述双级拍门装置，第二伸缩杆由四节直径不同的圆直管构成，第六圆直管、第七圆直管、第八圆直管上部和下部管壁设置通孔（第二伸缩杆从上到下的通孔依次为第七通孔、第八通孔、第九通孔、第十通孔、第十一通孔、第十二通孔），第五圆直管、第六圆直管、第七圆直管内部分别设置弹簧第六弹簧、第七弹簧、第八弹簧相连的三对金属凸起第六弹簧、第七弹簧、第八弹簧。第二伸缩杆可以起到固定拍门开度的作用。

上述双级拍门末端设有防撞装置，所述防撞装置包括弹簧、减压垫、顶杆、阻挡块、弹性球，弹性球安装在减震垫的一侧，顶杆的一端抵压在所述弹性球上，所述顶杆的另一端连接在所述挡板上，弹簧套接在所述顶杆上，拍门关闭时防撞装置降低了拍门对出口处的撞击，对拍门起到一定的缓冲保护的作用。

进一步优选的结构，所述一级拍门与二级拍门通过门铰铰接。伸缩杆管壁通孔与管壁连接为圆弧连接和直角连接。一、二级拍门之间设有柔性材料止水。一级拍门下部结构与二级拍门上部结构设计成截面为梯形的棱体结构。门体内侧末端设有防撞装置。

本发明采用以上技术方案，具有以下优点：

1、本发明所设计的双级拍门结构简单，设置重量不同的两级拍门，在不同出水量的工况下，可以实现拍门轻易开启。一级拍门和二级拍门之间设有柔性止水，双级拍门与门框之间也设有橡皮止水，止水有止水防水、有效紧固密封、减震缓冲作用。一级拍门下部结构与二级拍门上部结构设计成截面为梯形的棱体结构，运行时，拍门开启角度可以增大。

2、本发明伸缩杆由四节直径不同的管构成，内部设有由弹簧相连的两个金属凸起，管壁设有通孔，根据水流大小不同，可固定在不同开度。拍门关闭时，伸缩杆恢复，伸缩杆内部金属凸起一级一级脱落，脱落时与管壁之间有摩阻力，起到缓冲作用。每节伸缩杆通孔与管壁的连接方式为直角连接和圆弧连接，这样设计更有利于金属凸起进入通孔，但又不易脱落。

3、本发明一、二级拍门之间设有两根拉伸状态的弹簧，一级拍门和横梁之间有一根拉伸弹簧，拍门开启时提供弹力，减小启门力，拍门关闭时，弹簧拉伸会提供一个缓冲，减小拍门关闭时的撞击。

4、本发明门体内侧末端设有防撞装置可以减小拍门关闭时的撞击，对拍门起到一定的缓冲保护的作用。

综上，本发明涉及一种双级拍门及其运行方法，适用于矩形出水流道，属于水利工程技术领域。主要包括一、二级拍门门页、门铰、伸缩杆、支撑杆、弹簧、止水、防撞装置等。所述一级拍门通过门铰与门座铰接，二级拍门通过门铰与一级拍门铰接，拍门斜向开启。拍门上面固定有伸缩杆，所述伸缩杆对应的另一端通过六角螺栓铰接于斜杆，可以根据出水量调整开度并固定；所述斜杆和拍门之间安装有弹簧，能够降低启门力和闭门撞击力。本发明具备传统拍门的功能，机理明了，结构简单，同时又能使得拍门在不同开度下保持稳定，有利于减少水头损失，值得在泵站工程中推广应用。

附图说明

图1是双级拍门的侧面结构示意图；

图2是双级拍门的正面结构示意图；

图3是第一伸缩杆的细节结构图；

图4是第二伸缩杆的细节结构图；

图5是防撞装置细节结构图；

图6是双级拍门处于第一开度时结构示意图；

图7是双级拍门处于第二开度时结构示意图；

图8是二级拍门水平状态结构示意图；

图9是双级拍门处于第四开度时结构示意图；

图10是双级拍门处于第五开度时结构示意图；

图11是一级拍门水平状态结构示意图；

图中：1门耳、2一级拍门、3二级拍门、4门铰、5柔性止水、6第一凸起、7第二凸起、8斜杆、9橡皮止水、10防撞装置、11横杆、12第一弹簧、13第一六角螺栓、14第一伸缩杆、14A第一圆直管、14B第二圆直管、14C第三圆直管、14D第四圆直管、15支撑杆、16第二六角螺栓、17第二伸缩杆、17A第五圆直管、17B第六圆直管、17C第七圆直管、17D第八圆直管、18第二弹簧、19门铰、20A第一金属凸起、20B第二金属凸起、20C第三金属凸起、20D第四金属凸起、20E第五金属凸起、20F第六金属凸起、21A第三弹簧、21B第四弹簧、21C第五弹簧、21D第六弹簧、21E第七弹簧、21F第八弹簧、22门座、23出水流道、23A第一通孔、23B第二通孔、23C第三通孔、23D第四通孔、23E第五通孔、23F第六通孔、23G第七通孔、23H第八通孔、23I第九通孔、23J第十通孔、23K第十一通孔、23L第十二通孔、101弹簧、102减压垫、103顶杆、104阻挡块、105弹性球、106挡板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做更进一步的解释。

一种双级拍门，包括门耳1、一级拍门2、二级拍门3、门座22，门座22安装于与泵站出口连接的出水流道的开口处，门耳1通过门铰19与门座22铰接，一级拍门2一端与门耳1直接相连固定，一级拍门2另一端和二级拍门3通过门铰4铰接；一级拍门2可绕门铰19相对于门座22转动，二级拍门3可以绕门铰4相对于一级拍门2转动；一级拍门2和二级拍门3之间设有柔性止水5。

在一级拍门2上安装第一伸缩杆14，出水流道外壁设有斜杆8，斜杆8的一端与出水流道外壁固定，另一端与第一伸缩杆14通过第一六角螺栓13相铰链，第一伸缩杆14可绕第一六角螺栓13旋转；一级拍门2上安装有支撑杆15，第二拍门3上设有第二伸缩杆17，第二伸缩杆17与支撑杆15通过第二六角螺栓16相铰链，第二伸缩杆17可绕第二六角螺栓16旋转；斜杆8上固定有横杆11，且横杆11与斜杆8垂直；横杆11上设有第一凸起6，还设有第一弹簧12，第一弹簧12一侧固定在第一凸起6上，另一侧固定在一级拍门2上；一级拍门2下部设有第二凸起7，还设有第二弹簧18，第二弹簧18一侧固定在第二凸起7上，另一侧固定在二级拍门3上。

进一步的，一级拍门2和二级拍门3的门高比例为3：2。第一伸缩杆14由四节直径不同的圆直管构成，从上到下依次为第一圆直管14A、第二圆直管14B、第三圆直管14C、第四圆直管14D，且第一圆直管14A、第二圆直管14B、第三圆直管14C、第四圆直管14D的直径依次渐大，第一圆直管14A插于第二圆直管14B内，第二圆直管14B插于第三圆直管14C内，第三圆直管14C插于第四圆直管14D内；第二圆直管14B的上部、下部分别设有第一通孔23A、第二通孔23B，第三圆直管14C的上部、下部分别设有第三通孔23C、第四通孔23D，第四圆直管14D的上部、下部分别设有第五通孔23E、第六通孔23F。

在第一圆直管14A内部设有一对第一金属凸起20A，两个第一金属凸起20A之间设有第三弹簧21A，第三弹簧21A两端分别固定于一侧的第一金属凸起20A、另一侧的第一金属凸起20A上；

所述第二圆直管14B内部设有一对第二金属凸起20B，两个第二金属凸起20B之间设有第四弹簧21B，第四弹簧21B两端分别固定于一侧的第二金属凸起20B、另一侧的第二金属凸起20B上；

在第三圆直管14C内部设有一对第三金属凸起20C，两个第三金属凸起20C之间设有第五弹簧21C，第五弹簧21C两端分别固定于一侧的第三金属凸起20C、另一侧的第三金属凸起20C上。第一金属凸起20A、第二金属凸起20B、第三金属凸起20C从上到下依次减小。

所述第二伸缩杆17由四节直径不同的圆直管构成，从上到下依次为第五圆直管17A、第六圆直管17B、第七圆直管17C、第八圆直管17D，且第五圆直管17A、第六圆直管17B、第七圆直管17C、第八圆直管17D的直径依次渐大，第五圆直管17A插于第六圆直管17B内，第六圆直管17B插于第七圆直管17C内，第七圆直管17C插于第八圆直管17D内；

在第六圆直管17B的上部、下部分别设有第七通孔23G、第八通孔23H，第七圆直管17C的上部、下部分别设有第九通孔23I、第十通孔23J，第八圆直管17D的上部、下部分别设有第十一通孔23K、第十二通孔23L；

在第五圆直管17A内部设有一对第四金属凸起20D，两个第四金属凸起20D之间设有第六弹簧21D，第六弹簧21D两端分别固定于一侧的第四金属凸起20D、另一侧的第四金属凸起20D上；

在第六圆直管17B内部设有一对第五金属凸起20E，两个第五金属凸起20E之间设有第七弹簧21E，第七弹簧21E两端分别固定于一侧的第五金属凸起20E、另一侧的第五金属凸起20E上；

所述第七圆直管17C内部设有一对第六金属凸起20F，两个第六金属凸起20F之间设有第八弹簧21F，第八弹簧21F两端分别固定于一侧的第六金属凸起20F、另一侧的第六金属凸起20F上。第四金属凸起20D、第五金属凸起20E、第六金属凸起20F从上到下依次减小。

在双级拍门末端设有防撞装置10，防撞装置10设置于二级拍门3末端；防撞装置10包括弹簧101、减压垫102、顶杆103、阻挡块104、弹性球105，弹性球105安装在减震垫102的一侧；顶杆103的一端抵压在所述弹性球105上，另一端连接在挡板106上，弹簧101套接在顶杆103上，拍门降落时防撞装置降低了拍门对出口处的撞击。

当未受到水流冲击力时，第一伸缩杆14处于伸长状态，第一金属凸起20A、第二金属凸起20B、第三金属凸起20C此刻都位于对应第二圆直管14B、第三圆直管14C、第四圆直管14D上部通孔内，即对应的第一通孔23A、第三通孔23C、第五通孔23E，当受到水流冲击力时，第一伸缩杆14开始收缩，二级拍门3与一级拍门2产生相对运动，第二弹簧18收缩；

当未受到水流冲击力时，第二伸缩杆17处于伸长状态，第四金属凸起20D、第五金属凸起20E、第六金属凸起20F此刻都位对应第六圆直管17B、第七圆直管17C、第八圆直管17D上部通孔内，即对应的第七通孔23G、第九通孔23I、第十一通孔23K，当受到水流冲击力时，第二伸缩杆17开始收缩，一级拍门2与门座22产生相对运动，第一弹簧12收缩；

当未受到水流冲击力时，二级拍门3与一级拍门2产生相对转动，第二弹簧18收缩，第一伸缩杆14收缩，二级拍门3可固定在三个开度；此时，水流冲击力、浮力、弹力、伸缩杆对拍门的拉力与拍门自重平衡；

水流继续增大时，一级拍门2与门座22产生相对转动，所述第一弹簧12收缩，第二伸缩杆17收缩，一级拍门2可固定在三个开度；此时，水流冲击力、浮力、弹力、伸缩杆对拍门的拉力与拍门自重平衡。

在双级拍门与出水流道门框之间设有橡皮止水9，橡皮止水有止水防水的功能，止水利用橡皮的高弹性和压缩变形的特点，在各种载荷下产生弹性变形，从而起到有效紧固密封，减震缓冲作用。

使用时：

一、双级拍门的初始闭合状态；

如图1所示，上述双级拍门装置在水泵未启动时，第一伸缩杆14处于伸长状态，第一弹簧12处于拉伸状态，第二伸缩杆17处于伸长状态，第二弹簧18处于拉伸状态；

二、二级拍门开启工作过程；

如图6~8所示，当水泵机组启动时，水流从出水流道流出，二级拍门3先被水冲开，第二伸缩杆17绕第二六角螺栓16转动，第八圆直管17D向上收缩，第二弹簧18收缩，第六金属凸起20F受到管壁圆弧面挤压，第八弹簧21F收缩，第六金属凸起20F由第八圆直管17D的第十一通孔23K脱落进入第十二通孔23L，此时，水流冲击力、浮力、弹力、第一伸缩杆14、第二伸缩杆17对拍门的拉力与拍门自重平衡，拍门稳定在第一开度；随之水流增大，第二伸缩杆17绕第二六角螺栓16转动，第八圆直管17D和第七圆直管17C共同向上收缩，第二弹簧18继续收缩，第五金属凸起20E受到管壁挤压，第七弹簧21E收缩，第五金属凸起20E由第七圆直管17C的第九通孔23I脱落进入第十通孔23J，此时，水流冲击力、浮力、弹力、第一伸缩杆14、第二伸缩杆17对拍门的拉力与拍门自重平衡，拍门稳定在第二开度；随着水流继续增大，第二伸缩杆17绕第二六角螺栓16转动，第八圆直管17D、第七圆直管17C、第六圆直管17B共同向上收缩，第二弹簧18收缩，第四金属凸起20D受到管壁挤压，第六弹簧21D收缩，第四金属凸起20D由第六圆直管17B的第七通孔23G脱落进入第八通孔23H，此时，水流冲击力、浮力、弹力、第一伸缩杆14、第二伸缩杆17对拍门的拉力与拍门自重平衡，二级拍门稳定在水平开度；

三、一级拍门2开启工作过程；

如图9~11所示，水流继续增大，水流开始对一级拍门2产生影响，第一伸缩杆14绕第一六角螺栓13转动，第四圆直管14D向上收缩，第一弹簧12收缩，第三金属凸起20C受到管壁圆弧面挤压，第五弹簧21C收缩，第三金属凸起20C由第八圆直管17D的第五通孔23E脱落进入第六通孔23F，此时，水流冲击力、浮力、弹力、第一伸缩杆14、第二伸缩杆17对拍门的拉力与拍门自重平衡，一级拍门稳定在第四开度；随着水流增大，第一伸缩杆14绕第一六角螺栓13转动，第四圆直管14D和第三圆直管14C共同向上收缩，第一弹簧12继续收缩，第二金属凸起20B收到管壁挤压，第四弹簧21B收缩，第二金属凸起20B由第七圆直管17C的第三通孔23C脱落进入第四通孔23D，此时，水流冲击力、浮力、弹力、第一伸缩杆14、第二伸缩杆17对拍门的拉力与拍门自重平衡，一级拍门稳定在第五开度；随着水流继续增大，第一伸缩杆14绕第一六角螺栓13转动，第四圆直管14D、第三圆直管14C、第二圆直管14B共同向上收缩，第二弹簧18收缩，第一金属凸起20A受到管壁挤压，第三弹簧21A收缩，第一金属凸起20A由第六圆直管17B的第一通孔23A脱落进入第二通孔23B，此时，水流冲击力、浮力、弹力、第一伸缩杆14、第二伸缩杆17对一级拍门的拉力与拍门自重平衡，一级拍门稳定在水平状态；

四、一级拍门2关闭过程；

如图11~9，当水泵正常停机或事故停机时，出水量迅速减小，拍门开启角度减小，水流冲力和浮力减小，一级拍门2、二级拍门3以一定的角速度下降，下降过程中，第一伸缩杆14恢复，第二圆直管14B、第三圆直管14C、第四圆直管14D同时向下运动，第一金属凸起20A受到管壁挤压，第三弹簧21A收缩，第一金属凸起20A从第二圆直管14B的第二通孔23B回到第一通孔23A，第一弹簧12拉伸，随着水流继续减小，第三圆直管14C、第四圆直管14D同时向下运动，第二金属凸起20B受到管壁挤压，第四弹簧21B收缩，第二金属凸起20B从第三圆直管14C的第四通孔23D回到第三通孔23C，第一弹簧12继续拉伸，水流继续减小，第四圆直管14D向下运动，第三金属凸起20C受到管壁挤压，第五弹簧21C收缩，第三金属凸起20C从第四圆直管14D的第六通孔23F回到第五通孔23E，第一弹簧12恢复到拉伸状态；

五、二级拍门3关闭过程；

如图8~6，水流继续减小，二级拍门3继续以一定的角速度下降，下降过程中，第二伸缩杆17恢复，第六圆直管17B、第七圆直管17C、第八圆直管17D同时向下运动，第四金属凸起20D受到管壁挤压，第六弹簧21D收缩，第四金属凸起20D从第六圆直管17B的第八通孔23H回到第七通孔23G，第二弹簧18拉伸，随着水流继续减小，第七圆直管17C、第八圆直管17D同时向下运动，第五金属凸起20E受到管壁挤压，第七弹簧21E收缩，第五金属凸起20E从第七圆直管17C的第十通孔23J回到第九通孔23I，第二弹簧18继续拉伸，水流继续减小，第八圆直管17D向下运动，第六金属凸起20F受到管壁挤压，第八弹簧21F收缩，第六金属凸起20F从第八圆直管17D的第十二通孔23L回到第十一通孔23K，第一弹簧12恢复到拉伸状态；

六、双级拍门完全关闭状态；

如图1，无水流时，双级拍门完全关闭，此时，所述第一伸缩杆14处于伸长状态，第一弹簧12处于拉伸状态，第二伸缩杆17处于伸长状态，第二弹簧18处于拉伸状态。

综上所述，本发明介绍了一种新型双级拍门，具有较高的推广应用价值。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 (10)

1. 一种双级拍门，其特征是：包括门耳（1）、一级拍门（2）、二级拍门（3）、门座 （22），门座（22）安装于与泵站出口连接的出水流道（23）的开口处，门耳（1）通过门铰（19）与门座（22）铰接，一级拍门（2）一端与门耳（1）直接相连固定，一级拍门（2）另一端和二级拍门（3）通过门铰（4）铰接；一级拍门（2）可绕门铰（19）相对于门座（22）转动，二级拍门（3）可以绕门铰（4）相对于一级拍门（2）转动；一级拍门（2）和二级拍门（3）之间设有柔性止水（5）；

所述一级拍门（2）上安装有第一伸缩杆（14），出水流道（23）外壁设有斜杆（8），斜杆（8）的一端与出水流道（23）外壁固定，另一端与第一伸缩杆（14）通过第一六角螺栓（13）相铰接，第一伸缩杆（14）可绕第一六角螺栓（13）旋转；

所述一级拍门（2）上安装有支撑杆（15），第二拍门（3）上设有第二伸缩杆（17），第二伸缩杆（17）与支撑杆（15）通过第二六角螺栓（16）相铰接，第二伸缩杆（17）可绕第二六角螺栓（16）旋转；

所述斜杆（8）上固定有横杆（11），且横杆（11）与斜杆（8）垂直；所述横杆（11）上设有第一凸起（6），还设有第一弹簧（12），第一弹簧（12）一侧固定在第一凸起（6）上，另一侧固定在一级拍门（2）上；

所述一级拍门（2）下部设有第二凸起（7），还设有第二弹簧（18），第二弹簧（18）一侧固定在第二凸起（7）上，另一侧固定在二级拍门（3）上。

2.根据权利要求1所述的一种双级拍门，其特征是：所述一级拍门（2）和二级拍门（3）的门高比例为3：2。

3.根据权利要求2所述的一种双级拍门，其特征是：所述第一伸缩杆（14）由四节直径不同的圆直管构成，从上到下依次为第一圆直管（14A）、第二圆直管（14B）、第三圆直管（14C）、第四圆直管（14D），且第一圆直管（14A）、第二圆直管（14B）、第三圆直管（14C）、第四圆直管（14D）的直径依次渐大，第一圆直管（14A）插于第二圆直管（14B）内，第二圆直管（14B）插于第三圆直管（14C）内，第三圆直管（14C）插于第四圆直管（14D）内；

所述第二圆直管（14B）的上部、下部分别设有第一通孔（23A）、第二通孔（23B），第三圆直管（14C）的上部、下部分别设有第三通孔（23C）、第四通孔（23D），第四圆直管（14D）的上部、下部分别设有第五通孔（23E）、第六通孔（23F）；

所述第一圆直管（14A）内部设有一对第一金属凸起（20A），两个第一金属凸起（20A）之间设有第三弹簧（21A），第三弹簧（21A）两端分别固定于一侧的第一金属凸起（20A）、另一侧的第一金属凸起（20A）上；

所述第二圆直管（14B）内部设有一对第二金属凸起（20B），两个第二金属凸起（20B）之间设有第四弹簧（21B），第四弹簧（21B）两端分别固定于一侧的第二金属凸起（20B）、另一侧的第二金属凸起（20B）上；

所述第三圆直管（14C）内部设有一对第三金属凸起（20C），两个第三金属凸起（20C）之间设有第五弹簧（21C），第五弹簧（21C）两端分别固定于一侧的第三金属凸起（20C）、另一侧的第三金属凸起（20C）上。

4.根据权利要求3所述的一种双级拍门，其特征是：所述第一金属凸起（20A）、第二金属凸起（20B）、第三金属凸起（20C）从上到下依次减小。

5.根据权利要求3所述的一种双级拍门，其特征是：所述第二伸缩杆（17）由四节直径不同的圆直管构成，从上到下依次为第五圆直管（17A）、第六圆直管（17B）、第七圆直管（17C）、第八圆直管（17D），且第五圆直管（17A）、第六圆直管（17B）、第七圆直管（17C）、第八圆直管（17D）的直径依次渐大，第五圆直管（17A）插于第六圆直管（17B）内，第六圆直管（17B）插于第七圆直管（17C）内，第七圆直管（17C）插于第八圆直管（17D）内；

所述第六圆直管（17B）的上部、下部分别设有第七通孔（23G）、第八通孔（23H），第七圆直管（17C）的上部、下部分别设有第九通孔（23I）、第十通孔（23J），第八圆直管（17D）的上部、下部分别设有第十一通孔（23K）、第十二通孔（23L）；

所述第五圆直管（17A）内部设有一对第四金属凸起（20D），两个第四金属凸起（20D）之间设有第六弹簧（21D），第六弹簧（21D）两端分别固定于一侧的第四金属凸起（20D）、另一侧的第四金属凸起（20D）上；

所述第六圆直管（17B）内部设有一对第五金属凸起（20E），两个第五金属凸起（20E）之间设有第七弹簧（21E），第七弹簧（21E）两端分别固定于一侧的第五金属凸起（20E）、另一侧的第五金属凸起（20E）上；

所述第七圆直管（17C）内部设有一对第六金属凸起（20F），两个第六金属凸起（20F）之间设有第八弹簧（21F），第八弹簧（21F）两端分别固定于一侧的第六金属凸起（20F）、另一侧的第六金属凸起（20F）上。

6.根据权利要求5所述的一种双级拍门，其特征是：所述第四金属凸起（20D）、第五金属凸起（20E）、第六金属凸起（20F）从上到下依次减小。

7.根据权利要求1所述的一种双级拍门，其特征是：所述双级拍门末端设有防撞装置（10），防撞装置（10）设置于出水流道出口末端；所述防撞装置（10）包括弹簧（101）、减压垫（102）、顶杆（103）、阻挡块（104）、弹性球（105），弹性球（105）安装在减震垫（102）的一侧；所述顶杆（103）的一端抵压在所述弹性球（105）上，另一端连接在挡板（106）上，弹簧（101）套接在顶杆（103）上，拍门降落时防撞装置降低了拍门对出口处的撞击。

8.根据权利要求5所述的一种双级拍门，其特征是：当未受到水流冲击力时，第一伸缩杆（14）处于伸长状态，第一金属凸起（20A）、第二金属凸起（20B）、第三金属凸起（20C）此刻都位于对应第二圆直管（14B）、第三圆直管（14C）、第四圆直管（14D）上部通孔内，即对应的第一通孔（23A）、第三通孔（23C）、第五通孔（23E），当受到水流冲击力时，第一伸缩杆（14）开始收缩，二级拍门（3）与一级拍门（2）产生相对运动，第二弹簧（18）收缩；

当未受到水流冲击力时，第二伸缩杆（17）处于伸长状态，第四金属凸起（20D）、第五金属凸起（20E）、第六金属凸起（20F）此刻都位对应第六圆直管（17B）、第七圆直管（17C）、第八圆直管（17D）上部通孔内，即对应的第七通孔（23G）、第九通孔（23I）、第十一通孔（23K），当受到水流冲击力时，第二伸缩杆（17）开始收缩，一级拍门（2）与门座（22）产生相对运动，第一弹簧（12）收缩；

当未受到水流冲击力时，二级拍门（3）与一级拍门（2）产生相对转动，第二弹簧（18）收缩，第一伸缩杆（14）收缩，二级拍门（3）可固定在三个开度；此时，水流冲击力、浮力、弹力、伸缩杆对拍门的拉力与拍门自重平衡；

水流继续增大时，一级拍门（2）与门座（22）产生相对转动，所述第一弹簧（12）收缩，第二伸缩杆（17）收缩，一级拍门（2）可固定在三个开度；此时，水流冲击力、浮力、弹力、伸缩杆对拍门的拉力与拍门自重平衡。

9.根据权利要求1所述的一种双级拍门，其特征是：所述双级拍门与出水流道（23）门框之间设有橡皮止水（9），橡皮止水有止水防水的功能，止水利用橡皮的高弹性和压缩变形的特点，在各种载荷下产生弹性变形，从而起到有效紧固密封，减震缓冲作用。

10.根据权利要求8任意一项权利要求所述的一种双级拍门的运行方法，其特征是：

一、双级拍门的初始闭合状态；

双级拍门在水泵未启动时，第一伸缩杆（14）处于伸长状态，第一弹簧（12）处于拉伸状态，第二伸缩杆（17）处于伸长状态，第二弹簧（18）处于拉伸状态；

二、二级拍门（3）开启工作过程；

当水泵机组启动时，水流从出水流道（23）流出，二级拍门（3）先被水冲开，第二伸缩杆（17）绕第二六角螺栓（16）转动，第八圆直管（17D）向上收缩，第二弹簧（18）收缩，第六金属凸起（20F）受到管壁圆弧面挤压，第八弹簧（21F）收缩，第六金属凸起（20F）由第八圆直管（17D）的第十一通孔（23K）脱落进入第十二通孔（23L），此时，水流冲击力、浮力、弹力、第一伸缩杆（14）、第二伸缩杆（17）对拍门的拉力与拍门自重平衡，即，拍门稳定在第一开度；随之水流增大，第二伸缩杆（17）绕第二六角螺栓（16）转动，第八圆直管（17D）和第七圆直管（17C）共同向上收缩，第二弹簧（18）继续收缩，第五金属凸起（20E）受到管壁挤压，第七弹簧（21E）收缩，第五金属凸起（20E）由第七圆直管（17C）的第九通孔（23I）脱落进入第十通孔（23J），此时，水流冲击力、浮力、弹力、第一伸缩杆（14）、第二伸缩杆（17）对拍门的拉力与拍门自重平衡，即，拍门稳定在第二开度；随着水流继续增大，第二伸缩杆（17）绕第二六角螺栓（16）转动，第八圆直管（17D）、第七圆直管（17C）、第六圆直管（17B）共同向上收缩，第二弹簧（18）收缩，第四金属凸起（20D）受到管壁挤压，第六弹簧（21D）收缩，第四金属凸起（20D）由第六圆直管（17B）的第七通孔（23G）脱落进入第八通孔（23H），此时，水流冲击力、浮力、弹力、第一伸缩杆（14）、第二伸缩杆（17）对拍门的拉力与拍门自重平衡，即，二级拍门稳定在水平开度；

三、一级拍门（2）开启工作过程；

水流继续增大，水流开始对一级拍门（2）产生影响，第一伸缩杆（14）绕第一六角螺栓（13）转动，第四圆直管（14D）向上收缩，第一弹簧（12）收缩，第三金属凸起（20C）受到管壁圆弧面挤压，第五弹簧（21C）收缩，第三金属凸起（20C）由第八圆直管（17D）的第五通孔（23E）脱落进入第六通孔（23F），此时，水流冲击力、浮力、弹力、第一伸缩杆（14）、第二伸缩杆（17）对拍门的拉力与拍门自重平衡，即，一级拍门稳定在第四开度；随着水流增大，第一伸缩杆（14）绕第一六角螺栓（13）转动，第四圆直管（14D）和第三圆直管（14C）共同向上收缩，第一弹簧（12）继续收缩，第二金属凸起（20B）收到管壁挤压，第四弹簧（21B）收缩，第二金属凸起（20B）由第七圆直管（17C）的第三通孔（23C）脱落进入第四通孔（23D），此时，水流冲击力、浮力、弹力、第一伸缩杆（14）、第二伸缩杆（17）对拍门的拉力与拍门自重平衡，即，一级拍门稳定在第五开度；随着水流继续增大，第一伸缩杆（14）绕第一六角螺栓（13）转动，第四圆直管（14D）、第三圆直管（14C）、第二圆直管（14B）共同向上收缩，第二弹簧（18）收缩，第一金属凸起（20A）受到管壁挤压，第三弹簧（21A）收缩，第一金属凸起（20A）由第六圆直管（17B）的第一通孔（23A）脱落进入第二通孔（23B），此时，水流冲击力、浮力、弹力、第一伸缩杆（14）、第二伸缩杆（17）对一级拍门的拉力与拍门自重平衡，一级拍门稳定在水平状态；

四、一级拍门（2）关闭过程；

当水泵正常停机或事故停机时，出水量迅速减小，拍门开启角度减小，水流冲力和浮力减小，一级拍门（2）、二级拍门（3）以一定的角速度下降，下降过程中，第一伸缩杆（14）恢复，第二圆直管（14B）、第三圆直管（14C）、第四圆直管（14D）同时向下运动，第一金属凸起（20A）受到管壁挤压，第三弹簧（21A）收缩，第一金属凸起（20A）从第二圆直管（14B）的第二通孔（23B）回到第一通孔（23A），第一弹簧（12）拉伸，随着水流继续减小，第三圆直管（14C）、第四圆直管（14D）同时向下运动，第二金属凸起（20B）受到管壁挤压，第四弹簧（21B）收缩，第二金属凸起（20B）从第三圆直管（14C）的第四通孔（23D）回到第三通孔（23C），第一弹簧（12）继续拉伸，水流继续减小，第四圆直管（14D）向下运动，第三金属凸起（20C）受到管壁挤压，第五弹簧（21C）收缩，第三金属凸起（20C）从第四圆直管（14D）的第六通孔（23F）回到第五通孔（23E），第一弹簧（12）恢复到拉伸状态；

五、二级拍门（3）关闭过程；

水流继续减小，二级拍门（3）继续以一定的角速度下降，下降过程中，第二伸缩杆（17）恢复，第六圆直管（17B）、第七圆直管（17C）、第八圆直管（17D）同时向下运动，第四金属凸起（20D）受到管壁挤压，第六弹簧（21D）收缩，第四金属凸起（20D）从第六圆直管（17B）的第八通孔（23H）回到第七通孔（23G），第二弹簧（18）拉伸，随着水流继续减小，第七圆直管（17C）、第八圆直管（17D）同时向下运动，第五金属凸起（20E）受到管壁挤压，第七弹簧（21E）收缩，第五金属凸起（20E）从第七圆直管（17C）的第十通孔（23J）回到第九通孔（23I），第二弹簧（18）继续拉伸，水流继续减小，第八圆直管（17D）向下运动，第六金属凸起（20F）受到管壁挤压，第八弹簧（21F）收缩，第六金属凸起（20F）从第八圆直管（17D）的第十二通孔（23L）回到第十一通孔（23K），第一弹簧（12）恢复到拉伸状态；

六、双级拍门完全关闭状态；

无水流时，双级拍门完全关闭，此时，所述第一伸缩杆（14）处于伸长状态，第一弹簧（12）处于拉伸状态，第二伸缩杆（17）处于伸长状态，第二弹簧（18）处于拉伸状态。

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