CN112878282B - 底轴下卧闸门 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种底轴下卧闸门，属于水利工程技术领域，提供一种景观效果更佳的底轴下卧闸门，其包括底轴和门叶，底轴通过铰座安装于河床底板上，门叶焊接于底轴上，还包括门叶驱动机构，所述门叶驱动机构设置于门叶上游，所述门叶驱动机构包括一个封闭腔体，在封闭腔体内设置有驱动组件，所述驱动组件包括第一伸缩油缸、第二伸缩油缸和摆杆。本发明采用无闸墩或隐藏式闸墩布置，将整个门叶驱动机构设置于门叶上游侧，因此在蓄水之后，门叶驱动机构均可位于水面以下，同时下游侧除了门叶外，无传统液压撑杆式闸门的外露油缸结构，因此可提高闸门的景观效果。

Description

底轴下卧闸门

技术领域

本发明涉及水利工程技术领域，尤其涉及一种底轴下卧闸门。

背景技术

水利工程、城市水环境工程中，通常需要设置闸门，平时闸门关闭用于雍高蓄水位，行洪时开门下泄洪水。为实现较好的景观效果，底轴式闸门应用较广，底轴式闸门目前主要包括两类：底轴驱动式闸门和液压撑杆式闸门。

底轴驱动式闸门的布置方案为：油缸布置与闸门一侧或两侧的驱动室内，通过与底轴固定连接的拐臂直接驱动底轴旋转，从而带动闸门旋转起升挡水，液压系统泄压后，闸门在水压力作用下，闸门旋转下卧，油缸回缩。但底轴驱动式闸门，其底轴需承受油缸推力与水压引起的全跨扭矩，挡水高度对底轴尺寸影响较大，挡水高度一般不超过5m；受限于底轴尺寸及其加工精度，单孔宽度一般不超过60m，当河床较宽时，河床中部需设置闸墩用于布置驱动室，影响景观效果；同时，该门型对闸室底板结构分缝布置和闸室底板不均匀沉降的要求较高，土建投资较大。

而液压撑杆式闸门的布置方案为：油缸布置于下游河床上，油缸上部与门叶下游侧铰接，油缸伸出驱动闸门旋转起升挡水，液压系统泄压后，闸门在水压力作用下，闸门旋转下卧，油缸回缩。液压撑杆式闸门的单扇宽度一般不超过10m，通过相邻各跨互为止水的设计，多跨组合可实现数百米的河床挡水。但液压撑杆式闸门，其油缸位于下游河床上，行洪时的漂浮物、推移质等对闸门下游的油缸存在较大的威胁，且易导致油缸回转卡阻致使闸门无法全开而阻洪；同时，相邻跨不同步运行或卧门过程中下游流态较差，易产生涡流激振，引起底轴支铰及油缸支铰的锚固失效；综上，该门型存在油缸卡阻及铰座脱落的故障风险。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种景观效果更佳的底轴下卧闸门。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：底轴下卧闸门，包括底轴和门叶，底轴通过底轴铰座安装于河床底板上，门叶焊接于底轴上，还包括门叶驱动机构，所述门叶驱动机构设置于门叶上游，所述门叶驱动机构包括一个封闭腔体，所述封闭腔体由能够随门叶同步旋转的腔体壁围合而成，在封闭腔体内设置有驱动组件，所述驱动组件包括第一伸缩油缸、第二伸缩油缸和摆杆，第一伸缩油缸的一端通过第一铰座铰接安装于封闭腔体内且位于底轴上游一定距离的河床底板上，第一伸缩油缸的另一端与第二伸缩油缸的一端铰接，第二伸缩油缸的另一端通过第二铰座铰接安装于门叶的上游侧，第一伸缩油缸与第二伸缩油缸之间的铰接处同时与摆杆的一端铰接，摆杆的另一端通过第三铰座铰接安装于封闭腔体内的河床底板上。

所述腔体壁包括闸墩和伸缩体，在闸墩内部形成第一扇形腔体，在伸缩体内部形成第二扇形腔体，所述封闭腔体由第一扇形腔体和第二扇形腔体组成，第一扇形腔体和第二扇形腔体均与底轴同轴设置，闸墩固定设置于河床底板上并且第一扇形腔体的上游端部及侧面与河床底板的表面密封连接，第一扇形腔体的顶部末端设有与伸缩体配合的密封件，伸缩体固定设置于门叶上并与门叶的上游侧面密封连接，所述伸缩体随门叶同步旋转进、出第一扇形腔体。

进一步的是：所述闸墩与伸缩体通过密封件密封配合。

进一步的是：在门叶的下游侧设置有与封闭腔体内部连通的进人孔。

进一步的是：在沿底轴的轴向方向间隔设置有若干门叶驱动机构与同一个门叶连接。

本发明的有益效果是：本发明采用无闸墩或隐藏式闸墩布置，将整个门叶驱动机构设置于门叶上游侧，因此在蓄水之后，门叶驱动机构均可隐藏于水面以下，同时下游侧除了门叶外，无传统液压撑杆式闸门的外露油缸结构，因此可提高闸门的景观效果。另外，在闸门卧倒行洪时，可完全依靠水压及自重打开门叶，行洪安全性高。另外，驱动机构整体安装于门叶上游侧，且采用封闭腔体密封隔离，避免了泄洪时的污物卡阻、涡流激振等风险。另外，可灵活设置多个门叶驱动机构驱动同一门叶及其底轴，多跨门叶互为止水实现数百米宽河床的挡水，由于不通过底轴传递扭矩，因此相对于底轴驱动式闸门而言，降低了底轴尺寸和强度要求，闸门投资更小。另外，通过设置进人孔结构后，在油缸检修时可通过门叶下游侧的进人孔便捷进入到封闭腔体内部进行检修。

附图说明

图1为本发明所述的底轴下卧闸门挡水时的示意图；

图2为图1状态下门叶驱动机构的示意图；

图3为本发明所述的底轴下卧闸门过流时的示意图；

图4为图3状态下门叶驱动机构的示意图；

图中标记为：底轴1、门叶2、河床底板3、门叶驱动机构4、封闭腔体5、第一伸缩油缸6、第二伸缩油缸7、摆杆8、第一铰座9、第二铰座10、第三铰座11、第一扇形腔体12、第二扇形腔体13、密封件14、进人孔15、闸墩16、伸缩体17。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

需要说明，若本发明中有涉及方向性指示用语，如上、下、左、右、前、后的方向、方位用语，是为了利于构件间相对位置联系的描述，非为相关构件、构件间位置关系的绝对位置特指，仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。若本发明中有涉及数量的用语，如“多”、“多个”、“若干”等，具体指的是两个及两个以上。

本发明所述的底轴下卧闸门包括底轴1和门叶2，底轴1通过底轴铰座安装于河床底板3上，门叶2焊接于底轴1上，还包括门叶驱动机构4，所述门叶驱动机构4设置于门叶2上游，所述门叶驱动机构4包括一个封闭腔体5，所述封闭腔体5由能够随门叶2旋转的腔体壁围合而成，在封闭腔体5内设置有驱动组件，所述驱动组件包括第一伸缩油缸6、第二伸缩油缸7和摆杆8，第一伸缩油缸6的一端通过第一铰座9铰接安装于封闭腔体5内且位于底轴1上游一定距离的河床底板3上，第一伸缩油缸6的另一端与第二伸缩油缸7的一端铰接，第二伸缩油缸7的另一端通过第二铰座10铰接安装于门叶2的上游侧，第一伸缩油缸6与第二伸缩油缸7之间的铰接处同时与摆杆8的一端铰接，摆杆8的另一端通过第三铰座11铰接安装于封闭腔体5内的河床底板3上。

本发明中，通过控制相应的第一伸缩油缸6和第二伸缩油缸7进行伸缩调节，即可实现对门叶2与底轴1的转动，进而实现闸门的旋转升、卧控制。而且由于采用了两支伸缩油缸与摆杆8的组合机构，有效地提高驱动组件对门叶2的驱动力矩及其回转范围，有效地实现了驱动组件对门叶2的驱动。

不失一般性的，第一伸缩油缸6与第二伸缩油缸7二者在运行时需要与相应的控制油路进行连通，以实现对伸缩油缸的伸缩控制。更为优选的，本发明中可设置第一伸缩油缸6与第二伸缩油缸7二者的控制油路彼此独立，即能够对第一伸缩油缸6与第二伸缩油缸7二者进行独立地伸缩控制，以利于更有效地控制门叶2的转动。

本发明中的封闭腔体5的作用是用于在门叶2的上游形成一个安装空间，用于安装内部的驱动组件，并实现驱动组件与上游库水的有效隔离，因此需要保证封闭腔体5内的密封性，以避免上游蓄水进入到封闭腔体5内后侵蚀驱动组件。这样在蓄水后，可通过上游蓄水将封闭腔体5整体淹没，进而实现整个门叶驱动机构4的隐藏，以进一步提高闸门的景观效果。不失一般性的，为能够实现对封闭腔体5的淹没，封闭腔体5的最顶部应当低于门叶2所能挡水的液面高度。

具体的，参照附图中所示，本发明中具体可设置所述腔体壁包括闸墩16和伸缩体17，在闸墩16内部形成第一扇形腔体12，在伸缩体17内部形成第二扇形腔体13，所述封闭腔体5由第一扇形腔体12和第二扇形腔体13组成，第一扇形腔体12和第二扇形腔体13均与底轴1同轴设置，闸墩16固定设置于河床底板3上并且第一扇形腔体12的上游端部及侧面与河床底板3的表面密封连接，第一扇形腔体12的顶部末端设有与伸缩体17配合的密封件14，伸缩体17固定设置于门叶2上并与门叶2的上游侧面密封连接，所述伸缩体17随门叶2同步翻转进、出第一扇形腔体12。具体可参照附图中所示，其具体设置的闸墩16和伸缩体17均为侧面形状为扇形且沿底轴1的轴向具有一定厚度的扇形壳体结构，其中闸墩16固定设置于河床底板3上，而伸缩体17则与门叶2固定连接，相应的封闭腔体5则由第一扇形腔体12和第二扇形腔体13所组成，在门叶2转动的过程中带动伸缩体17活动地伸入到闸墩16内部或者从闸墩16内伸出，这样即实现了封闭腔体5由能够随门叶2旋转而同步伸缩。

更具体的，通过在闸墩16顶部末端设置的密封件14，可确保闸墩16与伸缩体17在相对伸缩过程中的密封效果。例如具体设置所述密封件14为密封胶条，密封胶条被夹紧设置在伸缩体17与闸墩16之间。这样在门叶2转动的过程，伸缩体17相对于闸墩16伸缩移动的过程中能够通过密封件14保证结合处的密封性，进而保证封闭腔体5的密封性。

另外，为便于进入到封闭腔体5进行必要的检修操作，本发明中进一步可在门叶2的下游侧设置有与封闭腔体5内部连通的进人孔15。

另外，对于每个门叶2而言，理论上只需要设置至少一个门叶驱动机构4即可；而对于一些门叶2的尺寸较大，如门叶2沿底轴1的轴向方向的长度较长时，可在沿底轴1的轴向方向间隔设置有若干门叶驱动机构4与同一个门叶2连接；如附图中所示即为设置有两个门叶驱动机构4与同一个门叶2连接，并且对于同一个闸门而言可设置有多个门叶2，相邻各扇互为止水，即可适用于宽河床。

Claims (4)

1.底轴下卧闸门，包括底轴(1)和门叶(2)，底轴(1)通过底轴铰座安装于河床底板(3)上，门叶(2)焊接于底轴(1)上，其特征在于：还包括门叶驱动机构(4)，所述门叶驱动机构(4)设置于门叶(2)上游，所述门叶驱动机构(4)包括一个封闭腔体(5)，所述封闭腔体(5)由能够随门叶(2)旋转的腔体壁围合而成，在封闭腔体(5)内设置有驱动组件，所述驱动组件包括第一伸缩油缸(6)、第二伸缩油缸(7)和摆杆(8)，第一伸缩油缸(6)的一端通过第一铰座(9)铰接安装于封闭腔体(5)内且位于底轴(1)上游一定距离的河床底板(3)上，第一伸缩油缸(6)的另一端与第二伸缩油缸(7)的一端铰接，第二伸缩油缸(7)的另一端通过第二铰座(10)铰接安装于门叶(2)的上游侧，第一伸缩油缸(6)与第二伸缩油缸(7)之间的铰接处同时与摆杆(8)的一端铰接，摆杆(8)的另一端通过第三铰座(11)铰接安装于封闭腔体(5)内的河床底板(3)上，所述腔体壁包括闸墩(16)和伸缩体(17)，在闸墩(16)内部形成第一扇形腔体(12)，在伸缩体(17)内部形成第二扇形腔体(13)，所述封闭腔体(5)由第一扇形腔体(12)和第二扇形腔体(13)组成，第一扇形腔体(12)和第二扇形腔体(13)均与底轴(1)同轴设置，闸墩(16)固定设置于河床底板(3)上并且第一扇形腔体(12)的上游端部及侧面与河床底板(3)的表面密封连接，第一扇形腔体(12)的顶部末端设有与伸缩体(17)配合的密封件(14)，伸缩体(17)固定设置于门叶(2)上并与门叶(2)的上游侧面密封连接，所述伸缩体(17)随门叶(2)同步翻转进、出第一扇形腔体(12)。

2.如权利要求1所述的底轴下卧闸门，其特征在于：所述闸墩(16)与伸缩体(17)通过密封件(14)密封配合。

3.如权利要求1所述的底轴下卧闸门，其特征在于：在门叶(2)的下游侧面上设置有与封闭腔体(5)内部连通的进人孔(15)。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的底轴下卧闸门，其特征在于：在沿底轴(1)的轴向方向间隔设置有若干门叶驱动机构(4)与同一个门叶(2)连接。

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