CN113152392B - 一种水利工程施工用自动启闭式闸门 - Google Patents

Abstract

本发明属于水利工程技术领域，且公开了一种水利工程施工用自动启闭式闸门，包括门框、闸门本体、液压机构和弧形杆，所述液压机构的输出端与弧形杆的一个连接端铰接，所述弧形杆的另一端与闸门本体的底部固定连接，所述闸门本体活动安装于门框的内侧且其可绕自身顶端转动。本发明通过启动液压杆，驱动传动齿杆移动，从而带动矩形旋转门整体发生旋转，连接柱解除对闸门本体镂空槽的闭合限制，从而打开一条通道可以泄水，同样的，闸门本体的正面水压承受较大主要是因为面积较大，当矩形旋转门被打开后，闸门本体的正面面积大大减小，于是所承受的水压也会大有降低，因此降低了传动负载，减少了较大水压对闸门和传动机构的损耗。

Description

一种水利工程施工用自动启闭式闸门

技术领域

本发明属于水利工程技术领域，具体为一种水利工程施工用自动启闭式闸门。

背景技术

闸门是水利工程建设中用于关闭或者开启泄水通道的门，是水利工程中一种必不可少的水工建筑之一，通过对闸门的巧妙应用，可以实现处拦截水流和防水意外的很多其他功能，包括控制水位、流量调节、甚至于保护环境等。

现有的自动起闭式闸门设计，例如传统的闸门在进行防水时，都需要动力源配合传动机构将这个闸门整体抬起，或者控制其旋转打开，闸门开启通常是上游水位较高，于是闸门正面所受到的水压会非常大，此时开启闸门的无疑会需要很大的动力，较大水压中开启闸门，对闸门本身以及传动机构的损耗是非常大的，故而此类闸门维护周期短，其每次维护对象较大较重，维护工作也会较为困难，且有些闸门为不可拆卸式，维护难度更大，因此，我们亟需一种新的阀门，能够在较高水位中，以较小的负荷开启，从而减小闸门损耗，降低其维护频次。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水利工程施工用自动启闭式闸门，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水利工程施工用自动启闭式闸门，包括门框、闸门本体、液压机构和弧形杆，所述液压机构的输出端与弧形杆的一个连接端铰接，所述弧形杆的另一端与闸门本体的底部固定连接，所述闸门本体活动安装于门框的内侧且其可绕自身顶端转动，当液压机构伸长时，则弧形杆受到推力，弧形杆的另一端会顶住闸门本体绕与门框的连接部位发生转动，其最大旋转角度限定为七十五度，所述闸门本体的表面开设有四个镂空槽且每个镂空槽均活动安装有矩形旋转门，所述闸门本体的背面固定安装有四个压力容器和四个压力管，所述压力管位于压力容器的上方且每个压力容器的内腔皆通过一根导气管与一个压力管的内腔连通，所述压力管的内腔穿过有由四个连接杆和齿牙杆构成的传动齿杆，所述齿牙杆与矩形旋转门顶端的连接柱啮合连接，所述压力管的内腔横向部分活动套接有二号活塞且二号活塞同时也固定套接于连接杆的表面，所述压力管的顶端出气口处设有自动复位阀，所述闸门本体的背面还设有液压杆和传动杆且液压杆的活塞杆顶部固定安装有连接件，所述连接件的另一侧与传动齿杆和传动杆分别固定连接和接触，所述传动杆活动安装于闸门本体且其表面的齿牙与自动复位阀的第二齿轮啮合连接。

优选的，所述矩形旋转门包括门板和第一齿轮，所述第一齿轮竖直穿插过门板并通过圆柱销与门板固定连接，所述第一齿轮的底端活动安装于闸门本体的镂空槽的底部，所述连接柱固定安装于第一齿轮的顶端且连接柱发生转动时，所述第一齿轮和门板相对闸门本体的镂空槽发生转动，当门板转动至板面与闸门本体之间相互垂直时，则门板与闸门本体的镂空槽之间开口最大，供可经过的水流量也最大。

优选的，所述压力容器包括纳气柱、导气支座和第一活塞，所述导气支座固定安装于纳气柱的底端，所述纳气柱的底部开设有通口与导气支座内部连通，所述导气支座的表面开设有通孔，所述第一活塞活动套接于纳气柱的内腔中，当闸门关闭时，闸门本体的底部入水，则导气支座同时也入水最深，由于导气支座表面的通孔，致使第一活塞受到较大水压，于是由于水压而上行，并压缩气体，然而压力容器通过导气管与压力管内腔连通，于是气压会对二号活塞施加压力，压力朝向传动齿杆被液压杆拉动的方向。

优选的，所述自动复位阀包括位于自动复位阀外壳内的一号通气板和二号通气板，所述一号通气板和二号通气板紧密贴合，所述二号通气板的顶部固定安装有转动柱，所述转动柱位于自动复位阀外壳中的部分固定套接有扭簧，所述自动复位阀的顶部设有通气顶盖，所述转动柱的顶端延伸出通气顶盖并与第二齿轮固定连接。

优选的，所述一号通气板和二号通气板的表面开设有同等大小的弧形通槽，所述扭簧未受到扭转力时，所述一号通气板和二号通气板的弧形通槽完全错开，所述通气顶盖的表面开设有通气孔，当第二齿轮受到传动杆带动其转动时，一号通气板和二号通气板的弧形通槽开始产生交集，且扭簧同时也受到了扭转力的作用，开始具备复原弹力，故而当传动杆对第二齿轮的传动力消失之后，那么由于扭簧的作用，便致使转动柱、二号通气板和第二齿轮回转，最终重新令一号通气板和二号通气板的弧形通槽之间错开。

优选的，所述一号通气板和二号通气板的弧形通槽重合产生交集时，所述一号通气板、二号通气板的弧形通槽交集部分配合通气顶盖的通气孔将压力管的内腔与外界连通，由于自动复位阀的内腔通过通气顶盖的通气孔已经与外界连通，但是由于初始状态下，一号通气板和二号通气板的弧形通槽没有交集，于是并不能连通压力管与自动复位阀的内腔，但是当二号通气板转动从而令一号通气板和二号通气板之间产生交集时，则压力管的内腔便等同于暴露在外环境之下。

优选的，四个所述连接杆和齿牙杆之间交错连接为传动齿杆，所述传动齿杆的连接杆可在压力管的内腔的横向部分自由滑动，所述传动齿杆横向移动时，所述齿牙杆通过驱动连接柱带动矩形旋转门整体转动。

优选的，所述二号活塞移动至压力管内腔横向部分的端部时，所述矩形旋转门受传动齿杆带动而转动闭合闸门本体的镂空槽，因为二号活塞移动到压力管内腔的端部时，则传动齿杆也会移动移动，并且传动连接柱一同转动，致使门板堵住了镂空槽。

优选的，所述传动杆的表面共间隔设有四个齿牙部分，四个所述齿牙部分间隔距离相等且每个齿牙部分分别对应一个啮合连接第二齿轮，传动杆受到连接件推力移动时，会同步带动四个第二齿轮同时转动，从而通过转动柱带动令二号通气板转动。

优选的，所述连接件随液压杆的活塞杆伸长时，其推动传动杆和传动齿杆移动，所述连接件随液压杆的活塞杆撤回时，其不能拉动传动杆和传动齿杆一同撤回，传动杆由于与第二齿轮之间存在啮合连接关系，故而当自动复位阀中的扭簧复原时，转动柱、第二齿轮和二号通气板均转动，于是传动杆被传动且向着连接件方向运动，这个过程会令传动杆一端与连接件一直贴合，但是传动杆的运动绝不受连接件的撤回影响。

本发明的有益效果如下：

1、本发明通过在闸门本体的表面开设的镂空槽中设置有矩形旋转门，当需要泄水且泄水流量不需要太大时，可通过启动液压杆，驱动传动齿杆移动，从而带动矩形旋转门整体发生旋转，连接柱解除对闸门本体镂空槽的闭合限制，从而打开一条通道可以泄水，同样的，闸门本体的正面水压承受较大主要是因为面积较大，当矩形旋转门被打开后，闸门本体的正面面积大大减小，于是所承受的水压也会大有降低，因此降低了传动负载，减少了较大水压对闸门和传动机构的损耗。

2、本发明通过当闸门本体入水时，一同入水还有设在底部的压力容器，当压力容器中的第一活塞受到水压时，其会上行压缩压力容器、压力管中的气体，致使二号活塞受到气压推力会协助液压杆带动传动齿杆移动，传动齿杆驱动矩形旋转门转动，将镂空槽闭合，水流便可以自动截止，利用水压提供动力降低动力源的负荷，达到提高关闭效率的同时可减少动力源损耗。

3、本发明通过液压杆会驱动传动杆移动，当矩形旋转门在打开时如果压力容器中具有较大气压，那么开启负荷是表较大的，于是通过设置自动复位阀，传动杆会驱动第二齿轮转动且带动转动柱和二号通气板一同转动，故而一号通气板和二号通气板的弧形通槽出现交集，于是将压力管的内腔便可以通过自动复位阀被导通，气体排出，气压恢复正常，自动复位阀借助液压杆动力开启，利用一号通气板和二号通气板弧形通槽交集存在与否实现通气和闭气，并具备自动复位功能。

附图说明

图1为本发明闸门本体的正面部分示意图；

图2为本发明的后视图；

图3为本发明矩形旋转门的结构示意图；

图4为本发明压力容器的外观示意图；

图5为本发明压力容器的内部剖视图；

图6为本发明传动齿杆与压力管的连接示意图；

图7为本发明自动复位阀的部分结构剖视图；

图8为本发明自动复位阀的结构分解示意图；

图9为本发明一号通气板和二号通气板的弧形通槽位置初始状态示意图；

图10为本发明压力管的内部结构剖视图；

图11为本发明闸门开启侧视图；

图12为本发明图二的A部分放大示意图。

图中：1、门框；2、闸门本体；3、液压机构；4、弧形杆；5、矩形旋转门；501、门板；502、连接柱；503、第一齿轮；6、压力容器；601、纳气柱；602、导气支座；603、第一活塞；7、导气管；8、压力管；9、连接杆；10、二号活塞；11、齿牙杆；12、自动复位阀；1201、一号通气板；1202、二号通气板；1203、转动柱；1204、扭簧；1205、第二齿轮；1206、通气顶盖；13、液压杆；14、连接件；15、传动杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图12所示，本发明实施例中，一种水利工程施工用自动启闭式闸门，包括门框1、闸门本体2、液压机构3和弧形杆4，液压机构3的输出端与弧形杆4的一个连接端铰接，弧形杆4的另一端与闸门本体2的底部固定连接，闸门本体2活动安装于门框1的内侧且其可绕自身顶端转动，当液压机构3伸长时，则弧形杆4受到推力，弧形杆4的另一端会顶住闸门本体2绕与门框1的连接部位发生转动，其最大旋转角度限定为七十五度，闸门本体2的表面开设有四个镂空槽且每个镂空槽均活动安装有矩形旋转门5，闸门本体2的背面固定安装有四个压力容器6和四个压力管8，压力管8位于压力容器6的上方且每个压力容器6的内腔皆通过一根导气管7与一个压力管8的内腔连通，压力管8的内腔横向穿过有由四个连接杆9和齿牙杆11构成的传动齿杆，齿牙杆11与固定连接于矩形旋转门5顶端的连接柱502啮合连接，连接柱502与闸门本体2活动连接，压力管8的内腔横向部分活动套接有二号活塞10且二号活塞10同时也固定套接于连接杆9的表面，压力管8的顶端出气口处设有自动复位阀12，闸门本体2的背面还设有液压杆13和传动杆15且液压杆13的活塞杆顶部固定安装有连接件14，连接件14的另一侧与传动齿杆和传动杆15分别固定连接和接触，传动杆15活动安装于闸门本体2且其表面的齿牙与可控制自动复位阀12启闭的第二齿轮1205啮合连接。

其中，矩形旋转门5包括门板501和第一齿轮503，第一齿轮503竖直穿插过门板501并通过圆柱销与门板501固定连接，第一齿轮503的底端活动安装于闸门本体2的镂空槽的底部，连接柱502固定安装于第一齿轮503的顶端且连接柱502发生转动时，第一齿轮503和门板501相对闸门本体2的镂空槽发生转动，当门板501转动至板面与闸门本体2之间相互垂直时，则门板501与闸门本体2的镂空槽之间开口最大，供可经过的水流量也最大。

其中，压力容器6包括纳气柱601、导气支座602和第一活塞603，导气支座602固定安装于纳气柱601的底端，纳气柱601的底部开设有通口与导气支座602内部连通，导气支座602的表面开设有通孔，第一活塞603活动套接于纳气柱601的内腔中，当闸门关闭时，闸门本体2的底部入水，则导气支座602同时也入水最深，由于导气支座602表面的通孔，致使第一活塞603受到较大水压，于是由于水压而上行，并压缩气体，然而压力容器6通过导气管7与压力管8内腔连通，于是气压会对二号活塞10施加压力，压力朝向传动齿杆被液压杆13拉动的方向。

其中，自动复位阀12包括位于自动复位阀12外壳内的一号通气板1201和二号通气板1202，一号通气板1201和二号通气板1202紧密贴合，二号通气板1202的顶部固定安装有转动柱1203，转动柱1203位于自动复位阀12外壳中的部分固定套接有扭簧1204，自动复位阀12的顶部设有通气顶盖1206，转动柱1203的顶端延伸出通气顶盖1206并与第二齿轮1205固定连接。

其中，一号通气板1201和二号通气板1202的表面开设有同等大小的弧形通槽，扭簧1204未受到扭转力时，一号通气板1201和二号通气板1202的弧形通槽完全错开，通气顶盖1206的表面开设有通气孔，当第二齿轮1205受到传动杆15带动其转动时，一号通气板1201和二号通气板1202的弧形通槽开始产生交集，且扭簧1204同时也受到了扭转力的作用，开始具备复原弹力，故而当传动杆15对第二齿轮1205的传动力消失之后，那么由于扭簧1204的作用，便致使转动柱1203、二号通气板1202和第二齿轮1205回转，最终重新令一号通气板1201和二号通气板1202的弧形通槽之间错开。

其中，一号通气板1201和二号通气板1202的弧形通槽重合产生交集时，一号通气板1201、二号通气板1202的弧形通槽交集部分配合通气顶盖1206的通气孔将压力管8的内腔与外界连通，由于自动复位阀12的内腔通过通气顶盖1206的通气孔已经与外界连通，但是由于初始状态下，一号通气板1201和二号通气板1202的弧形通槽没有交集，于是并不能连通压力管8与自动复位阀12的内腔，但是当二号通气板1202转动从而令一号通气板1201和二号通气板1202之间产生交集时，则压力管8的内腔便等同于暴露在外环境之下。

其中，四个连接杆9和齿牙杆11之间交错连接为传动齿杆，传动齿杆的连接杆9可在压力管8的内腔的横向部分自由滑动，传动齿杆横向移动时，齿牙杆11通过驱动连接柱502带动矩形旋转门5整体转动。

其中，二号活塞10移动至压力管8内腔横向部分的端部时，矩形旋转门5受传动齿杆带动而转动闭合闸门本体2的镂空槽，因为二号活塞10移动到压力管8内腔的端部时，则传动齿杆也会移动移动，并且传动连接柱502一同转动，致使门板501堵住了镂空槽。

其中，传动杆15的表面共间隔设有四个齿牙部分，四个齿牙部分间隔距离相等且每个齿牙部分分别对应一个啮合连接第二齿轮1205，传动杆15受到连接件14推力移动时，会同步带动四个第二齿轮1205同时转动，从而通过转动柱1203带动令二号通气板1202转动。

其中，连接件14随液压杆13的活塞杆伸长时，其推动传动杆15和传动齿杆移动，连接件14随液压杆13的活塞杆撤回时，其不能拉动传动杆15和传动齿杆一同撤回，传动杆15由于与第二齿轮1205之间存在啮合连接关系，故而当自动复位阀12中的扭簧1204复原时，转动柱1203、第二齿轮1205和二号通气板1202均转动，于是传动杆15被传动且向着连接件14方向运动，这个过程会令传动杆15一端与连接件14一直贴合，但是传动杆15的运动绝不受连接件14的撤回影响。

工作原理及使用流程：

令闸门的初始状态如图十一所示，且矩形旋转门5呈开启状态，而第一活塞603由于重力，当脱离水中以后必然会滑落到纳气柱601内腔的最底部，驱动液压机构3拉下闸门，且驱动液压杆13的活塞杆回撤，自动复位阀12重新密闭，于是压力容器6和压力管8的内腔连通且密闭，当闸门本体2入水之后，紧跟着压力容器6的底端也会入水，随着入水深度的逐渐递增，第一活塞603受到的水压会越来越大，致使其向上移动开始压缩压力容器6和压力管8中气体，由于压力容器6、压力管8中气压增大，于是气压会对二号活塞10施加压力，压力朝向传动齿杆被液压杆13拉动的方向，协助液压杆13驱动传动齿杆，降低液压杆13负荷；

当需要打开矩形旋转门5时，启动液压杆13，液压杆13推动传动杆15移动，从而驱动第二齿轮1205转动，于是与第二齿轮1205有连接关系的转动柱1203和二号通气板1202也发生转动，致使一号通气板1201和二号通气板1202的弧形通槽产生交集并最终重合，于是内部压力容器6、压力管8中高压气体排出，二号活塞10不再受到气压推力，同步的，液压杆13也会通过连接件14驱动传动齿杆移动，传动齿杆带动矩形旋转门5旋转，致使矩形旋转门5最终会将闸门本体2的镂空槽打开，起到通水的作用。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种水利工程施工用自动启闭式闸门，包括门框（1）、闸门本体（2）、液压机构（3）和弧形杆（4），所述液压机构（3）的输出端与弧形杆（4）的一个连接端铰接，所述弧形杆（4）的另一端与闸门本体（2）的底部固定连接，所述闸门本体（2）活动安装于门框（1）的内侧且其可绕自身顶端转动，其特征在于：所述闸门本体（2）的表面开设有四个镂空槽且每个镂空槽均活动安装有矩形旋转门（5），所述闸门本体（2）的背面固定安装有四个压力容器（6）和四个压力管（8），所述压力管（8）位于压力容器（6）的上方且每个压力容器（6）的内腔皆通过一根导气管（7）与一个压力管（8）的内腔连通，所述压力管（8）的内腔横向穿过有由四个连接杆（9）和齿牙杆（11）构成的传动齿杆，所述齿牙杆（11）与固定连接于矩形旋转门（5）顶端的连接柱（502）啮合连接，所述连接柱（502）与闸门本体（2）活动连接，所述压力管（8）的内腔横向部分活动套接有二号活塞（10）且二号活塞（10）同时也固定套接于连接杆（9）的表面，所述压力管（8）的顶端出气口处设有自动复位阀（12），所述闸门本体（2）的背面还设有液压杆（13）和传动杆（15）且液压杆（13）的活塞杆顶部固定安装有连接件（14），所述连接件（14）的另一侧与传动齿杆和传动杆（15）分别固定连接和接触，所述传动杆（15）活动安装于闸门本体（2）且其表面的齿牙与可控制自动复位阀（12）启闭的第二齿轮（1205）啮合连接；

所述压力容器（6）包括纳气柱（601）、导气支座（602）和第一活塞（603），所述导气支座（602）固定安装于纳气柱（601）的底端，所述纳气柱（601）的底部开设有通口与导气支座（602）内部连通，所述导气支座（602）的表面开设有通孔，所述第一活塞（603）活动套接于纳气柱（601）的内腔中。

2.根据权利要求1所述的一种水利工程施工用自动启闭式闸门，其特征在于：所述矩形旋转门（5）包括门板（501）和第一齿轮（503），所述第一齿轮（503）竖直穿插过门板（501）并通过圆柱销与门板（501）固定连接，所述第一齿轮（503）的底端活动安装于闸门本体（2）的镂空槽的底部，所述连接柱（502）固定安装于第一齿轮（503）的顶端且连接柱（502）发生转动时，所述第一齿轮（503）和门板（501）相对闸门本体（2）的镂空槽发生转动。

3.根据权利要求1所述的一种水利工程施工用自动启闭式闸门，其特征在于：所述自动复位阀（12）包括位于自动复位阀（12）外壳内的一号通气板（1201）和二号通气板（1202），所述一号通气板（1201）和二号通气板（1202）紧密贴合，所述二号通气板（1202）的顶部固定安装有转动柱（1203），所述转动柱（1203）位于自动复位阀（12）外壳中的部分固定套接有扭簧（1204），所述自动复位阀（12）的顶部设有通气顶盖（1206），所述转动柱（1203）的顶端延伸出通气顶盖（1206）并与第二齿轮（1205）固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种水利工程施工用自动启闭式闸门，其特征在于：所述一号通气板（1201）和二号通气板（1202）的表面开设有同等大小的弧形通槽，所述扭簧（1204）未受到扭转力时，所述一号通气板（1201）和二号通气板（1202）的弧形通槽完全错开，所述通气顶盖（1206）的表面开设有通气孔。

5.根据权利要求4所述的一种水利工程施工用自动启闭式闸门，其特征在于：所述一号通气板（1201）和二号通气板（1202）的弧形通槽重合产生交集时，所述一号通气板（1201）、二号通气板（1202）的弧形通槽交集部分配合通气顶盖（1206）的通气孔将压力管（8）的内腔与外界连通。

6.根据权利要求1所述的一种水利工程施工用自动启闭式闸门，其特征在于：四个所述连接杆（9）和齿牙杆（11）之间交错连接为传动齿杆，所述传动齿杆的连接杆（9）可在压力管（8）的内腔的横向部分自由滑动，所述传动齿杆横向移动时，所述齿牙杆（11）通过驱动连接柱（502）带动矩形旋转门（5）整体转动。

7.根据权利要求1所述的一种水利工程施工用自动启闭式闸门，其特征在于：所述二号活塞（10）移动至压力管（8）内腔横向部分的端部时，所述矩形旋转门（5）受传动齿杆带动而转动闭合闸门本体（2）的镂空槽。

8.根据权利要求1所述的一种水利工程施工用自动启闭式闸门，其特征在于：所述传动杆（15）的表面共间隔设有四个齿牙部分，四个所述齿牙部分间隔距离相等且每个齿牙部分分别对应一个啮合连接第二齿轮（1205）。

9.根据权利要求1所述的一种水利工程施工用自动启闭式闸门，其特征在于：所述连接件（14）随液压杆（13）的活塞杆伸长时，其推动传动杆（15）和传动齿杆移动，所述连接件（14）随液压杆（13）的活塞杆撤回时，其不能拉动传动杆（15）和传动齿杆一同撤回。

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