CN113550277A - 采用立式双向旋转闸门的束水冲砂方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种采用立式双向旋转闸门的束水冲砂方法，所述立式双向旋转闸门包括依次设置有进口段、闸室段和冲砂段的冲砂流道，位于闸室段内的闸门单元，其包括转铰机构、支撑架和挡水面板，所述束水冲砂方法包括：当水流量较大时，将挡水面板转移至闸室段的挡墙内，使水流同时经过全部冲砂槽；当水流量较小时，调整两扇挡水面板之间过流通道的开度和位置，使水流对冲砂槽进行分次冲砂，每次冲砂对应于一个或多个冲砂槽。本发明能够根据过流量调节闸门的位置和开合角度，从而达到减小过流断面、提高水流速度、扰动河床泥沙的目的，使水流按照预定路径将泥沙冲至下游，实现束流冲砂、恢复库容的目的。

Description

采用立式双向旋转闸门的束水冲砂方法
技术领域
本发明涉及水利工程技术领域，尤其是涉及一种采用立式双向旋转闸门的束水冲砂方法。
背景技术
我国的许多河流，特别是西北、华北地区的一些河流，含沙量非常高，当修建水库或者拦河坝时，会进一步降低水流速度，导致泥沙等悬浮物质沉积到河床形成淤积，由此对水库库容、生态环境、航运以及水库安全性等产生一系列不利影响。目前多采用汛期腾空库容，降低水库水平面，此时水流对主槽形成冲刷，对水库的淤积有一定的缓解作用，但效果不明显。引水工程及水电站的进口处经常需要布置沉砂池，沉砂池需要定期的冲砂。对于较大规模的沉沙池，往往布置多扇平面闸门或者弧形闸门，投资较高。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种采用立式双向旋转闸门的束水冲砂方法，具体可采取如下技术方案：
本发明所述的采用立式双向旋转闸门的束水冲砂方法，
所述立式双向旋转闸门包括：
冲砂流道，具有底面和设置在其两侧的挡墙，包括依次设置的进口段、闸室段和冲砂段，所述闸室段的挡墙为对称设置的同心弧形结构，所述冲砂段内设置有多个冲砂槽；
闸门单元，位于闸室段内，包括
转铰机构，设置在闸室段的底面圆心处，具有与冲砂流道底面相垂直的转轴；
支撑架，设置有两个，所述支撑架的一端均与所述转轴相连；
挡水面板，设置有两个，分别与两个支撑架的另一端相连，且所述挡水面板为等径设置的弧形面板，两个挡水面板与闸室段的挡墙间距相等；
驱动单元，与所述闸门单元相连，用于改变挡水面板的位置；
所述束水冲砂方法包括：
当水流量较大时，将挡水面板转移至闸室段的挡墙内，使水流同时经过全部冲砂槽；
当水流量较小时，调整两扇挡水面板之间过流通道的开度和位置，使水流对冲砂槽进行分次冲砂，每次冲砂对应于一个或多个冲砂槽。
所述支撑架的底部设置有支承轮，所述支承轮下方的冲砂流道底面上对应设置有预埋轨道。
所述支承轮和预埋轨道均靠近挡水面板一侧设置，所述挡水面板的底部设置有L形水封，所述L形水封的另一端与预埋轨道相贴合。
所述支撑架上还设置有浮箱，所述浮箱靠近挡水面板一侧设置。
所述驱动单元为设置在所述挡墙外侧的液压启闭机，所述液压启闭机的活塞杆延伸至闸室段内与支撑架相连。
所述驱动机构包括设置在所述挡墙外侧的液压马达，所述液压马达上设置的齿轮与挡水面板外侧设置的齿条相互啮合。
所述冲砂槽由设置在冲砂段内的导墙分隔而成。
所述进口段与闸室段相连处为缩口结构，所述冲砂段与闸室段相连处为扩口形的燕尾结构。
本发明提供的采用立式双向旋转闸门的束水冲砂方法，通过设置立式双向旋转闸门，并将闸门下游的流道分隔为多个冲砂槽，根据过流量调节闸门的位置和开合角度，从而达到减小过流断面、提高水流速度、扰动河床泥沙的目的，使水流按照预定路径将泥沙冲至下游，实现束流冲砂、恢复库容的目的，从而降低泥沙沉积对水库库容、生态环境、航运以及水库安全性等产生的不利影响。
附图说明
图1是本发明中立式双向旋转闸门的结构示意图。
图2是图1的A-A向示意图一。
图3是图2的B部放大图。
图4是图1的A-A向示意图二。
图5是图4的C部放大图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的工作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
本发明所述的采用立式双向旋转闸门的束水冲砂方法，使用如图1-5所示的立式双向旋转闸门，其通常由冲砂流道1、闸门单元和驱动机构组成。
上述冲砂流道1包括混凝土结构的底面和两侧挡墙，依次分为进口段、闸室段和冲砂段。其中，闸室段的挡墙为对称设置的同心弧形结构，受闸门规模的限制，其直径应在满足冲砂要求的前提下尽量小，因此，进口段与闸室段相连处多为缩口结构，而冲砂段与闸室段相连处则为扩口形的燕尾结构，且通常砌有导墙101，将冲砂段分为多个冲砂槽102，用以引导水流在对应的冲砂槽102中流动。
闸门单元位于闸室段内，包括转铰机构210、支撑架220和挡水面板230。上述转铰机构210通常为一个，其上可仅安装一个支撑架220和一个挡水面板230，也可如本实施例所述的在其上同时安装两套支撑架220和挡水面板230。具体地，上述转铰机构210主要由转铰埋件211、转轴212和连接件213组成，转铰埋件211位于闸室段的底面圆心处，其上安装的转轴212垂直于冲砂流道底面，转轴212上安装有两个连接件213，每个连接件213连接一个支撑架220。上述支撑架220均为钢制空间网架结构，长度小于闸室段的半径，挡水面板230即安装在支撑架220的另一端。为了减轻支撑架220的荷重，使支撑架220能够较为轻松地转动，在支撑架220的底部安装有4-10个支承轮221，支承轮221靠近挡水面板230一侧设置，且支承轮221下方的冲砂流道底面上对应安装有预埋轨道222。进一步地，支撑架220上还安装有中空结构的浮箱223，该浮箱223也靠近挡水面板230一侧设置。两个挡水面板230为等径设置的弧形面板，通常情况下，两者的大小、形状相同，且与闸室段的挡墙间距相等（间隔距离为100mm为宜）。此外，挡水面板230的底部安装有橡胶材质的L形水封231，该L形水封231的另一端与预埋轨道222相贴合，起到挡水作用。
驱动单元与闸门单元相连，用于改变挡水面板230的位置，从而改变闸室段和冲砂段之间过流通道的位置和开度，通过束窄过流断面的方式提高水流速，扰动冲砂槽102下部沉积的泥沙，达到冲砂目的。
如图1-3所示，上述驱动单元可为安装在挡墙外侧（也可安装在挡墙顶部）的液压启闭机301，该液压启闭机301的液压缸通过十字铰轴与机架相连，活塞杆则延伸至闸室段内与支撑架220的顶部相连。当液压启闭机301工作时，挡水面板230可绕转轴212顺时针或逆时针转动。
如图4、5所示，上述驱动机构还可以为安装在挡墙顶部（也可安装在挡墙顶部）的液压马达302，液压马达302上安装有齿轮303，其与安装在挡水面板230外侧的齿条304相互啮合。当液压马达302工作时，挡水面板230可绕转轴212顺时针或逆时针转动。
采用上述立式双向旋转闸门进行束水冲砂时，通常应根据水流量调节两个挡水面板230之间的位置和开度，即调节过流通道的位置和大小。具体地，当水流量较大时，将两个挡水面板230分别转移至两侧闸室段的挡墙内，使闸门处于全开状态，此时水流同时经过全部冲砂槽102；当水流量较小时，应使过流通道按照顺时针或逆时针方向顺次移动，对冲砂槽102进行分次冲砂，在每次的冲砂过程中，还应根据具体的水流量，将过流通道的大小调节为一个、二个或三个…冲砂槽102的宽度，以期有效、高效地完成冲砂作业。
需要注意的是，本发明中立式双向旋转闸门的主要功能是水流导向，并非挡水，因此不需要完全的密封；其次，当水流量较大时，即使闸门全开，仍可能不满足过流条件，此时允许冲砂流道挡墙及闸门顶部过流，但是需要将液压启闭机301的泵站部分布置在高处，防止被水淹没。
需要说明的是，在本发明的描述中，诸如“前”、“后”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系的术语是基于附图所示的方位或位置关系，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，因此不能理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种采用立式双向旋转闸门的束水冲砂方法，其特征在于，
所述立式双向旋转闸门包括：
冲砂流道，具有底面和设置在其两侧的挡墙，包括依次设置的进口段、闸室段和冲砂段，所述闸室段的挡墙为对称设置的同心弧形结构，所述冲砂段内设置有多个冲砂槽；
闸门单元，位于闸室段内，包括
转铰机构，设置在闸室段的底面圆心处，具有与冲砂流道底面相垂直的转轴；
支撑架，设置有两个，所述支撑架的一端均与所述转轴相连；
挡水面板，设置有两个，分别与两个支撑架的另一端相连，且所述挡水面板为等径设置的弧形面板，两个挡水面板与闸室段的挡墙间距相等；
驱动单元，与所述闸门单元相连，用于改变挡水面板的位置；
所述束水冲砂方法包括：
当水流量较大时，将挡水面板转移至闸室段的挡墙内，使水流同时经过全部冲砂槽；
当水流量较小时，调整两扇挡水面板之间过流通道的开度和位置，使水流对冲砂槽进行分次冲砂，每次冲砂对应于一个或多个冲砂槽。
2.根据权利要求1所述的采用立式双向旋转闸门的束水冲砂方法，其特征在于：所述支撑架的底部设置有支承轮，所述支承轮下方的冲砂流道底面上对应设置有预埋轨道。
3.根据权利要求2所述的采用立式双向旋转闸门的束水冲砂方法，其特征在于：所述支承轮和预埋轨道均靠近挡水面板一侧设置，所述挡水面板的底部设置有L形水封，所述L形水封的另一端与预埋轨道相贴合。
4.根据权利要求1所述的采用立式双向旋转闸门的束水冲砂方法，其特征在于：所述支撑架上还设置有浮箱，所述浮箱靠近挡水面板一侧设置。
5.根据权利要求1所述的采用立式双向旋转闸门的束水冲砂方法，其特征在于：所述驱动单元为设置在所述挡墙外侧的液压启闭机，所述液压启闭机的活塞杆延伸至闸室段内与支撑架相连。
6.根据权利要求1所述的采用立式双向旋转闸门的束水冲砂方法，其特征在于：所述驱动机构包括设置在所述挡墙外侧的液压马达，所述液压马达上设置的齿轮与挡水面板外侧设置的齿条相互啮合。
7.根据权利要求1所述的采用立式双向旋转闸门的束水冲砂方法，其特征在于：所述冲砂槽由设置在冲砂段内的导墙分隔而成。
8.根据权利要求1所述的采用立式双向旋转闸门的束水冲砂方法，其特征在于：所述进口段与闸室段相连处为缩口结构，所述冲砂段与闸室段相连处为扩口形的燕尾结构。
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