CN114855719A - 一种闸门自动充气堵漏装置及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种闸门自动充气堵漏装置及其操作方法，该装置包括设置在闸门底部空腔的气囊，气囊前端与闸门底部的底水封连接，气囊后端的上侧通过挂绳挂设在挂钩上，挂钩固定在闸门的空腔内，气囊通过充气管与储气罐连接，储气罐固定在闸门内侧，储气罐设有补气单向阀，储气罐与充气管的连接口设有气囊充气阀机构。该装置和操作方法通过对气囊进行充气，实现对闸门底槛孔洞的封堵，不需要借助外部的任何动力驱动，确保了在水下运行的可靠性。

Description

一种闸门自动充气堵漏装置及其操作方法

技术领域

本发明涉及闸门密封领域，特别涉及一种闸门自动充气堵漏装置及其操作方法。

背景技术

闸门设备在水电、水利等工程中应用广泛，但闸门在水中落门后会因为很多因素导致闸门与门槽底槛间存在或小或大的空隙，如：闸门底水封损坏、底槛受冲蚀产生坑槽、闸门底部卡入异物等，因为闸门挡水水头较高，容易在门后导致大量、高压射水，因为压力高，封堵和排水都十分困难。现在的技术往往采用在门前抛投煤渣、石渣等土办法，效果不理想时还需要由潜水员进行水下堵漏，经济性很差、效率非常低，对潜水员等施工人员也存在较大危险性，对工程进度影响也很大。因此亟需一种更为智能化和简便的解决方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种闸门自动充气堵漏装置及其操作方法，通过对气囊进行充气，实现对闸门底槛孔洞的封堵，不需要借助外部的任何动力驱动，确保了在水下运行的可靠性。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种闸门自动充气堵漏装置，包括设置在闸门底部空腔的气囊，气囊前端与闸门底部的底水封连接，气囊后端的上侧通过挂绳挂设在挂钩上，挂钩固定在闸门的空腔内，气囊通过充气管与储气罐连接，储气罐固定在闸门内侧，储气罐设有补气单向阀，储气罐与充气管的连接口设有气囊充气阀机构。

优选的方案中，所述气囊充气阀机构包括设置在储气罐与充气管的连接口位置的阀套，阀套设置在储气罐内，阀套与下锥阀适配，下锥阀上小下大，下锥阀顶部设有阀杆，储气罐顶部设有与阀杆配合的密封套管，密封套管内侧设有套管密封环，阀杆上设有密封板，密封板与下锥阀之间设有回位弹簧。

优选的方案中，所述密封板上侧设有密封环，密封环与密封套管相对应。

优选的方案中，所述储气罐上设有安全阀，所述充气管上设有单向阀。

优选的方案中，所述阀套上设有若干透气孔。

优选的方案中，所述阀杆上端延伸至闸门上方，闸门上设有与阀杆适配的套管，阀杆设置在重力充水阀下方，所述重力充水阀和闸门顶部之间设有可拆卸垫块，可拆卸垫块的顶部高度高于阀杆的顶部高度，闸门顶部设有与可拆卸垫块适配的垫块槽。

优选的方案中，所述气囊前端的内侧设有若干气囊定形挡板，气囊定形挡板与气囊内侧连接，气囊定形挡板转动安装在挡板柄上。

优选的方案中，所述气囊前端两侧设有气囊延突，气囊延突的腔体与气囊连通。

优选的方案中，所述气囊上设有排气阀和检漏进气阀。

本发明还提供一种闸门自动充气堵漏装置的操作方法，包括如下步骤：

步骤一、将气囊通过挂绳挂设在挂钩上，闸门正常启动；

步骤二、当闸门底部发生漏水时，重力充水阀的阀盖下落，下压阀杆，触发气囊充气阀机构，通过充气管向气囊充气，气囊在储气罐高压的作用下挣断挂绳后迅速张开，在闸门底部漏水孔内高速漏水水流的带动下，迅速填充漏水的空隙，储气罐和气囊内的压力平衡后停止自动充气；

步骤三、当闸门由于卡阻物导致漏水的情况下，气囊充气的同时，气囊延突充气，气囊延突受两端漏水孔的漏水吸力带动，将两端的漏水孔堵住，储气罐和气囊内的压力平衡后停止自动充气；

步骤四、闸门使用完毕后，向上抬起，气囊随闸门上升，重力充水阀复位，回位弹簧使下锥阀向上复位，关闭充气管，通过排气阀对气囊放气，气囊收缩后，气囊通过挂绳挂设在挂钩重复使用。

本发明提供的一种闸门自动充气堵漏装置及其操作方法，具有以下有益效果：

1、不需借助外部动力。采用闸门自有的重力充水阀结构，不借助外界动力，仅仅借助重力充水阀的重力，即可实现自动堵漏，解决了闸门堵漏的一大技术难题。

2、结构简单可靠。充分考虑了水下高压水压对装置可能造成的影响，将气囊充气阀机构优选设计在储气罐内，确保了装置的实用性和可靠性。

3、适应性强。通过加装了可围绕挡板柄旋转的气囊定形挡板，既可适应小漏水点的堵漏需求，也可适应各种较大漏水点和不同漏水孔形状导致的不同堵漏需求，具有很强适用性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的侧视图；

图3为气囊的安装示意图；

图4为气囊的结构示意图；

图5为储气罐的结构示意图；

图6为气囊充气阀机构关闭状态结构示意图；

图7为气囊充气阀机构打开状态结构示意图；

图8为重力充水阀的安装示意图；

图中：闸门1，气囊2，底水封3，挂绳4，挂钩5，充气管6，储气罐7，补气单向阀8，阀套9，下锥阀10，阀杆11，密封套管12，套管密封环13，密封板14，回位弹簧15，密封环16，安全阀17，单向阀18，套管19，重力充水阀20，可拆卸垫块21，气囊定形挡板22，挡板柄23，排气阀24，检漏进气阀25，垫块槽101，气囊延突201，透气孔901。

具体实施方式

如图1~4所示，一种闸门自动充气堵漏装置，包括设置在闸门1底部空腔的气囊2，气囊2前端与闸门1底部的底水封3连接，气囊2采用柔软弹性材料制成的袋状结构，优选采用弹力橡胶等材质，气囊2可以与闸门的底水封3一体化设计，当底水封3发生损坏，可以采取热胶合或硫化等方式进行替换，这样一物两用，经济性和可靠性均得到提高。

气囊2采用折叠方式紧贴闸门1底部的空腔结构布置，气囊2后端的上侧通过挂绳4挂设在挂钩5上，挂绳4多点设置，挂钩5固定在闸门1的空腔内，以避免闸门1正常启闭时散开。气囊2另一端与底水封3一体化设计，用水封压板和螺栓固定在闸门底部，这一端气囊上的螺栓孔采用整板橡胶掏孔，孔内外周边无与气囊内部连通的缝隙，因此不用担心气囊充气后从螺栓孔处向气囊漏水、漏气。

气囊2通过充气管6与储气罐7连接，储气罐7固定在闸门1内侧，一般设置在闸门1的中间节的空腔内，储气罐7设有补气单向阀8，储气罐7与充气管6的连接口设有气囊充气阀机构，补气单向阀8用于给储气罐7充气补气。

通过充气管6向气囊2充气，气囊2在储气罐7高压的作用下挣断挂绳4后迅速张开，在闸门1底部漏水孔内高速漏水水流的带动下，迅速填充漏水的空隙，达到止漏的效果，储气罐7充气的气压可以根据闸门落门的水深造成对气囊2的压力进行计算后确定，储气罐7和气囊2内的压力平衡后停止自动充气。

气囊充气阀机构可以采用多种形式，为保证水下高水压、大流速条件充气的可靠性，在本实施例中，如图5~7所示，所述气囊充气阀机构包括设置在储气罐7与充气管6的连接口位置的阀套9，阀套9为上小下大的锥形，阀套9设置在储气罐7内，阀套9与下锥阀10适配，下锥阀10上小下大，下锥阀10顶部设有阀杆11，储气罐7顶部设有与阀杆11配合的密封套管12，密封套管12内侧设有套管密封环13，阀杆11上设有密封板14，储气罐7顶部设有对密封套管12压紧的环形套管盖板，密封板14与下锥阀10之间设有回位弹簧15，当不需要充气时，在回位弹簧15的作用下，下锥阀10向上回位。

为储气罐7充气的气压可以根据闸门落门的水深造成对气囊2的压力进行计算后确定，储气罐7向气囊2充气在储气罐7和气囊2内的压力平衡后停止自动充气。

套管密封环13优先采用软性高弹性材料，套管密封环13与阀杆11紧密接触，避免阀杆11运动时套管密封环13松脱，套管密封环13嵌入密封套管12中，确保储气罐7储存的气体不从密封套管12中溢出，也避免外部的水进入储气罐7。密封板14与阀杆11固定连接，通过回位弹簧15的推动，确保密封板14和阀杆11在不施加压力的情况下向上自然回位，从而确保下锥阀10与阀套9紧密结合，避免储气罐7内的气体从下锥阀10中溢出，密封板14靠近密封套管12的一面设有密封环16，进一步加强密封效果。当阀杆11向下的移动时，下锥阀10与阀套9脱离接触，储气罐7内的气体从透气孔901以及下锥阀10与阀套9之间的缝隙进入充气管6，进而进入气囊2。

所述阀套9上设有若干透气孔901。通过设置透气孔901，当下锥阀10向下移动，下锥阀10与阀套9之间设有过流缝隙，通过设置透气孔901有利于储气罐7中的气体排入至阀套9内。

优选的，所述密封板14上侧设有密封环16，密封环16与密封套管12相对应。具体的，密封板14上设有与密封环16适配的安装环槽，当回位弹簧15复位时，密封板14抵靠密封套管12下端，通过设置密封环16，对密封套管12底部进行封堵，降低气体泄漏。

优选的，所述储气罐7上设有安全阀17，所述充气管6上设有单向阀18。

安全阀17用于控制储气罐7内的压力，在充气超过储气罐7所能承受的压力时，安全阀17开启排气，确保储气罐7安全。

通过设置单向阀18，避免充入气囊2内的气体在水压的压力和水流的扰动下反向流入储气罐7，影响堵漏的效果。

优选的，如图8所示，所述阀杆11上端延伸至闸门1上方，闸门1上设有与阀杆11适配的套管19，对阀杆11进行导向，避免阀杆11上下移动过程中发生偏斜。阀杆11设置在重力充水阀20下方，所述重力充水阀20和闸门1顶部之间设有可拆卸垫块21，可拆卸垫块21的顶部高度高于阀杆11的顶部高度，闸门1顶部设有与可拆卸垫块21适配的垫块槽101。

闸门上经常采用重力充水阀20给挡水闸门的门后空腔内充水平压后再将闸门提起，即使不需要进行门后充水的闸门，也可在闸门顶部设置重力充水阀2给气囊2充气。当需要堵漏时，拆除可拆卸垫块21，落门后重力充水阀20的阀盖下落，对阀杆11下压推动，触发气囊充气阀机构，通过充气管6向气囊2充气，气囊充气后展开。

重力充水阀20的阀盖下落也存在不需要启动为气囊充气的情况，如闸门在水面上检修等，在不需要启动充气时，通过设置可拆卸垫块21，将可拆卸垫块21垫在重力充水阀20的阀盖下方，因为可拆卸垫块21的顶部高度高于阀杆11的顶部高度，重力充水阀20的阀盖落下时可拆卸垫块21就将其支撑住，因此不会触发气囊充气阀机构为气囊2充气。

优选的，所述气囊2前端的内侧设有若干气囊定形挡板22，气囊定形挡板22沿气囊2的长度方向分布，气囊定形挡板22与气囊2内侧连接，每个气囊定形挡板22均优选与气囊2材料热胶合嵌入连接，气囊定形挡板22转动安装在挡板柄23上，挡板柄23设置在气囊2端部，气囊定形挡板22可以转动以适应闸门底部各种形状卡阻物。

因为卡阻物形状和在闸门1底部卡阻位置的不同，而需堵塞孔洞的形状也存在各种不同，气囊定形挡板22优先采用金属材质，有效加强了气囊2的堵漏前端的强度，这样在气囊2展开后可以和气囊2一同有效卡档在闸门1底部和过流底板间，这样就很容易把漏洞堵住，避免仅仅采用气囊2充气堵漏，因为气囊2强度不足，无法有效堵漏。各气囊定形挡板22间不进行硬连接，中间通过橡胶或链条等进行软性连接，以便对应卡阻物的形状，气囊定形挡板22间可有效拉伸，形成曲面的挡水形状，实现最优化的挡水效果。

如图4所示，所述气囊2前端两侧设有气囊延突201，气囊延突201的腔体与气囊2连通。因为在卡阻物导致闸门漏水的情况下，气囊2与两侧侧水封底部是漏水的薄弱点，容易出现漏水孔，气囊2充气的同时，因为气囊延突201与气囊2连通，是一体化相通的结构，气囊延突201也同时充满气体而膨胀，受两端漏水孔的漏水吸力带动，气囊延突201即可自动塞入漏水孔，将两端的漏水孔堵住，这个过程也是靠漏水吸力自动完成的，一方面十分可靠，一方面设计巧妙简单。

优选的，所述气囊2上设有排气阀24和检漏进气阀25。气囊2在使用完毕后，可随闸门1提起，通过设置在气囊底部的排气阀24采用人工方法排气、折叠后，重新系挂在闸门1底部挂钩5上重复使用，气囊2还设置了检漏进气阀25，以便在使用前进行临时充气检漏后，对气囊2的漏气部位进行修补。

一种闸门自动充气堵漏装置的操作方法，包括如下步骤：

步骤一、将气囊2通过挂绳4挂设在挂钩5上，闸门1正常启动。

步骤二、当闸门1底部发生漏水时，重力充水阀20的阀盖下落，采用闸门自有的重力充水阀结构，不借助外界动力，仅仅借助重力充水阀的重力下压阀杆11，触发气囊充气阀机构，通过充气管6向气囊2充气，气囊2在储气罐7高压的作用下挣断挂绳4后迅速张开，在闸门1底部漏水孔内高速漏水水流的带动下，迅速填充漏水的空隙，储气罐7和气囊2内的压力平衡后停止自动充气。

步骤三、当闸门1由于卡阻物导致漏水的情况下，气囊2充气的同时，气囊延突201充气，气囊延突201受两端漏水孔的漏水吸力带动，将两端的漏水孔堵住，储气罐7和气囊2内的压力平衡后停止自动充气。

步骤四、闸门1使用完毕后，向上抬起，气囊2随闸门1上升，重力充水阀20复位，回位弹簧15使下锥阀10向上复位，关闭充气管6，通过排气阀24对气囊2放气，气囊2收缩后，气囊2通过挂绳4挂设在挂钩5重复使用。

Claims (10)

1.一种闸门自动充气堵漏装置，其特征在于，包括设置在闸门（1）底部空腔的气囊（2），气囊（2）前端与闸门（1）底部的底水封（3）连接，气囊（2）后端的上侧通过挂绳（4）挂设在挂钩（5）上，挂钩（5）固定在闸门（1）的空腔内，气囊（2）通过充气管（6）与储气罐（7）连接，储气罐（7）固定在闸门（1）内侧，储气罐（7）设有补气单向阀（8），储气罐（7）与充气管（6）的连接口设有气囊充气阀机构。

2.根据权利要求1所述的一种闸门自动充气堵漏装置，其特征在于，所述气囊充气阀机构包括设置在储气罐（7）与充气管（6）的连接口位置的阀套（9），阀套（9）设置在储气罐（7）内，阀套（9）与下锥阀（10）适配，下锥阀（10）上小下大，下锥阀（10）顶部设有阀杆（11），储气罐（7）顶部设有与阀杆（11）配合的密封套管（12），密封套管（12）内侧设有套管密封环（13），阀杆（11）上设有密封板（14），密封板（14）与下锥阀（10）之间设有回位弹簧（15）。

3.根据权利要求1所述的一种闸门自动充气堵漏装置，其特征在于，所述密封板（14）上侧设有密封环（16），密封环（16）与密封套管（12）相对应。

4.根据权利要求1所述的一种闸门自动充气堵漏装置，其特征在于，所述储气罐（7）上设有安全阀（17），所述充气管（6）上设有单向阀（18）。

5.根据权利要求2所述的一种闸门自动充气堵漏装置，其特征在于，所述阀套（9）上设有若干透气孔（901）。

6.根据权利要求1所述的一种闸门自动充气堵漏装置，其特征在于，所述阀杆（11）上端延伸至闸门（1）上方，闸门（1）上设有与阀杆（11）适配的套管（19），阀杆（11）设置在重力充水阀（20）下方，所述重力充水阀（20）和闸门（1）顶部之间设有可拆卸垫块（21），可拆卸垫块（21）的顶部高度高于阀杆（11）的顶部高度，闸门（1）顶部设有与可拆卸垫块（21）适配的垫块槽（101）。

7.根据权利要求1所述的一种闸门自动充气堵漏装置，其特征在于，所述气囊（2）前端的内侧设有若干气囊定形挡板（22），气囊定形挡板（22）与气囊（2）内侧连接，气囊定形挡板（22）转动安装在挡板柄（23）上。

8.根据权利要求1所述的一种闸门自动充气堵漏装置，其特征在于，所述气囊（2）前端两侧设有气囊延突（201），气囊延突（201）的腔体与气囊（2）连通。

9.根据权利要求1所述的一种闸门自动充气堵漏装置，其特征在于，所述气囊（2）上设有排气阀（24）和检漏进气阀（25）。

10.一种闸门自动充气堵漏装置的操作方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、将气囊（2）通过挂绳（4）挂设在挂钩（5）上，闸门（1）正常启动；

步骤二、当闸门（1）底部发生漏水时，重力充水阀（20）的阀盖下落，下压阀杆（11），触发气囊充气阀机构，通过充气管（6）向气囊（2）充气，气囊（2）在储气罐（7）高压的作用下挣断挂绳（4）后迅速张开，在闸门（1）底部漏水孔内高速漏水水流的带动下，迅速填充漏水的空隙，储气罐（7）和气囊（2）内的压力平衡后停止自动充气；

步骤三、当闸门（1）由于卡阻物导致漏水的情况下，气囊（2）充气的同时，气囊延突（201）充气，气囊延突（201）受两端漏水孔的漏水吸力带动，将两端的漏水孔堵住，储气罐（7）和气囊（2）内的压力平衡后停止自动充气；

步骤四、闸门（1）使用完毕后，向上抬起，气囊（2）随闸门（1）上升，重力充水阀（20）复位，回位弹簧（15）使下锥阀（10）向上复位，关闭充气管（6），通过排气阀（24）对气囊（2）采用人工方法放气，气囊（2）收缩后，气囊（2）通过挂绳（4）挂设在挂钩（5）重复使用。

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