CN204940217U - 一种超大型平面对开弧形三角闸门 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及水利闸门领域，具体地指一种超大型平面对开弧形三角闸门。包括两扇相互对称的弧形闸门、支臂和铰支座；闸门与卷扬机连接，闸门的下端设置有沿闸门运动轨迹布置的轨道；支臂一端垂直固定在弧形闸门背水面一侧，另一端旋转铰接于铰支座上；铰支座与闸门的圆心重合，其特征在于：弧形闸门为中空结构，闸门内设置有可充水调节闸门重量和浮力的浮箱以及用于调节浮箱内水量的设备舱。本实用新型通过一系列的结构优化，大幅度的降低了弧形闸门结构的复杂程度，减轻了弧形闸门的重量，便于弧形闸门应用于大型孔口的河道时易于启闭，提高了闸门的操作性能，且本实用新型结构简单、安装维修方便，具有极大的推广价值。
Description
技术领域
本实用新型涉及水利闸门领域，具体地指一种超大型平面对开弧形三角闸门。
背景技术
水利水电工程中的闸门按照型式分类，可以分为平面闸门和弧形闸门。平面闸门是灌区水工建筑最常用的闸门，结构较为简单，操作运行翻边可靠，对建筑物的布置也较容易配合。简单的平面闸门只是一块平面的整板，比较复杂的则是梁格式的平面闸门，而其面板又可做成平面或曲面的形式。平面闸门因为其结构的关系，平面闸门随着孔口尺寸和水头的增大，其总水压力也增大，需要对其支撑部分的选择进行仔细的考虑。特别是应用于超大型的孔口，平面闸门的总水压力巨大，平面闸门的开启和关闭极为困难，另外对于需要局部开启闸门进行调节水量时，水力条件对其影响太大，传统的卷扬机控制闸门开合很难满足日常的使用。
弧形闸门主要应用于灌区水工建筑的引水枢纽、渠首、节制闸和退水闸中，当封闭的孔口尺寸较大时常采用的。弧形闸门通常是采用圆弧形的门体，用支臂连接于支承铰上。弧形闸门的启门力主要取决于门体活动部分的自重，而水压力所产生的摩擦阻力的影响很小，从这方面来看，若仅仅只受到水压力的影响作用，那闸门的开启和关闭的便捷性无疑要优于平面闸门。但是当弧形闸门应用于超大型的孔口时，因为弧形闸门的结构复杂，自重很大，闸门的启闭的便捷性反而变得很差。
综上所述，弧形闸门确实有优于平面闸门的特点，特别是在水力影响方面，弧形闸门具有极大的优势，但是当弧形闸门用于大孔口河道时，弧形闸门受本身重量的影响导致闸门启闭困难，反而不利于弧形闸门的应用。因此，需要开发一种新型的弧形闸门，既能保留弧形闸门受水力影响小的优点、又能在不增加成本的前提下方便快捷的启闭闸门。
发明内容
本实用新型的目的就是要解决上述背景技术中提到的将弧形闸门应用于超大型孔口启闭困难的问题，提供一种超大型平面对开弧形三角闸门。
本实用新型的技术方案为：一种超大型平面对开弧形三角闸门，包括两扇相互对称的闸门、支臂和布置于两侧河岸上的铰支座；所述的闸门的横截面为圆弧形结构，闸门的圆心位于其背水面一侧，闸门与布置于河岸上的用于驱动闸门启闭的卷扬机连接，闸门的下端设置有沿闸门运动轨迹布置的轨道；所述的支臂一端垂直固定在弧形闸门背水面一侧，另一端旋转铰接于铰支座上；所述的铰支座与闸门的圆心重合，其特征在于：所述的弧形闸门为中空结构，闸门内设置有可充水调节闸门重量和浮力的浮箱以及用于调节浮箱内水量的设备舱。
进一步的所述的闸门内设置有至少三个浮箱，相邻浮箱的下端相互连通；所述的设备舱布置于两个相邻浮箱之间，设备舱内设置有水泵。
进一步的所述的支臂与铰支座的连接结构为自润滑球关节轴承结构。
进一步的所述的支臂为多根格钩杆相互连接而成的三角形桁架结构，包括两条沿闸门径向方向布置的固定臂；所述的两条固定臂一端重合旋转铰接于铰支座上，另一端张开呈等腰三角形固定于闸门背水面上。
进一步的所述的两条固定臂固定在闸门背水面一侧的上端位置，与闸门形成垂直剖面为倒L形的结构。
进一步的所述的两条固定臂之间设置有起横向支撑作用的支撑杆。
进一步的所述的卷扬机上设置有双向出绳的拉绳；所述的拉绳两端分别固定在闸门两侧端部上。
进一步的所述的闸门两侧的河道上设置有用于存放闸门的扇形门库。
进一步的所述的两扇闸门相互连接处于关闭状态时其迎水面形成倒三角形状。
进一步的所述的两扇闸门之间设置有竖直布置的中缝止水条，闸门迎水面上设置有垂直水平面的长条凸台，凸台上设置有与河岸密封连接的竖直布置的侧止水条，闸门下端设置有与轨道连接的水平布置的底止水条，底止水条的两端分别与中缝止水条和侧止水条的下端连接。
本实用新型的优点有：1、本实用新型通过将实心的弧形闸门变为中空的浮箱式闸门，大幅度的降低了闸门的重量，使闸门既保留了弧形闸门受水力影响较小的优点，又降低了闸门启闭的难度；
2、本实用新型通过在设备舱向浮箱能注水或者是往外抽水，改变了闸门的整体重量和在水中的浮力，设备舱和浮箱配合能够有效的控制闸门的重量，闸门能够适应不同情况下的河道水位，使闸门启闭更为顺畅；
3、本实用新型通过设置多个独立浮箱，将闸门内的中空空间分割开来，避免了闸门在启闭过程中浮箱内水位晃动造成的累积效应影响闸门的稳定性，设备舱处于相邻浮箱之间便于快捷的控制相邻浮箱的水位；
4、本实用新型支臂与铰支座的连接结构为球关节轴承结构，这样的结构既能保证支臂在水平面的转动，还能保证支臂在闸门因河道水位上升或者下降造成的浮力增大或者减小时竖直面上的转动，增加了支臂与铰支座的连接的稳定性；
5、本实用新型的支臂为多个格钩杆相互连接而成的三角桁架结构，这样的结构一是能增强支臂的稳定性和牢固性，二是桁架结构能够降低支臂的重量，减轻闸门启闭时的拉力，还能节省大量的成本；
6、本实用新型的支臂固定在闸门背水面一侧的上端位置，一般情况下，这个位置远离水面，实际应用时，支臂始终处于水面上不用浸泡在水中，减小了支臂腐蚀的可能性，延长了支臂的使用寿命；
7、本实用新型启闭闸门用的卷扬机为双向出绳子，这样的设置只需要一根拉绳就可以满足闸门的启闭，相较于传统技术，本实用新型的布置结构更为简单，降低了卷扬机布置结构的复杂程度，另外也节约了启闭设备的成本；
8、本实用新型设置库门储存闸门，便于闸门的检修，避免了检修人员在检修闸门时直接暴露在恶劣的天气环境下，另外河道洪水来临时，库门也能够防止河道洪水对库门的侵蚀；
9、本实用新型设置对开的弧形闸门，闸门迎水面相互连接形成倒三角形，一是降低了顺水向水力环境对闸门的影响，二是增强了闸门逆水向的拦水功能；
10、本实用新型通过一系列的结构优化，大幅度的降低了弧形闸门结构的复杂程度，减轻了弧形闸门的重量，便于弧形闸门应用于大型孔口的河道时易于启闭，提高了闸门的操作性能，且本实用新型结构简单、安装维修方便，具有极大的推广价值。
附图说明
图1：本实用新型闸门开启的结构示意图；
图2：本实用新型闸门关闭的结构示意图；
图3：本实用新型闸门的俯视图；
图4：本实用新型闸门中浮箱和设备舱的布置结构示意图；
图5：本实用新型闸门纵向剖面示意图；
图6：本实用新型闸门与支臂连接的侧视图；
图7：本实用新型闸门与支臂连接的俯视图；
图8：本实用新型支臂与铰支座的连接结构示意图；
图9：本实用新型中缝止水条的结构示意图；
图10：本实用新型侧止水条的结构示意图；
图11：本实用新型底止水条的结构示意图
其中：1—闸门；2—支臂；3—铰支座；4—卷扬机；5—轨道；6—浮箱；7—设备舱；8—固定臂；9—支撑杆；10—拉绳；11—门库；12—中缝止水条；13—侧止水条；14—底止水条；15—凸台。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
如图1～11所示，一种超大型平面对开弧形三角闸门，包括两扇相互对称的闸门1，闸门1的横截面为圆弧形，闸门1为中空的浮动结构，闸门1内设置有至少三个浮箱6，如图4所示，互相交替排列，相邻浮箱6之间通过隔板隔开，浮箱6的下端连通，浮箱6分割开来，避免了闸门1启闭时水位晃动造成的累积效应影响闸门1运动的稳定性。
浮箱6通过设置于闸门1内的设备舱7进行充水或是抽水，设备舱7内设置有多个水泵，利用这些水泵改变浮箱6内的水位。实际应用时，设备舱7布置于相邻两个浮箱6之间，这样能够便于设备舱7更好的控制相邻浮箱6内的水位变化。浮箱6为全密封结构，相邻的浮箱6的下端相互连通，设备舱7的上端不封盖，便于设备出现问题时检修人员能够快速进入到设备舱7内进行维修。实际维修时，一般先将设备舱7内的积水快速抽干，然后人员设备进入对设备舱7内的水泵或者其他设备进行检修维护。
如图1～2所示，闸门1运行时，为了避免闸门1下端收到河道水下情况的干扰，河道内设置有轨道5，轨道5沿闸门1的运动轨迹布置，闸门1启闭时，闸门1的下端沿轨道5滑动。这样能够避免河道内出现淤泥阻塞闸门1，导致闸门1开启困难。实际应用时，河道淤泥太重时，可以预先用水管冲洗轨道5。
如图9～11所示，闸门1与轨道5之间设置有沿水平方向布置底止水条14，底止水条14下端与轨道5的上端面接触，止水条14一般使用橡胶材料制作而成。同样的，两扇闸门1之间设置有中缝止水条12，实际上，两扇闸门1之间只用设置一个止水条就可以很好的完成闸门1之间的密封作用，另外闸门1迎水面的端面上设置有沿竖直方向布置的长条状凸台15，凸台15面向河道的一侧设置有侧止水条13，侧止水条13沿竖直方向布置与安装在河道上的墩台侧部密封连接，实际使用时，底止水条14的两端与侧止水条13和中缝止水条12的下端连接形成一圈完整的密封圈，闸门1关闭后，闸门1迎水面一侧的水无法通过闸门1流到闸门1背水面的一侧。
如图1～3所示，闸门1的横截面为圆弧形，闸门1的圆心位于闸门1背水面一侧，两扇闸门1闭合时，闸门1的迎水面相交形成倒三角形状，这样的弧形迎水面能够降低顺水向的水力影响，背水面一侧能够提高对逆水向的拦水能力。
闸门1的背水面一侧的上端位置设置有支臂2，如如6～7所示，支臂2为格钩杆相互连接而成的桁架结构，桁架结构能够为闸门1提供稳固的支撑性能，另外能够大幅度的降低支臂2的重量。支臂2包括两根沿闸门1径向方向布置的固定臂8，两条固定臂8一端重合，另一端张开形成等腰三角形固定在闸门1的背水面一侧的上端位置，固定臂8位于水面以上，不浸泡在水中，避免受到水力的侵蚀作用。另外，两根固定臂8之间设置有横向支撑的支撑杆9，固定臂8重合一端旋转铰接连接于布置于河岸上的铰支座3，固定臂8与铰支座3的连接结构为自润滑球关节轴承结构，该结构能够承受支臂2水平方向上的转动，也能够承受支臂2竖直方向上的转动，适应性更强。铰支座3布置于闸门1的圆心位置，支臂2的长度刚好为闸门1的半径长度。
闸门1的启闭通过设置于河岸上的卷扬机4来实现的，卷扬机4上设置有拉绳10，如图2所示，卷扬机4双向出绳，拉绳10的两端分别固定在闸门1的两侧端面上，通过卷烟机4的顺向或者逆向驱动拉绳10运动启闭闸门1。闸门1两侧端面上设置有定滑轮装置，拉绳10缠绕在这些定滑轮装置上改变方向，避免了拉绳10与闸门1上的刚性锋利部件的直接接触。
如图1～2所示，闸门1在防洪和河道检修时有专门存储闸门1的门库11，门库11为扇形结构，与闸门1的结构类似。门库11面向铰支座3的一侧的墙壁上留有支臂2通过的间隙，卷扬机4驱动闸门1退缩到门库11中，支臂2沿该间隙运动。
实际应用时，闸门1的浮力并不是越大越好，闸门1的浮力越大，闸门1对轨道5的压力越小，闸门1启闭时的摩擦力越小，确实有利于闸门1的启闭，但是闸门1的浮力太大，闸门1的稳定性能变差，受到水力影响的作用变强。因此，闸门1的浮力应该保持在一个合适的条件范围内。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (10)
1.一种超大型平面对开弧形三角闸门，包括两扇相互对称的闸门(1)、支臂(2)和布置于两侧河岸上的铰支座(3)；所述的闸门(1)的横截面为圆弧形结构，闸门(1)的圆心位于其背水面一侧，闸门(1)与布置于河岸上的用于驱动闸门(1)启闭的卷扬机(4)连接，闸门(1)的下端设置有沿闸门(1)运动轨迹布置的轨道(5)；所述的支臂(2)一端垂直固定在弧形闸门(1)背水面一侧，另一端旋转铰接于铰支座(3)上；所述的铰支座(3)与闸门(1)的圆心重合，其特征在于：所述的弧形闸门(1)为中空结构，闸门(1)内设置有可充水调节闸门(1)重量和浮力的浮箱(6)以及用于调节浮箱(6)内水量的设备舱(7)。
2.如权利要求1所述的一种超大型平面对开弧形三角闸门，其特征在于：所述的闸门(1)内设置有至少三个浮箱(6)，相邻浮箱(6)之间通过隔板隔开，相邻浮箱(6)的下端相互连通；所述的设备舱(7)布置于两个相邻浮箱(6)之间，设备舱(7)内设置有水泵。
3.如权利要求1所述的一种超大型平面对开弧形三角闸门，其特征在于：所述的支臂(2)与铰支座(3)的连接结构为自润滑球关节轴承结构。
4.如权利要求3所述的一种超大型平面对开弧形三角闸门，其特征在于：所述的支臂(2)为多根格钩杆相互连接而成的三角形桁架结构，包括两条沿闸门(1)径向方向布置的固定臂(8)；所述的两条固定臂(8)一端重合旋转铰接于铰支座(3)上，另一端张开呈等腰三角形固定于闸门(1)背水面上。
5.如权利要求4所述的一种超大型平面对开弧形三角闸门，其特征在于：所述的两条固定臂(8)固定在闸门(1)背水面一侧的上端位置，与闸门(1)形成垂直剖面为倒L形的结构。
6.如权利要求5所述的一种超大型平面对开弧形三角闸门，其特征在于：所述的两条固定臂(8)之间设置有起横向支撑作用的支撑杆(9)。
7.如权利要求1所述的一种超大型平面对开弧形三角闸门，其特征在于：所述的卷扬机(4)上设置有双向出绳的拉绳(10)；所述的拉绳(10)两端分别固定在闸门(1)两侧端部上。
8.如权利要求1所述的一种超大型平面对开弧形三角闸门，其特征在于：所述的闸门(1)两侧的河道上设置有用于存放闸门(1)的扇形门库(11)。
9.如权利要求1所述的一种超大型平面对开弧形三角闸门，其特征在于：所述的两扇闸门(1)相互连接处于关闭状态时其迎水面形成倒三角形状。
10.如权利要求1所述的一种超大型平面对开弧形三角闸门，其特征在于：所述的两扇闸门(1)之间设置有竖直布置的中缝止水条(12)，闸门(1)迎水面上设置有垂直水平面的长条凸台(15)，凸台(15)上设置有与河岸密封连接的竖直布置的侧止水条(13)，闸门(1)下端设置有与轨道(5)连接的水平布置的底止水条(14)，底止水条(14)的两端分别与中缝止水条(12)和侧止水条(13)的下端连接。
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| CN201520618459.8U CN204940217U (zh) | 2015-08-17 | 2015-08-17 | 一种超大型平面对开弧形三角闸门 |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106087895A (zh) * | 2016-08-17 | 2016-11-09 | 江苏省太湖水利规划设计研究院有限公司 | 一种带有底轨平面双开弧形闸门的防洪控制系统 |
| CN107288104A (zh) * | 2017-07-11 | 2017-10-24 | 浙江省水利水电勘测设计院 | 一种摇篮式挡水坝结构 |
| CN108149648A (zh) * | 2018-02-06 | 2018-06-12 | 王燕春 | 一种闸门及船闸 |
| CN109778796A (zh) * | 2019-02-16 | 2019-05-21 | 彭国洪 | 抵抗高水压的船闸闸门 |
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2015
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