CN209144756U - 一种机械压紧式的防淤堵弧门充水阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种机械压紧式的防淤堵弧门充水阀，安装在闸门顶梁格内，每个闸门在吊轴正下方设置一个充水阀，充水阀与吊轴在一个竖直平面内；充水阀包括充水管、山字形水封和四向运行弧门，充水管前、后端面分别与闸门面板、水封底座焊接，水封底座的凹槽内安装山字形水封，山字形水封两侧由水封压板经螺栓固定在水封底座上，四向运行弧门布置在充水管的末端且其弧门面板与山字形水封通过机械压紧方式紧贴，闸门顶梁横隔板上安装有两个定滑轮，定滑轮上绕设的拉绳一端与闸门上腰形孔中运动的吊轴连接，另一端与四向运行弧门连接，四向运行弧门还经拉杆与配重块连接。本实用新型能够适应不同水库水位和闸门尺寸条件，不受泥沙影响，止水可靠。

Description

一种机械压紧式的防淤堵弧门充水阀

技术领域

本实用新型涉及水利水电工程技术领域，尤其是涉及一种机械压紧式的防淤堵弧门充水阀。

背景技术

我国水电工程上的事故闸门和检修闸门一般为静水启门，启门前需向门后充水平压。目前，在国内应用的闸门充水平压的方式主要有以下几种：旁通阀式、门上设充水阀、小开度提门、闸门节间充水等型式，各种平压方式有其不同的特点及适用条件。

1、旁通阀充水：旁通阀设置于坝体内或进水闸的闸墩内，闸门前的库水通过旁通阀流至闸门后面，水流由管道闸阀控制，一般在阀室设两道阀，前面为检修闸阀，后面为工作闸阀，其操作平台设于坝体廊道内或闸墩顶面。这种平压方式具有简化门叶结构，且直径选择不受门叶结构限制的特点，但也存在造价高、操作维修不便，检修闸阀和闸阀前管道严重锈蚀难以检修更换所带来的安全风险等缺点。2、小开度提门充水：此充水方式适用于孔口直径较小，水头较小的闸门，以及布置充水阀困难时，但这种充水方式不能减小启闭机容量，而且有的小开度过流会使闸门产生振动，缝隙射流还会造成水工建筑物的空蚀破坏等，故一般较少采用。3、闸门节间充水：此充水方式往往是利用闸门的上下分节处形成孔口过流，这种方式的充水断面大，可缩短充水时间，而且结构简单，操作维修方便，不需设充水阀；由于充水时只提上节门，所以启闭机容量增加较少，也不增加启闭机扬程，但此充水方式多应用在低水头闸门上。4、门上设充水阀充水：此充水方式的结构形式较多，当闸门止水为前止水时，在闸门上开小门或设充水阀，这种结构较复杂；当闸门为后止水时，则在门上设充水管及阀体(或阀盖)；充水阀的操作应和闸门启闭机联动，充水管的直径应根据充水量和充水时间等因素来确定。此充水方式因操作维修较方便，所以应用较广。

充水阀常用的有压盖式、柱塞式结构，在低水头和清水条件下，主要采用传统的压盖式或柱塞式充水阀进行闸门的充水平压。压盖式一般用于下游止水闸门，而传统压盖式充水阀只设一道环形橡胶或矩形P型水封，若门顶存在泥沙或其它异物，会导致充水阀关闭不严密而发生漏水现象，尤其在高水头闸门中更显突出，水头越高漏水量越大；此外，充水阀轴向采用止轴环限位，会导致阀体与止轴环摩擦严重，且钢对钢摩擦系数很大，有时会导致充水阀无法关闭，影响闸门挡水运行且存在安全隐患，所以现有技术水平还不够完善。在高水头、高含沙和多工况运行条件时，传统的充水阀存在泥沙淤堵、阀芯卡阻、阀体锈蚀、充水阀漏水和检修困难等问题。

发明内容

为解决传统的充水阀会因泥沙、污物和水生物影响而造成阀芯卡阻无法正常工作的问题，本实用新型的目的是提供一种能够适应不同水库水位和闸门尺寸条件下，不受泥沙影响，止水可靠、检修维护量小、经济实用的机械压紧式的防淤堵弧门充水阀。

为实现上述发明目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种机械压紧式的防淤堵弧门充水阀，安装在闸门顶梁格内，每个闸门在吊轴正下方设置一个充水阀，充水阀与吊轴在一个竖直平面内；充水阀包括充水管、水封底座、山字形水封、水封压板、四向运行弧门、定滑轮、拉绳、拉杆和配重块，充水管横截面为矩形，充水管前端面与闸门面板焊接，后端面焊接水封底座，水封底座的凹槽内安装山字形水封，山字形水封两侧由水封压板通过螺栓固定在水封底座上，四向运行弧门布置在充水管的末端，为后置式充水阀；所述四向运行弧门由弧门面板和一对固定支臂、一对活动支臂、一对铰链和一对固定支铰组成，一对活动支臂与弧门面板焊接为整体结构，活动支臂上端和固定支臂通过铰链连接；一对固定支臂和一对固定支铰焊接为整体结构，一对固定支铰安装在闸门后侧筋板上，一对活动支臂的下端设置有一根导向销轴，导向销轴连接在左右布置的一对活动支臂下端，导向销轴的两端与固定支臂下部的运动槽孔之间为间隙配合，且导向销轴两端能够在运动槽孔内滑动；弧门面板与山字形水封通过机械压紧方式紧贴止水，闸门顶梁横隔板上安装有两个定滑轮，定滑轮上绕设的拉绳一端与闸门上腰形孔中运动的吊轴连接，另一端与活动支臂上的导向销轴连接，且连接点位于导向销轴中间位置，同时在导向销轴中间位置通过拉杆与配重块连接。

所述的机械压紧式的防淤堵弧门充水阀，其环形水封端面高出水封压板端面至少8mm。

所述的机械压紧式的防淤堵弧门充水阀，其进水管、水封底座、水封压板、四向运行弧门、定滑轮、拉绳、导向销轴、拉杆及螺栓均为不锈钢材质。

所述的机械压紧式的防淤堵弧门充水阀，其还能够用作水利工程的挡水弧门使用，弧门采用相应的液压启闭机或固定卷扬启闭机替代机械压紧式的防淤堵弧门充水阀中的拉绳和定滑轮；所述挡水弧门主要由弧门面板、固定支臂、活动支臂、铰链、固定支铰、导向销轴和运动槽孔组成，一对活动支臂与弧门面板焊接为整体结构，活动支臂上端和固定支臂通过铰链连接；一对固定支臂和一对固定支铰焊接为整体结构，一对固定支铰安装在闸门后侧筋板上，一对活动支臂的下端设置有一根导向销轴，导向销轴连接在左右布置的一对活动支臂下端，导向销轴的两端与固定支臂下部的运动槽孔之间为间隙配合，且导向销轴两端能够在运动槽孔内滑动。

由于采用如上所述的技术方案，本实用新型具有如下优越性：

该机械压紧式的防淤堵弧门充水阀，其设计新颖，操作简便，易于制造、安装和维护，是借鉴偏心铰弧形闸门工作经验，将弧门支臂分成活动支臂和固定支臂，活动支臂上端与固定支臂一端设计成铰接结构，活动支臂下端的导向销轴与固定支臂运动槽孔间隙配合，在闸门启门力的作用下，通过拉绳，与活动支臂联接的导向销轴在固定支臂运动槽孔的导向下，使活动支臂和弧门面板一起先后撤再提升，在配重块重力的作用下，通过拉杆带动导向销轴，使活动支臂和弧门面板一起先下降再前移，实现了竖直作用力驱动充水阀弧门具备四向运行功能；这种类型的充水阀不受泥沙和污物影响，不需要另外增加电动和液压机构，具有较强经济性、实用性和推广性。

该机械压紧式的防淤堵弧门充水阀，其充分利用多支点旋转和杠杆原理，利用限位板和运动槽孔的行程进行机械限位，实现充水阀四向弧门的下降、前移和后撤、提升运行，尤其是利用杠杆原理将配重块较小的重力，产生较大的前移作用力，为充水阀环形水封压缩提供了足够的驱动力，在导向销轴没有受到足够大的提升力时，这种结构的闸门在限位板和固定支铰的共同限制下，闸门全关位置具有自锁功能，四向弧门不会后撤，全关前移位置不变。

该机械压紧式的防淤堵弧门充水阀，其止水部件为后置式，山字形水封的运行不受泥沙和污物影响，不存传统充水阀阀板或阀芯卡阻问题；充水阀的环形山字形水封与弧门面板采用机械压紧方式止水，止水端面不磨损或磨损量很小，同时关键材料和部件均采用不锈钢制造，提高充水阀使用寿命和减少后期维护工作量。

该机械压紧式的防淤堵弧门充水阀，其充水阀的环形山字形水封与充水阀弧门面板采用机械压紧方式止水，充水阀的四向弧门全关前移位置时，四向弧门面板的位置与充水管上的水封底座保持一定的间隙，和充水阀止水所需环形山字形水封的机械压缩量，环形山字形水封端面高出与水封压板端面8mm以上，是为了保证止水橡皮足够的压缩量，够得较好的止水效果。

附图说明

图1是具有本实用新型机械压紧式的防淤堵弧门充水阀的闸门的主视结构示意图；

图2是图1中的B－B向剖视结构示意图；

图3是图1中的A－A向剖视结构示意图；

图4是图2中的四向运行弧门为全开后撤位置时的局部放大结构示意图；

图5是图2中的四向运行弧门为全关后撤位置时的局部放大结构示意图；

图6是图2中的四向运行弧门为全关前移位置时的局部放大结构示意图；

图7是图2中的四向运行弧门的结构示意图；

图8是图7中的四向运行弧门旋转角度后的结构示意图；

图9是图8的侧视结构示意图；

图10是图2中的山字形环形水封的结构示意图；

图中：1－吊耳板；2－吊轴；3－主滑块；4－腰形孔；5－全开位置的四向运行弧门；6－全关位置的四向运行弧门；7－拉杆；8－配重块；9－止水橡皮；10－侧导向；11－反滑块；12－定滑轮；13－拉绳；14－活动支臂；15－固定支臂；16－固定支铰；17－导向销轴；18－运动槽孔；19－水封底座；20－山字形水封；21－充水管；22－肋板；23－弧门；24－铰链；25－限位板；26－水封压板；27－螺栓。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案作进一步详细说明。

如图1～10所示，该机械压紧式的防淤堵弧门充水阀，安装在闸门顶梁格内，每个闸门在吊轴2正下方设置一个充水阀，充水阀与吊轴中心在一个竖直平面内；充水阀包括充水管21、水封底座19、山字形水封20、水封压板26、四向运行弧门、定滑轮12、拉绳13、拉杆7和配重块8，充水管21横截面为矩形，充水管前端面与闸门面板焊接，后端面焊接水封底座19，水封底座的凹槽内安装山字形水封20，山字形水封两侧由水封压板26通过螺栓27固定在水封底座19上，四向运行弧门布置在充水管的末端，为后置式充水阀；所述四向运行弧门由弧门面板23和一对固定支臂15、一对活动支臂14、一对铰链24和一对固定支铰16组成，一对活动支臂14与弧门面板23焊接为整体结构，活动支臂上端和固定支臂15通过铰链24连接，弧门面板绕活动支臂上的一对铰链旋转，从而实现四向弧门的前移和后撤；一对固定支臂15和一对固定支铰16焊接为整体结构，一对固定支铰安装在闸门后侧筋板上，一对活动支臂14左右布置，且二者下端连接有一根导向销轴17，导向销轴的两端与固定支臂下部的运动槽孔18之间为间隙配合，且导向销轴两端能够在运动槽孔内自由滑动，考虑传力要求，导向销轴中部较两端粗；弧门面板23与山字形水封20通过机械压紧方式紧贴止水，闸门顶梁横隔板上安装有两个定滑轮12，定滑轮上绕设的拉绳13一端与闸门上吊耳板1上的腰形孔4中运动的吊轴2连接，另一端与活动支臂14上的导向销轴17连接，且连接点位于导向销轴中间位置，同时在导向销轴中间位置的正下方通过拉杆7与配重块8连接。

上述的四向运行弧门，其固定支臂顶端靠近铰链24旁设有限位板25。

上述的山字形水封20端面高出水封压板26端面至少8mm，以保证水封有足够的机械压缩量，采用机械压紧方式使弧门面板压紧环形水封,充水阀安装到位后充水阀全关时弧门面板位置与充水管上的环形山字形水封位置相对固定，环形山字形水封也就固定不变，运用简单可靠的止水型式，保证最好的止水效果。

上述的机械压紧式的防淤堵弧门充水阀，其充水管21、水封底座19、水封压板26、四向运行弧门、定滑轮12、拉绳13、导向销轴17、拉杆7及螺栓均为不锈钢材质，由于充水阀处于水下工作环境，上述部件采用不锈钢材质，不易锈蚀，大大减小后期维护工作量或免维护。

根据闸门水头、闸门型式和闸门充水量等情况，调整充水阀的充水管管径和断面形状，充水管能够设计成圆形或矩形，以便满足不同充水时间的需要。

当闸门提升时，闸门吊耳板1上的腰形孔4中的吊轴2上升，带动定滑轮12上的拉绳13运动，在拉绳13的牵引下，克服配重块8的重力作用，带动活动支臂14上的导向销轴17在固定支臂15运动槽孔18内滑动，活动支臂14和弧门面板23一起绕铰链24旋转，四向弧门开始后撤，直至导向销轴17滑动至运动槽孔18的顶端,活动支臂和弧门面板停止转动，继而四向弧门、活动支臂和固定支臂开始绕安装在闸门后侧筋板上的固定支铰24旋转，四向弧门开始提升，当闸门吊轴运行至吊耳板上的腰形孔的顶部时停止运行，充水阀全开；反之，四向弧门先下降，当固定支臂15上的限位板25到达止水座板顶端，使四向弧门受机械限位的作用，停止下降后，活动支臂14上的导向销轴17在固定支臂15运动槽孔内向下反向滑动，活动支臂14和弧门面板23一起绕铰链24反向旋转，四向弧门开始前移，直接全关并前移到位。

四向运行弧门前移和后撤的机械限位主要通过固定支臂运动槽孔行程进行限位，四向运行弧门上限位通过闸门的吊轴在腰形孔的位置进行限位，下限位通过铰链旁边的限位板进行限位。

本实用新型的机械压紧式的防淤堵弧门充水阀，其还能够用作水利工程的挡水弧门使用，弧门采用相应的液压启闭机或固定卷扬启闭机替代机械压紧式的防淤堵弧门充水阀中的拉绳和定滑轮；所述挡水弧门主要由弧门面板、固定支臂、活动支臂、铰链、固定支铰、导向销轴和运动槽孔组成，一对活动支臂与弧门面板焊接为整体结构，活动支臂上端和固定支臂通过铰链连接；一对固定支臂和一对固定支铰焊接为整体结构，一对固定支铰安装在闸门后侧筋板上，一对活动支臂的下端设置有一根导向销轴，导向销轴连接在左右布置的一对活动支臂下端，导向销轴的两端与固定支臂下部的运动槽孔之间为间隙配合，且导向销轴两端能够在运动槽孔内滑动。工作过程与上述的机械压紧式的防淤堵弧门充水阀中的工作过程相同，通过固定支臂运动槽孔行程或其它类似形式进行前移和后撤的机械限位，通过铰链旁边的限位板或其它类似装置进行全关位置行程的机械限位。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，而非对本实用新型的限制，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的专利保护范围之内。

Claims (4)

1.一种机械压紧式的防淤堵弧门充水阀，其特征是：安装在闸门顶梁格内，每个闸门在吊轴正下方设置一个充水阀，充水阀与吊轴在一个竖直平面内；充水阀包括充水管、水封底座、山字形水封、水封压板、四向运行弧门、定滑轮、拉绳、拉杆和配重块，充水管横截面为矩形，充水管前端面与闸门面板焊接，后端面焊接水封底座，水封底座的凹槽内安装山字形水封，山字形水封两侧由水封压板通过螺栓固定在水封底座上，四向运行弧门布置在充水管的末端，为后置式充水阀；所述四向运行弧门由弧门面板和一对固定支臂、一对活动支臂、一对铰链和一对固定支铰组成，一对活动支臂与弧门面板焊接为整体结构，活动支臂上端和固定支臂通过铰链连接；一对固定支臂和一对固定支铰焊接为整体结构，一对固定支铰安装在闸门后侧筋板上，一对活动支臂的下端设置有一根导向销轴，导向销轴连接在左右布置的一对活动支臂下端，导向销轴的两端与固定支臂下部的运动槽孔之间为间隙配合，且导向销轴两端能够在运动槽孔内滑动；弧门面板与山字形水封通过机械压紧方式紧贴止水，闸门顶梁横隔板上安装有两个定滑轮，定滑轮上绕设的拉绳一端与闸门上腰形孔中运动的吊轴连接，另一端与活动支臂上的导向销轴连接，且连接点位于导向销轴中间位置，同时在导向销轴中间位置通过拉杆与配重块连接。

2.根据权利要求1所述的机械压紧式的防淤堵弧门充水阀，其特征是：其环形水封端面高出水封压板端面至少8mm。

3.根据权利要求1所述的机械压紧式的防淤堵弧门充水阀，其特征是：其进水管、水封底座、水封压板、四向运行弧门、定滑轮、拉绳、导向销轴、拉杆及螺栓均为不锈钢材质。

4.根据权利要求1所述的机械压紧式的防淤堵弧门充水阀，其特征是：其还能够用作水利工程的挡水弧门使用，弧门采用相应的液压启闭机或固定卷扬启闭机替代机械压紧式的防淤堵弧门充水阀中的拉绳和定滑轮。