CN212672483U - 一种变阻尼拍门 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变阻尼拍门，该变阻尼拍门包括拍门本体，所述拍门本体用于闭合或者打开出水管道，还包括变径扇形油缸，所述变径扇形油缸内填充有液体阻尼油；所述变径扇形油缸的内腔上方水平贯穿设置有转轴，所述转轴上安装有与其同步转动的阻尼活页，所述拍门本体通过设置在其两侧的拍门支臂与转轴的两端固定连接；所述阻尼活页的中部开设有用于供液体阻尼油通过的过油口，所述阻尼活页的背面设置有用于闭合或者打开过油口的活门，所述活门与阻尼活页的背面之间通过扭转弹簧连接。本实用新型的变阻尼拍门可以在拍门关门行程提供逐渐变大的阻尼，和拍门开门行程中逐渐变小的阻尼，在保证拍门可以缓慢关闭的同时，还能减少开启阻力。

Description

一种变阻尼拍门

技术领域

本实用新型属于拍门的技术领域，具体涉及一种变阻尼拍门。

背景技术

拍门广泛用于单向出流的管道，以泵站为例，当需要正向出流时，水泵出水管道内水压力顶开拍门，拍门以固定支座为圆心做向上的圆周运动，至水流水平冲击力，拍门所受浮力和重力，以及支座约束力几种力受力平衡，此时拍门开至一定开启角度，且达到出水运行的平衡状态；当水泵关机或者水泵失去动力，原本冲击在拍门上使拍门向上运动的水流停止，相反的，由于出水侧水压力高，会使得水流在压力差作用下，从管道反向流动的，此时拍门需要发挥单向阀门的截断反向水流功能，防止水流持续倒流造成危险。

传统的拍门在处于单向阀工况时，容易在反向水流惯性力以及自重的作用下，快速的闭合引起停泵管道水锤，巨大的水锤惯性力会导致拍门自身机构、管道和附属设施以及水泵机组的损坏，故拍门的启闭特点可以归纳为快开和慢关，快开意味着可以减少水泵的开机阻力，因为拍门开启的力来源于水泵提供给水流的惯性力，是持续且稳定的惯性力作用在拍门上，拍门才能被推开；慢关就是在停泵和事故工况时，缓慢关闭来减少自身冲击，以及管道内的回水惯性力。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种变阻尼拍门。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种变阻尼拍门，包括拍门本体，所述拍门本体用于闭合或者打开出水管道，还包括变径扇形油缸，所述变径扇形油缸内填充有液体阻尼油；所述变径扇形油缸的内腔上方水平贯穿设置有转轴，所述转轴上安装有与其同步转动的阻尼活页，所述拍门本体通过设置在其两侧的拍门支臂与转轴的两端固定连接；

所述阻尼活页的中部开设有用于供液体阻尼油通过的过油口，所述阻尼活页的背面设置有用于闭合或者打开过油口的活门，所述活门与阻尼活页的背面之间通过扭转弹簧连接。

上述技术方案中，所述转轴的布置方向与出水管道的出水方向垂直，所述转轴的两端分别贯穿变径扇形油缸的两侧壁向外延伸，所述转轴的两端端部设置有与其固定连接的扭杆弹簧。

上述技术方案中，所述变径扇形油缸包括竖向面、水平面、弧形面、以及设置在两侧的扇形面，所述变径扇形油缸的扇形面半径由竖向面向水平面逐渐增加。

上述技术方案中，所述阻尼活页的两侧侧边与变径扇形油缸的内壁贴合布置，所述阻尼活页的底边与变径扇形油缸靠近竖向面的底端贴近，所述阻尼活页的两侧侧边和底边上均沿间隔开设有若干个孔洞。

上述技术方案中，所述变径扇形油缸的上下方均设置有安装板，所述安装板通过锁紧件与位于在出水管道上方的出水池墙壁固定连接。

上述技术方案中，所述安装板上设置有若干个用于安装锁紧件的安装孔。

上述技术方案中，所述扭杆弹簧的悬置端通过安装支座与位于在出水管道上方的出水池墙壁固定连接。

上述技术方案中，所述活门与阻尼活页的连接处设置有用于安装扭转弹簧的安装轴。

上述技术方案中，所述扭转弹簧具有螺旋部、第一弹簧脚部以及第二弹簧脚部，所述螺旋部套设于安装轴上，所述第一弹簧脚部通过扭转力压紧于阻尼活页上，所述第二弹簧脚部通过扭转力压紧于活门上。

上述技术方案中，所述变径扇形油缸内填充的液体阻尼油的液面高度低于转轴的安装高度。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

其一，本实用新型的变阻尼拍门设计有变径扇形油缸，内部填充的起到阻尼作用的液体阻尼油，变径扇形油缸的扇形面半径由竖向面向水平面逐渐增加，可以在拍门关门行程提供逐渐变大的阻尼，和拍门开门行程中逐渐变小的阻尼，在保证拍门可以缓慢关闭的同时，还能减少开启阻力。

其二，本实用新型的变阻尼拍门设计有阻尼活页和活门，该阻尼活页控制着整个阻尼器随拍门闭合的阻力传递，阻尼活页随着拍门的启闭，在油缸中以同样的角度开合，开启拍门，阻尼活页逆时针旋转，关闭拍门，阻尼活页顺时针旋转，该活页与变径扇形油缸有摩擦的边上都设有孔洞，方便阻尼油液通过。

其三，本实用新型的阻尼活页上设置的过油口，活门在拍门闭合行程时封闭过油口，且同阻尼活页一起做同心圆运动，在拍门开启行程时候，活门在阻尼活页的过油口通过的阻尼油液冲击力下，呈开启状态，活门在阻尼活页上通过设计一个小的扭转弹簧，保证活门在静止状态时一般都处于闭合状态。

其四，本实用新型的转轴的两端端部设置有与其固定连接的扭杆弹簧，扭杆弹簧能够为拍门提供持久的逆时针向上的扭矩，起到进一步减小开启阻力和增大关闭阻力的作用，且扭杆弹簧占空间小，可以精简结构。

附图说明

图1为本实用新型的变阻尼拍门打开状态的立体结构示意图；

图2为本实用新型的变阻尼拍门的打开状态的侧视结构示意图；

图3为本实用新型的变阻尼拍门的关闭状态的侧视结构示意图；

图4为变径扇形油缸的放大结构示意图；

图5为扭转弹簧的放大结构示意图；

图中：1-拍门本体、1.1-拍门支臂、2-出水管道、3-变径扇形油缸、3.1-竖向面、3.2-水平面、3.3-弧形面、3.4-扇形面、4-转轴、5-阻尼活页、5.1-孔洞、6-过油口、7-活门、8-扭转弹簧、8.1-螺旋部、8.2-第一弹簧脚部、8.3-第二弹簧脚部、9-扭杆弹簧、10-安装板、10.1-安装孔、11-锁紧件、12-出水池墙壁、13-安装支座、14-安装轴。

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，便于清楚地了解本实用新型，但它们不对本实用新型构成限定。

如图1所示，本实用新型的变阻尼拍门包括拍门本体1，所述拍门本体1用于闭合或者打开出水管道2，还包括变径扇形油缸3，所述变径扇形油缸3内填充有液体阻尼油，液体阻尼油优选为能起到阻尼作用的黏性硅油；所述变径扇形油缸3的内腔上方水平贯穿设置有转轴4，所述转轴4上安装有与其同步转动的阻尼活页5，所述拍门本体1通过设置在其两侧的拍门支臂1.1与转轴4的两端固定连接；所述变径扇形油缸3内填充的液体阻尼油的液面高度低于转轴4的安装高度。

所述阻尼活页5的中部开设有用于供液体阻尼油通过的过油口6，所述阻尼活页5的背面设置有用于闭合或者打开过油口6的活门7，所述活门7与阻尼活页5的背面之间通过扭转弹簧8连接。活门7只可以单向通过阻尼油液，其作用是开启拍门时增大阻尼，关闭拍门时减小阻尼。阻尼活页5上设置的过油口6，活门7在拍门闭合行程时封闭过油口6，且同阻尼活页5一起做同心圆运动，在拍门开启行程时候，活门7在阻尼活页5的过油口6通过的阻尼油液冲击力下，呈开启状态，活门7在阻尼活页5上通过设计一个小的扭转弹簧8，保证活门7在静止状态时一般都处于闭合状态。

如图2所示，所述转轴4的布置方向与出水管道2的出水方向垂直，所述转轴4的两端分别贯穿变径扇形油缸3的两侧壁向外延伸，所述转轴4的两端端部设置有与其固定连接的扭杆弹簧9。扭杆弹簧9能够为拍门提供持久的逆时针向上的扭矩，起到进一步减小开启阻力和增大关闭阻力的作用，且扭杆弹簧占空间小，可以精简结构。扭杆弹簧的扭力值设定通过逆时针旋转扭杆至关闭状态下的拍门能够微微张开，在小角度开合时无明显阻力即可，扭杆弹簧的扭转角度应不小于拍门的设计开启角。

如图3所示，所述变径扇形油缸3的上下方均设置有安装板10，所述安装板10通过锁紧件11与位于在出水管道2上方的出水池墙壁12固定连接。所述安装板10上设置有若干个用于安装锁紧件11的安装孔10.1，锁紧件11可采用膨胀螺栓。所述扭杆弹簧9的悬置端通过安装支座13与位于在出水管道2上方的出水池墙壁12固定连接。所述活门7与阻尼活页5的连接处设置有用于安装扭转弹簧8的安装轴14。

如图4所示，所述变径扇形油缸3包括竖向面3.1、水平面3.2、弧形面3.3、以及设置在两侧的扇形面3.4，所述变径扇形油缸3的扇形面3.4半径由竖向面3.1向水平面3.2逐渐增加。变径扇形油缸主要目的是在拍门关门行程提供逐渐变大的阻尼，和拍门开门行程中逐渐变小的阻尼。所述阻尼活页5的两侧侧边与变径扇形油缸3的内壁贴合布置，所述阻尼活页5的底边与变径扇形油缸3靠近竖向面3.1的底端贴近，所述阻尼活页5的两侧侧边和底边上均沿间隔开设有若干个孔洞5.1。该阻尼活页控制着整个阻尼器随拍门闭合的阻力传递，阻尼活页随着拍门的启闭，在油缸中以同样的角度开合，开启拍门，阻尼活页逆时针旋转，关闭拍门，阻尼活页顺时针旋转，该活页与变径扇形油缸有摩擦的边上都设有孔洞，方便阻尼油液通过。

如图5所示，所述扭转弹簧8具有螺旋部8.1、第一弹簧脚部8.2以及第二弹簧脚部8.3，所述螺旋部8.1套设于安装轴14上，所述第一弹簧脚部8.2通过扭转力压紧于阻尼活页5上，所述第二弹簧脚部8.3通过扭转力压紧于活门7上。

本实用新型变阻尼拍门的结构安装时候按先中间再两边的方法，先安装固定变径扇形油缸包括其内部的部件，在阻尼活页旋转处于水平状态时候，再安装固定左右两根扭杆弹簧的外端的安装支座，这时，扭杆处于松弛状态，扭力为零，转轴未转动，阻尼活页也处于水平状态，最后在拍门最大开启状态将拍门及其拍门支臂焊接到转轴上，然后释放拍门，这样，拍门在重力作用下下落，拍门支臂带动拍门绕转轴向下慢慢转动关闭，转轴带动扭杆弹簧逐渐胀紧，扭力增加，扭杆弹簧逐渐形成一个与拍门关闭方向相反的扭矩，这个力在拍门开启时，推动拍门向上转动，减小开启所需要的外力，在拍门关闭时，向上的力矩可以阻止拍门快速关闭，起到安全作用。

本实用新型变阻尼拍门的工作原理：

(一)开启工况：

1)此时拍门闭合，变径扇形油缸3中的油液静止，阻尼活页5处于其行程下止点，活门7处于闭合状态，贴附于阻尼活页5的背面，扭杆弹簧9处于张紧最大扭矩状态；

2)管道里面水流受水泵压力向出口流动，水流作用在拍门内侧，推动拍门开启，至此，阻尼器内部机构随拍门开启同拍门一起运动；

3)随拍门在水流惯性力作用下开启，变径扇形油缸3中的油液不再静止，阻尼活页5从行程下止点开始做与拍门同心逆时针转动，油液从阻尼活页5的开孔中流过，其中，活门7从闭合状态开始在阻尼油穿过阻尼活页5过油口6时的惯性力作用下张开，活门7对拍门开启的阻力作用很小，此时阻尼活页5上作用的的阻力亦较小，扭杆弹簧9此时从最大扭矩状态开始释放扭力，克服阻尼器阻力和拍门重力，水流借助扭杆弹簧9的作用，可以很容易的推开拍门，达到了快开的目的，同时降低了推开拍门所需要的水推力，进而节省了水泵的扬程和能耗；

4)随着水流加大，拍门继续被水流顶起，沿逆时针方向旋转，阻尼活页5继续做拍门同心逆时针旋转，活门7不阻挡阻尼油液穿过阻尼活页5，活门7在穿过过油口6阻尼油惯性力作用下保持开启状态，活门7不阻挡阻尼油液穿过阻尼活页5，整个阻尼器表现为阻尼油基本无阻力的，阻尼活页5在做逆时针圆周运动时，下边缘会逐渐远离变径扇形油缸3，这两个距离的随着拍门的开启角度增加而增加，表现为阻尼油穿过阻尼活页5的面积可以随开启角度增加，阻尼可以逐渐减少，有利于拍门的开启运行；这个开启过程中扭杆弹簧9的扭矩逐渐释放，扭转角逐渐减小，保证开启过程中有持续的扭矩，减小阻力，实现快速开启；

5)拍门开启角达到设计角度后，开启角度最大，不再有旋转，阻尼器不再产生任何阻力，活门7在安装轴处的扭转弹簧8作用下逐渐闭合，和阻尼活页5的相对位置关系恢复至开启前的状态，即产生主要阻尼作用的过油口6此时被活门7封闭，阻尼活页5下缘和变径扇形油缸3的距离此时达到最大，扭杆弹簧9此时释放所有的扭矩，扭转角度归零，出水管道出流顺畅，水泵在额定工况运行；

(二)关闭工况：

1)当水泵停泵，内水压力减小，外水压力高于内水压力，水产生倒流，此时拍门需要关闭，此时从上述开启状态5开始其逆过程，阻尼器开始实现变阻尼调节过程；

2)阻尼活页5随拍门关闭而顺时针旋转，其下缘与变径扇形油缸3的距离随着闭合角度的增加而减少，表现为阻尼油流过的面积逐渐减小，该面积上过流阻力逐渐增加，能量消耗也逐渐增加，与此同时，随拍门旋转轴承同轴的扭杆弹簧9，其扭力值持续上升，扭矩逐渐增加，对关门的阻力逐渐增加，当拍门处于关闭行程时，越接近完全关闭状态所需要克服的阻力也越大，这样就实现了变阻尼调节关门速度的问题，在此过程中，活门7在受到关门阻尼油惯性作用下始终保持关闭，阻尼油只能持续流过阻尼活页5上的小孔洞，从而保持消耗动能；

3)完全关闭时，整个变阻尼机构相对位置回到开启工况1中的位置，不同的是动能通过阻尼器消耗变成阻尼油液的内能，油液温度上升，至此，变阻尼缓降器的一个完整工作周期结束。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，应当指出，其余未详细说明的为现有技术，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变阻尼拍门，包括拍门本体(1)，所述拍门本体(1)用于闭合或者打开出水管道(2)，其特征在于：还包括变径扇形油缸(3)，所述变径扇形油缸(3)内填充有液体阻尼油；所述变径扇形油缸(3)的内腔上方水平贯穿设置有转轴(4)，所述转轴(4)上安装有与其同步转动的阻尼活页(5)，所述拍门本体(1)通过设置在其两侧的拍门支臂(1.1)与转轴(4)的两端固定连接；

所述阻尼活页(5)的中部开设有用于供液体阻尼油通过的过油口(6)，所述阻尼活页(5)的背面设置有用于闭合或者打开过油口(6)的活门(7)，所述活门(7)与阻尼活页(5)的背面之间通过扭转弹簧(8)连接。

2.根据权利要求1所述的变阻尼拍门，其特征在于：所述转轴(4)的布置方向与出水管道(2)的出水方向垂直，所述转轴(4)的两端分别贯穿变径扇形油缸(3)的两侧壁向外延伸，所述转轴(4)的两端端部设置有与其固定连接的扭杆弹簧(9)。

3.根据权利要求1所述的变阻尼拍门，其特征在于：所述变径扇形油缸(3)包括竖向面(3.1)、水平面(3.2)、弧形面(3.3)、以及设置在两侧的扇形面(3.4)，所述变径扇形油缸(3)的扇形面(3.4)半径由竖向面(3.1)向水平面(3.2)逐渐增加。

4.根据权利要求1或2或3所述的变阻尼拍门，其特征在于：所述阻尼活页(5)的两侧侧边与变径扇形油缸(3)的内壁贴合布置，所述阻尼活页(5)的底边与变径扇形油缸(3)靠近竖向面(3.1)的底端贴近，所述阻尼活页(5)的两侧侧边和底边上均沿间隔开设有若干个孔洞(5.1)。

5.根据权利要求1或2或3所述的变阻尼拍门，其特征在于：所述变径扇形油缸(3)的上下方均设置有安装板(10)，所述安装板(10)通过锁紧件(11)与位于在出水管道(2)上方的出水池墙壁(12)固定连接。

6.根据权利要求5所述的变阻尼拍门，其特征在于：所述安装板(10)上设置有若干个用于安装锁紧件(11)的安装孔(10.1)。

7.根据权利要求2所述的变阻尼拍门，其特征在于：所述扭杆弹簧(9)的悬置端通过安装支座(13)与位于在出水管道(2)上方的出水池墙壁(12)固定连接。

8.根据权利要求1或2或3所述的变阻尼拍门，其特征在于：所述活门(7)与阻尼活页(5)的连接处设置有用于安装扭转弹簧(8)的安装轴(14)。

9.根据权利要求8所述的变阻尼拍门，其特征在于：所述扭转弹簧(8)具有螺旋部(8.1)、第一弹簧脚部(8.2)以及第二弹簧脚部(8.3)，所述螺旋部(8.1)套设于安装轴(14)上，所述第一弹簧脚部(8.2)通过扭转力压紧于阻尼活页(5)上，所述第二弹簧脚部(8.3)通过扭转力压紧于活门(7)上。

10.根据权利要求1或2或3所述的变阻尼拍门，其特征在于：所述变径扇形油缸(3)内填充的液体阻尼油的液面高度低于转轴(4)的安装高度。

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