专利名称：具有内包刚性板材的伸缩式高水头橡皮水封的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用来封堵高水头(高压力)下孔、洞闸门漏水的橡皮水封，特别是伸缩式高水头橡皮水封。
背景技术：
随着高水头泄水建筑物的不断开发，泄水孔、洞闸门的止水问题显得越来越突出。高水头(高压力)作用下闸门发生漏水，不仅引起不必要的水资源损失，而且可能形成缝隙流，导致建筑物空蚀和闸门振动，威胁工程安全。
目前国内外对于高水头闸门的止水形式主要有紧压式止水和伸缩式止水两种。
紧压式止水形式是，通过偏心铰转动使闸门面板向前移动压紧水封封头而封水，这种止水形式的缺点是当闸门总水压力很大时，偏心铰的制造在技术上很困难。
伸缩式止水形式是，在水封背部施加一定的背压使水封向外伸移压紧水封封头而封水，伸缩式止水形式对闸门要求不高，闸门一般采用普通园柱铰，比较经济。
《人民长江》2002年11月(第33卷11期)32-34页的文章“充压伸缩式水封特性探讨”，对在伸缩式止水形式中使用的水封进行了介绍。伸缩式止水形式使用的水封一般为环形，布置在泄水孔、洞的四周，水封断面型式虽然各有不同，但一般以“山”字型断面为主；其结构主要包括橡胶封头、两肢臂、两翼头，封头的底部与两肢臂连接，两肢臂两端分别与两翼头连接。
伸缩式止水形式的原理为当闸门关闭后，利用水封背面的充压腔(充压袋)加压，使水封的封头头部外伸紧压在闸门面板上，并产生一定的压缩量，从而达到止水目的。伸缩式止水形式应用于高水头闸门止水主要具有两大特点1、可以适应闸门变形。当闸门面板受到水压力作用后，通常闸门将产生弹性变形，加之加工精度、安装精度及温度变化等的影响，使闸门后移而导致止水橡胶与闸门面板脱离，发生缝隙流。伸缩式水封借助于背压能使水封封头较好地适应变形而紧压在闸门面板上，从而起到良好的封水作用；2、减小闸门启闭容量和延长橡胶使用寿命。该封水型式在闸门开启前，将所加背压取消，橡胶封头头部缩回而与闸门面板脱离，从而使闸门启闭力减小，同时延长水封橡胶的使用寿命。
但受技术上的限制，目前封头橡胶的强度和硬度是有限的，当水头超过100米时，普通伸缩式止水的橡皮封头在高压作用下所产生的偏移量较大，这样会造成1、影响水封的使用寿命；2、使水封封水效果降低；3、会造成橡胶封头头部无法缩回，影响水封的正常工作。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种具有内包刚性板材的伸缩式高水头橡皮水封。该橡皮水封的使用寿命长，水密性好，高压作用下产生的偏移量小。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是具有内包刚性板材的伸缩式高水头橡皮水封，它包括封头、两肢臂、两翼头，封头的底部与两肢臂连接，两肢臂两端分别与两翼头连接；封头内部设有刚性板。
上述方案中，刚性板与封头的中心线组成的面平行。
上述方案中，刚性板设置在封头的中心线上。
上述方案中，刚性板设置在封头的中心线的一侧。
上述方案中，刚性板设置在封头的中心线的两侧。
上述方案中，刚性板为环形。
上述方案中，刚性板分段设置在封头内部。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点1、由于作为封水橡胶，其硬度也不能太高，否则会影响封水的水密性。因此，本实用新型封头内部设有刚性板，刚性板材是加强封头抵抗侧向库水压力作用，从而减少封头向外所产生偏移的辅助部件，刚性板基本不影响水封封头的伸缩变形。本实用新型将刚性板材抗剪能力强的特点与封头固有的柔韧性结合起来，水封具备常规橡皮水封的水密性，显著地提高了封头抗偏移的能力，使用寿命长。
2、刚性板与封头的中心线组成的面平行，封头受力合理，在高水头(高压力)作用下封头所产生的偏移量较小。
3、刚性板设置在封头的中心线上，可提高封头抗偏移、抗剪变形的能力。
4、刚性板设置在封头的中心线的两侧，可提高封头抗偏移、抗剪变形的能力。
5、刚性板设置在封头的中心线的一侧，可对封头背水一侧进行支撑，以克服水压力，减少封头偏移。
6、刚性板为环形，也可根据情况分段设置在封头内部。
7、加工制造简单、使用方便。
图1为本实用新型实施例1的整体结构示意图图2为图1的A-A横截面图图3为本实用新型实施例1使用状态(封头缩回)示意图图4为本实用新型实施例1使用状态(封头伸出)示意图图5为本实用新型实施例2的横截面图图6为本实用新型实施例3的横截面图图7为本实用新型实施例4的整体结构示意图具体实施方式
如图1所示的本实用新型实施例1，它为一个根据封堵对象孔、洞或闸门大小及布置条件而设置的环状橡皮水封1，如图2，橡皮水封包括封头2、两肢臂4、两翼头5。封头2的底部与两肢臂4连接，两肢臂4两端分别与两翼头5连接。封头2采用高强度、高硬度橡胶材料，使其能承受较大的接触应力。肢臂4采用弹性良好、能够满足水封伸缩要求的橡皮制成。水封翼头5材料的性能要介于前两者之间，既要有良好的伸缩性，又要有较高的硬度，以保证两翼头压缩后能够形成压力腔。封头2内部设有刚性板3，刚性板3与封头2的中心线组成的面平行，刚性板3设置在封头2的中心线上。刚性板3也为环形。刚性板3可以采用钢板、合金板、高强塑料板或其它复合板等。
如图3、4所示，图中箭头方向为库水压力方向。本实用新型水封1一般布置在突扩门槽处，相关部件还有底座10、压板6、联结螺栓7、闸门面板11、闸门门槽12。首先将底座10牢固布置在闸门门槽12表面、并把水封1背部底座10上的加压孔8与背部加压(库水压或备用水压)系统连接好，为使用方便通常在水封底座10上还设排水孔，以便必要时卸掉水封背部的压力；安装环状本实用新型水封1，用压板6通过联结螺栓7压紧水封的两个翼头5，形成水封背部压力腔9，这样就完成了橡皮水封的安装与布置工作。
本实用新型封头的工作过程如下闸门放下挡水，面板11与水封封头2之间的缝隙向外射水；启动水封背部加压系统，通过加压孔8向压力腔9充压，使水封封头2外伸压紧在闸门面板11上(如图4)，产生一定的压缩量，从而达到止水目的，由于内包刚性板材3，此时封头2向外所产生的偏移较小。当需要开启闸门时，关掉加压孔8、打开排水孔卸掉水封1背部的压力，在库水压力和橡胶弹性力的共同作用下水封封头2离开闸门面板11，自如地回缩原位(如图3)，这时面板11与水封封头2之间的缝隙又向外射水，提起闸门，建筑物孔、洞向外泄水。如此循环往复，本实用新型伸缩式高水头橡皮水封1即可以协同闸门实现启闭自如地运行。
如图5所示的本实用新型实施例2，它的刚性板3设置在封头2的中心线的两侧。
如图6所示的本实用新型实施例3，图中箭头方向为库水压力方向。它的刚性板3设置在封头2的中心线的一侧。
如图7所示的本实用新型实施例4，它的刚性板3分段设置在封头2内部。
上述本实用新型实施例，其封头1工作受力合理、加工制造简单、能有效减少封头的偏移量，大大降低水封运行中的故障，延长伸缩式水封的使用寿命，具有很强的实用价值。这种水封可用于水利、水电、建筑和机械等工程领域。
权利要求1.具有内包刚性板材的伸缩式高水头橡皮水封，它包括封头(2)、两肢臂(4)、两翼头(5)，封头(2)的底部与两肢臂(4)连接，两肢臂(4)两端分别与两翼头(5)连接；其特征在于封头(2)内部设有刚性板(3)。
2.如权利要求1所述的水封，其特征在于刚性板(3)与封头(2)的中心线组成的面平行。
3.如权利要求2所述的水封，其特征在于刚性板(3)设置在封头(2)的中心线上。
4.如权利要求2所述的水封，其特征在于刚性板(3)设置在封头(2)的中心线的两侧。
5.如权利要求2所述的水封，其特征在于刚性板(3)设置在封头(2)的中心线的一侧。
6.如权利要求2所述的水封，其特征在于刚性板(3)为环形。
7.如权利要求2所述的水封，其特征在于刚性板(3)分段设置在封头(2)内部。
专利摘要本实用新型涉及具有内包刚性板材的伸缩式高水头橡皮水封，它包括封头(2)、两肢臂(4)、两翼头(5)，封头(2)的底部与两肢臂(4)连接，两肢臂(4)两端分别与两翼头(5)连接；封头(2)内部设有刚性板(3)。由于作为封水橡胶，其硬度也不能太高，否则会影响封水的水密性。因此，本实用新型封头内部设有刚性板，刚性板材是加强封头抵抗侧向库水压力作用，从而减少封头向外所产生偏移的辅助部件，刚性板基本不影响水封封头的伸缩变形。本实用新型将刚性板材抗剪能力强的特点与封头固有的柔韧性结合起来，水封具备常规橡皮水封的水密性，显著地提高了封头抗偏移的能力，使用寿命长。
文档编号E02B7/20GK2761688SQ20042011171
公开日2006年3月1日 申请日期2004年11月30日 优先权日2004年11月30日
发明者刘礼华, 魏晓斌, 欧珠光, 吕念东, 李翠华 申请人:武汉大学