专利名称：一种高水头船闸一体式平面阀门的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种输水阀门门体结构，具体的说是一种高水头船闸一体式平面阀门。
背景技术：
船闸输水阀门是设在船闸输水廊道中输水孔口上用来控制灌、泄水的阀门，作为船闸输水系统的咽喉，输水阀门工作条件的好坏直接影响输水系统的安全、船舶的过闸时间及整个船闸能否稳定工作。目前，国内外输水阀门采用弧形阀门和平面阀门两种门型。现有技术中，平面输水阀门门体结构为等截面平面门，阀门背水面为梁格布置，阀门底缘采用锐缘且倾向下游，通过大量的模型试验研究表明，其主要缺点如下:
(1)阀门背水面为梁格布置，阀门开启过程中背水面与门楣不能形成固定的间隙，门楣自然通气不顺畅，甚至门楣不能自然通气；
⑵阀门背水面为梁格布置，阀门自身刚度不够，阀门形变较大；
⑶阀门背水面为梁格布置，阀门自振频率较低，容易与水流激振频域重合，原型中可能形成共振； ⑷阀门背水面为梁格布置，门后背水面门体梁格受紊动水流影响明显，阀门启门力及其脉动较大；
(5)阀门底缘采用锐缘且倾向下游，流经底缘的水流不顺畅，水流容易发生分离性空化。由此可见，现有的平面输水阀门门体结构是有待改进的。
发明内容
本发明的目的在于:为解决以上背景技术中提出的5个技术问题，提出一种高水头船闸一体式平面阀门，利于门楣自然通气的顺畅和通气量的稳定，避免门槽空化，减小阀门形变，提高阀门自振频率，远离水流激振频域，启门力及其脉动显著下降，底缘不容易发生分离性空化。本发明解决以上技术问题的技术方案是:
一种高水头船闸一体式平面阀门，平面阀门的背水面采用钢板封闭，阀门开启过程中，阀门背水面与门楣形成固定的间隙；平面阀门的迎水面采用钢板封闭，迎水面采用变截面，即迎水面的钢板结构为中间厚两侧薄，且两侧向内倾斜并与竖直面成β夹角；平面阀门底缘采用钢板封闭且为锐缘，锐缘倾向上游并与水平面成α夹角。本发明进一步限定的技术方案是:
前述的高水头船闸一体式平面阀门，其中所述阀门背水面采用钢板全封闭。前述的高水头船闸一体式平面阀门，其中所述β夹角为锐角。前述的高水头船闸一体式平面阀门，其中所述α夹角为锐角。本发明的有益效果是:
⑴阀门背水面封闭后，阀门开启过程中，阀门背水面与门楣能够形成固定的间隙，利于门楣自然通气的顺畅和通气量的稳定。⑵阀门迎水面采用钢板封闭及阀门迎水面采用变截面(变截面夹角β在0-90°范围内)起到的作用是:a)阀门主支撑沿水流方向宽度较小，使阀门门槽采用小门槽成为可能，避免门槽空化；b)阀门自身刚度提高，阀门形变减小；c)提高了阀门自振频率，远离水流激振频域。⑶背水面采用钢板全封闭，门后紊动水流对门体的作用减小，启门力及其脉动显著下降。⑷阀门底缘采用锐缘，且倾向上游，并与水平面成α夹角(α为锐角)，流经底缘的水流顺畅，底缘不容易发生分离性空化。
图1是本发明平面输水阀门的主视图。图2是本发明平面输水阀门的俯视图。图3是本发明平面输水阀门的侧视图。图4是原门型与本发明门型自振频率对比图。图5是原门型与本发明门型净动水启门力对比图。
具体实施例方式实施例1
本实施例是一种高水头船闸一体式平面阀门，结构如图1-3所示，平面阀门的背水面I采用钢板封闭，阀门开启过程中，阀门背水面与门楣形成固定的间隙；平面阀门的迎水面2采用钢板封闭，迎水面2采用变截面，即迎水面2的钢板结构为中间厚两侧薄，且两侧向内倾斜并与竖直面成β夹角，β夹角为锐角；平面阀门底缘采用钢板封闭且为锐缘，锐缘倾向上游并与水平面成α夹角，α夹角为锐角。
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这样，阀门背水面封闭后，阀门开启过程中，阀门背水面与门楣能够形成固定的间隙，利于门楣自然通气的顺畅和通气量的稳定。阀门采用钢板封闭及沿阀门宽度方向阀门采用变截面(变截面夹角β在0-90°范围内)，阀门主支撑沿水流方向宽度较小，使阀门门槽采用小门槽成为可能，避免门槽空化；阀门自身刚度提高，阀门形变减小；提高了阀门自振频率，原门型与本发明门型自振频率对比如图4所示，由图可知可远离水流激振频域。背水面采用钢板全封闭，原门型与本发明门型净动水启门力对比如图5，可图可知，门后紊动水流对门体的作用减小，启门力及其脉动显著下降。阀门底缘采用锐缘，且倾向上游，并与水平面成α夹角(α为锐角)，流经底缘的水流顺畅，底缘不容易发生分离性空化。除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
权利要求
1.一种高水头船闸一体式平面阀门，其特征在于:所述平面阀门的背水面采用钢板封闭，阀门开启过程中，阀门背水面与门楣形成固定的间隙；所述平面阀门的迎水面采用钢板封闭，迎水面采用变截面，即迎水面的钢板结构为中间厚两侧薄，且两侧向内倾斜并与竖直面成β夹角；所述平面阀门底缘采用钢板封闭且为锐缘，锐缘倾向上游并与水平面成α夹角。
2.如权利要求1所述的高水头船闸一体式平面阀门，其特征在于:所述平面阀门背水面采用钢板全封闭。
3.如权利要求1所述的高水头船闸一体式平面阀门，其特征在于:所述β夹角为锐角。
4.如权利要求1所述的高水头船闸一体式平面阀门，其特征在于:所述α夹角为锐角 。
全文摘要
本发明是一种高水头船闸一体式平面阀门，平面阀门的迎水面、背水面、底缘采用钢板封闭，阀门开启过程中，阀门背水面与门楣形成固定的间隙；平面阀门采用变截面，即阀门迎水面的结构为中间厚两侧薄，且两侧向内倾斜并与竖直面成锐角；平面阀门底缘采用锐缘，且倾向上游并与水平面成锐角。本发明的门体结构利于门楣自然通气的顺畅和通气量的稳定，避免门槽空化，阀门形变减小，远离水流激振频域，启门力及其脉动显著下降，底缘不容易发生分离性空化。
文档编号E02B8/04GK103243690SQ20131016231
公开日2013年8月14日 申请日期2013年5月6日 优先权日2013年5月6日
发明者胡亚安, 宣国祥, 严秀俊, 覃业传, 李伟忠, 招滨, 王新, 张学东, 陈勇 申请人:水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院