一种气压复合式橡胶水封装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种气压复合式橡胶水封装置，包括水封体、内压板、外压板和水封底座，水封体、内压板、外压板固定于水封底座上，且水封体位于内压板、外压板和水封底座形成的空腔内，水封体和水封底座间形成水封背面压力腔；所述的水封体为U型。本实用新型工作受力合理，加工制造简单，能有效减化水封装置的设计与施工，大大降低水封运行中的故障，提高闸门运行的移动速度与效率，具有很强的实用价值，可用于水利、水电、交通、建筑和机械等工程领域。
【专利说明】一种气压复合式橡胶水封装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及用来封堵水利水电工程闸门周边间隙漏水的橡胶水封装置，特别是一种适用于升船机下闸首大跨度工作门的气压复合式橡胶水封装置。
【背景技术】
[0002]水利水电工程闸门发生漏水，不仅引起不必要的水资源损失，而且影响闸门的工作环境，甚至导致建筑物空蚀和闸门振动，威胁工程安全。随着水利水电事业的发展，目前国内外对升船机下闸首工作门在技术上提出了更高的要求:(1)大跨度闸门在工作时不漏水；(2)下游江河水位变化时，闸门能够迅速上下移动。
[0003]目前，一般采用水封橡胶避免水利水电工程闸门的漏水。水封橡胶材料具有独特的力学性能:超弹性，体积不可压缩，荷载作用下产生蠕变等。在受到压力时，水封橡胶材料会产生变形以达到封闭闸门周边间隙的效果，从而有效地封水止漏。国内外闸门运行实践表明，在闸门跨度较大情况下，常规水封橡胶对闸门间隙的适应性差，很容易造成闸门漏水，影响闸门正常使用，破坏闸门周边工作环境。当前，有一种在深孔高压闸门上使用的伸缩式水封，这种伸缩式水封可适应较大的闸门间隙，由于受到技术上的限制，目前伸缩式水封还存在如下问题:(I)伸缩式水封背部的加压介质为水体，加压系统管路必须与闸门外部水源相连，影响闸门操作系统的布置；(2)闸门启闭时伸缩式水封橡胶封头必须回收(止水背部泄压)，闸门四周处于漏水状态，从而影响到伸缩式水封的使用效果。
[0004]《贵州水力发电》于2003年8月(第17卷3期)58— 60页公开了文献《洪家渡水电站泄洪洞弧形工作闸门设计与研究》，公开了伸缩式水封，其一般为环形，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。
实用新型内容
[0005]为解决现有技术中存在的问题，本实用新型根据水封受力特点，基于力学基本原理，提供了一种变形适中、受力均匀的气压复合式橡胶水封装置，以达到大跨度闸门封水能力的要求。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下:
[0007]气压复合式橡胶水封装置，包括水封体、内压板、外压板和水封底座，水封体、内压板、外压板固定于水封底座上,且水封体位于内压板、外压板和水封底座形成的空腔内，水封体和水封底座间形成水封背面压力腔；所述的水封体为U型。
[0008]上述硬橡胶封头、两软橡胶肢臂和两软橡胶翼头一体成型，硬橡胶封头硬度大于软橡胶肢臂和软橡胶翼头硬度。所述的硬橡胶封头硬度与软橡胶肢臂和软橡胶翼头硬度之差为邵AlO?25度。
[0009]上述水封底座设有与水封背面压力腔连通的加压孔，通过加压孔将气压引至水封背面压力腔进行加压。[0010]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:
[0011]1、水封体使用形式为U型，适用大跨度表孔工作门，特别是升船机下闸首大跨度
工作门。
[0012]2、水封体采用硬度分区，提高封头硬度，降低肢臂和翼头硬度，既增加水封对间隙的适应性，又减少封头在闸门上下移动时下所产生的偏移量。
[0013]3、将气压作为水封背面加压的压力源，将空压机设在闸门的板格内，直接利用大气中的气体，取消了背部以水压作为压力源时的加压系统管路必须与闸门外部水源相连的缺点，不影响闸门操作。
[0014]4、压板内端面为折面，便于水封体自由外伸变形；压板端面可有效加强封头抵抗侧向库水压力作用，减少封头向外所产生偏移，折面压板端面基本不影响封头的伸缩变形。
[0015]5、封头顶点从封头中心线向内侧偏移，可减少河水对水封的回推力，增加封头接触压力、提高水封的水密性。
[0016]6、工作受力合理，加工制造简单，能有效减化水封装置的设计与施工，大大降低水封运行中的故障，提高闸门运行的移动速度与效率，具有很强的实用价值，可用于水利、水电、交通、建筑和机械等工程领域。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型一种【具体实施方式】的整体结构示意图；
[0018]图2为图1中A—A截面首I]视图。
[0019]图中，1-水封体；101-硬橡胶封头；102-软橡胶肢臂；103-软橡胶翼头；2_水封座板；3-内压板；4_外压板；5_加压孔；6_外贴四氟层；7_门槽止水钢板；8_联结螺栓；9-硬橡胶封头中心线；10_闸门门体；11_水封背面压力腔。
【具体实施方式】
[0020]下面将结合附图及【具体实施方式】进一步说明本实用新型。
[0021]见图f 2，该水封装置为根据闸门大小及布置条件而设置的U型橡胶水封装置，包括水封体(I)、压板(3,4)和水封底座(2 );压板包括内压板(3 )和外压板(4 ),水封体(I)位于内压板(3 )、外压板(4 )和水封底座(2 )形成的空腔内；水封体(I)和水封底座(2 )间形成水封背面压力腔(11)，水封底座(2)设有与水封背面压力腔(11)连通的加压孔(5);内压板
(3)和外压板(4)内端面均为折面，折面中的垂直面与硬橡胶封头中心线(9)平行。
[0022]水封体(I)包括一体成型的硬橡胶封头(101)和软橡胶体，软橡胶体进一步包括两软橡胶肢臂(102)和两软橡胶翼头(103)，硬橡胶封头(101)的底部与两软橡胶肢臂(102)的一端连接，两软橡胶肢臂(102)的另一端分别与两软橡胶翼头(103)连接。硬橡胶封头的硬度高于软橡胶体，其能承受较大的正应力和剪切应力，闸门上下移动时产生的变形小。软橡胶体能产生较大变形，可满足闸门大间隙止水要求。本具体实施中，硬橡胶封头(101)设计为偏头型，S卩，硬橡胶封头(101)顶点位于硬橡胶封头中心线(9)内侧，从而可增加背压的外推力。硬橡胶封头(101)外侧壁附有外贴四氟层(6 )。
[0023]图2中箭头所指方向为水流方向。水封体(I)一般布置在闸门门叶与门槽连接处，相关连接部件还包括水封座板(2)、联结螺栓(8)、闸门门体(10)、门槽止水钢板(7)。首先，将水封座板(2)牢固布置于闸门门体(10)表面，加压孔(5)连接有气压管，气压管通过电磁阀门与布置在闸门门体(10)中的气压机连接，通过将气压管将气压引至水封背面压力腔
(11)加压。为使用方便，水封体(I)背部还设排气孔，以便必要时卸掉水封背部的压力。然后，安装U型水封体(I)，用内压板(3 )和外压板(4 )通过联结螺栓(8 )压紧两个翼头，形成水封背面压力腔(11)，即完成了气压复合式橡胶水封装置的安装与布置。
[0024]本实用新型水封装置的工作过程及原理如下:
[0025]闸门放下挡水，门槽止水钢板(7)与硬橡胶封头(101)之间的缝隙向外射水；开通水封体(I)背部加压电磁阀门，通过气压管向水封背面压力腔(11)充压，使硬橡胶封头(101)外伸压紧在门槽止水钢板(7 )，从而达到止水目的。
[0026]根据河水水位变化需要上下移动闸门时，由于硬橡胶封头(101)抗变形能力强，水封背部不必泄压、闸门保持止水状态直接移门；当闸门需要检修提门时，打开排气孔卸掉水封体(I)背部的压力，在橡胶回弹力的作用下水封离开门槽止水钢板(7)，自如地回缩原位，这时可提起闸门。本实用新型水封装置可协同闸门实现启闭自如地运行。
【权利要求】
1.气压复合式橡胶水封装置，包括水封体、内压板、外压板和水封底座，水封体、内压板、外压板固定于水封底座上,且水封体位于内压板、外压板和水封底座形成的空腔内，水封体和水封底座间形成水封背面压力腔；其特征在于:所述的水封体为U型。
2.如权利要求1所述的气压复合式橡胶水封装置，其特征在于: 所述的硬橡胶封头、两软橡胶肢臂和两软橡胶翼头一体成型，硬橡胶封头硬度大于软橡胶肢臂和软橡胶翼头硬度。
3.如权利要求2所述的气压复合式橡胶水封装置，其特征在于: 所述的硬橡胶封头硬度与软橡胶肢臂和软橡胶翼头硬度之差为邵AlO?25度。
4.权利要求1所述的气压复合式橡胶水封装置，其特征在于: 所述的水封底座设有与水封背面压力腔连通的加压孔。
【文档编号】E02B7/54GK203569543SQ201320753927
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年11月26日 优先权日:2013年11月26日
【发明者】刘礼华, 于庆奎, 熊雄, 练柳君 申请人:武汉大学