一种液囊式大口径方形管涵闸门及其使用方法与流程

本发明涉及水工通用机械技术领域，尤其涉及一种液囊式大口径方形管涵闸门及其使用方法。

背景技术：

目前，在水工建筑物、抽水站、虹吸管站、船闸、自来水厂、污水处理场、石化厂和油田等都需用大口径管涵，该些管涵均为有压流，现采用方形大口径管涵的闸门，存在着启闭构造复杂、体积大、水头损失多、密闭不理想等方面的问题。

技术实现要素：

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，针对现大口径方形管涵阀门的不足，本发明提出液囊式大口径方形管涵闸门，将启闭设备与闸门集成在一起，它不但适应大口径方形管涵，而且启闭灵活、密闭性好、体积小、承受有压流、水头损失少，是一种先进的水工通用机械，提供一种液囊式大口径方形管涵闸门及其使用方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种液囊式大口径方形管涵闸门，包括有闸室和水平管道，在闸室的顶端设有盖板，闸室的下端连接在水平管道的中间，闸室与水平管道构成三通形状，且闸室与水平管道的内部通道均为矩形通道，在闸室的内侧顶部固定有支撑板，在闸室的内部还设有闸门，所述的闸门是由矩形筒圈、前板、后板、左板、右板和底板构成的梯形斗状，所述的左板和右板均为上大下小的梯形板，前板和后板均为倾斜设置的矩形板，所述的底板为固定连接在前板、后板、左板和右板下端的矩形板，矩形筒圈固定连接前板、后板、左板和右板的顶端，所述的闸室与水平管道的连接面为倾斜面，倾斜面的倾斜率等于闸门前板和后板的倾斜率，在水平管道的内壁位于闸室的正下方开有与闸门底部匹配的凹槽，凹槽的前后侧面为倾斜面，倾斜面的倾斜率等于闸门前板和后板的倾斜率，在每个倾斜面上均设有嵌槽，在每个嵌槽内均嵌有密封圈，密封圈的外露面均高于其所在的倾斜面，在所述的闸门内部还设有两块竖向的隔板，在闸室的左右侧内壁均设有竖向的滑槽，在闸门的左板和右板的外壁分别设有在滑槽内上下滑动的滑棱，在所述的支撑板的内壁上固定安装有方形液囊盒，在液囊盒内安装有液囊伸缩体，液囊伸缩体处于闸门内两个隔板之间，液囊伸缩体处于延伸状态时，液囊伸缩体的底端抵于闸门内的底板上，在闸门内部底板的左端和右端分别固定有挂环一，在所述的支撑板的内壁的左端和右端分别固定有挂环二，在每个挂环一和挂环二之间均连接有拉簧，所述的液囊伸缩体上端设有液压管，液压管穿过液囊盒和支撑板与闸室的盖板上的通液接口一连通，通液接口一连接控制柜的高压液系统。

所述的液囊伸缩体是由数只液囊竖向叠合而成的，所述的液囊为圆形的，每个液囊与相邻的液囊的中部相互连接，液囊的连接部位为圆形，在每个连接部位均设有通孔，在位于最顶部的液囊上连接有液压管。

所述的密封圈为矩形圈，密封圈的四个拐角为圆弧形，密封圈是由弹性体及弹性体底部的锚固板构成的，弹性体顶面为圆弧面，在弹性体的中心有圆形孔道，圆形孔道为封闭的空气腔。

在所述的闸门的左板和右板的上端均安装有门锁，且在左板和右板的板壁上均开有锁孔一，在左板和右板的底部均设有排水孔，在所述的闸室的左右内壁的上端和下端均设有与门锁相对应的锁扣。

所述的门锁包括有l型锁座、锁舌、抵板、液袋和挡板，锁舌的一个端部的上下面为与锁扣相匹配的弧形面，在锁座上开有与左板或右板上锁孔一相对应的锁孔二，将锁座固定在左板或右板上，锁舌穿过锁孔二和锁孔一并锁在锁扣内，锁舌的另一个端部上套有弹簧且端部固定在抵板的中心，所述的挡板固定在锁座的后端，所述的液袋位于抵板与挡板之间，在抵板的后侧面上固定有磁铁，在挡板的前侧面固定有磁敏传感器，液袋的液压管与闸室的盖板上的通液接口二连通，通液接口二连接所述的控制柜的高压液系统，所述的磁敏传感器的电缆从盖板上的电缆固定头引出，电缆固定头与控制柜连接。

一种液囊式大口径方形管涵闸门的使用方法，具体步骤如下：

（1）将水平管道的两个管口与涵管连通，把通液接口一和通液接口二与控制柜的高压液系统连通；把磁敏传感器的电缆与控制柜连接；把高压液系统的电缆与控制柜联接；把过闸流量与液囊伸缩体内液压关系的标定数据输入控制柜；

（2）关闭闸门：控制柜控制高压液系统从通液接口二减小液压，液袋回缩，弹簧把抵板推向挡板，把锁舌从闸室上部的锁扣内退出，把门锁打开；抵板上的磁铁接近磁敏传感器，磁敏传感器输出门锁开启的信号，控制柜控制高压液系统从通液接口一增加液压，液囊伸缩体增高，推着闸门沿着闸室内壁向下移动，拉簧拉长，直至把闸门前、后两个斜面紧抵密封圈上且闸门底部进入水平管道内部的凹槽内，将闸门完全关闭,管涵内的液体截止流动；控制柜控制高压液系统从通液接口二增加液压，液袋膨胀，弹簧压缩，抵板把锁舌推进闸室下部的锁扣内把闸门锁住；抵板上的磁铁远离磁敏传感器，磁敏传感器输出闸门被锁住的信号；

（3）开启部分闸门：控制柜控制高压液系统从通气接头二减小液压，液袋回缩，弹簧把抵板推向挡板，把锁舌从闸室下部的锁扣内退出，把门锁打开；抵板上的磁铁接近磁敏传感器，磁敏传感器输出门锁开启的信号，控制柜控制高压液系统从通液接口一减小液压，拉簧回缩，液囊伸缩体缩矮，拉簧拉着闸门沿着闸室内壁向上移动，直至高压液系统的液压传感器输出液囊伸缩体内液压达到标定的过闸流量时，控制柜控制高压液系统停止从通液接口一减小液压，并保持液囊伸缩体内的液压，将闸门部分开启；

（4）完全开启闸门：控制柜控制高液压系统继续从通液接口一减小液压，拉簧回缩，液囊伸缩体缩矮，闸门沿着闸室内壁向上移动，直至矩形筒圈的顶面抵于支承架的内壁把闸门完全开启,管涵内的液体畅通过流，控制柜控制高压液系统从通液接口二增加液压，液袋膨胀，弹簧压缩，抵板把锁舌推进入闸室上部的锁扣内把闸门锁住；抵板上的磁铁远离磁敏传感器，磁敏传感器输出闸门被锁住的信号,即完成方形管涵闸门的循环使用。

本发明的优点是：本发明能双向流通液体，它采用管涵与闸室等口径的方式，使得过闸水头损失小；采用闸门斜面密封及大弹性空心密封圈，双向密封效果好；启闭用的液囊伸缩器和拉簧位于闸门内，构造高度集成，结构紧凑，占空间小；根据管涵内流动液体的种类，选择不同液体注入液囊伸缩体启闭闸门，不交叉污染；拉簧提升闸门，性能可靠；设液袋的门锁，控制闸门全开或全闭的状态；设闸门锁传感器，以便自动控制。具有安全可靠、闸门孔径大、构造紧凑、体积小、启闭灵活、过流水头损失少、密闭性好、能耗低、自动控制等的特点，是一种先进的水工通用机械。

附图说明

图1为本发明的闸门开启状态左剖视结构示意图。

图2为本发明的闸门关闭状态前剖视结构示意图。

图3为本发明的闸门俯剖视结构示意图。

图4为本发明的密封圈横断面结构示意图。

图5为本发明的门锁正剖视结构示意图。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，本实施例中的液囊式大口径方形管涵闸门，包括了闸室5、密封圈a19、密封圈b20、支承架15、闸门、液囊伸缩体18、拉簧17、门锁23、盖板1和底座2，在所述管涵闸门闸室5的前端有接管口a3，在所述闸室5的后端有接管口b4，该些接管口a3与接管口b4在所述的闸室5内水平贯通，构成一个水平管道，在水平管道的内壁位于闸室的正下方开有与闸门底部匹配的凹槽，在所述闸室5内有竖直向上的孔道，整个所述的闸室5如同“三通”形状。所述的接管口a3、接管口b4和闸室5内孔均为矩形，所述闸室5前、后内壁的下部均为斜面，在所述闸室5前内壁斜面上的嵌槽内嵌有密封圈a19，在所述闸室5后内壁斜面上的嵌槽内嵌有密封圈b20，所述密封圈a19和密封圈b20外露面均高出于闸室5前、后内壁的斜面。在所述闸室5左、右内壁的中部都有竖向的滑槽6，在所述闸室5左、右内壁的上部和下部都有锁扣7，在所述闸室5内的顶部有支承架15，在所述闸室5的顶端有盖板1，在所述闸室5的底部有底座2。所述闸门的左板8和右板9均为上大下小的梯形，该闸门前板10和后板11均为倾斜的矩形，该闸门的底板12为长方形，在该闸门的顶端围有矩形筒圈14，整个闸门如同梯形的“水斗”形状。所述前板10斜率与所述闸室5前内壁下部斜面的斜率相同，所述后板11斜率与所述闸室5后内壁下部斜面的斜率相同。在所述闸门内有两块竖向的隔板13，在所述闸门内底板12上的左部和右部都安置有挂环a。在所述左板8和右板9外侧面中部都有竖向的滑棱，该两滑棱各自位于所述闸室5左、右内壁的滑槽6内，所述的闸门沿该两条滑槽6移动。在所述左板8和右板9内侧的上部都安置有门锁23，在该门锁23部位所述左板8和右板9的板壁上有锁孔，在所述左板8和右板9的底部都有排水孔。在所述支承架15底面的中部有开口向下的液囊盒16，该液囊盒16为方形。在该液囊盒16内底面上连接有所述的液囊伸缩体18，该液囊伸缩体18的底面抵于所述闸门内的底板12。在所述支承架15底面的左部和右部都安置有挂环b，在两个所述挂环b上都挂有所述的拉簧17，每根所述拉簧17的下端挂于所述的挂环a。所述液囊伸缩体18有数只液囊竖向叠合而成，该些液囊均为圆形。所述液囊与相邻液囊的中部相互连接，该些液囊的连接部位均为圆形，该些液囊连接部位的中心都有通孔。所述液囊伸缩体18的液压管与所述盖板1上的通液接口a连通，该通液接口a与控制柜的高压液系统连通。当从通液接口a增加液压，液囊膨胀，液囊伸缩体18会增高；当从通液接口a减小液压，液囊收缩，液囊伸缩体18会缩矮。

如图4所示，所述的密封圈a19为长方形圈，该密封圈a19的四个拐角为圆弧形，该密封圈a19的弹性体21顶面为圆弧面，在该密封圈a19的底部有锚固板22。在所述弹性体21的中心有圆形孔道，该圆形孔道为封闭的空气腔，整个所述密封圈a19的横断面如同“ω”形状。所述密封圈a19和密封圈b20的结构相同。

如图5所示，在所述门锁23锁座24的锁道内穿有锁舌26，该锁舌26的横断面为矩形，该锁舌26端部的上、下均有圆弧面，该锁舌26的另一端固定于抵板27中心，在所述锁座24锁道与抵板27之间的锁舌26段上套有弹簧28。在所述锁座24的后端有挡板25，在该挡板25与所述的抵板27之间安置有液袋29。在所述的抵板27上安置有磁铁30，在所述挡板25上安置有磁敏传感器31。所述液袋29的液压管与盖板1上的通液接口b连通，该通液接口b与控制柜的高压液系统连通。所述的磁敏传感器31电缆从盖板1上的电缆固定头引出。当从通液接口b增加液压，液袋29膨胀，弹簧28压缩，抵板27接近锁座24的锁道，锁舌26穿出左板8或右板9上的锁孔进入闸室5锁扣7内，把闸门锁23住；抵板27上的磁铁30与磁敏传感器31分开，磁敏传感器31输出闸门被锁住的信号。当从通液接口b减小液压，液袋29收缩，弹簧28把抵板27推向挡板25，锁舌26从锁扣7内退出，把闸门放开；抵板27上的磁铁30接近磁敏传感器31，磁敏传感器31输出闸门被打开的信号。

一种液囊式大口径方形管涵闸门的使用方法，具体步骤如下：

（1）把管涵闸门安装于基座上，把接管口a3和接管口b4与涵管连通，把液囊伸缩体18的通液接口a和液袋29的通液接口b与高压液系统连通；把磁敏传感器31的电缆与控制柜联接；把高压液系统的电缆与控制柜联接；把过闸流量与液囊伸缩体18内液压关系的标定数据输入控制柜；把自动控制软件输入控制柜。

（2）关闭闸门：控制柜控制高压液系统从通液接口b减小液压，液袋29回缩，弹簧28把抵板27推向挡板25，把锁舌26从闸室5上部的锁扣7内退出，把门锁23打开；抵板27上的磁铁30接近磁敏传感器31，磁敏传感器31输出门锁23开启的信号。控制柜控制高压液系统从通液接口a增加液压，液囊伸缩体18增高，闸门沿着闸室5内壁向下移动，拉簧17拉长，直至把闸门前、后两个斜面紧抵密封圈a19和密封圈b20，闸门底部进入凹槽，将闸门完全关闭,管涵内的液体截止流动。控制柜控制高压液系统从通液接口b增加液压，液袋29膨胀，弹簧28压缩，抵板27把锁舌26推出锁道，锁舌26进入闸室5下部的锁扣7内把闸门锁23住；抵板27上的磁铁30远离磁敏传感器31，磁敏传感器31输出闸门被锁住的信号。

（3）开启部分闸门：控制柜控制高压液系统从通气接头b减小液压，液袋29回缩，弹簧28把抵板27推向挡板25，把锁舌26从闸室5下部的锁扣7内退出，把门锁23打开；把门锁23打开；抵板27上的磁铁30接近磁敏传感器31，磁敏传感器31输出门锁23开启的信号。控制柜控制高压液系统从通液接口a减小液压，拉簧17回缩，液囊伸缩体18缩矮，闸门沿着闸室5内壁向上移动，直至高压液系统的液压传感器输出液囊伸缩体18内液压达到标定的过闸流量时，控制柜控制高压液系统停止从通液接口a减小液压，并保持液囊伸缩体18内的液压，将闸门部分开启。

（4）完全开启闸门：控制柜控制高液压系统继续从通液接口a减小液压，拉簧17回缩，液囊伸缩体18缩矮，闸门沿着闸室5内壁向上移动，直至矩形筒圈14的顶面抵于支承架15的底面把闸门完全开启,管涵内的液体畅通过流。控制柜控制高压液系统从通液接口b增加液压，液袋29膨胀，弹簧28压缩，抵板27把锁舌26推出锁道，锁舌26进入闸室5上部的锁扣7内把闸门锁23住；抵板27上的磁铁30远离磁敏传感器31，磁敏传感器31输出闸门被锁住的信号,即完成方形管涵闸门的循环使用。