连杆弹簧牵引式对开斜轴水力自控闸门的制作方法
【专利说明】
[0001]—、
技术领域
[0002]本发明涉及一种连杆弹簧牵引式对开斜轴水力自控闸门。
二、【背景技术】
[0003]以前研发的斜轴式水力自控闸门，很好地解决了水力自动翻板闸门的水力特性较复杂、整个闸板及其支承结构处在下泄的水流之中而影响水流下泄、闸板会出现周期性的“拍打”现象致使破坏性较大等问题，实现了使闸门开度随着上游来水量的大小变化而能随时自动调节的目的，闸门渐开性好，开启关闭更加省力，闸门泄流能力强，蓄水性能好。
[0004]但斜轴式水力自控闸门由于斜轴只在平行于水流方向的铅直面内向上游倾斜，当闸门开度较大时，闸门自重产生的使闸门关闭的力矩减小，不利于闸门的关闭。为此，发明人对斜轴式水力自控闸门进行了改进，研发了连杆弹簧牵引式对开斜轴水力自控闸门。
三、
【发明内容】
[0005]本发明提供了一种连杆弹簧牵引式对开斜轴水力自控闸门，无需外动力，即可由上游来水情况实现闸门的自动启闭，闸门渐开性好，开启与关闭更加灵活省力，同时，闸门蓄水性能好，泄流能力强，水流对称流动，状态稳定，不会产生“拍打”失稳的现象，同时，当闸门开度较大而水位下降时，由于弹簧产生的牵引力作用，通过连杆作用在闸门上，使闸门能更好地随水位下降而及时减小闸门开度，更好地实现了自动完成蓄水及泄水目的。
[0006]—种连杆弹簧牵引式对开斜轴水力自控闸门，包括浇筑为一个整体的闸墩与闸底板构成的闸室、由两个大小一样且对称布置的闸门组成的对开式闸门、斜轴；所述的闸室由闸墩对称地布设在闸底板的两侧；两侧闸墩上对称地布置有斜轴；斜轴下端固定在闸墩与闸底板连接处，斜轴上端向水流上游方向倾斜安装；斜轴在闸墩上的垂直投影略低于闸墩的高度；所述的每扇闸门的宽度等于两侧闸墩之间净距的一半；每扇闸门分别固定在两侧闸墩的斜轴上，闸门与斜轴在同一平面内；还包括连杆、滑块、滑轨和牵引弹簧；所述的连杆一端通过万向铰固定在靠近每个闸门内侧边缘的中间处，连杆的另一端通过万向铰与滑块连接；所述的滑轨，布设在闸门下游一侧的闸墩上；每个闸墩内侧壁上沿水流方向水平设有滑轨；滑块可活动的安装在滑轨内，即滑块可在滑轨内水平滑动；所述的牵引弹簧，一端通过弹簧座固定在闸门下游靠近斜轴的闸墩上，牵引弹簧另一端与滑块连接，牵引弹簧与滑轨在同一直线上，牵引弹簧的方向和滑轨的方向相同；弹簧常数由闸门所受力情况，分析确定。
[0007]在本发明中，所述的闸室由浇筑为一个整体的闸墩与闸底板构成，闸墩对称地布设在闸底板的两侧；两侧闸墩上对称地布置有斜轴，斜轴只在平行于上、下游方向的铅直面内向上游倾斜，斜轴通过锚固结构与闸墩刚性连接；斜轴下端固定在闸墩与闸底板连接处，斜轴上端向水流上游方向倾斜安装，斜轴与闸底板形成α夹角，α的大小根据闸门材料、重量、上游水位以及闸门要求的开度等参数综合分析计算确定；
[0008]斜轴在闸墩上的垂直投影略低于闸墩的高度；所述的对开式闸门，由两个大小一样的、对称布置的闸门组成，每扇闸门的宽度等于两侧闸墩之间净距的一半；每扇闸门分别通过轴承或铰固定在两侧闸墩的斜轴上，闸门与斜轴在同一平面内；闸门可采用平面闸门，并有适当的重量，闸门的重量视上游水深大小而定，以保证在上游水压力作用下，能自由启闭及保证安全为原则；闸门关闭时，闸门下端面支撑在闸底板上；闸门可绕着斜轴向下游方向在近0°?90°之间转动，但不能沿着斜轴的轴线方向上下移动；两扇闸门之间、闸门与两侧闸墩之间、闸门与闸底板之间均设置有止水，以防止闸门关闭时产生漏水；所述的连杆一端通过万向铰固定在靠近每个闸门内侧边缘的中间处，连杆的另一端通过万向铰与滑块连接，连杆可由金属材料制成，要求有足够的强度和刚度，以使闸门工作过程中不产生任何变形并保证强度为依据；所述的滑轨，布设在闸门下游一侧的闸墩上；每个闸墩内侧壁上沿水流方向水平设有滑轨；滑块可活动的安装在滑轨内，即滑块可在滑轨内水平滑动，但不能滑出滑轨；所述的牵引弹簧，一端通过弹簧座固定在闸门下游靠近斜轴的闸墩上，牵引弹簧另一端与滑块连接，牵引弹簧与滑轨在同一直线上，牵引弹簧的方向和滑轨的方向相同；弹簧常数由闸门所受力情况，分析确定，以能保证上游水位上升到一定高度时，闸门能全部打开为准，这样，当上游水位由较高水位开始下降时，闸门在弹簧的牵引力作用下，通过连杆传递到闸门上，能更好地及时减小闸门开度，更好地控制下泄流量大小。连杆和牵引弹簧所产生的弹簧牵引力，再加上闸门受到的水压力及自重，在它们的相互作用，闸门处在一个受力平衡状态，能很好地起到减轻闸门振动的作用。
[0009]本发明工作时，当上游来水量变化后，使水位发生改变，这样作用在闸门上的水压力也会随之变化，闸门在水压力、闸门自重及弹簧牵引力共同作用下，可自动完成闸门的开启和关闭过程:
[0010]首先将两侧的斜轴分别对称地装置在两侧闸墩上，并通过锚固结构与闸墩之间刚性连接，再将对开式闸门通过轴承或铰固定在两侧的斜轴上，当上游来水量增大，闸门前水位升高到一定高度时，上游来水作用在闸门上的绕斜轴的力矩，大于闸门自重及弹簧牵引力通过连杆所产生的绕斜轴的力矩，在克服了转动摩擦力后，会使闸门绕着斜轴向水流下游方向转动，闸门自动打开，并通过闸门与闸墩之间、闸门与闸底板之间的过水断面向下游泄水，
[0011]此时，闸门有一定的开度，由于连杆的作用，使滑块在滑轨内，沿着向下游的方向滑动，牵引弹簧受到一定的拉力，牵引弹簧被拉紧一定的程度，起到了储能的作用；当上游来水量维持一定量不再变化时，下泄流量与上游来水量相等，闸门前水位保持稳定，闸门开度保持稳定；如果上游来水量进一步增加，则闸门前水位进一步升高，上游水压力作用在闸门的绕斜轴的力矩，大于闸门自重及弹簧牵引力通过连杆所产生的绕斜轴的力矩，闸门向水流下游方向的开度会进一步增大，使下泄流量进一步增大，牵引弹簧被进一步拉紧，若当上游来水量增大到一定量不再变化时，闸门前水位保持稳定，闸门下泄流量与上游来水量相等，闸门的开度保持稳定；
[0012]当来水量增大到一定程度、闸门前水位上升到一定高度后，闸门会全部打开，可使闸门绕斜轴向水流下游方向旋转近90°，闸门与闸墩靠近，闸门开度达到最大，使下泄能力进一步增大，以很好地完成泄洪的需要；此时，牵引弹簧受到的拉力达到最大。闸门在水压力、闸门自重及弹簧弹力共同作用下，可以很好地减轻闸门的振动，使闸门工作更加平稳。
[0013]当上游来水量减小时，闸门前水位会随之下降，使得上游水压力作用在闸门上的绕斜轴的力矩，小于闸门自重及弹簧牵引力通过连杆所产生的绕斜轴的力矩，克服了转动摩擦之后，闸门会自动向着水流上游的方向转动，则闸门的开度会自动减小，从而减小下泄流量；若当上游来水量减小到一定量不再变化时，则闸门前水位保持稳定，闸门下泄流量与上游来水量相等，并保持不变，闸门开度保持稳定；
[0014]当上游来水量进一步减小时，水位进一步下降，上游水压力作用在闸门上的绕斜轴的力矩，进一步小于闸门自重及弹簧牵引力通过连杆所产生的绕斜轴的力矩，使得闸门进一步自动向着关闭的方向转动，则闸门的开度会进一步自动减小，从而使下泄流量进一步减小；