双层对开斜立轴式水力自控闸门的制作方法
【专利说明】
一、技术领域
[0001 ] 本发明涉及一种双层对开斜立轴式水力自控闸门。
二、【背景技术】
[0002]水力自动翻板闸门是一种节能、环保型闸门，在我国已经有很广泛地应用，但存在着:水力特性较复杂、闸板及其支承结构产生了巨大水流阻力、受到水流的巨大压力作用、运行中会出现“拍打”破坏现象、启闭不灵活等问题。为此，研发了斜轴式水力自控闸门等。
[0003]斜轴式水力自控闸门，能很好地自动完成蓄、泄水对闸门工作的要求，可替代水力自动翻板闸门、常规闸门、浆砌石拦河坝、橡胶坝等设施进行蓄泄水工作，能随着上游水位高低自动调整闸门的开度，自动完成蓄水、泄水工作，同时，自身受力小，使闸墩等建筑物受力减小，工作条件更加完善，解决了水力自动翻板闸门、常规闸门、浆砌石拦河坝、橡胶坝等蓄水建筑物受力大，结构稳定性差，漏水淤积，改变了河道自然状态，闸门工作需要外力控制等不足。但斜轴式水力自控闸门，由于斜轴式水力自控闸门只设计有一扇闸门，由于下泄水流不对称，流态较为复杂，所以，研发了对开斜立轴式水力自控闸门，很好地解决了水流状态问题。再者，斜轴式水力自控闸门及对开斜立轴式水力自控闸门由于斜轴只在垂直面内倾斜，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。为了使闸门水流状态理稳定，闸门受力更小，结构更加稳定安全，使用更加灵巧，发明人在上述研究基础上进行了改进，研发了双层对开斜立轴式水力自控闸门。
三、
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种双层对开斜立轴式水力自控闸门，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，开启与关闭更加省力，同时，闸门蓄水性能好，泄流能力强，水流流动对称，状态稳定，不会产生“拍打”失稳的现象，同时，当闸门达到较大开度后，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。
[0005]—种双层对开斜立轴式水力自控闸门，包括浇筑为一个整体的闸墩与闸底板构成的闸室，闸墩对称地布设在闸底板的两侧；还包括斜立轴、双层对开式闸门和磁铁；两侧闸墩上对称地布置有上、下两段斜立轴；每侧闸墩上的两段斜立轴上下紧邻安装且位于同一条直线上；斜立轴通过锚固结构与闸墩刚性连接；斜立轴上端向水流上游方向倾斜安装，斜立轴与闸底板形成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；所述的双层对开式闸门由上、下两层闸门构成，每层闸门均由两个大小一样的、对称布置的闸门组成；每扇闸门的宽度相等，但两扇闸门的宽度和略大于两侧闸墩之间的间距；上、下两层闸门分别通过轴承或铰固定在两侧闸墩的上、下两段斜立轴上；闸门完全关闭时，双层闸门在立面上的投影高度与闸墩高度相等或稍低；且下层闸门的下端面支撑在闸底板上，上层闸门的下端面与下层闸门的上端面相接触，上、下两层闸门位于同一平面内；在每扇闸门的背水面及相对应处的闸墩侧面上，均设置有同性磁极的磁铁。
[0006]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上、下两段斜立轴，两段斜立轴上下紧邻安装且位于同一条直线上(需要时，亦可使两段斜立轴的轴线不在同一直线上，但应相邻相邻安装)；斜立轴通过锚固结构与闸墩刚性连接；斜立轴上端向水流上游方向倾斜安装，斜立轴与闸底板形成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；所述的双层对开式闸门由上、下两层闸门构成，每层闸门均由两个大小一样的、对称布置的闸门组成；每扇闸门的宽度相等，但使两扇闸门的宽度和略大于两侦_墩之间净距，这样当闸门关闭时，由于每层对开闸门之间产生的挤压力，可以闸门更加稳定；上、下两层闸门分别通过轴承或铰固定在两侧闸墩的上、下两段斜立轴上；当闸门完全关闭时，双层闸门在立面上的投影高度与闸墩高度相等或稍低，可由设计条件确定；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，能自由开启、关闭，并保证安全运行为原则；闸门关闭时，下层闸门的下端面支撑在闸底板上，上层闸门的下端面与下层闸门的上端面相接触，并且上下两层闸门的接触缝分别对齐；每层对开式闸门的两扇闸门可分别绕着斜立轴向下游方向在近0°?90°之间转动，但不能沿着斜立轴的轴线方向上下移动；两扇闸门之间、闸门与两侧闸墩及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；
[0007]在闸门达到最大开度时相对应的闸墩及闸门之间，设置有同性磁极的磁铁，在磁铁磁力作用下，一是可以有效地控制闸门工作过程中的振动。二是解决当闸门开度较大、使闸门自重产生的绕闸门轴转动的力矩较小、不能更好地及时随水位下降而自动减小开度的问题。
[0008]如图1所示，在每扇闸门的背面(闸门的非迎水面，即背水面)及相对应的闸墩侧面(指闸墩与闸门达到最大开度时闸门设置磁铁的位置相邻的地方)上，设置有同性磁极的磁铁，在磁铁磁力作用下，一是可以有效地控制闸门工作过程中的振动。二是解决当闸门开度较大、使闸门自重产生的绕闸门轴转动的力矩较小、不能更好地及时随水位下降而自动减小开度的问题。
[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]首先将两侧的斜立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，再将上、下双层对开式闸门通过轴承或铰分别对称地固定在两侧的斜立轴上，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力矩(绕斜立轴的力矩)大于闸门自重产生的力矩(绕斜立轴的力矩)，克服了转动摩擦及闸门与闸墩之间磁力作用后，会首先使下层两扇对开闸门分别绕着各自的斜立轴向水流下游方向转动，下层对开闸门自动打开，并通过闸门与闸门之间、闸门与闸底板之间的过水断面向下游泄水；此时，上层对开闸门保持不动；当上游来水量维持一定量不再变化时，下层对开闸门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，闸门前水位升高到一定高度时，水压力作用在下层对开闸门的力矩进一步大于闸门自重及磁铁产生的力矩，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，同时，上层对开闸门在水压力作用下，水压力产生的力矩(绕斜立轴的力矩)大于上层对开闸门自重产生的力矩(绕斜立轴的力矩)，克服了转动摩擦及闸门与闸墩之间磁力作用后，也会自动绕着各自的斜立轴向水流下游方向转动，上层对开闸门也会自动打开，设计时，上层对开闸门自动开启的水位，应通过当地水流特性及工作要求，合理确定(可以是下层对开闸门打开到某一开度时，随着上游水位的升高上层对开闸门即自动开启，也可以是下层对开闸门全部开启后，上层对开闸门再随着水位上升而自动开启，即上、下两层闸门的开启时间，可根据当地的实际情况合理确定)。若当上游来水量增大到一定量不再变