时，闸门2开启力矩大于关门力矩，闸门2绕转轴4旋转开启泄流，闸门2旋转至某一倾角时，闸门2受到三个水作用产生的回位关门力矩:(1)水流经通水孔19(注:进出水流的口子命名通水孔，以下同)缓慢进入水箱1，同时水箱1的通气孔20排气，水流易于进入水箱1，增加了水箱1侧重量，渐渐加大闸门2的关门力矩；(2)转轴4以下部分迎水面受到水压力的作用，产生回位关门力矩；(3)由于转轴4两端穿过两侧的空腹式闸墩10壁与闸墩带曲线盖21下的水扇12固结，空腹式闸墩10两侧的蓄水箱13灌水至一定深度，闸门2开启旋转时带动水扇12转动，水扇12受到蓄水箱13水体的阻力矩作用，使转轴4减速，而且闸门2开启旋转转速越快，水扇12受到蓄水箱13水体的阻力矩作用越大。以上三种关门力矩抵消了部分开启力矩，阻挡闸门2快速旋转倾覆，相应地减缓闸门2的转速，使闸门2慢速翻转至牛腿上和减震弹簧定位支墩，以防止闸门2撞击闸墩牛腿3和弹簧减震支撑5，保护闸门2、闸墩牛腿3和弹簧减震支撑5，延长工程寿命，但是此时总体上，仍然是闸门2开启力矩大于回位关门力矩，闸门2渐渐开启至水平全开状态时，闸门2泄流量最大，如果上游来水量大于泄水量，闸门2仍然处于水平全开状态，不能回位关闭，水箱1的通水孔19面对上游来水，进满了水(这时增加了水箱1水重，同时水箱1通气孔20继续排气，也就是增加了回位关门力矩，为闸门2开始回位关闭做准备)。
[0039]一旦上游来水量小于闸门泄水量，上游水位开始下降，一直下降到闸门2回位关门力矩大于开启力矩时，闸门2开始回转，此时有两个因素减小关门力矩:(1)闸门2开始倾斜，水箱1里面的水通过通水孔19渐渐泄水，同时水箱1的通气孔20进气，水箱1容易泄流，水箱1水重减轻，关门力矩减小；(2)水扇12阻力同时阻止闸门2快速回转，以防撞击安置了弹簧减震支撑5和闸室底板支墩16，保护闸门2、闸室底板支墩16和弹簧减震支撑5，延长工程寿命。闸门2转至处于直立状态时，闸门2关闭，同时水箱1里面的水全部流尽，减轻下次闸门开启力矩，便于开启。闸室上游水库又开始蓄水，水位上升，当上升到一定高度时，闸门2又开启泄流，当水位降至一定深度时，闸门2的关门力矩大于开启力矩，闸门2又回转至关闭直立状态，又开始蓄水。以后循环往复重复同样过程。
[0040]水闸一般处于河床较低位置，在水闸附近较高适当位置处修建一定容积蓄水池17蓄水，蓄水池17水量通过进水管路14和出水管路15与空腹式闸墩10上、下游端部四个集水井11相连，进出水管路系统中的第一阀门18和第二阀门24控制进出集水井11水流量大小，调节四个集水井11的水位高低，集水井11内悬浮四个重锤9，重锤9系于钢丝绳6，钢丝绳通过支架8上滑轮7组系于水扇12顶端。
[0041 ] 为了人为地控制闸门放水时间来计量闸室上游引水工程引水时间，蓄水池17水量通过进出水管路系统中的第一阀门18和第二阀门24控制，调节集水井11水位降低与升高时间，导致悬浮于水面的重锤9出现升降，重锤9通过钢丝绳6牵引水扇12旋转，转动水扇12通过转轴4带动闸门2转动，人为控制和调节闸门2开启度，保证水闸定时泄流和蓄水。
[0042]同时也可以人为迅速地调节进出水管路系统中的放水管15开启度，迅速降低或者升高四个集水井11的水位，人为地控制闸门2开启度，保证特殊工作(如泄洪、检修等)情况下水闸安全运行。
[0043]为了防止闸室上游漂浮物堵塞水闸，闸墩牛腿3是设置为三棱锥形，较尖角朝向水流上游，闸室底板支墩16设置为四棱台形，较小尖角朝向水流上游，迎水面棱设为圆锥弧形，这样设置，有利于闸室上游漂浮物顺畅通过，不会挂住杂物，阻塞水闸。
[0044]变配重可控水力自动定轴翻板闸门与现有闸门不同之处在于闸闸门结构、人为控制及计时引水、防闸门撞击和漂浮杂物阻塞闸室。变配重可控水力自动定轴翻板闸门的水箱1运行时可以变配重，闸门2下部与转轴4固结，闸墩牛腿3、闸室底板支墩16和弹簧减震支撑5控制闸门2转动定位，由空腹式闸墩的蓄水箱13和集水井11容纳联接转轴4的钢丝绳6、经滑轮7、支架8、重锤9、人为升降水位变化的集水井11组成的传力系统对闸门2开度进行控制，由蓄水池17、进出水管路14、放水管15、第一阀门18和第二阀门24组成水流系统保证集水井11的水位升降和水量变化。解决了:(1)水力自动翻板闸门配重不变、启闭不灵活；(2)设计与施工复杂；(3)以往转轴4运行时活动部件易被漂浮杂物卡住，无法启闭，影响泄洪安全；(4)计时水闸引水和人力无法控制闸门泄流量和闸前水位，泄洪不可靠；(5)设置闸墩牛腿3采用三角棱体形，尖角朝向上游侧，闸门处于直立关闭时，闸室底板支墩6采用四棱台形，尖角朝向上游侧，目的保证上游来水中的漂浮物顺畅过闸，防止减小闸室过流面积，不再产生漂浮物阻水现象，有利于工程安全泄洪。(6)在闸墩两侧蓄水箱13灌水至一定深度，在转轴4两端固接水扇12，当闸门2开启旋转时带动水扇12转动，水扇12受到蓄水箱13水体的阻力作用，缓慢转动，而且闸门2开启旋转转速越快，水扇12受到蓄水箱13水体的阻力作用越大，相应地减缓闸门2转速，使闸门2慢速翻转至闸墩牛腿3上，减小闸门2对闸墩牛腿3撞击力，水阻力不会像弹簧那样同时施加一个压缩反力给水扇，牵引闸门2回位，导致闸室上游库容水量无法泄尽放空。当闸门2关闭回转时，水扇12同样受到蓄水箱13水体阻力作用，致使闸门2慢速关闭，减小闸门2对闸室底板支墩16撞击力，保证闸门2运行稳定，延长工程寿命。
【主权项】
1.一种变配重可控水力自动定轴翻板闸门，包括闸门(2)，其特征是:所述的闸门(2)的下部固定在转轴(4)上，所述的闸门(2)的背水面的下部设有水箱(1)，所述的水箱(1)在临近所述的闸门(2)的下部的一侧设有通水孔(19)、另一侧设有通气孔(20)，还包括一个限制所述的闸门(2)旋转到水平位置并支撑所述的闸门(2)的闸墩牛腿(3)和一个限制所述的闸门(2)旋转到竖直位置支撑所述的闸门(2)的闸室底板支墩(16)，至少在所述的转轴(4)的一端连接有缓冲装置。2.根据权利要求1所述的变配重可控水力自动定轴翻板闸门，其特征是:所述的缓冲装置为空腹式闸墩(10)，所述的空腹式闸墩(10)由一个蓄水箱(13)和两个处于所述的蓄水箱(13)两侧的二个集水井(11)组成，所述的转轴(4)延伸至所述的蓄水箱(13)内，在所述的蓄水箱(13)内的所述的转轴(4)上固定安装有水扇(12)，所述的水扇(12)浸泡在所述的蓄水箱(13)内的水中，在所述的蓄水箱(13)设有限制所述的水扇(12)的旋转角度范围并支撑所述的水扇(12)的减震支撑;每个所述的集水井(11)旁设有一个支架(8)，每个所述的支架(8)上设有滑轮(7)及设在所述的滑轮(7)上的钢丝绳(6)，所述的钢丝绳(6)的一端固定连接在所述的水扇(12)的上端，所述的钢丝绳(6)的另一端与处于所述的集水井(11)内的重锤(9)连接，每个所述的集水井(11)和所述的蓄水箱(13)均连接有进出水管路系统。3.根据权利要求2所述的变配重可控水力自动定轴翻板闸门，其特征是:所述的进出水管路系统包括进出水管路(14)和与所述的进出水管路(14)连接的放水管(15)，所述的进出水管路(14)的一端通过第一阀门(18)与蓄水池(17)连接，另一端与所述的集水井(11)和所述的蓄水箱(13)连接，所述的放水管(15)上安装有第二阀门(24)。4.根据权利要求2或3所述的变配重可控水力自动定轴翻板闸门，其特征是:所述的蓄水箱(13)内设有盖住所述的水扇(12)的蓄水箱穿孔曲线盖(21)，所述的蓄水箱穿孔曲线盖(21)的两端和顶端均设有穿孔(23)。5.根据权利要求1或2所述的变配重可控水力自动定轴翻板闸门，其特征是:所述的闸墩牛腿(3)为较尖角朝向水流上游的三棱锥形闸墩牛腿。6.根据权利要求4所述的变配重可控水力自动定轴翻板闸门，其特征是:所述的闸墩牛腿(3)为较尖角朝向水流上游的三棱锥形闸墩牛腿。7.根据权利要求1或2所述的变配重可控水力自动定轴翻板闸门，其特征是:所述的闸室底板支墩(16)为四棱台形，较小尖角朝向水流上游，迎水面棱设为圆锥弧形。8.根据权利要求2所述的变配重可控水力自动定轴翻板闸门，其特征是:所述的转轴(4)与所述的蓄水箱(13)之间设有填料函(22)。9.根据权利要求1或2所述的变配重可控水力自动定轴翻板闸门，其特征是:所述的转轴(4)的两端均连接有缓冲装置。10.根据权利要求2所述的变配重可控水力自动定轴翻板闸门，其特征是:所述的减震支撑为弹簧减震支撑(5)。
【专利摘要】本实用新型公开了一种变配重可控水力自动定轴翻板闸门，闸门的背水面的下部设有水箱，闸门与转轴联接，转轴穿过空腹式闸墩壁与蓄水箱中水扇联接；集水井的重锤由支架、滑轮支撑的钢丝绳牵引水扇；蓄水池经进、出水管与蓄水箱和集水井相联通。本实用新型通过设置带有水箱的闸门，闸门启闭时，配重变化，闸门启闭灵活；转轴与闸门固结，转轴免于被漂浮杂物卡住；闸墩牛腿和底板牛腿采用不同外形，防止漂浮物阻塞闸室，有利于水闸安全泄洪；设置集水井的重锤牵引水扇，解决了人为控制闸门开启度和计时引水，保证特殊工况下闸门正常运行；水扇和减震支撑防止闸门启闭撞击闸墩牛腿和闸室底板支墩，保证闸门运行稳定，延长工程寿命。
【IPC分类】E02B7/40
【公开号】CN205100174
【申请号】CN201520890618
【发明人】谢太生
【申请人】谢太生
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年11月10日