一种平板闸门装置的制作方法

本发明公开一种液压驱动可变底缘角度的平板闸门装置，应用于水利工程领域。

背景技术：

在水利工程领域中，平板闸门的主要作用是当机组或水道发生事故时，能在动水中关闭的闸门，通过其迅速切断水流，防止危险事故扩大，避免经济财产损失。随着高库大坝的建设，平面闸门因结构较为简单、操作运行方便可靠、对建筑物的布置也较易配合的特点，越来越广泛地被作为事故闸门应用于水利工程中。然而，由于高水头、大泄流量的影响，平板事故闸门在动水中能否正常关闭，以及其在关闭过程中的水动力特性，一直是闸门设计及运用中所关注的焦点问题。滑块式平板闸门装置摩擦系数较大，当在水中浸泡时间较长时，平板闸门闭门将会受到较大水流推力，导致闸门出现闭门困难的情况。传统的方法是增加闸门配重，克服摩擦力，但平板闸门空间较小，可用于配重的重量有限。

技术实现要素：

本发明目的是克服现有技术存在的上述不足，提供一种平板闸门装置，在平板闸门底部仓内增加可变角度的底缘结构，通过液压驱动及曲柄滑块机构将底缘伸出仓外，增大闸门承受水重的有效面积，从而使闸门受到的竖向合力增大，在不增加配重或少配重的情况下克服摩擦力，促进闸门顺利闭门。

本发明的技术方案

一种平板闸门装置，包括由一系列横梁、纵梁及梁板构成的一组仓组成的平板闸门，以及平板闸门上方的吊耳；在平板闸门最低的仓内布置有底缘结构，该底缘结构包括底缘，底缘的一侧设置有转轴，转轴的两端通过轴承及轴承座安装在最低的仓的外缘，底缘的另一侧的两端分别通过铰点各与一个曲柄的一端铰接，曲柄的另一端分别与滑块的一端铰接，滑块与l型液压臂底部的横向推杆的末端连接，l型液压臂的竖向部分穿过闸门伸到闸门顶部并与外部的液压系统连通。

平板闸门闭门过程中利用水重，在没有突出底缘的情况下，水重作用面积为闸门仓的底面积。在平板闸门迎流面底部增加底缘结构，通过液压驱动和曲柄滑块机构，使底缘能够伸出仓外。增加前突底缘后，闸门舱的底面仍然承受水重，水压力与无前突底缘时相近。前突底缘将水体分为上下两部分，其中底缘上表面的水体在闸门泄流过程中基本保持静止，上表面压力较大，底缘之下的水体由于流速较大，根据伯努利原理，流体流速越大时表面压力越小，下表面压力较小，因此底缘上下表面存在压力差，产生竖直向下的水压力，此时闸门总体水压力为闸门舱底面水压力和底缘水压力这两部分压力之和，通过增大面积的方式增大了闸门受到的水压力。

在平板闸门最低仓布置底缘结构，底缘通过铰点与曲柄铰接，曲柄另一端与滑块铰接，滑块连接液压臂，当液压臂推杆推动滑块向前移动时，滑块带动曲柄，与曲柄铰接的底缘绕转轴旋转，实现底缘探出仓外；当液压臂推杆收缩时，滑块沿反方向移动，曲柄带动底缘缩回仓内。通过液压机构及曲柄滑块机构不仅可控制底缘伸出仓外的有效面积，同时也可适应不同倾角的坡道形式。

本发明的优点和有益效果：

(1)增加突出底缘后，增加了水重有效作用面积，利于闸门闭门。

(2)通过液压驱动及曲柄滑块机构，可实现底缘伸出，并且可控制底缘有效作用面积，同时底缘角度可改变，能够适应各种坡道形式。

(3)结构简单，施工方便，造价较低。

附图说明

图1为该装置整体结构示意图；

图2为该装置底缘结构侧面示意图；

图3为该装置位于平底坡道效果图；

图中：1、液压臂；2、吊耳；3、仓；4、横梁；5、纵梁；6、铰点；7、曲柄；8、滑块；9、轴承；10、转轴；11、底缘。

具体实施方式

实施例1：

下面结合附图对本发明的具体结构做进一步描述。

如图1至图3所示的平板闸门装置，包括平板闸门、液压臂1、吊耳2、仓3、横梁4、纵梁5、铰点6、曲柄7、滑块8、轴承座9、转轴10和底缘11。

平板闸门启闭过程中，启闭机通过拉杆拉住吊耳2实现闸门升降。闸门由一系列横梁4、纵梁5、梁板之间的仓3组成。在平板闸门闭门时，随着开度减小，闸门所受水重力和水平力同时增大，闸门在水中浸泡时间较长时会导致摩擦系数增大，当摩擦系数过大时，闸门竖向受力无法克服摩擦力，此时闸门无法实现闭门。常规的方法是对闸门仓3内进行配重，在仓3中填入重物，增大竖向受力。平板闸门仓3的体积有限，当全部填满仍无法克服摩擦力时，闸门就会出现闭门卡阻、落不到位等问题。通过增加水重有效作用面积是一种解决闸门无法闭门的方法。

曲柄7、滑块8、轴承座9、转轴10和底缘11布置在闸门最底仓3中，底缘11下端穿入转轴10，转轴10左右两端由轴承座9支撑，底缘11上端两侧分别通过铰点6各与一个曲柄7的一端铰接，曲柄7的另一端分别与滑块8的一侧铰接，l型液压臂1底部的横向推杆的末端连接滑块8，l型液压臂1的竖向部分穿过闸门伸到闸门顶部并与外部的液压系统连通。

首先底缘11缩在闸门仓3内，此时闸门动水闭门，当闸门落到一定开度无法进一步下落时，液压臂1推动推杆使滑块8向前移动，滑动8带动曲柄7，曲柄7带动底缘11绕转轴10转动，实现底缘11伸出仓3外，增大了水重受力面积，促使闸门在动水中完全关闭。

当闸门落到底之后，液压臂1的推杆回收，使滑块8向后移动，通过曲柄7带动底缘11绕转轴10反向转动，使底缘11收回到仓3内。

对于很多水利工程，闸门下方流道不是平坡，而是带有一定角度，液压臂1与曲柄7—滑块8机构可实现底缘11绕转轴10任意角度旋转，适应不同形式的坡道，同时也可改变底缘11受水重的有效面积。

本发明不局限于液压驱动曲柄滑块实现底缘伸出旋转，液压带动任何可将底缘伸出并旋转的机构都在本发明保护范围之内。

技术特征：

技术总结
一种平板闸门装置，包括由一系列横梁、纵梁及梁板构成的一组仓组成的平板闸门，以及平板闸门上方的吊耳；在平板闸门最低的仓内布置有底缘结构，该底缘结构包括底缘，底缘的一侧设置有转轴，转轴的两端通过轴承及轴承座安装在最低的仓的外缘，底缘的另一侧的两端分别通过铰点各与一个曲柄的一端铰接，曲柄的另一端分别与滑块的一端铰接，滑块与L型液压臂底部的横向推杆的末端连接，L型液压臂的竖向部分穿过闸门伸到闸门顶部并与外部的液压系统连通。该装置增加突出底缘后，增加了水重有效作用面积，利于闸门闭门，且结构简单，施工方便，造价较低。

技术研发人员：练继建;盛传明;刘昉;马斌
受保护的技术使用者：天津大学前沿技术研究院有限公司
技术研发日：2018.07.12
技术公布日：2018.11.06