气垫式大口径圆形管涵双向流控制闸门的制作方法

本实用新型涉及水工通用设备技术领域，尤其涉及一种气垫式大口径圆形管涵双向流控制闸门。

背景技术：

目前，在灌渠、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圆管涵，该圆管涵均为有压流，通常大口径圆管涵采用蝴蝶阀门来控制流量，该蝴蝶阀门的水头损失较大，降低了管涵内液体输流量，而且启闭设备功率大。

技术实现要素：

本实用新型目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种气垫式大口径圆形管涵双向流控制闸门，将启闭设备与闸门集成在一起，它不但适应大口径管涵的启闭，而且启闭灵活、集成度高、密闭性优良、防火防爆、止水良好、水头损失很小，是一种先进的水工通用设备。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种气垫式大口径圆形管涵双向流控制闸门，包括有闸室，在闸室的顶端设有顶盖，在闸室的下端设有底座，在闸室的前侧面的下端设有管口一，在闸室的后侧面的下端设有管口二，所述的管口一与管口二在闸室内水平贯通，在所述管口一与管口二之间的中部有竖直向上的方形孔道，方形孔道与管道一、管道二构成三通形状，所述的闸室的下端前后侧面均为向内倾斜的斜面，在每个斜面上均设有椭圆形嵌槽，在每个嵌槽内均嵌有止水圈，所述的止水圈的外露面高出于斜面；在闸室的前、后内壁的上端中间位置均设有铰轴一，在所述的闸室左、右内壁两侧分别安装有竖向的滑轨，在闸室内还设有导向筒，所述的导向筒为矩形筒，导向筒的上部和下部均开口，在导向筒左、右筒壁的底部都有排水孔，在导向筒的外壁的四个拐角的上下部位都有滑块，所述滑块分别安置在闸室内的滑轨内，在导向筒前、后外壁下部的中间分别设有铰轴二，在所述的导向筒下面还固定有闸门，闸门随着导向筒上下滑动，所述的闸门的下半部分为半圆弧形状，上半部分为矩形，所述闸门的前、后侧面均为斜面，两个斜面的斜率分别与闸室下端的前后内壁的斜面的斜率相同，整个闸门如同“∪”形的楔块；在所述导向筒前、后两侧与闸室内壁之间分别设有弹性剪叉架，弹性剪叉架的上端的铰环一套于所述的铰轴一，弹性剪叉架下端的铰环二套于所述的铰轴二，在所述的导线筒内还设有气垫组，所述的气垫组的顶面与闸室的顶盖固定连接，气垫组的底面抵于闸门的顶面，气垫组的上端接口通过闸室的顶盖上的通气接头一与外部空气压缩系统连接。

在所述的导向筒左、右内壁的上部的中间位置分别设有锁孔一，在导向筒左、右内壁下部的中间位置分别设有锁孔二；在导向筒与气垫组之间还设有矩形气垫框，气垫框的顶端与闸室的顶盖固定连接，在所述的气垫框的左、右内壁的下端分别安装有气垫门锁，气垫门锁的锁舌穿出或退入所述气垫框框壁的锁道，以及进出所述导向筒的锁孔一或锁孔二。

所述的气垫组是由多个气垫一竖向叠合而成，所述的气垫一均为长方形的，多个气垫一的中部依次相互连接，在连接的部位中心均设有通孔。在所述气垫组最上部的气垫一上有接口，该接口与所述盖板上通气接头一连通，所述通气接头一与控制柜的空气压缩系统连通。当空气压缩系统从通气接头一充气时，所有所述的气垫一均竖向膨胀，气垫组将增高；当空气压缩系统从通气接头一卸气时，所有所述的气垫一均竖向回缩，气垫组将缩矮。

所述的弹性剪叉架包括有两根连根一、两根连杆二和竖向铰接的多个x型剪叉，位于最上面的x型剪叉与两根连杆一的一端铰接，两根连杆一的另一端铰接于所述的铰环一；位于最下面的x型剪叉与两根连杆二的一端铰接，两根连杆二的另一端铰接于所述的铰环二，位于最上面的x型剪叉与两根连杆一上的左右部位均安装有拉簧一，位于最下面的x型剪叉与两根连杆二上的左右部位均安装有拉簧二。当闸门关闭时，充气的气垫组抵着闸门下移，弹性剪叉架被拉长，拉簧则拉长；当闸门开启时，卸气的气垫组抵着闸门上移，拉簧回缩，弹性剪叉架被缩短。

所述的气垫门锁包括有固定在气垫框上的底板，在底板上固定有弹簧铰链，在弹簧铰链上连接有竖向的抵板，在抵板的下端固定有横向的锁舌，在底板上还安装有外壳，在外壳内壁与抵板之间设有气垫二，气垫二充气时，推着抵板和锁舌滑动，锁舌退入所述气垫框框壁的锁道，以及进入所述导向筒的锁孔一或锁孔二，所述的气垫二的气压管通过闸室顶盖上的通气接头二与外部空气压缩系统连接，空气压缩系统还与控制柜连接，在底板与抵板之间安装有门锁传感器，所述的门锁传感器包括有安装在底板上的磁敏传感器和安装在抵板上的与磁敏传感器相对应的磁铁，所述磁敏传感器电缆从闸室顶盖上的电缆固定头引出并与控制柜连接。

当闸门关闭后，空气压缩系统从通气接头二充气，气垫二膨胀，气垫二抵着抵板把锁舌推出气垫框的锁道，将锁舌插入导向筒的锁孔一，把闸门锁住不上升；当闸门开启过程中，空气压缩系统从通气接头二卸气，气垫二回缩，弹簧铰链弹起抵板，将锁舌退缩到气垫框锁道；当闸门全开启后，空气压缩系统从通气接头二充气，气垫二膨胀，气垫二抵着抵板把锁舌推出气垫框的锁道，将锁舌插入导向筒的锁孔二，把闸门锁住不下落。当气垫门锁的气垫二充气后膨胀，气垫二把抵板推向底板，锁舌进入锁孔一或锁孔二，磁铁接近磁敏传感器，门锁传感器输出气垫门锁关闭的信号；当气垫门锁的气垫二卸气后回缩，弹簧铰链把抵板从底板处弹开，锁舌退出锁孔一或锁孔二，磁铁离开磁敏传感器，门锁传感器输出气垫门锁开启的信号。

本实用新型的优点是：1、本实用新型的气垫式大口径圆形管涵双向流控制闸门，能双向液体流通，填补口径为500-2000mm圆形管涵采用闸门启闭的空白，是一种先进的水工通用设备。

2、本实用新型的气垫式大口径圆形管涵双向流控制闸门，解决了大口径圆形管涵不易设闸门的难题；采用闸室内不设阻碍液体流通的构件，过闸水头损失小；利用闸门自重与斜面止水，双向止水效果好；气垫组与闸门高度集成，占地占空间小；靠气动力启闭闸门，防火防爆；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、启闭灵活、过流水头损失小、密闭性好、防火防爆、止水良好、能耗低、自动控制的特点。

附图说明

图1为本实用新型的管涵闸门开启状态正剖视结构示意图。

图2为本实用新型的管涵闸门俯剖视结构示意图。

图3为本实用新型的管涵闸门关闭状态左侧剖视结构示意图。

图4为本实用新型的气垫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，本实用新型气垫式大口径圆形管涵双向流控制闸门1实施例的结构形式为：在所述管涵闸门1闸室2的前端有管口一3，在所述闸室2的后端有管口二4，所述的管口一3与管口二4在闸室2内水平贯通，所述管口一3和管口二4的内孔均为圆形。在所述管口一3与管口二4之间的中部有竖直向上的孔道，该孔道为方形，整个所述的闸室2如同“三通”形状。所述闸室2前、后内壁的下部均为斜面，在两个所述闸室2内壁斜面上都有椭圆形的嵌槽，在所述嵌槽内嵌有止水圈5，所述止水圈5外露面高出于闸室2内壁的斜面。在所述闸室2左、右内壁两侧各有一根竖向的滑轨6，在该些滑轨6内活动安置有闸门10。在所述闸室2前、后内壁上部的中间都有铰轴一8，在所述闸室2的顶端有顶盖12，在所述闸室2的底部有底座7。所述闸门10的下半部分为半圆弧形状，以及其的上半部分为矩形，所述闸门10的前、后侧面均为斜面，该闸门前侧面斜率与所述闸室2前内壁斜面的斜率相同，该闸门后侧面斜率与所述闸室2后内壁斜面的斜率相同，整个闸门10如同“∪”形的楔块。在所述闸门10的顶端连接有导向筒11，所述的导向筒11为矩形筒，所述导向筒11的上部开口。在所述导向筒11左、右筒壁的底部都有排水孔。所述导向筒11外壁四个拐角的上下部位都有滑块，该些滑块各自安置于所述闸室2的四根滑轨6内。在所述导向筒11前、后外壁下部的中间都有铰轴二9。在所述导向筒11前、后两侧与闸室2内壁之间各有一副弹性剪叉架16，该弹性剪叉架16上端的铰环一套于所述的铰轴一8，该弹性剪叉架16下端的铰环二套于所述的铰轴二9。在所述导向筒11左、右内壁上部的中间都有锁孔一，在所述导向筒11左、右内壁下部的中间都有锁孔二。在所述顶盖12底面有矩形的气垫框13，该气垫框13置于所述的导向筒11内。在所述的气垫框13内安置有气垫组14，所述气垫组14顶面与顶盖12的底面连接，该气垫组14底面抵于所述闸门10的顶面。在所述气垫框13左、右内壁的下部都安置有气垫门锁21，该气垫门锁21的锁舌26穿出或退入所述气垫框13框壁的锁道，以及进出所述导向筒11的锁孔一或锁孔二。所述的气垫组14由数只气垫一15竖向叠合而成，所述的气垫一15均为长方形，在该些所述气垫一15的中部相互连接，该些连接部位呈长方形，在该些所述气垫一15连接部位的中心有通孔。在所述气垫组14最上部的气垫一15上有接口，该接口与所述盖板上通气接头一连通，所述通气接头一与控制柜的空气压缩系统连通。当空气压缩系统从通气接头一充气时，所有所述的气垫一15均竖向膨胀，气垫组14将增高；当空气压缩系统从通气接头一卸气时，所有所述的气垫一15均竖向回缩，气垫组14将缩矮。所述弹性剪叉架16有竖向铰接的数只x型剪叉17，在所述弹性剪叉架16上部的x型剪叉17与两根连杆一18的一端铰接，该两根连杆一18另一端都铰接于所述的铰环一；在所述弹性剪叉架16下部的x型剪叉17与两根连杆二19的一端铰接，该两根连杆二19另一端都铰接于所述的铰环二。在所述弹性剪叉架16上部x型剪叉17与两根连杆一18上的左右部位都安置有拉簧20，在所述弹性剪叉架16下部x型剪叉17与两根连杆二19上的左右部位也都安置有拉簧20。当闸门10关闭时，充气的气垫组14抵着闸门10下移，弹性剪叉架16被拉长，拉簧20则拉长；当闸门10开启时，卸气的气垫组14抵着闸门10上移，拉簧20回缩，弹性剪叉架16被缩短。

见图4所示，在所述气垫门锁21底板22的上部安置有弹簧铰链24，所述弹簧铰链24与抵板25的上端连接，在该抵板25下部的中间有所述锁舌26。在所述底板22上安置有外壳23，该外壳23与所述的抵板25之间安置有气垫二27，该气垫二27上有气压管与所述盖板上的通气接头二连通。当闸门10关闭后，空气压缩系统从通气接头二充气，气垫二27膨胀，气垫二27抵着抵板25把锁舌26推出气垫框13的锁道，将锁舌26插入导向筒11的锁孔一，把闸门10锁住不上升；当闸门10开启过程中，空气压缩系统从通气接头二卸气，气垫二27回缩，弹簧铰链24弹起抵板25，将锁舌26退缩到气垫框13锁道；当闸门10全开启后，空气压缩系统从通气接头二充气，气垫二27膨胀，气垫二27抵着抵板25把锁舌26推出气垫框13的锁道，将锁舌26插入导向筒11的锁孔二，把闸门10锁住不下落。

在所述气垫门锁21底板22与抵板25之间安置有门锁传感器，在所述底板22上安置有磁敏传感器28，在所述抵板25上安置有磁铁29，所述磁敏传感器28的电缆从所述顶盖12上的电缆固定头引出。当气垫门锁21的气垫二27充气后膨胀，气垫二27把抵板25推向底板22，锁舌26进入锁孔一或锁孔二，磁铁29接近磁敏传感器28，门锁传感器输出气垫门锁21关闭的信号；当气垫门锁21的气垫二27卸气后回缩，弹簧铰链24把抵板25从底板22处弹开，锁舌26退出锁孔一或锁孔二，磁铁29离开磁敏传感器28，门锁传感器输出气垫门锁21开启的信号。

本实用新型的使用方法，包括以下步骤：

（1）把管涵闸门1安装于基座上，在管口一3和管口二4上各自连通涵管，把气垫组14的通气接头一和气垫二27的通气接头二用气压管与空气压缩系统连通，把门锁传感器的电缆与控制柜联接；把空气压缩系统的电缆与控制柜联接；把过闸流量与气垫组14内气体压力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10：控制柜控制空气压缩系统从通气接头二卸气，气垫二27回缩，弹簧铰链24弹起抵板25，把锁舌26从导向筒11锁孔二回缩到气垫框13的锁道，把气垫门锁21打开；弹起的抵板25把磁铁29与磁敏传感器28分开，门锁传感器输出气垫门锁21开启的信号。控制柜控制空气压缩系统从通气接头一充气，气垫组14增高，气垫组14抵着闸门10沿着闸室2内壁向下移动，弹性剪叉架16拉长，直至把闸门10前、后侧面抵紧止水圈5，将闸门10完全关闭,管涵内的液体截止流动。控制柜控制空气压缩系统从通气接头二充气，气垫二27膨胀，把抵板25向底板22合拢，把锁舌26插入导向筒11锁孔一锁住闸门10；合拢的抵板25把磁铁29与磁敏传感器28靠近，门锁传感器输出气垫门锁21锁住闸门10的信号。

（3）开启部分闸门10：控制柜控制空气压缩系统从通气接头二卸气，气垫二27回缩，弹簧铰链24弹起抵板25，锁舌26离开导向筒11的锁孔一，将锁舌26回缩到气垫框13的锁道，把气垫门锁21打开；弹起的抵板25把磁铁29与磁敏传感器28分开，门锁传感器输出气垫门锁21开启的信号。控制柜控制空气压缩系统从通气接头一卸气，气垫组14回缩，拉簧20拉着弹性剪叉架16缩矮，气垫组14抵着闸门10沿着闸室2内壁向上移动，直至空气压缩系统的气压传感器输出气垫组14内气压达到标定的过闸流量时，控制柜控制空气压缩系统停止从通气接头一卸气，空气压缩系统保持气垫组14内的气压，将闸门10部分开启。

（4）完全开启闸门10：控制柜控制空气压缩系统继续从通气接头一卸气，气垫组14回缩，拉簧20拉着弹性剪叉架16缩矮，气垫组14抵着闸门10沿着闸室2内壁向上移动，直至导向筒11的顶面抵于顶盖12的底面把闸门10完全开启,管涵内的液体畅通过流。控制柜控制空气压缩系统从通气接头二充气，气垫二27膨胀，把抵板25向底板22合拢，把锁舌26插入导向筒11锁孔二锁住闸门10；合拢的抵板25把磁铁29与磁敏传感器28靠近，门锁传感器输出气垫门锁21锁住闸门10的信号。即完成圆形管涵闸门1的循环使用。