一种伸缩式圆筒闸门的制作方法

1.本发明属于水利水电工程用闸门技术领域，具体涉及一种伸缩式圆筒闸门。


背景技术：

2.在水利水电工程中，闸门用于关闭和开放泄(放)水通道的控制设施。水工建筑物的重要组成部分，可用以拦截水流，控制水位、调节流量、排放泥沙和漂浮物等。闸门主要由三部分组成:主体活动部分，用以封闭或开放孔口，通称闸门，亦称门叶；埋固部分；启闭设备。活动部分包括面板梁系等承重结构、支撑行走部件、导向及止水装置和吊耳等。埋件部分包括主轨、导轨、铰座、门楣、底槛、止水座等，它们埋设在孔口周边，用锚筋与水工建筑物的混凝土牢固连接，分别形成与门叶上支承行走部件及止水面，以便将门叶结构所承受的水压力等荷载传递给水工建筑物，并获得良好的闸门止水性能。启闭机械与门叶吊耳连接，以操作控制活动部分的位置，但也有少数闸门借助水力自动控制操作启闭。
3.目前，用于水库取水的闸门应用中，水库下部水温较低，直接取用下部冷水，使农作物受到冷水灾害，因此，需要设置取水库表层温水的设施取用表层温水进行灌溉，使农作物免受冷水灾害，以提高农作物产量，已成为近些年理所当然的要求。目前常用的水工钢闸门可实现普通的挡水、泄水及取水，而无法实现这个功能要求。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种伸缩式圆筒闸门，可实现随水库水位的升降而自动伸缩闸门，始终保持只取水库表层某深度范围的温水，解决目前常用的水工钢闸门可实现普通的挡水、泄水及取水，而无法实现取表层温水的问题。
5.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
6.本发明提供一种伸缩式圆筒闸门，包括水工柱、门体和埋件，水工柱设置有竖向的门槽，所述门体位于门槽中，所述门体上方连接有启闭机，门体包括开口向上的顶节圆筒和伸缩圆筒；顶节圆筒位于伸缩圆筒上方且固定连接，所述伸缩圆筒包括多个相互套接在一起的圆筒单元；所述埋件包括导轨和底槛，导轨沿水工柱竖直设置，所述圆筒单元与导轨滑动连接，底槛预埋在水工地基中，所述底槛包括座环，所述伸缩圆筒底部与座环配合连接，所述水工地基设置有与所述座环连通的水道，所述水道流向下游。
7.根据上述技术，通过设置门体包括开口向上的顶节圆筒和伸缩圆筒，门体上方连接有启闭机，启闭机用于提升门体，使得门体高度可以根据水的深度调节，顶节圆筒位于水面以下即可进行取水库表层温水，表层温水依次经过顶节圆筒、伸缩圆筒、底槛，流向与底槛座环连通的水道，流向下游；实现随水库水位的升降而自动伸缩闸门，始终保持只取水库表层某深度范围的温水，解决目前常用的水工钢闸门可实现普通的挡水、泄水及取水，而无法实现取表层温水的问题。
8.在一种可能的设计中，多个所述圆筒单元为直管，各所述圆筒单元从上到下直径依次减小，使得圆筒单元从上到下依次套接，所述直管的上下端设置有加劲环；多个所述圆
筒单元通过卡环装置套接在一起；所述卡环装置包括与下卡环、环形的节间水封和环形的第一压板，所述下卡环与圆筒单元底部的加劲环连接，所述下卡环套设在下方的圆筒单元上，使得伸缩圆筒拉伸至顶部时下卡环卡在下方圆筒单元的加劲环处；所述节间水封位于下卡环和环形的第一压板之间且通过螺栓连接，所述节间水封向直筒内凸出且与下方的圆筒单元表面紧密接触。通过在直管的上下端设置有加劲环，可以加强直管端口强度，也方便安装卡环装置，通过下卡环套设在下方的圆筒单元上，使得伸缩圆筒拉伸至顶部时下卡环卡在下方圆筒单元的加劲环处；通过所述节间水封向直筒内凸出且与下方的圆筒单元表面紧密接触实现套接处的密封处理。
9.在一种可能的设计中，所述圆筒单元上端的加劲环设置有缓冲装置，所述缓冲装置包括环形的缓冲橡胶和环形的第二压板，所述缓冲橡胶位于加劲环和第二压板之间且通过螺栓连接，所述缓冲橡胶向外凸出且与上方的圆筒单元内部紧密接触。通过缓冲橡胶向外凸出且与上方的圆筒单元内部紧密接触实现密封处理。
10.在一种可能的设计中，顶节圆筒包括拦污栅条和开口向上的喇叭状圆筒，所述拦污栅条周向设置在喇叭状圆筒上方。喇叭口为环状取水，进口前缘长，改变进口流线，减小入口流速，使表层温水下的冷水不致混入筒内，以达到较好的取水效果，入口流速低，不易产生涡流和掺气，闸门产生振动和气蚀的可能性小。
11.在一种可能的设计中，所述伸缩圆筒的最下节圆筒单元的底部设有条形底水封，沿所述圆筒单元底部周向设置。通过设置条形底水封，可以对伸缩圆筒底部与底槛之间进行密封，避免漏入冷水。
12.在一种可能的设计中，所述导轨至少设置有3根，导轨周向均布在所述门体周围，所述圆筒单元上设置有与所述导轨配合的导向装置。通过设置至少有3根导轨，导轨周向均布在所述门体周围，使得门体可以在门槽内稳定移动。
13.在一种可能的设计中，所述门体周围还设置有至少两层用于对门体进行锁定的锁定装置，每层锁定装置至少具有3个锁定装置且位于同一平面，每层的锁定装置沿门体外周周向均布，所述锁定装置固定设置在水工柱上。通过设置两层锁定装置，可以在安装门体或检修时将门体进行固定，方便安装。
14.在一种可能的设计中，所述锁定装置包括固定在水工柱上的锁定基座，所述锁定基座上设置有锁定块，所述锁定快在基座上可移动设置。
15.在一种可能的设计中，所述门体上方还设置有吊耳，吊耳通过三向平衡梁与启闭机相连。
16.在一种可能的设计中，所述启闭机通过plc进行控制，所述plc电连接有用于检测水位的水位传感器，plc用于根据所述水位传感检测到的水位信息对启闭机进行控制，从控制所述门体的高度。采用plc控制根据所述水位传感检测到的水位信息对启闭机进行控制，实现无人操作，使用更加方便。
17.有益效果：
18.1、本发明提供的一种伸缩式圆筒闸门，可实现随水库水位的升降而自动伸缩闸门，始终保持取水筒缘上部在设定的取水深度范围；通过设置门体包括开口向上的顶节圆筒和伸缩圆筒，门体上方连接有启闭机，启闭机用于提升门体，使得门体高度可以根据水的深度调节，顶节圆筒位于水面以下即可进行取水库表层温水，表层温水依次经过顶节圆筒、
伸缩圆筒、底槛，流向与底槛座环连通的水道，流向下游；实现随水库水位的升降而自动伸缩闸门，始终保持只取水库表层某深度范围的温水，解决目前常用的水工钢闸门可实现普通的挡水、泄水及取水，而无法实现取表层温水的问题；
19.2、本发明提供的一种伸缩式圆筒闸门，能任意调整取水深度以调节取水流量，喇叭口为环状取水，进口前缘长，改变进口流线，减小入口流速，使表层温水下的冷水不致混入筒内，以达到较好的取水效果，入口流速低，不易产生涡流和掺气，闸门产生振动和气蚀的可能性小；
20.3、本发明提供的一种伸缩式圆筒闸门，圆筒结构简单，水压力沿圆周均匀的作用在闸门上，门体受力情况好，避免了支承摩阻力，从而启门力小，门叶结构简单，自重轻，钢材用量小取水塔为排架结构，土建工程量小，其总投资较下沉式闸门方案更加节约；
21.4、本发明提供的一种伸缩式圆筒闸门，可调节的锁定装置，可实现各节圆筒的安装与检修，节间水封的布置，减缓了圆筒节间的碰撞以及防止节间漏水。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
23.图1为本发明提供的一种伸缩式圆筒闸门的整体结构示意图；
24.图2为本发明提供的一种伸缩式圆筒闸门全伸长状态结构示意图；
25.图3为本发明提供的一种伸缩式圆筒闸门全收缩状态结构示意图；
26.图4为本发明提供的一种伸缩式圆筒闸门中卡环装置的结构示意图；
27.图5为本发明提供的一种伸缩式圆筒闸门轨道和锁定装置分布的结构示意图；
28.图6为图5中a处的放大图。
29.图中附图标记为：
30.1-顶节圆筒，2-伸缩圆筒，3～6-圆筒单元，7-高强螺栓，8-卡环装置，9-拦污栅条，10-喇叭状圆筒，11-吊耳，12-三向平衡梁，13-加劲环，14-下卡环，15-节间水封，16-第一压板，17-缓冲橡胶，18-条形底水封，19-底槛，20-导轨，21-导向装置，22-锁定装置。
具体实施方式
31.下面结合附图及具体实施例来对本发明作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明虽然是用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。应当理解，尽管本文可能使用术语第一、第二等等来描述各种单元，但是这些单元不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个单元和另一个单元。例如可以将第一单元称作第二单元,并且类似的可以将第二单元称作第一单元，同时不脱离本发明的示例实施例的范围。
32.如图1至图3所示，本发明第一方面提供的所述伸缩式圆筒闸门，包括水工柱、门体和埋件，水工柱设置有竖向的门槽，所述门体位于门槽中，取水塔为排架结构，土建工程量小；所述门体上方连接有启闭机，门体包括开口向上的顶节圆筒1和伸缩圆筒2，圆筒结构简单，水压力沿圆周均匀的作用在闸门上，门体受力情况好，避免了支承摩阻力，从而启门力小；具体的启闭机采用现有的启闭机启闭机通过机架架设起来，架设高度可以保证将门体在最长状态下可以被拉起；顶节圆筒1位于伸缩圆筒2上方且固定连接，具体的，顶节圆筒1
与伸缩圆筒2通过高强螺栓7连接；所述伸缩圆筒2包括多个相互套接在一起的圆筒单元，具体的如图2所示，圆筒单元3～6设置有4节；所述埋件包括导轨20和底槛19，导轨20沿水工柱竖直设置，每个所述圆筒单元与导轨20滑动连接，底槛19预埋在水工地基中，所述底槛19包括座环，具体的，底槛19是用钢板组焊而成的座环，所述伸缩圆筒2底部与座环配合连接，所述水工地基设置有与所述座环连通的水道，所述水道流向下游。
33.具体的，顶节圆筒沿圆周进水，水流在圆筒内从上到下，通过底槛圆形孔洞进入流道，流向下游；伸缩式圆筒闸门在启闭机的控制下，可在闸门埋件上作垂直升降运动，如图3，在正常蓄水位时，闸门底部接触闸门底槛19，闸门处于伸长状态，在自重的作用下，闸门下沉到设定的取水深度，取水深度即取水筒缘距库水位的淹没深度，水库表层水从顶节取水筒1圆周进入圆筒内取水。
34.具体的，伸缩圆筒2底部与座环接触配合连接，当圆筒外库水位较低时，圆筒全缩状态仍然无法满足取水深度要求，可由启闭机整体提升圆筒闸门至闸门底缘高于库水位0.5m以上，闸门底部过流，达到取表层温水要求；
35.当库水位升高时，圆筒门的取水深度高于启闭机设定的取水深度范围时，闸门在启闭机控制下自动上升一定高度，以满足设定的取水深度范围。
36.随着水库水位的下降，低于启闭机设定的取水深度范围时，闸门在启闭机控制下自动下降一定高度，以满足设定的取水深度范围。
37.在一种可的实施方式中，如图4所示，多个所述圆筒单元为直管，各所述圆筒单元从上到下直径依次减小，使得圆筒单元从上到下依次套接，所述直管的上下端设置有加劲环13；多个所述圆筒单元通过卡环装置8套接在一起；所述卡环装置8包括与下卡环14、环形的节间水封15和环形的第一压板16，所述下卡环14与圆筒单元底部的加劲环13连接，所述下卡环14套设在下方的圆筒单元上，使得伸缩圆筒2拉伸至顶部时下卡环14卡在下方圆筒单元的加劲环13处；所述节间水封15位于下卡环14和环形的第一压板16之间且通过螺栓连接，具体的，为了方便安装所述节间水封15，第一压板是环形的钢板；所述节间水封15向直筒内凸出且与下方的圆筒单元表面紧密接触。在直管的上下端设置有加劲环，可以加强直管端口强度，也方便安装卡环装置，通过下卡环套设在下方的圆筒单元上，使得伸缩圆筒拉伸至顶部时下卡环卡在下方圆筒单元的加劲环处；通过所述节间水封向直筒内凸出且与下方的圆筒单元表面紧密接触实现套接处的密封处理。
38.在一种可的实施方式中，所述圆筒单元上端的加劲环13设置有缓冲装置，所述缓冲装置包括环形的缓冲橡胶17和环形的第二压板，所述缓冲橡胶17位于加劲环13和第二压板之间且通过螺栓连接，具体的，第二压板也是环形的钢板，所述缓冲橡胶17向外凸出且与上方的圆筒单元内部紧密接触，缓冲橡胶可以起到密封和缓冲作用。
39.由此，结合上述节间水封15向直筒内凸出且与下方的圆筒单元表面紧密接触实现每两个圆筒单元在套接处具有了两处密封和缓冲，避免圆筒单元之间的相互碰撞和漏水。
40.在一种可能的实施方式中，顶节圆筒1包括拦污栅条9和开口向上的喇叭状圆筒10，所述拦污栅条9周向设置在喇叭状圆筒10上方。
41.具体的，水库表层水从顶节取水筒1圆周通过栅条9进入圆筒内取水，可以过滤水中杂物，避免圆筒堵塞。实施时，拦污栅条9拦污取水段和下部喇叭状圆筒段10焊接而成，当长度较长时，其间可通过高强螺栓连接。喇叭口为环状取水，进口前缘长，改变进口流线，减
小入口流速，使表层温水下的冷水不致混入筒内，以达到较好的取水效果，入口流速低，不易产生涡流和掺气，闸门产生振动和气蚀的可能性小。
42.在一种可的实施方式中，所述伸缩圆筒2的最下节圆筒单元的底部设有条形底水封18，沿所述圆筒单元底部周向设置。
43.具体的，所述条形底水封18固定设置在伸缩圆筒2的最底部，条形底水封18向下凸起超出伸缩圆筒2的最底部。作为一种示例的，条形条形底水封18
44.在一种可的实施方式中，如图5、图6所示，所述导轨20至少设置有3根，导轨20周向均布在所述门体周围，所述圆筒单元上设置有与所述导轨20配合的导向装置21。
45.具体的，导轨20为条状，导向装置21为截面为u型的条状，导轨20位于导向装置21中。具体的，每个所述圆筒单元上都设置有所述导向装置21，所述导向装置21位于圆筒单元底部的加劲环13上，并通过螺栓进行连接固定。
46.在一种可的实施方式中，如图5所示，所述门体周围还设置有至少两层用于对门体进行锁定的锁定装置，每层锁定装置至少具有3个锁定装置且位于同一平面，每层的锁定装置沿门体外周周向均布，所述锁定装置固定设置在水工柱上。
47.具体的，所述锁定装置包括固定在水工柱上的锁定基座，所述锁定基座上设置有锁定块。
48.实施时，作为一种示例的，锁定块在锁定基座上可移动设置，并可以将锁定块进行固定。具体的，基座设置有与锁定快配合滑轨，滑轨上设置有活动螺栓用于固定锁定块。
49.在一种可的实施方式中，所述门体上方还设置有吊耳11，吊耳11通过三向平衡梁12与启闭机相连。
50.在一种可的实施方式中，所述启闭机通过可编程逻辑控制器(programmable logic controllers，plc)plc进行控制，所述plc电连接有用于检测水位的水位传感器，plc用于根据所述水位传感检测到的水位信息对启闭机进行控制，从控制所述门体的高度。采用plc控制根据所述水位传感检测到的水位信息对启闭机进行控制，实现无人操作，使用更加方便。
51.本发明除可实现正常的拦污、取水功能外，重要的是可实现随水库水位的升降而自动伸缩闸门，始终保持取水筒缘上部在设定的取水深度范围，从而保证所取水库表层水体的较精确温水，提高农业农作物产量的功能。
52.本发明除可实现随水库水位的升降而自动伸缩闸门，始终保持取水筒缘上部在设定的取水深度范围；通过设置门体包括开口向上的顶节圆筒和伸缩圆筒，门体上方连接有启闭机，启闭机用于提升门体，使得门体高度可以根据水的深度调节，顶节圆筒位于水面以下即可进行取水库表层温水，表层温水依次经过顶节圆筒、伸缩圆筒、底槛，流向与底槛座环连通的水道，流向下游；实现随水库水位的升降而自动伸缩闸门，始终保持只取水库表层某深度范围的温水，解决目前常用的水工钢闸门可实现普通的挡水、泄水及取水，而无法实现取表层温水的问题。
53.最后应说明的是,以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。