專利名稱：一種滑塊式翻板閘門結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水壩的閘門結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
早在19世紀(jì)中葉，歐洲曾出現(xiàn)過單鉸軸木質(zhì)水力自開翻倒閘門，但該門型在實(shí)際 運(yùn)行過程中由于存在開門速度過快、回關(guān)水位過低等問題較為突出，且一直未得到有效的 克服，因而一直未得到廣泛的應(yīng)用。 我國水力自控翻板閘壩的研究和采用，是從20世紀(jì)60年代初進(jìn)行河道渠化建設(shè) 通航樞紐以及水利部門發(fā)展農(nóng)田灌溉事業(yè)的過程中逐步發(fā)展起來的。1960年由湖南省交通 規(guī)劃勘測設(shè)計(jì)院在湖南省衡南縣蒸水的西渡通航樞紐工程中采用橫軸單鉸(一條鉸軸線) 翻板閘門(閘門面板的支承結(jié)構(gòu)型式為雙懸臂式)。將橫軸置于門高的三分之一處，當(dāng)上游 洪水水位高于門頂一定高度時(shí)，閘門在以水壓力為主的所有外力的共同作用下，繞橫軸自 動(dòng)打開泄洪。在當(dāng)時(shí)解決了利用水壓力使閘門自動(dòng)打開泄洪的問題，不需要人員操作、不需 要其它外加能源、不需要啟閉機(jī)械，而且工程量小、節(jié)省三材、投資省，因此相比其他類型的 閘門具有較大的潛在優(yōu)勢(shì)。(見圖一 )1966年水利部門在澧水干流的青山門水輪泵站主壩 上設(shè)置了 40扇3mX6m(高X寬)鋼制單軸支鉸翻板閘門。接著又在韶山灌區(qū)的20座主 壩上設(shè)置了木制單軸支鉸翻板閘門[(1.7mX2. 7m)和(2. 3mX4m) 二種規(guī)格]。澧水干流的 慈利城關(guān)電站、沫水干流的洋塘電站也先后采用了此類翻板閘門。 但這類閘門在實(shí)際運(yùn)行過程中還存在一些技術(shù)問題當(dāng)閘門打開時(shí)，一下子就從 全關(guān)狀態(tài)跳到全開狀態(tài)，沖擊力很大，容易損壞閘門；閘門突然從全關(guān)跳到全開，容易導(dǎo)致 上游水位突然猛降、下泄流量突然猛增，形成類似于潰壩的水流現(xiàn)象，不僅對(duì)上、下游通航 不利，對(duì)發(fā)電、灌溉、防洪不利，而且對(duì)閘壩下游的消能防沖以及下游河床的穩(wěn)定都很不利， 并且閘門還不能自動(dòng)回關(guān)，只能靠人力回關(guān)，而在水流中進(jìn)行人力回關(guān)則操作很不安全。由 于不能自動(dòng)回關(guān)，則容易造成不能及時(shí)保住上游水位，使大量可利用水資源白白流失。
為解決閘門不能在水力作用下自動(dòng)回關(guān)的問題，我國工程技術(shù)人員采取了在閘門 的底部加適量配重，使閘門能在上游水位低于正常蓄水位較多時(shí)在門重和水力的共同作用 下實(shí)現(xiàn)回關(guān)。但由于回關(guān)水位太低，因此水資源流失過大的問題并未得到完全解決。并且 它的回關(guān)是突然從全開迅速回到全關(guān)，沖擊力很大，容易損壞閘門和壩面。又因?yàn)樵陂l門的 底部加了配重，導(dǎo)致啟門水位過高，泄洪不及時(shí)，而猛然一開所造成的類似潰壩水流現(xiàn)象， 比不加配重的閘門還要猛烈些，并且閘門對(duì)支墩的沖擊力更大。 為解決閘門拍打支墩與壩面的問題，我國工程技術(shù)人員曾經(jīng)在閘門上加裝了油壓 減震器，但綜合效果并不理想。 在后來的改進(jìn)過程中，在單鉸式翻板閘壩的基礎(chǔ)上進(jìn)行了技術(shù)革新，在原鉸位上 方一定距離再增加鉸位(上鉸位)，將其設(shè)計(jì)成具有兩條鉸軸線的翻板閘門，我們通常稱之 為雙鉸翻板閘門。 但這種雙鉸翻板閘門雖然較好的解決了閘門自動(dòng)回關(guān)的難題，但卻存在回關(guān)力矩
3過大，容易造成閘門在運(yùn)行過程中發(fā)生振動(dòng)、"拍打"的現(xiàn)象，不僅使水位、流量很不穩(wěn)定，而 且有時(shí)還會(huì)毀壞閘門與壩面。為了解決這一問題，從加大閘門在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的阻尼入手，有 設(shè)計(jì)者在雙鉸閘門上加裝油壓減震器，從而大大減小了閘門在運(yùn)行過程中的沖擊力。
幾乎同時(shí)，為了克服單支鉸翻板閘門運(yùn)行中的一些缺點(diǎn)問題，也有的使用者改為 雙軸雙鉸結(jié)構(gòu)閘門，并增設(shè)了緩沖油缸。但這種加裝了油壓減震器的雙鉸軸翻板閘門在實(shí) 際應(yīng)用中仍存在一些現(xiàn)實(shí)問題關(guān)門水位太低，水資源流失過大；油壓減震器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜， 所要求的加工精度較高，不易制造，維修也很麻煩；油壓減震器價(jià)格較昂貴，大大提高了閘 門的直接成本；有時(shí)同一閘門的左右兩個(gè)油壓減震器的油壓阻尼不同步，就容易造成流量、 水位、開度不協(xié)調(diào)，使閘門在運(yùn)行過程中出現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)不靈活或者發(fā)生振動(dòng)、"拍打"等現(xiàn)象。尤 其是閘門處于淹沒出流時(shí)，出現(xiàn)"拍打"現(xiàn)象嚴(yán)重。 針對(duì)上述問題，我國工程技術(shù)人員作了進(jìn)一步改進(jìn)，通過調(diào)整支承鉸與閘門重心 位置的距離以提高關(guān)門水位的方法，采取加長支腿等措施，使關(guān)門水位提高到正常蓄水位。 由于關(guān)門水位提高，閘門關(guān)閉時(shí)，門前水壓力也得到大大增加，可以防止閘門沖擊壩面，從 而取消了油壓減震器。但實(shí)際運(yùn)行過程中依然存在一些技術(shù)問題，例如當(dāng)由兩鉸支承狀態(tài) 變換為一鉸支承后，閘門傾角會(huì)發(fā)生大幅度突變，造成水位、流量大幅度波動(dòng)。這種雙鉸閘 門在推廣過程中，有些工程還出現(xiàn)了振動(dòng)、"拍打"現(xiàn)象。 如圖l所示，在我公司技術(shù)人員的不斷探索和實(shí)踐過程中，設(shè)計(jì)出目前使用效果 良好的面板鉛垂的滾輪連桿式翻板閘門。其設(shè)計(jì)要點(diǎn)是通過圓形的滾輪和液壓連桿實(shí)現(xiàn)面 板與支墩的穩(wěn)定連接。這種滾輪連桿式翻板閘門在運(yùn)行過程中有無限條鉸軸，"鉸位"變化 是連續(xù)的、漸變的，并且閘門在運(yùn)行中的任何位置都是在每個(gè)支墩上呈雙支點(diǎn)受力狀態(tài)。從 而強(qiáng)化了閘門在運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性。在防止閘門拍打、保證水位與流量不發(fā)生大幅波動(dòng) 等方面有了質(zhì)的飛躍。
圖2是在圖1的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)一步改進(jìn)的面板傾斜的滾輪連桿式翻板閘門。與圖
1所示的面板鉛垂的滾輪連桿式翻板閘門相比本實(shí)施例做了如下的改進(jìn) 1.將翻板閘門改進(jìn)成向下游預(yù)傾一個(gè)角度的型式，經(jīng)過多次水工模型試驗(yàn)后發(fā)
現(xiàn)，證明其能有效防止翻板閘門的小開度振動(dòng)拍打現(xiàn)象，并使初始啟門水位得以降低，關(guān)門
水位得以提高； 2.門下堰頂設(shè)有一個(gè)斜坡式跌落，使門下的堰型成為梯形斷面實(shí)用堰，增大了流
量系數(shù)，使上游洪水位低于采用其它形式的翻板閘門，減少了淹沒損失； 3.在連桿長度及支鉸位置、滾輪直徑方面作多次修改和調(diào)試，運(yùn)行更加準(zhǔn)確可靠。
而且翻板閘門的啟門水位可以根據(jù)業(yè)主要求設(shè)計(jì)為高于正常水位5-30cm之內(nèi)的任意值，
設(shè)計(jì)成果與實(shí)際使用的水位差值可控制在10cm以內(nèi)； 4.在閘門前增設(shè)防護(hù)墩及在兩岸邊墻上設(shè)通氣孔，防護(hù)墩可以有效防止上游來物 撞擊閘門及漂浮物堵在閘門支鉸下造成破壞，而排氣孔可消除門下空腔負(fù)壓的形成。
然而，隨著水力自控翻板閘壩在各種水力、水文條件下的推廣應(yīng)用，特別是在大流 量、高水深、高淹沒度出流的情況下應(yīng)用，對(duì)水力自控翻板閘門的運(yùn)行穩(wěn)定性的要求也越來 越高。所以本公司工程技術(shù)人員從加大本來就存在于閘門運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的摩擦阻尼來提高閘 門運(yùn)行的穩(wěn)定性，而要進(jìn)一步提高閘門運(yùn)行的穩(wěn)定性就需要將滾動(dòng)摩擦改換成滑動(dòng)摩擦的 觀點(diǎn)。后來，本公司工程技術(shù)人員在發(fā)場滾輪連桿式水力自控翻板閘門的優(yōu)越性的基礎(chǔ)上進(jìn)一步設(shè)計(jì)出了滑塊式水力自控翻板閘門，用滑動(dòng)磨擦替代滾動(dòng)磨擦，用面接觸替代理論 上的線接觸，這樣閘門的運(yùn)行穩(wěn)定性得到了進(jìn)一步的提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種滑塊式翻板閘門結(jié)構(gòu)，用滑動(dòng)磨擦替代滾動(dòng)磨擦，用面 接觸替代理論上的線接觸，使閘門的運(yùn)行穩(wěn)定性得到提高。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn) —種滑塊式翻板閘門結(jié)構(gòu)，主要包括面板式門板和位于門板背后的支墩，門板的 后面與支腿固定連接，軌道固定在支腿上，在支墩上固定有滑動(dòng)支承座，滑動(dòng)支承座與導(dǎo)槽 合為一體，在滑動(dòng)支承座上安裝有可以扭轉(zhuǎn)的滑塊，滑塊的軌道面與支腳的軌道面貼合，所 述導(dǎo)槽上設(shè)有門板轉(zhuǎn)動(dòng)的軌道槽。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于 結(jié)構(gòu)型式方面導(dǎo)槽與滑動(dòng)支承座合為一體，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊； 閘門運(yùn)行穩(wěn)定性方面滑塊摩擦力大，運(yùn)行穩(wěn)定性高并且安全可靠，比目前其它翻 板閘門在抵抗振動(dòng)與"拍打"的性能上大大增強(qiáng)； 支承壓力方面滑動(dòng)支承能承受的壓力更大，適用擋水面積較大的翻板閘門的支 承。由此表明閘門可向加大門高與門寬的方向發(fā)展； 由于支承、運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)集中，小巧隱蔽，不易攔掛樹枝或其它雜物，使支墩附近的水 流流態(tài)較目前的其它型式的翻板閘門的要好。


下面根據(jù)附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)面板鉛垂的滾輪連桿式翻板閘門的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是現(xiàn)有技術(shù)面板傾斜的滾輪連桿式翻板閘門的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明的實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖。
圖中 1、門板；2、支墩；3、支腿；4、軌道；5、滑動(dòng)支承座；6、滑塊；7、防護(hù)墩；8、導(dǎo)槽。
具體實(shí)施例方式
如圖3所示，本實(shí)施例所述的一種滑塊式翻板閘門結(jié)構(gòu)，主要包括面板式門板1和 位于門板1背后的支墩2，門板1的后面與支腿3固定連接，軌道4固定在支腿3上，在支墩 2上固定有滑動(dòng)支承座5，滑動(dòng)支承座5與導(dǎo)槽8合為一體，在滑動(dòng)支承座5上安裝有可以 扭轉(zhuǎn)的滑塊6，滑塊6的軌道面與支腳3的軌道面貼合，所述導(dǎo)槽8上設(shè)有門板1轉(zhuǎn)動(dòng)的軌 道槽。所述門板1呈向后傾斜安裝。在門板1前面設(shè)有防護(hù)墩7。 滑塊式水力自控翻板閘門，用滑動(dòng)磨擦替代滾動(dòng)磨擦，用面接觸替代理論上的線 接觸，這樣閘門的運(yùn)行穩(wěn)定性得到了進(jìn)一步的提高。試驗(yàn)表明，滑塊式水力自控翻板閘門的 運(yùn)行穩(wěn)定性明顯優(yōu)于滾輪連桿式。 在高水深、大流量、高淹沒度出流的情況下，更能顯示出滑塊式水力自控翻板閘門 的優(yōu)越性。這種門型在運(yùn)行穩(wěn)定性、支承壓力、安裝制作、節(jié)省材料以及對(duì)水流流態(tài)的影響等諸多方面都具有明顯的優(yōu)點(diǎn) 結(jié)構(gòu)型式方面導(dǎo)槽與滑動(dòng)支承座合為一體，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊； 閘門運(yùn)行穩(wěn)定性方面滑塊摩擦力大，運(yùn)行穩(wěn)定性高并且安全可靠，比目前其它翻 板閘門在抵抗振動(dòng)與"拍打"的性能上大大增強(qiáng)； 支承壓力方面滑動(dòng)支承能承受的壓力更大，適用擋水面積較大的翻板閘門的支 承。由此表明閘門可向加大門高與門寬的方向發(fā)展； 由于支承、運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)集中，小巧隱蔽，不易攔掛樹枝或其它雜物，使支墩附近的水 流流態(tài)較目前的其它型式的翻板閘門的要好。 滑塊式翻板閘門的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由軌道4、滑塊6、支承座5和導(dǎo)槽8等組成。滑塊6采 用耐磨材料，其它三者都采用鋼結(jié)構(gòu)。軌道4固定在支腿3上，導(dǎo)槽8固定在支承座5上， 滑塊式支承鉸用軸安裝在支座5的導(dǎo)槽下方。軌道位置、滑塊式支承鉸尺寸、軸心位置、導(dǎo) 槽位置、導(dǎo)槽曲線軌跡，都應(yīng)按照水力水文條件通過計(jì)算與水工模型試驗(yàn)確定。導(dǎo)槽8的曲 線軌跡在加工時(shí)必須準(zhǔn)確平順，同時(shí)必須嚴(yán)格控制加工質(zhì)量。運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在安裝時(shí)必須嚴(yán)格 控制精度。
權(quán)利要求
一種滑塊式翻板閘門結(jié)構(gòu)，主要包括面板式門板和位于門板背后的支墩，門板的后面與支腿固定連接，軌道固定在支腿上，其特征在于，在支墩上固定有滑動(dòng)支承座，滑動(dòng)支承座與導(dǎo)槽固定連接，在滑動(dòng)支承座上安裝有可以扭轉(zhuǎn)的滑塊，滑塊的軌道面與支腳的軌道面貼合，所述導(dǎo)槽上設(shè)有門板轉(zhuǎn)動(dòng)的軌道槽。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滑塊式翻板閘門結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述門板呈向后傾 斜安裝。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種滑塊式翻板閘門結(jié)構(gòu)，其特征在于，在門板前面設(shè)有防 護(hù)墩。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滑塊式翻板閘門結(jié)構(gòu)，其特征在于，滑動(dòng)支承座與導(dǎo)槽 合為一體。
全文摘要
本發(fā)明公開一種滑塊式翻板閘門結(jié)構(gòu)，主要包括面板式門板和位于門板背后的支墩，門板的后面與支腿固定連接，軌道固定在支腿上，在支墩上固定有滑動(dòng)支承座，滑動(dòng)支承座與導(dǎo)槽合為一體，在滑動(dòng)支承座上安裝有可以扭轉(zhuǎn)的滑塊，滑塊的軌道面與支腳的軌道面貼合，所述導(dǎo)槽上設(shè)有門板轉(zhuǎn)動(dòng)的軌道槽。本發(fā)明用滑動(dòng)磨擦替代滾動(dòng)磨擦，用面接觸替代理論上的線接觸，這樣閘門的運(yùn)行穩(wěn)定性得到了進(jìn)一步的提高?；瑝K式水力自控翻板閘門的運(yùn)行穩(wěn)定性明顯優(yōu)于滾輪連桿式。在高水深、大流量、高淹沒度出流的情況下，更能顯示出滑塊式水力自控翻板閘門的優(yōu)越性。本發(fā)明在運(yùn)行穩(wěn)定性、支承壓力、安裝制作、節(jié)省材料以及對(duì)水流流態(tài)的影響等方面都具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)E02B7/40GK101748710SQ20081018313
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2008年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月12日
發(fā)明者曾龍祥 申請(qǐng)人:湖南省水電(閘門)建設(shè)工程有限公司