連桿彈簧牽引式對開斜軸水力自控閘門的制作方法
【專利說明】
[0001]—、
技術領域
[0002]本發(fā)明涉及一種連桿彈簧牽引式對開斜軸水力自控閘門。
二、【背景技術】
[0003]以前研發(fā)的斜軸式水力自控閘門，很好地解決了水力自動翻板閘門的水力特性較復雜、整個閘板及其支承結構處在下泄的水流之中而影響水流下泄、閘板會出現(xiàn)周期性的“拍打”現(xiàn)象致使破壞性較大等問題，實現(xiàn)了使閘門開度隨著上游來水量的大小變化而能隨時自動調節(jié)的目的，閘門漸開性好，開啟關閉更加省力，閘門泄流能力強，蓄水性能好。
[0004]但斜軸式水力自控閘門由于斜軸只在平行于水流方向的鉛直面內向上游傾斜，當閘門開度較大時，閘門自重產生的使閘門關閉的力矩減小，不利于閘門的關閉。為此，發(fā)明人對斜軸式水力自控閘門進行了改進，研發(fā)了連桿彈簧牽引式對開斜軸水力自控閘門。
三、
【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明提供了一種連桿彈簧牽引式對開斜軸水力自控閘門，無需外動力，即可由上游來水情況實現(xiàn)閘門的自動啟閉，閘門漸開性好，開啟與關閉更加靈活省力，同時，閘門蓄水性能好，泄流能力強，水流對稱流動，狀態(tài)穩(wěn)定，不會產生“拍打”失穩(wěn)的現(xiàn)象，同時，當閘門開度較大而水位下降時，由于彈簧產生的牽引力作用，通過連桿作用在閘門上，使閘門能更好地隨水位下降而及時減小閘門開度，更好地實現(xiàn)了自動完成蓄水及泄水目的。
[0006]—種連桿彈簧牽引式對開斜軸水力自控閘門，包括澆筑為一個整體的閘墩與閘底板構成的閘室、由兩個大小一樣且對稱布置的閘門組成的對開式閘門、斜軸；所述的閘室由閘墩對稱地布設在閘底板的兩側；兩側閘墩上對稱地布置有斜軸；斜軸下端固定在閘墩與閘底板連接處，斜軸上端向水流上游方向傾斜安裝；斜軸在閘墩上的垂直投影略低于閘墩的高度；所述的每扇閘門的寬度等于兩側閘墩之間凈距的一半；每扇閘門分別固定在兩側閘墩的斜軸上，閘門與斜軸在同一平面內；還包括連桿、滑塊、滑軌和牽引彈簧；所述的連桿一端通過萬向鉸固定在靠近每個閘門內側邊緣的中間處，連桿的另一端通過萬向鉸與滑塊連接；所述的滑軌，布設在閘門下游一側的閘墩上；每個閘墩內側壁上沿水流方向水平設有滑軌；滑塊可活動的安裝在滑軌內，即滑塊可在滑軌內水平滑動；所述的牽引彈簧，一端通過彈簧座固定在閘門下游靠近斜軸的閘墩上，牽引彈簧另一端與滑塊連接，牽引彈簧與滑軌在同一直線上，牽引彈簧的方向和滑軌的方向相同；彈簧常數(shù)由閘門所受力情況，分析確定。
[0007]在本發(fā)明中，所述的閘室由澆筑為一個整體的閘墩與閘底板構成，閘墩對稱地布設在閘底板的兩側；兩側閘墩上對稱地布置有斜軸，斜軸只在平行于上、下游方向的鉛直面內向上游傾斜，斜軸通過錨固結構與閘墩剛性連接；斜軸下端固定在閘墩與閘底板連接處，斜軸上端向水流上游方向傾斜安裝，斜軸與閘底板形成α夾角，α的大小根據(jù)閘門材料、重量、上游水位以及閘門要求的開度等參數(shù)綜合分析計算確定；
[0008]斜軸在閘墩上的垂直投影略低于閘墩的高度；所述的對開式閘門，由兩個大小一樣的、對稱布置的閘門組成，每扇閘門的寬度等于兩側閘墩之間凈距的一半；每扇閘門分別通過軸承或鉸固定在兩側閘墩的斜軸上，閘門與斜軸在同一平面內；閘門可采用平面閘門，并有適當?shù)闹亓浚l門的重量視上游水深大小而定，以保證在上游水壓力作用下，能自由啟閉及保證安全為原則；閘門關閉時，閘門下端面支撐在閘底板上；閘門可繞著斜軸向下游方向在近0°?90°之間轉動，但不能沿著斜軸的軸線方向上下移動；兩扇閘門之間、閘門與兩側閘墩之間、閘門與閘底板之間均設置有止水，以防止閘門關閉時產生漏水；所述的連桿一端通過萬向鉸固定在靠近每個閘門內側邊緣的中間處，連桿的另一端通過萬向鉸與滑塊連接，連桿可由金屬材料制成，要求有足夠的強度和剛度，以使閘門工作過程中不產生任何變形并保證強度為依據(jù)；所述的滑軌，布設在閘門下游一側的閘墩上；每個閘墩內側壁上沿水流方向水平設有滑軌；滑塊可活動的安裝在滑軌內，即滑塊可在滑軌內水平滑動，但不能滑出滑軌；所述的牽引彈簧，一端通過彈簧座固定在閘門下游靠近斜軸的閘墩上，牽引彈簧另一端與滑塊連接，牽引彈簧與滑軌在同一直線上，牽引彈簧的方向和滑軌的方向相同；彈簧常數(shù)由閘門所受力情況，分析確定，以能保證上游水位上升到一定高度時，閘門能全部打開為準，這樣，當上游水位由較高水位開始下降時，閘門在彈簧的牽引力作用下，通過連桿傳遞到閘門上，能更好地及時減小閘門開度，更好地控制下泄流量大小。連桿和牽引彈簧所產生的彈簧牽引力，再加上閘門受到的水壓力及自重，在它們的相互作用，閘門處在一個受力平衡狀態(tài)，能很好地起到減輕閘門振動的作用。
[0009]本發(fā)明工作時，當上游來水量變化后，使水位發(fā)生改變，這樣作用在閘門上的水壓力也會隨之變化，閘門在水壓力、閘門自重及彈簧牽引力共同作用下，可自動完成閘門的開啟和關閉過程:
[0010]首先將兩側的斜軸分別對稱地裝置在兩側閘墩上，并通過錨固結構與閘墩之間剛性連接，再將對開式閘門通過軸承或鉸固定在兩側的斜軸上，當上游來水量增大，閘門前水位升高到一定高度時，上游來水作用在閘門上的繞斜軸的力矩，大于閘門自重及彈簧牽引力通過連桿所產生的繞斜軸的力矩，在克服了轉動摩擦力后，會使閘門繞著斜軸向水流下游方向轉動，閘門自動打開，并通過閘門與閘墩之間、閘門與閘底板之間的過水斷面向下游泄水，
[0011]此時，閘門有一定的開度，由于連桿的作用，使滑塊在滑軌內，沿著向下游的方向滑動，牽引彈簧受到一定的拉力，牽引彈簧被拉緊一定的程度，起到了儲能的作用；當上游來水量維持一定量不再變化時，下泄流量與上游來水量相等，閘門前水位保持穩(wěn)定，閘門開度保持穩(wěn)定；如果上游來水量進一步增加，則閘門前水位進一步升高，上游水壓力作用在閘門的繞斜軸的力矩，大于閘門自重及彈簧牽引力通過連桿所產生的繞斜軸的力矩，閘門向水流下游方向的開度會進一步增大，使下泄流量進一步增大，牽引彈簧被進一步拉緊，若當上游來水量增大到一定量不再變化時，閘門前水位保持穩(wěn)定，閘門下泄流量與上游來水量相等，閘門的開度保持穩(wěn)定；
[0012]當來水量增大到一定程度、閘門前水位上升到一定高度后，閘門會全部打開，可使閘門繞斜軸向水流下游方向旋轉近90°，閘門與閘墩靠近，閘門開度達到最大，使下泄能力進一步增大，以很好地完成泄洪的需要；此時，牽引彈簧受到的拉力達到最大。閘門在水壓力、閘門自重及彈簧彈力共同作用下，可以很好地減輕閘門的振動，使閘門工作更加平穩(wěn)。
[0013]當上游來水量減小時，閘門前水位會隨之下降，使得上游水壓力作用在閘門上的繞斜軸的力矩，小于閘門自重及彈簧牽引力通過連桿所產生的繞斜軸的力矩，克服了轉動摩擦之后，閘門會自動向著水流上游的方向轉動，則閘門的開度會自動減小，從而減小下泄流量；若當上游來水量減小到一定量不再變化時，則閘門前水位保持穩(wěn)定，閘門下泄流量與上游來水量相等，并保持不變，閘門開度保持穩(wěn)定；
[0014]當上游來水量進一步減小時，水位進一步下降，上游水壓力作用在閘門上的繞斜軸的力矩，進一步小于閘門自重及彈簧牽引力通過連桿所產生的繞斜軸的力矩，使得閘門進一步自動向著關閉的方向轉動，則閘門的開度會進一步自動減小，從而使下泄流量進一步減??；