本發(fā)明涉及水利水電工程用閘門，尤其是涉及一種無動力自動充、排水配重閘門。

背景技術：

在水利水電工程中多使用平面鋼閘門，現(xiàn)有的平板鋼閘門在動水閉門過程中，由于摩阻力和浮托力的存在，導致閘門靠自重無法關閉，需要增加配重才可以閉門。傳統(tǒng)的加重方式多以鑄鐵塊、混凝土塊或鐵砂混凝土塊等放置在門體結(jié)構內(nèi)部，這種設計在閘門的提升過程中無法卸除配重，需要連帶配重塊一起提升，導致啟閉機械的容量大大增加；啟閉機械容量的增加導致對啟閉機械荷載的要求增大，安裝工藝更復雜，安裝難度更大。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種既能在關閉時增加配重，又能在提升時減輕配重、降低啟閉機械容量的無動力自動充、排水配重閘門。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可采取下述技術方案：

本發(fā)明所述的無動力自動充、排水配重閘門，包括帶有中空夾層的鋼閘門本體，在所述鋼閘門本體的中空夾層內(nèi)均勻間隔排列有若干縱向支撐梁板和橫向支撐梁板，所述縱向支撐梁板和橫向支撐梁板將所述鋼閘門本體下部的中空夾層分隔成多個密封水箱，所述密封水箱靠近底部位置處的迎水面上設置有與河道上游相連通的進水管，在所述進水管的進水口處設置有插板式進/阻水裝置；在所述密封水箱底壁上設置有與河道下游相連通的縱向排水管，所述縱向排水管內(nèi)設置有壓蓋式排水裝置；在所述密封水箱頂壁上設置有自其背水面上方延伸穿出并與所述河道下游相連通的進/排氣管；

所述插板式進/阻水裝置包括縱向設置于所述進水管進水口處的上開口導向槽，所述導向槽的上部呈楔形結(jié)構，所述進水管的進水口與所述導向槽上部的楔形結(jié)構斜面齊平并連通；在所述導向槽內(nèi)滑動設置有與其上部楔形結(jié)構相適配的阻水閥體，所述阻水閥體下端垂直固連有自導向槽底部穿出的第一閥桿，與所述第一閥桿位置相對應處的所述鋼閘門本體迎水面底部設置有第一導向支撐，所述第一閥桿向下延伸穿過所述第一導向支撐，其穿出段長度與所述阻水閥體的行程長度一致；

所述壓蓋式排水裝置包括間隙滑動設置于所述縱向排水管內(nèi)的柱形閥體，所述柱形閥體的上端固連有封蓋，其下端垂直固連有第二閥桿；所述封蓋扣合于所述縱向排水管的進水口上，與所述第二閥桿位置相對應處的所述鋼閘門本體背水面底部設置有第二導向支撐，所述第二閥桿向下延伸穿過所述第二導向支撐，其穿出段的長度小于所述柱形閥體的行程長度。

在所述阻水閥體與所述進水管進水口相貼合的斜面上設置有橡膠密封墊。

在所述縱向排水管的進水口口沿處固設有環(huán)形橡膠密封圈，所述環(huán)形橡膠密封圈的內(nèi)徑與所述縱向排水管的內(nèi)徑一致。

所述第一閥桿的下端水平設置有第一頂壓板，所述第二閥桿的下端水平設置有第二頂壓板。

本發(fā)明優(yōu)點在于結(jié)構簡單，安裝及使用方便。在鋼閘門本體完全閉合前進水管處于打開狀態(tài)，上游水自進水管進入密封水箱內(nèi)變成鋼閘門本體的一部分，形成配重，增加鋼閘門本體的重量，保證閉合時能夠抵抗摩阻力和浮托力，無需充填鑄鐵塊、混凝土塊或鐵砂混凝土塊等，簡化施工工藝；在鋼閘門本體完全閉合后縱向排水管處于打開狀態(tài)，密封水箱內(nèi)的水自縱向排水管與柱形閥體間的縫隙排出，從而實現(xiàn)閘門在開啟時無配重，大大減輕了啟閉機械的荷載，降低提升時啟閉機械的容量，簡化啟閉機械的安裝難度；另外，密封水箱內(nèi)配重的添加或卸除在閘門的啟閉過程中自動完成，無需借助額外動力，造價低，簡化操作難度，節(jié)約能源，應用前景非常廣泛。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述配重閘門未閉合狀態(tài)結(jié)構示意圖。

圖2是本發(fā)明所述配重閘門完全閉合狀態(tài)結(jié)構示意圖。

具體實施方式

如圖1、2所示，本發(fā)明所述的無動力自動充、排水配重閘門，包括設置于河道上、下游之間閘門槽內(nèi)的帶有中空夾層的鋼閘門本體1，在鋼閘門本體1的中空夾層內(nèi)均勻間隔排列有若干縱向支撐梁板和若干橫向支撐梁板，縱向支撐梁板和橫向支撐梁板將鋼閘門本體1的中空夾層分隔成多個腔室，位于鋼閘門本體1下部的腔室密封形成密封水箱2（密封水箱2的容積大小需根據(jù)閘門布置和啟閉力計算得出），密封水箱2靠近底部位置處的迎水面上設置有與河道上游相連通的進水管3（進水管3管徑的大小需根據(jù)鋼閘門本體1的下降速度和所需配重大小進行計算），進水管3的軸向與密封水箱2迎水面垂直，在密封水箱2底壁上設置有與河道下游相連通的縱向排水管4（鋼閘門本體1底部自迎水面到背水面向上傾斜，而縱向排水管4自傾斜面上部穿出，保證縱向排水管4始終與河道下游相連通），在密封水箱2頂壁上設置有自其背水面上方延伸穿出并與河道下游相連通的進/排氣管5，進/排氣管5在密封水箱2進水時排氣，排水時進氣，另外當密封水箱2充滿時，進/排氣管5還能起到排出多余水的作用。

在進水管3的進水口處設置有能夠?qū)崿F(xiàn)密封水箱2蓄水和儲水的插板式進/阻水裝置，插板式進/阻水裝置包括縱向設置于進水管3進水口處的上開口導向槽6，導向槽6的上部呈楔形結(jié)構，進水管3的進水口與導向槽6上部的楔形結(jié)構斜面齊平并連通；在導向槽6內(nèi)上、下滑動設置有與其上部楔形結(jié)構相適配的阻水閥體7，當阻水閥體7運動到導向槽6上部時，阻水閥體7的斜面與導向槽6上部的楔形結(jié)構斜面貼合（斜面貼合相比于垂直面貼合阻水效果更好，另外楔形結(jié)構能使阻水閥體7在向上運動時壓緊進水管3的進水口）；為進一步防止漏水，在阻水閥體7與進水管3進水口相貼合的斜面上設置有橡膠密封墊14，使阻水效果大大提高。阻水閥體7下端垂直固連有自導向槽6底部穿出的第一閥桿8，與第一閥桿8位置相對應處的鋼閘門本體1迎水面底部設置有第一導向支撐9，第一閥桿8向下延伸穿過第一導向支撐9，第一導向支撐9能夠?qū)Φ谝婚y桿8的上、下運動起導向作用，同時防止第一閥桿8在運動過程中發(fā)生傾斜；第一閥桿8向下穿出第一導向支撐9的長度與阻水閥體7的行程長度一致，即當阻水閥體7運動至導向槽6最上端時第一閥桿8下端與鋼閘門本體1底面齊平；為使第一閥桿8上、下運動更加平穩(wěn)，在第一閥桿8的下端水平設置有第一頂壓板16，增大第一閥桿8與河道底板101的接觸面，使河道底板101頂壓第一閥桿8時更加穩(wěn)固。

在縱向排水管4內(nèi)設置有能夠?qū)崿F(xiàn)密封水箱2儲水和排水的壓蓋式排水裝置，壓蓋式排水裝置包括間隙滑動設置于縱向排水管4內(nèi)的柱形閥體10（縱向排水管4與柱形閥體10之間的間隙大小需要根據(jù)排水時間來確定，即縱向排水管4與柱形閥體10的直徑差值），柱形閥體10的上端固連有封蓋11，其下端垂直固連有第二閥桿12；封蓋11扣合于縱向排水管4的進水口上，封堵縱向排水管4與柱形閥體10之間的縫隙，防止漏水；另外，為進一步防止漏水，在縱向排水管4的進水口口沿處固設有環(huán)形橡膠密封圈15，環(huán)形橡膠密封圈15的內(nèi)徑與縱向排水管4的內(nèi)徑一致，此時封蓋11扣壓于環(huán)形橡膠密封圈15上，阻水效果更好。與第二閥桿12位置相對應處的鋼閘門本體1背水面底部設置有第二導向支撐13，第二閥桿12向下延伸穿過第二導向支撐13，第二導向支撐13與第一導向支撐9的作用相同，能夠?qū)Φ诙y桿12的上、下運動起導向作用，同時防止第二閥桿12在運動過程中發(fā)生傾斜；第二閥桿12向下穿出第二導向支撐13的長度小于柱形閥體10的行程長度，保證在鋼閘門本體1處于完全閉合時（即第二閥桿12下端被河道底板101頂壓到與鋼閘門本體1底面齊平時）柱形閥體10不脫離縱向排水管4；為使第二閥桿12上、下運動更加平穩(wěn)，在第二閥桿12的下端水平設置有第二頂壓板17，增大第二閥桿12與河道底板101的接觸面，使河道底板101頂壓第二閥桿12時更加穩(wěn)固。

本發(fā)明所述的無動力自動充、排水配重閘門的動作過程如下：

鋼閘門本體1處于完全開啟工位（如圖1所示）：河道上游水從鋼閘門本體1下方流入河道下游，與此同時，在阻水閥體7和第一閥桿8自身重力作用下，阻水閥體7位于導向槽6內(nèi)最下方位置處，此時進水管3處于打開狀態(tài)，河道上游水從進水管3流入密封水箱2中聚集并儲存；當密封水箱2內(nèi)聚滿水時，多余的水會經(jīng)進/排氣管5流入河道下游，此時聚滿水的密封水箱2就達到了鋼閘門本體1關閉時所需的配重，保證鋼閘門本體1在關閉時能夠抵抗摩阻力和浮托力，無需再充填鑄鐵塊、混凝土塊或鐵砂混凝土塊等，簡化施工工藝。

鋼閘門本體1處于完全關閉工位（如圖2所示）：鋼閘門本體1完全落于河道底板101上，此時阻水閥體7在河道底板101頂壓第一閥桿8的作用下運動至導向槽6內(nèi)最上方位置處，壓緊并密封進水管3，進水管3處于閉合狀態(tài)，河道上游水無法再進入密封水箱2；與此同時柱形閥體10在河道底板101頂壓第二閥桿12的作用下向上運動并將封蓋11頂起，密封水箱2內(nèi)的水就會經(jīng)縱向排水管4與柱形閥體10之間的縫隙緩慢流入河道下游；由于鋼閘門本體1從關閉到再次開啟之間的間隔時間較長，因此密封水箱2內(nèi)的水在鋼閘門本體1再次開啟之前早已流完，再次開啟鋼閘門本體1時已無配重，大大減輕了啟閉機械的荷載，降低提升鋼閘門本體1時啟閉機械的容量。

鋼閘門本體1處于向下運動過程中（即鋼閘門本體1完全關閉之前）：此過程中會有一段時間是鋼閘門本體1并未完全關閉而封蓋11已經(jīng)被頂開，在這段時間內(nèi)進水管3也并未處于完全封閉狀態(tài)，且進水管3的進水量大于縱向排水管4內(nèi)縫隙的排水量；因此，此過程可忽略不計，即密封水箱2內(nèi)始終處于滿水狀態(tài)，不會改變鋼閘門本體1的配重，不影響啟閉機械關閉鋼閘門本體1。

鋼閘門本體1處于向上運動過程中（即鋼閘門本體1未到達完全打開工位）：此過程中由于阻水閥體7采用重量較輕的工程塑料合金材料，在浮力和水壓力作用下阻水閥體7壓緊在進水管3的進口，阻止密封水箱2的進水；因此，此過程中密封水箱2的進水量很小，可忽略不計，即鋼閘門本體1直至到達完全打開工位之前其配重不會增大很多，不影響啟閉機械打開鋼閘門本體1。

鋼閘門本體1在整個啟閉過程中，密封水箱2的進水和排水過程無需借助額外動力便能自動完成，安裝及操作均非常簡單，大大降低提升鋼閘門本體1時啟閉機械的容量，降低造價，節(jié)約能源，應用前景非常廣泛。