對(duì)開(kāi)空間斜軸式水力自控閘門(mén)的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一、技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種對(duì)開(kāi)空間斜軸式水力自控閘門(mén)。
二、【背景技術(shù)】
[0002]斜軸式水力自控閘門(mén)，能很好地自動(dòng)完成蓄水、泄水對(duì)閘門(mén)工作的要求，可替代水力自動(dòng)翻板閘門(mén)、常規(guī)閘門(mén)、漿砌石攔河壩、橡膠壩等設(shè)施進(jìn)行蓄泄水工作，能隨著上游水位高低自動(dòng)調(diào)整閘門(mén)的開(kāi)度，自動(dòng)完成蓄水、泄水工作，同時(shí)，自身受力小，使閘墩等建筑物受力減小，工作條件更加完善，解決了水力自動(dòng)翻板閘門(mén)、常規(guī)閘門(mén)、漿砌石攔河壩、橡膠壩等蓄水建筑物受力大，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差，漏水、淤積，改變了河道自然狀態(tài)，閘門(mén)工作需要外力控制等不足。但斜軸式水力自控閘門(mén)由于斜軸只在平行于水流方向的鉛直面方向上傾斜，當(dāng)閘門(mén)開(kāi)度較小時(shí)，閘門(mén)能很好地隨著水位下降而能自動(dòng)關(guān)閉，而當(dāng)閘門(mén)開(kāi)度較大時(shí)，閘門(mén)自重產(chǎn)生的使閘門(mén)關(guān)閉的力矩減小，不利于閘門(mén)的關(guān)閉。為了解決斜軸式水力自控閘門(mén)(設(shè)置有單扇閘門(mén))水流下泄液態(tài)不對(duì)稱(chēng)問(wèn)題，發(fā)明人曾發(fā)明了“對(duì)開(kāi)斜立軸水力自控閘門(mén)，申請(qǐng)?zhí)?2015203210641”，解決了斜軸式水力自控閘門(mén)，閘室內(nèi)水流不對(duì)稱(chēng)的問(wèn)題；為了使閘門(mén)泄水流態(tài)穩(wěn)定，同時(shí)解決閘門(mén)開(kāi)度較大時(shí)關(guān)門(mén)力矩較小的問(wèn)題，在上述研究基礎(chǔ)上，對(duì)固定閘門(mén)的斜軸進(jìn)行改進(jìn)，研發(fā)出了對(duì)開(kāi)空間斜軸式水力自控閘門(mén)。
三、
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種對(duì)開(kāi)空間斜軸式水力自控閘門(mén)；本發(fā)明無(wú)需外動(dòng)力，即可由上游來(lái)水情況實(shí)現(xiàn)閘門(mén)的自動(dòng)啟閉，閘門(mén)漸開(kāi)性好，開(kāi)啟與關(guān)閉更加方便，同時(shí)，閘門(mén)蓄水性能好，泄流能力強(qiáng)，同時(shí)，當(dāng)閘門(mén)開(kāi)度較大而水位下降時(shí)，由于空間斜軸是使閘門(mén)軸在空間方向上傾斜，這樣即使在閘門(mén)開(kāi)度較大時(shí)，由閘門(mén)自重產(chǎn)生的關(guān)閉需要的力矩也大大增加，可以在自重作用下，更加方便地關(guān)閉閘門(mén)，能更好地隨水位下降而及時(shí)減小閘門(mén)開(kāi)度，更好地實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)完成蓄水及泄水目的。
[0004]—種對(duì)開(kāi)空間斜軸式水力自控閘門(mén)，包括澆筑為一個(gè)整體的閘墩和閘底板構(gòu)成的閘室及兩扇大小一樣的、對(duì)稱(chēng)布置的閘門(mén)組成的對(duì)開(kāi)式閘門(mén)；液壓減振裝置設(shè)置在對(duì)開(kāi)式閘門(mén)的頂端；所述閘墩對(duì)稱(chēng)地布設(shè)在閘底板的兩側(cè)；兩側(cè)閘墩上對(duì)稱(chēng)地布置有空間斜軸；空間斜軸下端固定在閘墩與閘底板連接處；空間斜軸與閘底板形成α夾角，且與平行于上、下游方向的鉛直面形成β夾角，α、β的大小根據(jù)閘門(mén)材料、重量、上游水位以及閘門(mén)要求的開(kāi)度等參數(shù)綜合分析計(jì)算確定；所述空間斜軸不僅在水流方向的鉛直面上向上游傾斜，而且還在垂直于水流方向的鉛直面上向閘室內(nèi)傾斜，即空間斜軸上端同時(shí)向水流上游方向和閘室中心線(xiàn)方向傾斜；安裝空間斜軸的閘墩面為扭面；所述對(duì)開(kāi)式閘門(mén)的每扇閘門(mén)分別通過(guò)軸承或鉸固定在兩側(cè)閘墩的空間斜軸上；對(duì)開(kāi)式閘門(mén)的兩扇閘門(mén)可繞著空間斜軸向下游方向在0°到近90°之間轉(zhuǎn)動(dòng)，但不能沿著空間斜軸的軸線(xiàn)方向上下移動(dòng)；當(dāng)閘門(mén)完全關(guān)閉時(shí)，對(duì)開(kāi)式閘門(mén)在立面上的投影高度與閘墩高度相等，對(duì)開(kāi)式閘門(mén)與空間斜軸在同一平面內(nèi)。
[0005]所述對(duì)開(kāi)式閘門(mén)可采用平面閘門(mén)，并有適當(dāng)?shù)闹亓?，閘門(mén)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；對(duì)開(kāi)式閘門(mén)關(guān)閉時(shí)，對(duì)開(kāi)式閘門(mén)的下端面支撐在閘底板上；兩扇閘門(mén)之間、閘門(mén)與兩側(cè)閘墩及閘門(mén)與閘底板之間均設(shè)置有止水，以防止閘門(mén)關(guān)閉時(shí)產(chǎn)生漏水；
[0006]本發(fā)明創(chuàng)新之處在于將閘門(mén)軸設(shè)計(jì)成空間斜軸，所述空間斜軸是指不僅在水流方向的鉛直面上向上游傾斜，而且還在垂直于水流方向的鉛直面上向閘室內(nèi)傾斜，即空間斜軸上端同時(shí)向水流上游方向和閘室中心線(xiàn)方向傾斜，從而形成空間斜軸，這樣保證了閘門(mén)在不同開(kāi)度時(shí)，閘門(mén)重量產(chǎn)生的關(guān)門(mén)力矩能足以將閘門(mén)關(guān)閉，解決了斜軸式水力自控閘門(mén)開(kāi)度較大時(shí)，閘門(mén)自重產(chǎn)生的使閘門(mén)關(guān)閉的力矩減小，不利于閘門(mén)的關(guān)閉的問(wèn)題，空間斜軸通過(guò)錨固結(jié)構(gòu)與閘墩剛性連接，由于空間斜軸同時(shí)向水流上游方向和閘室中心線(xiàn)方向傾斜，所以，為了更方便地將空間斜軸固定閘墩上，同時(shí)，為了使閘室內(nèi)水流狀態(tài)穩(wěn)定，這樣使閘室內(nèi)側(cè)的閘墩面設(shè)計(jì)成了上游段和下游段兩段，即閘室內(nèi)側(cè)設(shè)置空間斜軸位置的上游段和下游段的閘墩面均設(shè)計(jì)成扭面；
[0007]本發(fā)明工作時(shí)，當(dāng)上游來(lái)水量變化后，使水位發(fā)生改變，這樣作用在閘門(mén)上的水壓力也會(huì)隨之變化，閘門(mén)在水壓力作用下，可自動(dòng)完成閘門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉過(guò)程:
[0008]首先將兩側(cè)的空間斜軸分別對(duì)稱(chēng)地裝置在兩側(cè)閘墩上，并通過(guò)錨固結(jié)構(gòu)與閘墩之間剛性連接，再將對(duì)開(kāi)式閘門(mén)通過(guò)軸承或鉸分別對(duì)稱(chēng)地固定在兩側(cè)的空間斜軸上，當(dāng)上游來(lái)水量增大，閘門(mén)前水位升高到一定高度時(shí)，上游來(lái)水作用在閘門(mén)上的力矩(繞空間斜軸的力矩)大于閘門(mén)自重產(chǎn)生的力矩(繞空間斜軸的力矩)，克服了轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦后，會(huì)使閘門(mén)繞著空間斜軸向水流下游方向轉(zhuǎn)動(dòng)，閘門(mén)自動(dòng)打開(kāi)，并通過(guò)閘門(mén)與閘門(mén)之間、閘門(mén)與閘底板之間的過(guò)水?dāng)嗝嫦蛳掠涡顾?；?dāng)上游來(lái)水量維持一定量不再變化時(shí)，閘門(mén)下泄流量與上游來(lái)水量相等，閘門(mén)前水位保持穩(wěn)定，閘門(mén)開(kāi)度保持穩(wěn)定；如果上游來(lái)水量進(jìn)一步增加，則閘門(mén)前水位進(jìn)一步升高，上游水壓力作用在閘門(mén)的力矩大于閘門(mén)自重產(chǎn)生的力矩，閘門(mén)向水流下游方向的開(kāi)度會(huì)進(jìn)一步增大，使下泄流量進(jìn)一步增大，若當(dāng)上游來(lái)水量增大到一定量不再變化時(shí)，閘門(mén)前水位保持穩(wěn)定，閘門(mén)下泄流量與上游來(lái)水量相等，閘門(mén)的開(kāi)度保持穩(wěn)定；當(dāng)來(lái)水量增大到一定程度、閘門(mén)前水位上升到一定高度后，閘門(mén)會(huì)全部打開(kāi)，可使閘門(mén)繞空間斜軸向水流下游方向旋轉(zhuǎn)近90°，此時(shí)，閘門(mén)與閘墩靠近，閘門(mén)開(kāi)度達(dá)到最大，使下泄能力進(jìn)一步增大，以很好地完成泄洪的需要。為防止閘門(mén)在工作過(guò)程中產(chǎn)生振動(dòng)，在兩扇閘門(mén)之間，設(shè)置有液壓減振裝置，液壓減振裝置布設(shè)在閘門(mén)頂端，可以減緩閘門(mén)的振動(dòng)，使閘門(mén)工作更加平穩(wěn)。
[0009]當(dāng)上游來(lái)水量減小時(shí)，閘門(mén)前水位會(huì)隨之下降，使得上游水壓力作用在閘門(mén)上的力矩小于閘門(mén)自重產(chǎn)生的力矩(此時(shí)，由于閘門(mén)固定在空間斜軸上，所以，可以產(chǎn)生足夠大的力矩，可使閘門(mén)自動(dòng)關(guān)閉，克服了斜立軸式閘門(mén)在開(kāi)度較大時(shí)，由于閘門(mén)和斜立軸處在同一平面上，且基本與水流方向一致，而產(chǎn)生的關(guān)閉力矩較小的困難。)，克服了轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦之后，閘門(mén)會(huì)自動(dòng)向著水流上游的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，則閘門(mén)的開(kāi)度會(huì)自動(dòng)減小，從而減小下泄流量；若當(dāng)上游來(lái)水量減小到一定量不再變化時(shí)，則閘門(mén)前水位保持穩(wěn)定，閘門(mén)下泄流量與上游來(lái)水量相等，并保持不變，閘門(mén)開(kāi)度保持穩(wěn)定；當(dāng)上游來(lái)水量進(jìn)一步減小時(shí)，水位進(jìn)一步下降，上游水壓力作用在閘門(mén)上的力矩進(jìn)一步小于閘門(mén)自重產(chǎn)生的力矩，使得閘門(mén)進(jìn)一步自動(dòng)向著關(guān)閉的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，則閘門(mén)的開(kāi)