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：
本實用新型涉及水壩的閘門結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
早在19世紀中葉，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 在實際運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用。
我國水力自控翻板閘壩的研究和采用，是從20世紀60年代初進行河道渠 化建設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。
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，當上游洪水水位高于門頂一定高度時，閘 門在以水壓力為主的所有外力的共同作用下，繞橫軸自動打開泄洪。在當時解 決了利用水壓力使閘門自動打開泄洪的問題，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。(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置了 40扇3m x 6m(高x寬)鋼制單軸支鉸翻板閘門。接 著又在韶山灌區(qū)的20座主壩上設置了木制單軸支鉸翻板閘門[(1.7mx2.7m) 和(2,3m x 4m)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。
但這類閘門在實際運行過程中還存在一些技術(shù)問題當閘門打開時， 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，不僅對上、下游通航不利，對發(fā)電、灌溉、防洪不利，而且對閘 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回關(guān)， 只能靠人力回關(guān)，而在水流中進行人力回關(guān)則操作很不安全。由于不能自動回 關(guān)，則容易造成不能及時保住上游水位，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在門重和水力的共同作用下實現(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。又因為在閘門的底部加了配重，導致啟門7M立過高， 泄洪不及時，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。
在后來的改進過程中，在單鉸式翻板閘壩的基礎(chǔ)上進行了技術(shù)革新，在原 鉸位上方一定距離再增加鉸位(上鉸位)，將其設計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回關(guān)的難題，但卻存在回 關(guān)力矩過大，容易造成閘門在運行過程中發(fā)生振動、"拍打"的現(xiàn)象，不僅使水 位、流量很不穩(wěn)定，而且有時還會毀壞閘門與壩面。為了解決這一問題，從加 大閘門在轉(zhuǎn)動過程中的阻尼入手，有設計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行過程中的沖擊力。
幾乎同時，為了克服單支鉸翻板閘門運行中的一些缺點問題，也有的使用 者改為雙軸雙鉸結(jié)構(gòu)閘門，并增設了緩沖油缸。但這種加裝了油壓減震器的雙
鉸軸翻板閘門在實際應用中仍存在一些現(xiàn)實問題關(guān)門水位太低，水資源流失 過大；油壓減震器結(jié)構(gòu)較復雜，所要求的加工精度較高，不易制造，維修也4艮 麻煩；油壓減震器價格較昂貴，大大提高了閘門的直接成本；有時同一閘門的 左右兩個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)， 使閘門在運行過程中出現(xiàn)運轉(zhuǎn)不靈活或者發(fā)生振動、"拍打"等現(xiàn)象。尤其是閘 門處于淹沒出流時，出現(xiàn)"拍打"現(xiàn)象嚴重。
針對上述問題，我國工程技術(shù)人員作了進一步改進，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，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。但實際運行過程中依 然存在一些技術(shù)問題，例如當由兩鉸支承狀態(tài)變換為一鉸支承后，閘門傾角會 發(fā)生大幅度突變，造成水位、流量大幅度波動。這種雙鉸閘門在推廣過程中，有些工程還出現(xiàn)了振動、"拍打"現(xiàn)象。
如圖1所示，在我公司技術(shù)人員的不斷探索和實踐過程中，設計出目前使 用效果良好的滾輪連桿式翻板閘門結(jié)構(gòu)。其設計要點是通過圓形的滾輪和液壓 連桿實現(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，并且閘門在運行中的任何位置都是 在每個支墩上呈雙支點受力狀態(tài)。從而強化了閘門在運行過程中的穩(wěn)定性。在 防止閘門拍打、保證水位與流量不發(fā)生大幅波動等方面有了質(zhì)的飛躍。
圖2是在圖1的勤出上對其進一步改進。與圖1相比本實施例做了如下的 改進
1 .將翻板閘門改進成向下游預傾一個角度的型式，經(jīng)過多次水工模型試驗 后發(fā)現(xiàn)，證明其能有效防止翻板閘門的小開度振動拍打現(xiàn)象，并使初始啟門水 位得以P爭低，關(guān)門水位得以提高；
2. 門下堰頂設有一個斜坡式跌落，使門下的堰型成為梯形斷面實用堰，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，運行更加準 確可靠。而且翻板閘門的啟門水位可以根據(jù)業(yè)主要求設計為高于正常水位 5-30cm之內(nèi)的任意值，設計成果與實際使用的水位差值可控制在10cm以內(nèi)；
4. 在閘門前增設防護墩及在兩岸邊墻上設通氣孔，防護墩可以有效防止上 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用，特別 是在大流量、高水深、高淹沒度出流的情況下應用，對水力自控翻板閘門的運 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 門運轉(zhuǎn)過程中的摩擦阻尼來提高閘門運行的穩(wěn)定性，而要進一步提高閘門運行 的穩(wěn)定性就需要將滾動摩擦改換成滑動摩擦的觀點。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)上進一步設計出了滑塊 式水力自控翻板閘門，用滑動磨擦替代滾動磨擦，用面接觸替代理論上的線接 觸，這樣閘門的運行穩(wěn)定性得到了進一步的提高
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種滑塊式翻板閘門結(jié)構(gòu)，用滑動磨擦替代滾動 磨擦，用面接觸替代理論上的線接觸，使閘門的運行穩(wěn)定性得到提高。
本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)
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支承座， 滑動支承座與導槽合為一體，在滑動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，所述導槽上設有門板轉(zhuǎn)動的軌道槽。
本實用新型的優(yōu)點在于
結(jié)構(gòu)型式方面導槽與滑動支承座合為一體，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊；
閘門運行穩(wěn)定性方面滑塊摩擦力大，運行穩(wěn)定性高并且安全可靠，比目 前其它翻板閘門在抵抗振動與"拍打"的性能上大大增強；
支承壓力方面滑動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)附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細說明。 圖l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是本實用新型的實施例結(jié)構(gòu)圖。
圖中
1、門板；2、支墩；3、支腿；4、軌道；5、滑動支承座；6、滑塊；7、防 護墩；8、導槽。
具體實施方式
如圖3所示，本實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上固定有滑動支承座5，滑動支承座5與導槽8合 為一體，在滑動支承座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，所述導槽8上設有門板1轉(zhuǎn)動的軌道槽。所述門板l呈向后傾 斜安裝。在門板1前面設有防護墩7。
滑塊式水力自控翻板閘門，用滑動磨擦替代滾動磨擦，用面接觸替代理論 上的線接觸，這樣閘門的運行穩(wěn)定性得到了進一步的提高。試驗表明，滑塊式 水力自控翻板閘門的運行穩(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。這種門型在運行穩(wěn)定性、支承壓力、安裝制作、節(jié)省材料 以及對水流流態(tài)的影響等諸多方面都具有明顯的優(yōu)點
結(jié)構(gòu)型式方面導槽與滑動支承座合為一體，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊；
閘門運行穩(wěn)定性方面滑塊摩擦力大，運行穩(wěn)定性高并且安全可靠，比目 前其它翻板閘門在抵抗振動與"拍打"的性能上大大增強；
支承壓力方面滑動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轉(zhuǎn)機構(gòu)由軌道4、滑塊6、支承座5和導槽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的導槽下方。軌道位置、 滑塊式支承鉸尺寸、軸心位置、導槽位置、導槽曲線軌跡，都應按照水力水文 條件通過計算與水工才莫型試驗確定。導槽8的曲線軌跡在加工時必須準確平順， 同時必須嚴格控制加工質(zhì)量。運轉(zhuǎn)機構(gòu)在安裝時必須嚴格控制精度。
權(quán)利要求1、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支承座，滑動支承座與導槽合為一體，在滑動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，所述導槽上設有門板轉(zhuǎn)動的軌道槽。
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 前面設有防護墩。
專利摘要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支承座，滑動支承座與導槽合為一體，在滑動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，所述導槽上設有門板轉(zhuǎn)動的軌道槽。本實用新型用滑動摩擦替代滾動摩擦，用面接觸替代理論上的線接觸，這樣閘門的運行穩(wěn)定性得到了進一步的提高?；瑝K式水力自控翻板閘門的運行穩(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。這種門型在運行穩(wěn)定性、支承壓力、安裝制作、節(jié)省材料以及對水流流態(tài)的影響等諸多方面都具有明顯的優(yōu)點。
文檔編號E02B7/40GK201317930SQ200820181130
公開日2009年9月30日 申請日期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 申請人:湖南省水電(閘門)建設工程有限公司