专利名称：锥杆螺栓及闸门水封装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种锥杆螺栓，还涉及一种采用该锥杆螺栓装配的闸门水封装置。
背景技术：
水封紧固螺栓是闸门止水装置的主要零件之一，起压紧固定作用，也是闸门结构中形体最小、数量最多的零部件。一般由闸门上游侧依次穿过水封压板、水封本体、水封垫板、闸门面板等，至闸门下游侧终止，将水封本体紧紧地固定在闸门面板四周。紧固螺栓间距一般为150 200mm, —般米用A型M20 (小型闸门一般米用M16)标准螺栓,螺杆长度依据紧固件总厚度确定。使用中的闸门常常发生水封紧固螺栓间栓孔隙渗漏水(简称栓孔间隙渗水)缺陷，渗漏水既影响坝面美观又加速闸门构件的腐蚀。在各构件的通孔中，仅水封孔与螺栓等径，而其他各孔均比螺栓直径大2mm。如果使用中的紧固螺杆与水封通孔间存在小间隙(以下简称栓孔间隙)，就会形成渗水通道，造成栓孔间隙渗水。采用常规螺栓作为水封紧固螺栓，容易造成栓孔间隙渗水。
实用新型内容本实用新型的技术解决问题是克服现有技术的不足，提供一种锥杆螺栓，还提供一种采用该锥杆螺栓装配的闸门水封装置。本实用新型的技术解决方案是根据本实用新型的锥杆螺栓，由上至下依次包括六角头螺帽、光面锥形螺杆部分以及带有螺纹的直杆部分，所述光面锥形螺杆部分为上大下小的倒圆台体结构。本实用新型提供的闸门水封装置，包括水封压板、水封本体、水封垫板、闸门面板，以及由闸门上游侧依次穿过水封压板、水封本体、水封垫板、闸门面板，至闸门下游侧终止，将水封本体紧紧固定在闸门面板四周的锥杆螺栓；该锥杆螺栓由上至下依次包括六角头螺帽、光面锥形螺杆部分以及带有螺纹的直杆部分，所述光面锥形螺杆部分为上大下小的倒圆台体结构。所述光面锥形螺杆部分的长度由下式确定Lz=Lz1+LZ2+LZ3+0. 5Lz4+ zd Lz式中LZ—锥形螺杆部分长度；LZ1—水封压板厚度；LZ2—水封尾部厚度；LZ3—水封垫板厚度；LZ4—闸门面板厚度；Z Lz—安装位置调节长度，转角处为增加零件的实际厚度，非转角处为O。所述光面锥形螺杆部分的锥度由下式确定(D-d) / (2LZ)式中d—维杆小径；D—为维杆大径。或者，所述光面锥形螺杆部分的锥度由I : (40 60)确定，闸门底止水锥杆螺栓的锥度优选I : 40。[0016]所述光面锥形螺杆部分的表面粗糙度为Ra3. 2。所述直杆部分的螺纹长度由下式确定Lw=20+0. 5Lw4+ ^ Lw式中LW—直杆螺纹长度；」Lw—螺纹长度余量，取10 20mm。所述锥杆螺栓的材质为不锈钢或者低碳钢。本实用新型与现有技术相比具有如下优点(I)本实用新型将螺栓的光杆部分改为锥杆结构，光杆部分长度按构件总厚度确定，螺栓其它部分不变，水封装置各构件和面板的孔径也不变。改进的锥杆螺栓能减少栓孔间隙，能处理栓孔间隙渗水。(2)本实用新型将锥杆螺栓按常规装配方法进行装配。利用锥形螺栓与水封通孔间约2_过盈量的超盈装配和水封本身弹性，使水封孔紧紧“包裹”螺栓光杆，从而消除栓孔间隙，封堵渗水通道。
图I为根据本实用新型的锥杆螺栓结构图；图2为采用锥杆螺栓装配的闸门水封装置结构图。图号说明I一锥杆螺栓,2—水封压板,3—水封本体,4一水封垫板,5—闸门面板。
具体实施方式
以下将结合附图对本实用新型的实施例进行说明。如图I所示，根据本实用新型的锥杆螺栓，由上至下依次包括六角头螺帽、光面锥形螺杆部分以及带有螺纹的直杆部分，所述光面锥形螺杆部分为上大下小的倒圆台体结构。如图2所示，根据本实用新型的闸门水封装置，包括水封压板2、水封本体3、水封垫板4、闸门面板5，以及由闸门上游侧依次穿过水封压板、水封本体、水封垫板、闸门面板，至闸门下游侧终止，将水封本体紧紧固定在闸门面板四周的锥杆螺栓I ;该锥杆螺栓由上至下依次包括六角头螺帽、光面锥形螺杆部分以及带有螺纹的直杆部分，中部光面锥形螺杆部分为上大下小的倒圆台体结构。用于闸门水封装置的锥杆螺栓，其工作原理是以锥杆略大于水封通孔的部分来过盈装配水封各构件，借助水封固有弹性紧紧“包裹”螺栓光杆，来消除普通紧固螺杆与水封通孔间存在细小间隙，实现截断栓孔间隙的渗水通道防止渗漏水。根据钢闸门设计规范，用于闸门水封装置的锥杆螺栓一般选用M20的标准螺栓，小型闸门一般选用M16的标准螺栓。作为一种专为闸门水封设计的锥杆紧固螺栓，其在结构、锥杆构造等方面均有特殊的要求，主要技术要素有(I)锥杆螺栓主要由六角头螺帽、光面锥杆、直杆螺纹等3个部分构成。制造材料以不锈钢为主，也可选用低碳钢。头部为比设计螺栓外径大一个等级的标准六角头螺帽，中部光面锥杆为上大下小的倒圆台体结构，下部为设计螺栓外径的公制螺纹，安装时配标准螺母和垫片。(2)锥杆部分长度和锥度的确定。[0035]螺栓锥杆部分的长度是螺栓主要部分，由水封安装位置及水封压板、水封、水封垫板、闸门面板厚度决定。其长度由下式确定Lz=Lz1+LZ2+LZ3+0. 5Lz4+ Zl Lz式中LZ—锥形螺杆部分长度；LZ1—水封压板厚度；LZ2—水封尾部厚度；LZ3—水封垫板厚度；LZ4—闸门面板厚度；Z Lz—安装位置调节长度，转角处为增加零件的实际厚度，非转角处为O。螺栓锥杆部分的锥度由锥杆大小径和锥杆长度来确定(D-d) / (2LZ)式中d—锥杆小径，即水封设计时的螺栓直径，一般为20mm ;D—为锥杆大径，取d+ (2 3)。螺栓锥杆部分的锥度也可采用I : (40 60)选择确定，锥杆小径尺寸应不作变动而锥杆大径尺寸可相应增大，闸门底止水锥杆螺栓的锥度优选I : 40。(3)锥杆表面粗糙度以Ra3. 2为宜，不应过大。过小会增加制造成本，过大栓孔间隙不易控制。(4)直杆部分的螺纹长度由下式确定Lw=20+0. 5Lw4+ ^ Lw式中LW—直杆螺纹长度；」Lw—螺纹长度余量，取10 20mm。(5)钻孔要求。水封栓孔为通孔，钻孔时孔径应不大于设计螺栓的外径，无公差要求，即锥杆螺栓为M20时，水封钻孔孔径为Φ20πιπι。此外止水压板或面板的通孔略小时，可适当扩孔I 2_。(6)安装时，水封的孔距、压缩量、构件表面处理、按照顺序等按常规安装要求确定，螺杆宜沾水装配。(7)对于转角处水封部位的螺杆，因设置垫块等零件其长度较大，应结合水封胶体位置将原I节锥杆改为连续的2节或3节，以避免锥度过小。用于闸门水封装置的锥杆螺栓一般采用A型Μ20 (小型闸门一般采用Μ16)标准螺栓，表I列出了不同闸门的锥杆螺栓的基本参数，此3组数值已基本能够满足各闸门水封的使用要求。表I闸门锥杆螺栓的基本参数
设计螺栓螺帽对应的I锥杆大径I锥杆小径I锥杆粗I螺纹长度
锥杆长度(mm )
夕卜径螺栓外经 (mm) (mm)糙度 (mm)
M20 M22222050-60Ra3.2 30
M20 M22222080~100 (分2 节)Ra3.2 30
M16 IVI18 或 M20 181630-50Ra3.2 25本实用新型不局限于权利要求和上述实施例所述及的内容，只要是根据本发明的构思所创作出来的任何发明，都应归属于本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种锥杆螺栓，其特征在于由上至下依次包括六角头螺帽、光面锥形螺杆部分以及带有螺纹的直杆部分，所述光面锥形螺杆部分为上大下小的倒圆台体结构。
2.用于闸门水封装置的锥杆螺栓，其特征在于由上至下依次包括六角头螺帽、光面锥形螺杆部分以及带有螺纹的直杆部分，所述光面锥形螺杆部分为上大下小的倒圆台体结构。
3.根据权利要求2所述的用于闸门水封装置的锥杆螺栓，其特征在于所述光面锥形螺杆部分的长度由下式确定Lz-Lzi+LZ2+LZ3+0. 5Lz4+ Lz 式中LZ—锥形螺杆部分长度；LZ1—水封压板厚度；LZ2—水封尾部厚度；LZ3—水封垫板厚度；LZ4—闸门面板厚度；Z Lz—安装位置调节长度，转角处为增加零件的实际厚度，非转角处为O。
4.根据权利要求3所述的用于闸门水封装置的锥杆螺栓，其特征在于所述光面锥形螺杆部分的锥度由下式确定(D-d) / (2LZ) 式中d—维杆小径；D—为维杆大径。
5.根据权利要求2所述的用于闸门水封装置的锥杆螺栓，其特征在于所述光面锥形螺杆部分的锥度为I : (40 60)。
6.根据权利要求5所述的用于闸门水封装置的锥杆螺栓，其特征在于闸门底止水锥杆螺栓的锥度为I : 40。
7.根据权利要求2所述的用于闸门水封装置的锥杆螺栓，其特征在于所述光面锥形螺杆部分的表面粗糙度为Ra3. 2。
8.根据权利要求2所述的用于闸门水封装置的锥杆螺栓，其特征在于所述直杆部分的螺纹长度由下式确定Lw=20+0. 5Lw4+」Lw 式中LW—直杆螺纹长度；」Lw—螺纹长度余量，取10 20mm。
9.根据权利要求2所述的用于闸门水封装置的锥杆螺栓，其特征在于所述锥杆螺栓的材质为不锈钢或者低碳钢。
10.闸门水封装置,其特征在于包括水封压板、水封本体、水封垫板、闸门面板，以及由闸门上游侧依次穿过水封压板、水封本体、水封垫板、闸门面板，至闸门下游侧终止，将水封本体紧紧固定在闸门面板四周的锥杆螺栓； 该锥杆螺栓由上至下依次包括六角头螺帽、光面锥形螺杆部分以及带有螺纹的直杆部分，所述光面锥形螺杆部分为上大下小的倒圆台体结构。
专利摘要本实用新型公开了一种锥杆螺栓，还公开了一种采用该锥杆螺栓装配的闸门水封装置。所述锥杆螺栓由上至下依次包括六角头螺帽、光面锥形螺杆部分以及带有螺纹的直杆部分，所述光面锥形螺杆部分为上大下小的倒圆台体结构。所述闸门水封装置包括水封压板、水封本体、水封垫板、闸门面板，以及由闸门上游侧依次穿过水封压板、水封本体、水封垫板、闸门面板，至闸门下游侧终止，将水封本体紧紧固定在闸门面板四周的锥杆螺栓。本实用新型提供的锥杆螺栓能减少栓孔间隙，能处理栓孔间隙渗水。
文档编号E02B7/54GK202746372SQ201220210330
公开日2013年2月20日 申请日期2012年5月11日 优先权日2012年5月11日
发明者王兴隆 申请人:丰满发电厂