对开斜立轴弹簧牵引式水力自控闸门的制作方法
【专利说明】
一、技术领域
[0001]本发明涉及一种对开斜立轴弹簧牵引式水力自控闸门。
[0002]二、背景领域
[0003]水力自动翻板闸门存在着:①水力自动翻板闸门的水力特性较复杂；②整个闸板及其支承结构处在下泄的水流之中，产生了巨大的阻力，严重地影响了水流的下泄能力。同时，闸板及其支承结构受力太大；③自动翻板闸门会出现周期性的“拍打”现象，破坏性大等问题，研发了斜立轴式水力自控闸门，很好地解决了以上问题，实现了使闸门开度随着上游来水量的大小变化而能随时自动调节的目的，闸门渐开性好，开启关闭更加省力，闸门泄流能力强，蓄水性能好，不产生“拍打”失稳的现象。但由于只有一扇闸门板，致使闸室内水流形态不对称，流态性能不够完善。研发了对开斜立轴式水力自控闸门，解决了水流形态不对称问题。但当闸门开度较大时，闸门自重产生的对斜立轴的力矩较小，当上游水位降低时，自动关门性能不顺畅。
三、
【发明内容】
[0004]为解决上述问题，本发明提供了一种对开斜立轴弹簧牵引式水力自控闸门；本发明在以前对开斜立轴式水力自控闸门的基础上，在两个闸门上加装牵引弹簧，解决闸门大开度时，闸门关闭力量不足的问题。本发明无需外动力，即可由上游来水情况实现闸门的自动启闭，闸门渐开性好，开启与关闭更加省力，同时，闸门蓄水性能好，泄流能力强，水流对称流动，状态稳定，不会产生“拍打”失稳的现象，同时，当闸门开度较大而水位下降时，由于牵引弹簧产生的牵引力作用，能更好地随水位下降而及时减小闸门开度，更好地实现了自动完成蓄水及泄水目的。
[0005]—种对开斜立轴牵引弹簧牵引式水力自控闸门，包括闸底板、闸墩、对开式闸门、斜立轴、液压减振装置、止水和牵引弹簧。
[0006]所述闸墩对称地布设在闸底板的两侧，闸墩和闸底板浇筑为一个整体构成闸室；两侧闸墩上对称地布置有斜立轴，斜立轴通过锚固结构与闸墩刚性连接；斜立轴下端固定在闸墩与闸底板连接处，斜立轴上端向水流上游方向倾斜安装，斜立轴与闸底板形成α夹角，α的大小根据闸门材料、重量、上游水位以及闸门要求的开度等参数综合分析计算确定；斜立轴在闸墩上的垂直投影与闸墩的高度相等；所述的对开式闸门由两个大小一样的、对称布置的闸门组成；每扇闸门的宽度等于两侧闸墩之间净距的一半；每扇闸门分别通过轴承或铰固定在两侧闸墩的斜立轴上；当闸门完全关闭时，闸门在立面上的投影高度与闸墩高度相等，且闸门与斜立轴在同一平面内；闸门可采用平面闸门，并有适当的重量，闸门的重量视上游水深大小而定，以保证在上游水压力作用下，能自由启闭及保证安全为原则；闸门关闭时，闸门的下端面支撑在闸底板上；对开式闸门的两扇闸门可绕着斜立轴向下游方向在0°?90°之间转动，但不能沿着斜立轴的轴线方向上下移动；两扇闸门之间、闸门与两侧闸墩及闸门与闸底板之间均设置有止水，以防止闸门关闭时产生漏水；在两扇闸门的顶端，设置有液压减振装置；所述液压减振装置，由活塞缸、活塞及活塞杆组成，活塞杆通过长铰固定在一侧闸门的顶部，活塞缸通过短铰固定另一侧的闸门顶部，液压减振装置可以有效地控制闸门工作过程的振动。活塞杆和活塞缸的长度以不影响闸门达到最大开度为依据确定。两个对开式闸门上加装有牵引弹簧，所述牵引弹簧的两端分别固定在两个对开式闸门的上端中部，牵引弹簧常数由闸门所受力情况分析确定，以能保证上游水位上升到一定高度时，闸门能全部打开为准，这样，当上游水位由最高水位开始下降时，闸门在牵引弹簧的牵引力作用下，能更好地及时减小闸门开度，更好地控制下泄流量大小。
[0007]本发明工作时，当上游来水量变化后，使水位发生改变，这样作用在闸门上的水压力也会随之变化，闸门在水压力作用下，可自动完成闸门的开启和关闭过程:
[0008]首先将两侧的斜立轴分别对称地装置在两侧闸墩上，并通过锚固结构与闸墩之间刚性连接，再将对开式闸门通过轴承或铰分别对称地固定在两侧的斜立轴上，当上游来水量增大，闸门前水位升高到一定高度时，上游来水作用在闸门上的力矩(绕斜立轴的力矩)大于闸门自重产生的力矩(绕斜立轴的力矩)，克服了转动摩擦及牵引弹簧牵引力后，会使闸门绕着斜立轴向水流下游方向转动，闸门自动打开，并通过闸门与闸门之间、闸门与闸底板之间的过水断面向下游泄水，牵引弹簧受到闸门一定的拉力，牵引弹簧被拉紧一定的程度；当上游来水量维持一定量不再变化时，闸门下泄流量与上游来水量相等，闸门前水位保持稳定，闸门开度保持稳定；如果上游来水量进一步增加，则闸门前水位进一步升高，上游水压力作用在闸门的力矩大于闸门自重及牵引弹簧的拉力产生的力矩，闸门向水流下游方向的开度会进一步增大，使下泄流量进一步增大，牵引弹簧被进一步拉紧，若当上游来水量增大到一定量不再变化时，闸门前水位保持稳定，闸门下泄流量与上游来水量相等，闸门的开度保持稳定；当来水量增大到一定程度、闸门前水位上升到一定高度后，闸门会全部打开，可使闸门绕斜立轴向水流下游方向旋转近90°，此时，闸门与闸墩靠近，闸门开度达到最大，使下泄能力进一步增大，以很好地完成泄洪的需要。此时，牵引弹簧受到的拉力达到最大。为防止闸门在工作过程中产生振动，在两扇闸门之间，设置有液压减振装置，液压减振装置布设在闸门顶端，可以减缓闸门的振动，使闸门工作更加平稳。
[0009]当上游来水量减小时，闸门前水位会随之下降，使得上游水压力作用在闸门上的力矩小于闸门自重及牵引弹簧产生的力矩，克服了转动摩擦之后，闸门会自动向着水流上游的方向转动，则闸门的开度会自动减小，从而减小下泄流量；若当上游来水量减小到一定量不再变化时，则闸门前水位保持稳定，闸门下泄流量与上游来水量相等，并保持不变，闸门开度保持稳定；当上游来水量进一步减小时，水位进一步下降，上游水压力作用在闸门上的力矩进一步小于闸门自重及牵引弹簧产生的力矩，使得闸门进一步自动向着关闭的方向转动，则闸门的开度会进一步自动减小，从而使下泄流量进一步减小；当上游来水量减小到一定程度时，闸门前水位下降到一定高度，闸门自重产生的力矩大于上游水压力作用在闸门上的力矩，使得闸门自动关闭，以保持蓄水状态，此时，牵引弹簧的拉力减小到最小。
[0010]当闸门关闭后，由于两扇闸门之间、闸门与两侧闸墩及闸门与闸底板之间均设置有止水，可保持闸门不漏水。能较好地保留住闸门上游的蓄水，以便于兴利使用。