一种底缘突出式平板闸门装置的制作方法

本发明公开一种使用磁铁驱动底缘突出的平板闸门装置，应用于水利工程领域。

背景技术：

在水利工程领域中，平板闸门的主要作用是当机组或水道发生事故时，能在动水中关闭的闸门，通过其迅速切断水流，防止危险事故扩大，避免经济财产损失。随着高库大坝的建设，设计水头越来越高，滑块式平板闸门具有结构简单、操作运行方便可靠、成本较低的特点，在水利工程中越来越广泛地被应用。平板事故闸门在动水中能否正常关闭，以及其在关闭过程中的水动力特性，是闸门设计及运用中所关注的焦点问题。高坝大库中，由于高水头、大泄流量的影响，当滑块式平板闸门在水中浸泡时间较长时，摩擦系数增大，此时平板闸门闭门将会受到较大水流推力，导致闸门出现闭门困难的情况。传统的方法是增加闸门配重，克服摩擦力，但平板闸门空间较小，可用于配重的重量有限。

技术实现要素：

本发明目的是克服现有平板闸门存在的上述不足，提供一种底缘突出式平板闸门装置，在平板闸门底部增加可突出的底缘结构，通过电磁铁和弹簧实现底缘伸出及收回，增大了闸门承受水重的有效面积，从而使闸门受到更大的竖向合力，在不增加配重或少配重的情况下克服摩擦力，使闸门更容易实现闭门。

本发明的技术方案

一种底缘突出式平板闸门装置，包括由一系列纵梁2和横梁3隔成的仓4组成平板闸门面板，在平板闸门的上端安装有吊耳1；在平板闸门面板的迎流面底部增加可突出的底缘7结构，底缘7使用铁板制作，通过转轴8安装在平板闸门面板底部的前缘，平板闸门面板底部位置的仓内安装电磁铁6，在电磁铁6两端对应位置的底缘7和仓底之间各固定一根压缩弹簧5。

平板闸门闭门过程中利用水重，在没有突出底缘的情况下，水重作用面积为闸门仓的底面积。在平板闸门迎流面底部增加突出底缘结构，通过电磁铁和弹簧控制，使底缘能够伸出或者收回。前突底缘伸出后，闸门仓的底面仍然承受水重，水压力与无突出底缘时相近；突出底缘将水体分为上下两部分，其中底缘上表面的水体在闸门泄流过程中基本保持静止，上表面压力较大，底缘之下的水体由于流速较大，根据伯努利原理，流体流速越大时表面压力越小，下表面压力较小，因此底缘上下表面存在压力差，产生竖直向下的水压力，此时闸门总体水压力为闸门仓底面水压力和底缘水压力这两部分压力之和，通过增大面积的方式增大了闸门受到的水压力。

本发明的优点和有益效果：

(1)增加突出底缘后，增加了水重有效作用面积，利于闸门闭门。

(2)通过电磁铁和弹簧可实现底缘伸出或者收回，结构简单，施工方便，造价较低。

附图说明

图1为该装置整体结构示意图；

图2为该装置底缘突出式示意图；

图3为该装置底缘收回时示意图。

图中：1、吊耳；2、纵梁；3、横梁；4、仓；5、压缩弹簧；6、电磁铁；7、底缘；8、转轴。

具体实施方式

实施例1：

下面结合附图及实施例，对本发明的具体实施做进一步描述。

如图1所示，一种底缘突出式平板闸门装置，包括吊耳1、纵梁2、横梁3、仓4、压缩弹簧5、电磁铁6、底缘7和转轴8。

平板闸门启闭过程中，启闭机通过拉杆拉住吊耳1实现闸门升降。平板闸门由一系列纵梁2和横梁3隔成的仓4组成，所述吊耳1安装在平板闸门的上端。在平板闸门闭门时，随着开度减小，平板闸门所受水平力和水重力同时增大，平板闸门在水中浸泡时间较长时摩擦系数增大，当摩擦系数过大时，平板闸门竖向合力无法克服摩擦力，此时平板闸门就会出现闭门卡阻、落不到位等问题。常规的方法是对闸门仓4内进行配重，在仓4中填入重物，增大竖向合力。仓4可用于配重的体积有限，当全部填满仍无法克服摩擦力时，平板闸门就无法成功关闭。

本发明在平板闸门迎流面底部增加可突出的底缘7结构，底缘7使用铁板制作，通过转轴8安装在平板闸门迎流面底部的前缘，平板闸门迎流面底部位置的仓内安装电磁铁6，在电磁铁6两端对应位置的底缘7和仓底之间各固定一根压缩弹簧5(参见图2)，初始状态电磁铁6通电，电磁铁6与底缘7吸为一体，此时压缩弹簧5受压(参见图3)。平板闸门动水闭门，当平板闸门落到一定开度无法继续下落时，电磁铁6断电，电磁铁6和底缘7分开，通过压缩弹簧5的弹力使底缘7绕转轴8旋转，实现底缘7探出，增加了水重的有效作用面积。

当平板闸门完全关闭后，电磁铁6通电，使电磁铁6和底缘7再次合并，底缘7绕转轴8反向旋转，实现底缘7收回。

技术特征：

技术总结
一种底缘突出式平板闸门装置，包括由一系列纵梁和横梁隔成的仓组成的平板闸门面板，在平板闸门面板的上端安装有吊耳；平板闸门面板的迎流面底部增加可突出的底缘，所述底缘通过转轴安装在平板闸门面板底部的前缘，平板闸门面板底部位置的仓内安装电磁铁，在电磁铁两端对应位置的底缘和仓底之间各固定一根压缩弹簧。本发明增加突出底缘后，增加了水重有效作用面积，利于闸门闭门。通过电磁铁和弹簧可实现底缘伸出或者收回，结构简单，施工方便，造价较低。

技术研发人员：练继建;盛传明;刘昉;马斌
受保护的技术使用者：天津大学前沿技术研究院
技术研发日：2018.09.21
技术公布日：2019.01.04