一种高水头阀门顶止水固定装置的制作方法

本实用新型涉及一种装置，具体说是一种高水头阀门顶止水固定装置，属于内河船闸通航领域。

背景技术：

船闸是水运工程中最为常见的通航建筑物，随着我国内河水运事业的快速发展，船闸大型化、高水头趋势非常明显，近年来陆续建成了以三峡连续五级船闸（五级总水头113m、中间级水头45.2m）、大藤峡船闸（单级水头40.25m）为代表高水头大型船闸。

在高水头船闸运行管理中发现，输水阀门频繁发生漏水现象，经检查均为阀门顶止水损坏漏水，在顶止水损坏的情况下，不仅发生漏水，同时会引起阀门及吊杆体系的自激振动，影响阀门甚至整座船闸的运行安全，因此，一旦出现止水损坏漏水，需要及时进行检修更换止水。因为高水头阀门均采用反向弧形门，检修更换顶止水需要排干阀门井，工程量较大，不仅影响船闸正常通航，同时也伴随着较大的维护费用投入。从多座高水头船闸多年运行情况看，顶止水损坏十分频繁、使用寿命很短，阀门顶止水损坏已经成为影响船闸安全、高效、便捷运行的首要问题。如何延长阀门顶止水的使用寿命，成为目前高水头船闸运行管理中迫切需要解决的关键技术难题。

顶止水的破坏特征主要表现为水力撕裂，在较大的水头差作用下止水会出现较大的变形，且变形有明显的不均匀性。为延长顶止水的使用寿命，曾在止水的材料配方、止水型式、止水的安装间隙控制等方面开展研究，但效果并不明显，高水头阀门顶止水的易损问题尚未得到妥善解决，需要研发提出新的技术来延长止水的使用寿命。

技术实现要素：

本实用新型即针对高水头阀门顶止水破坏问题，提出一种高水头阀门顶止水固定装置，以延长顶止水的使用寿命。

本实用新型一种高水头阀门顶止水固定装置，由顶部压板、竖向限位板和固定螺栓组成，固定螺栓布置呈三排，穿过压板和顶止水，将顶止水固定，三排固定螺栓平行布置，两边的两排螺栓对称布置于中间一排螺栓的两侧，并与中间一排螺栓错位布置，形成梅花形布置结构。

两边的两排固定螺栓，到止水两侧最小距离不宜小于20mm。

本实用新型与已有技术相比具有以下优点：

（1）原理清晰，结构简单，易于实现；

（2）从原有的单排一线布置变为三排梅花形布置，从而使顶止水受到更大面积、更加紧密的固定约束，解决了单排固定螺栓对止水压缩不均匀问题，同时减小了止水在高水头压力条件下的不均匀拉伸变形，有效延长顶止水的使用寿命。

附图说明

附图1为不采用本实用新型阀门顶止水布置侧视图；

附图2为不采用本实用新型阀门顶止水布置俯视图；

附图3为不采用本实用新型高水头压力下阀门顶止水变形；

附图4为采用本实用新型阀门顶止水布置侧视图；

附图5为采用本实用新型阀门顶止水布置俯视图；

附图6为采用本实用新型高水头压力下阀门顶止水变形。

具体实施方式

下面结合附图给出实施例并对本实用新型进行具体描述。

实施例一

某单级大型船闸，最大工作水头40m，闸室尺度为340m×34m×5.8m（长×宽×门槛水深），设计通航船舶3000吨级。输水阀门为反弧门，顶止水为半圆头型式，止水厚度60mm，宽度130mm，压板厚度20mm，布置一排固定螺栓，螺栓间距为120mm，螺栓直径为20mm。

附图1为不采用本实用新型阀门顶止水布置侧视图，附图2为不采用本实用新型阀门顶止水布置俯视图，阀门1通过吊耳2与吊杆3连接，在吊杆3作用下实现启闭运行，阀门顶止水4位于阀门1的顶部，顶止水4安装有竖向限位板5约束，顶部压板6和固定螺栓7将其固定，固定螺栓7按120mm等间距布置，共布置5个。在阀门1关闭时，顶止水4与胸墙8贴紧密封。在40m水头的压力作用下，顶止水4发生了明显的拉伸变形，见附图3，由初始轮廓10变为变形后的轮廓11，压板6也出现了较明显的倾斜。

附图4为采用本实用新型阀门顶止水布置侧视图，附图5为采用本实用新型阀门顶止水布置俯视图，在顶止水单排固定螺栓7的基础上，增加两排固定螺栓9，与原有的单排固定螺栓7平行，位于其左右两侧，形成横向三排固定螺栓，新增的固定螺栓9沿横向位于相邻的两个原有固定螺栓7的对称轴线上，与原有固定螺栓7错位布置，从原有的单排一线布置变为三排梅花形布置，新增的两排螺栓9距离取60mm，保证到顶止水4两侧的最小距离不小于20mm。采用本实用新型后，顶止水4受到更大面积、更加紧密的固定约束，在40m水头的压力作用下，顶止水4的拉伸变形明显减小，见附图6，由初始轮廓10变为变形后的轮廓11，压板6未发生倾斜。

采用本实用新型前后，止水拉伸变形减小60%以上，可见，本实用新型一种高水头阀门顶止水固定装置有效减小了止水在高水头压力条件下的不均匀拉伸变形，有效延长顶止水的使用寿命。

技术特征：

1.一种高水头阀门顶止水固定装置，其特征在于，由顶部压板、竖向限位板和固定螺栓组成，固定螺栓布置呈三排，穿过压板和顶止水，将顶止水固定，三排固定螺栓平行布置，两边的两排螺栓对称布置于中间一排螺栓的两侧，并与中间一排螺栓错位布置，形成梅花形布置结构。

技术总结
一种高水头阀门顶止水固定装置，由顶部压板、竖向限位板和固定螺栓组成，固定螺栓布置呈三排，穿过压板和顶止水，将顶止水固定，三排固定螺栓平行布置，两边的两排螺栓对称布置于中间一排螺栓的两侧，并与中间一排螺栓错位布置，形成梅花形布置结构，从而使顶止水受到更大面积、更加紧密的固定约束，解决了单排固定螺栓对止水压缩不均匀问题，同时减小了止水在高水头压力条件下的不均匀拉伸变形，有效延长顶止水的使用寿命。

技术研发人员：王新;李伟雄;张岩;王晓辉;谢庭强
受保护的技术使用者：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院
技术研发日：2020.10.14
技术公布日：2021.08.13