铰链闸门半刚性连接结构制造技术

本实用新型专利技术涉及水电闸门领域，尤其是一种铰链闸门半刚性连接结构。本实用新型专利技术所要解决的技术问题是提供一种省去门底滚轮且重复定位精度高的铰链闸门半刚性连接结构。铰链闸门半刚性连接结构，包括门框和门叶，还包括扭力杆、固定设置于门框上的门框上铰链和门框下铰链、固定设置于门叶上的门叶上铰链和门叶下铰链，所述门框上铰链和门框下铰链分别与扭力杆铰接构成第一旋转副，所述扭力杆与门叶上铰链和门叶下铰链分别铰接构成第二旋转副。本实用新型专利技术由于本装置铰链仅承受门体自重，故而可以减小隔水门或防护门的铰链结构。本实用新型专利技术尤其适用于承受较大载荷的水电封堵闸门和隔水门设计之中，减小重型铰链的设备费用投入。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及水电闸门或地下防护工程隔水门领域，尤其是一种铰链闸门半刚性连接结构。
技术介绍
在水利水电工程中，为了便于后期隧道的检修，一般在施工支洞设置有封堵闸门，该封堵闸门常采用铰链式平面闸门。为了避免闸门受水压力变形后产生破坏铰链，铰链采用较大间隙配合适应闸门位移或变形。有较大间隙铰链仅仅是闸门回转中心的粗定位，门叶部分重量需设置门底滚轮进行支撑。在操作闸门时，经常出现底部滚轮小碎石卡阻等现象，同时由于回转中心定位间隙较大，回装闸门时，往往需要利用其它工具，例如千斤顶或手动葫芦对螺栓孔进行对位。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种省去门底滚轮且重复定位精度高的铰链闸门半刚性连接结构。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：铰链闸门半刚性连接结构，包括门框和门叶，还包括扭力杆、固定设置于门框上的门框上铰链和门框下铰链、固定设置于门叶上的门叶上铰链和门叶下铰链，所述门框上铰链和门框下铰链分别与扭力杆铰接构成第一旋转副，所述扭力杆与门叶上铰链和门叶下铰链分别铰接构成第二旋转副。进一步的是，所述门框上铰链、门框下铰链与第一旋转副中心的距离不相同。进一步的是，所述门框上铰链与扭力杆之间为可拆卸铰接。进一步的是，所述门框下铰链与扭力杆之间为可拆卸铰接。进一步的是，扭力杆与门叶上铰链之间为可拆卸铰接。进一步的是，扭力杆与门叶下铰链之间为可拆卸铰接。本技术的有益效果是：本技术的设计亮点是创造性的在铰链闸门连接处设置两个旋转中心和扭力杆，通过两个旋转中心和扭力杆来卸载平面内支承力。其中，扭力杆与门框上的门框上铰链和门框下铰链连接的第一旋转副为主旋转中心，闸门门叶在开启关闭操作力作用下围绕其转动，自重通过门框上、下铰链推拉力形成力偶进行平衡。第二旋转副为扭力杆与门叶上铰链和门叶下铰链之间的旋转中心，其中门叶上铰链和门叶下铰链的旋转中心与所述第一旋转中心的距离存在有差异，由此很好的形成了扭力杆与闸门之间的半刚性连接。闸门开启关闭操作力可以通过第二旋转副的摩阻力及扭力杆弹性传递至第一旋转副，驱动整体闸门转动。本技术具有操作轻便，开启关闭重复定位精度高等优势，由于本装置铰链仅承受门体自重，不承受水压力、门体冲击力等荷载，故而可以减小隔水门或防护门的铰链结构。本技术尤其适用于承受较大载荷的水电封堵闸门和隔水门设计之中，减小重型铰链的设备费用投入。附图说明图1是本技术的结构示意图。图2A-A剖面图。图3是图2中详图D的放大图。图4B-B剖视图。图5承受平面水压力时扭力杆变位图。图中标记为：门框1、上铰链2、扭力杆3、下铰链4、门叶5、门叶上铰链6、门叶下铰链7、第一旋转副(o1)、第二旋转副(o2)、重心g。具体实施方式下面结合附图对本技术进一步说明。如图1-5所示的铰链闸门半刚性连接结构，包括门框1和门叶5，还包括扭力杆3、固定设置于门框1上的门框上铰链2和门框下铰链4、固定设置于门叶5上的门叶上铰链6和门叶下铰链7，所述门框上铰链2和门框下铰链4分别与扭力杆3铰接构成第一旋转副(o1)，所述扭力杆3与门叶上铰链6和门叶下铰链7分别铰接构成第二旋转副(o2)。传统的闸门结构中，只有一个旋转副，鉴于门叶5的自重，还需要在门叶5底部设置底部滚轮，并由此而带来了相应的底部滚轮小碎石卡阻等现象。本技术创造性的设计出了双旋转中心与扭力杆组合的连接结构，不仅省去了底部滚轮，而且重复定位精度高。如图1-5所示的，扭力杆3与门框1上的门框上铰链2和门框下铰链4连接构成的第一旋转副(o1)为主旋转中心，闸门的门叶5在开启关闭操作力作用下围绕第一旋转副(o1)转动，门叶5自重通过所述门框上铰链2和门框下铰链4的推拉力形成力偶进行平衡。第二旋转副(o2)为扭力杆3与门叶上铰链6和门叶下铰链7之间的旋转中心，其中门叶上铰链6和门叶下铰链7的旋转中心与第一旋转中心的距离存在有差异△L，也因此，扭力杆3与门叶5形成了半刚性连接。其中，扭力杆3的安装平面穿过门叶5的重心g，门叶5静止情况下，扭力杆3仅承受闸门门叶5的重力产生的推拉力，不传递任何转矩。当门叶5关闭到位后，受水压力后门叶5会向门框1靠近约S＝0.5～1mm，扭力杆3通过扭转弹性变位进行适应。结合实践经验，按门叶5变位1mm计算，扭力杆3因变位产生扭剪应力仅约为15MPa；若考虑门叶5变位时不产生横向移动，则扭力杆3会在平面内缩短一定距离，相应产生压应力约为30MPa。一般的，为了保证后期的维修以及零件拆换的方便，可以选择门框上铰链2与扭力杆3之间为可拆卸铰接、门框下铰链4与扭力杆3之间为可拆卸铰接、扭力杆3与门叶上铰链6之间为可拆卸铰接以及扭力杆3与门叶下铰链7之间为可拆卸铰接。门叶5开启关闭时，操作力通过第二旋转副(o2)的摩阻力及扭力杆3的弹性传递至第一旋转副(o1)，驱动整体闸门转动。由于转矩需要通过第二旋转副(o2)进行传递，结合实践经验，需对扭力杆3与门叶5之间连接刚性进行计算，即按闸门自重5吨，第一旋转副(o1)的铰链径向及端面摩阻系数0.5估算，第二旋转副(o2)不考虑摩擦的最不利工况估算(实际承受摩擦力与第一旋转副相近)，扭力杆3与门叶5承受闸门操作力时进行变位0.2°，换算至门叶5边缘旋转距离约为30mm，连接刚性满足实际要求。采用本中心定位装置的闸门操作非常轻便，按闸门自重5吨，铰链径向及端面摩阻系数0.5估算，闸门操作力仅为50kg，一人即可进行闸门关闭操作。本文档来自技高网...

【技术保护点】
铰链闸门半刚性连接结构，包括门框(1)和门叶(5)，其特征在于：包括扭力杆(3)、固定设置于门框(1)上的门框上铰链(2)和门框下铰链(4)、固定设置于门叶(5)上的门叶上铰链(6)和门叶下铰链(7)，所述门框上铰链(2)和门框下铰链(4)分别与扭力杆(3)铰接构成第一旋转副(o1)，所述扭力杆(3)与门叶上铰链(6)和门叶下铰链(7)分别铰接构成第二旋转副(o2)。

【技术特征摘要】
1.铰链闸门半刚性连接结构，包括门框(1)和门叶(5)，其特征在于：包括扭力杆(3)、固定设置于门框(1)上的门框上铰链(2)和门框下铰链(4)、固定设置于门叶(5)上的门叶上铰链(6)和门叶下铰链(7)，所述门框上铰链(2)和门框下铰链(4)分别与扭力杆(3)铰接构成第一旋转副(o1)，所述扭力杆(3)与门叶上铰链(6)和门叶下铰链(7)分别铰接构成第二旋转副(o2)。2.如权利要求1所述的铰链闸门半刚性连接结构，其特征在于：所述门框上铰链(2)、门框下铰链(...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋德成，刘永胜，
申请(专利权)人：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51