一种具有闸中闸的钢坝闸及其使用方法技术

一种具有闸中闸的钢坝闸，包括钢坝门叶、底轴、闸中闸、支撑连杆、旋转驱动机构和闸中闸启闭控制系统。钢坝门叶的底边设有底轴，底轴与旋转驱动机构连接；钢坝门叶中设有闸中闸，闸中闸与闸中闸启闭控制系统连接；钢坝门叶上设有与底轴垂直的滑槽；支撑连杆的一端铰接在河道底部的基础上，另一端沿滑槽滑动；滑槽内于不同高度处设置锁定机构，用于锁紧支撑连杆滑动端。开闸时，先开启闸中闸放水，至上游水位与下游水位满足钢坝设计启闭水头差时，释放连杆，旋转底轴落闸，落闸过程中关闭闸中闸，继续下落钢坝至平卧；闭闸时，旋转底轴起闸，起闸过程中开启闸中闸，升至设计水位高度时，锁定连杆，关闭闸中闸。该钢坝闸的跨度及水头适应性强、结构简单、造价低廉、安全可靠。

A Steel Dam Sluice with Sluice-in-Sluice and Its Application Method

The utility model relates to a steel dam gate with a gate in the middle of the gate, comprising a steel dam gate leaf, a bottom shaft, a gate in the middle of the gate, a supporting connecting rod, a rotating driving mechanism and an opening and closing control system of the gate in the middle of the gate. The bottom edge of the steel dam gate blade is provided with a bottom axis, which is connected with a rotating driving mechanism; the gate blade of the steel dam is provided with a gate-in-gate, which is connected with the opening and closing control system of the gate-in-gate; the gate blade of the steel dam is provided with a sliding groove perpendicular to the bottom axis; one end of the supporting connecting rod is articulated on the basis of the bottom of the river channel, and the other end slides along the sliding groove; and the sliding groov Locking mechanism is set at different heights to lock the sliding end of the supporting connecting rod. When opening the sluice, first open the middle sluice to release water, and when the upstream and downstream water levels meet the difference between the opening and closing head of the design of the steel dam, release the connecting rod, rotate the bottom axle to drop the sluice, close the middle sluice in the process of closing the sluice, and continue to fall down the steel dam to lie flat; when closing the sluice, rotate the bottom axle to lift the middle sluice in the process of lifting the sluice, and rise to the design water level. Lock the connecting rod and close the middle gate. The steel dam gate has strong adaptability to span and head, simple structure, low cost, safety and reliability.

【技术实现步骤摘要】
一种具有闸中闸的钢坝闸及其使用方法
本专利技术涉及一种活动拦河坝闸门，尤其涉及一种大跨度、较高水头的底轴旋转钢坝闸。
技术介绍
目前的底轴旋转钢坝闸通常是通过旋转底轴进行整体启闭，如专利《一种底横轴转动景观钢坝》(CN201320628985.3)和《底轴旋转弧形钢坝》(申请号CN201420658825.8)，启闭时受上下游水头影响，仅靠底轴扭矩承受全部水压力荷载，注定其无法适应较大水头或较大宽度的河道，当钢坝处于拦水位置时，上下游的静水头差会对底轴造成持续的扭矩压力。对于宽度较大的河道，有在中间设置液压支撑的分体钢坝闸门，如专利《一种液压油缸水平驱动的翻转钢坝》(申请号CN201621206049.3)和《液压人字钢坝》(申请号CN201610429808.0)，其复杂的液压管路系统设置在混凝土闸底板内部，闸底板需要有较大厚度满足其安装要求，且液压系统一旦出现故障，维修相当于重建。
技术实现思路
针对现有钢坝闸存在的不足，本专利技术提供一种具有闸中闸的等水头启闭钢坝闸。通过闸中闸和支撑连杆的配合，使钢坝闸能够在较小水头差甚至等水头状态下启闭；在闭闸挡水工作时，由连杆支撑承受水头压力，消除了因水头造成的底轴巨大的扭力，大幅降低了对底轴材料的要求，降低了闸底板因底轴较大直径带来的构造厚度，降低了控制底轴液压装置的启闭力，其结构简单、造价低廉、便于检修、安全可靠。为实现上述目的，本专利技术包括如下技术方案：一种具有闸中闸的钢坝闸，其包括钢坝门叶3、底轴1、闸中闸5、支撑连杆7、旋转驱动机构2和闸中闸启闭控制系统；该钢坝门叶3的底边设有底轴1，该底轴1轴向与地面平行固定在水底基础上，底轴1与旋转驱动机构2连接，钢坝门叶3随着底轴的转动而绕底轴摆动，从而实现拦水和放水；钢坝门叶3中设有至少一个闸中闸5，闸中闸5与闸中闸启闭控制系统连接；钢坝门叶3上设有与底轴垂直的滑槽13；支撑连杆7具有固定端71和滑动端72，固定端铰接在河道底部的基础上，滑动端沿滑槽13滑动；滑槽13内于不同高度处设置多个锁定机构14，锁定机构14用于锁紧滑动端72使滑动端72与滑槽13固定连接。如上所述的具有闸中闸的钢坝闸，优选地，所述闸中闸5的启闭方式为纵轴旋转式、横轴旋转式或整体平滑式。如上所述的具有闸中闸的钢坝闸，优选地，所述闸中闸5的启闭方式为纵轴旋转式；闸中闸5包括闸中闸门叶8和竖轴9；竖轴9位于闸中闸门叶8中轴线的一侧，竖轴两端固定在所述钢坝门叶3上，闸中闸门叶8绕竖轴9旋转，以竖轴为界划分为短边门叶81和长边门叶82，短边门叶设在背水侧，长边门叶设在来水侧；闸中闸启闭控制系统拉动或推动短边门叶81和/或长边门叶82，实现闸中闸门叶8的启闭。如上所述的具有闸中闸的钢坝闸，优选地，所述闸中闸启闭控制系统包括启闭动力机构4、启闭缆11和启闭臂10；启闭臂10的一端与所述竖轴9，另一端与启闭缆11固定连接，闸中闸门叶两侧的钢坝门叶3上分别设置滑动绞31，启闭缆11的两端分别穿过滑动绞31与设置在两岸的启闭动力机构4连接；启闭动力机构4启动牵引启闭缆11向一侧岸边方向移动，启闭缆11的移动带动启闭臂10围绕竖轴9扭转，该扭力带动竖轴及闸中闸门叶8旋转，从而实现闸中闸门叶8的启闭。如上所述的具有闸中闸的钢坝闸，优选地，所述闸中闸启闭控制系统包括启闭动力机构4、启闭缆11和启闭臂10；启闭臂10的一端与所述闸中闸门叶8固定连接，另一端与启闭缆11固定连接；闸中闸门叶两侧的钢坝门叶3上分别设置滑动绞31，启闭缆11的两端分别穿过滑动绞31与设置在两岸的启闭动力机构4连接；启闭动力机构4启动牵引启闭缆11向一侧岸边方向移动，启闭缆11的移动带动启闭臂10及闸中闸门叶8围绕竖轴9转动，从而实现闸中闸门叶8的启闭。如上所述的具有闸中闸的钢坝闸，优选地，所述闸中闸门叶8的底边低于的所述钢坝闸的最低工作水位。如上所述的具有闸中闸的钢坝闸，优选地，所述钢坝门叶3上设置一组或多组滑槽13及与之连接的支撑连杆7。如上所述的具有闸中闸的钢坝闸，优选地，所述滑槽13及支撑连杆7设置于钢坝门叶3来水一侧。如上所述的具有闸中闸的钢坝闸，优选地，所述钢坝门叶3上设有一个或多个闸肋6，所述滑槽13设置在闸肋上。另一方面，本专利技术提供如上所述的具有闸中闸的钢坝闸的使用方法，该方法包括以下步骤：I.钢坝闸处于拦水状态时，闸中闸5关闭，钢坝门叶3旋转至一定角度使上游水位保持在设计高度，支撑连杆滑动端72通过锁定机构固定在滑槽13中，以固定支撑钢坝门叶3；II.开闸放水时，启动闸中闸启闭动力机构开启闸中闸5放水，至上游水位与下游水位满足钢坝设计启闭水头差时，锁定机构解除锁定释放支撑连杆7，然后启动旋转驱动机构2旋转底轴1落闸，在落闸过程中关闭闸中闸5，钢坝门叶3下落至平卧；III.闭闸时，启动旋转驱动机构2旋转底轴1起闸，起闸过程中开启闸中闸5；起升至设计使用高度时，锁定支撑连杆滑动端72，支撑连杆形成对钢坝门叶3的固定支撑；关闭闸中闸5达到闭闸拦水状态。本专利技术的工作原理如下：一、启闭作业时，通过打开闸中闸，使上游水快速下泄，当上下游水位持平或满足底轴旋转设计的最小水头差时，消除或大幅减小了钢坝闸上下游静水头差，进而基本消除或大幅减小因水头造成的钢坝闸底轴内力，使底轴仅承受门叶自重与较小的水流力作用，大大减小了底轴两端液压启闭力，降低了对钢坝底轴材料和用量的要求。二、闭闸挡水工作状态时，锁紧机构锁住连杆上端部，连杆形成对钢坝闸上端的拉杆撑，由支撑连杆承受水头压力，使钢坝闸由悬臂结构变成了连续支撑梁结构，此时底轴基本不受扭力。该结构在大跨度、大水头的适应性，要远强于现有技术的悬臂结构。当钢坝闸门体放倒时，打开锁紧机构，连杆上端沿闸肋滑槽滑动，并跟随门体卧于水下。三、本专利技术的支撑连杆结构不同于已有的中间设置液压支撑的分体钢坝闸门，无需液压等其他动力设施，结构简单，支撑连杆的起落仅依靠钢坝的旋转，钢坝滑槽推动连杆上端沿滑槽滑动实现起落。四、本专利技术中支撑栏杆与闸中闸必须配合使用。在开闸放水时，如果没有闸中闸首先放水消除钢坝上下游静水头差，在释放支撑连杆时上游蓄水的压力会瞬间冲垮钢坝。在闭闸挡水时，如果未在关闭闸中闸前锁住支撑连杆，钢坝在无支撑连杆的作用下，将会毁于上游水压力。五、在本专利技术的一个优选实施方案中，闸中闸门叶为偏轴旋转式门叶，较大面积门叶设在来水侧，较小面积门叶设在背水侧，利用不对称的水压力将闸门叶压紧至关闭状态，也可以用较小的启闭力，就能打开闸中闸，其结构简单，操作方便。本专利技术的有益效果体现在以下几个方面：1.设置闸中闸门大幅减小或消除了钢坝闸带水头启闭，使钢坝闸启闭不受较大水压力的影响；2.支撑连杆的设计优化了单片钢坝闸受力结构形式，拦水状态时底轴可无扭矩；3.不对称的闸中闸门叶利用不对称的水压力作为闸中闸水封作用力，也能减小闸中闸门启闭力和功耗，达到节能效果；4.河道内无需设置复杂的如液压、电力等动力构件，所有动力机构均集中设置在河道两侧封闭的启闭室内，便于检修；5.由于具有闸中闸的钢坝闸可较小水头甚至无水头启闭，以及工作时连杆的支撑作用，使其在大水头差、大跨度河道上，无需建设影响景观的中墩，建设可自由调整景观水位、经济可靠的单片钢坝闸成为了现实。对于高度为5-6m的钢本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有闸中闸的钢坝闸，其特征在于，其包括钢坝门叶(3)、底轴(1)、闸中闸(5)、支撑连杆(7)、旋转驱动机构(2)和闸中闸启闭控制系统；该钢坝门叶(3)的底边设有底轴(1)，该底轴(1)轴向与地面平行固定在水底基础上，底轴(1)与旋转驱动机构(2)连接，钢坝门叶(3)随着底轴的转动而绕底轴摆动，从而实现拦水和放水；钢坝门叶(3)中设有至少一个闸中闸(5)，闸中闸(5)与闸中闸启闭控制系统连接；钢坝门叶(3)上设有与底轴垂直的滑槽(13)；支撑连杆(7)具有固定端(71)和滑动端(72)，固定端铰接在河道底部的基础上，滑动端沿滑槽(13)滑动；滑槽(13)内于不同高度处设置多个锁定机构(14)，锁定机构(14)用于锁紧滑动端(72)使滑动端(72)与滑槽(13)固定连接。

【技术特征摘要】
1.一种具有闸中闸的钢坝闸，其特征在于，其包括钢坝门叶(3)、底轴(1)、闸中闸(5)、支撑连杆(7)、旋转驱动机构(2)和闸中闸启闭控制系统；该钢坝门叶(3)的底边设有底轴(1)，该底轴(1)轴向与地面平行固定在水底基础上，底轴(1)与旋转驱动机构(2)连接，钢坝门叶(3)随着底轴的转动而绕底轴摆动，从而实现拦水和放水；钢坝门叶(3)中设有至少一个闸中闸(5)，闸中闸(5)与闸中闸启闭控制系统连接；钢坝门叶(3)上设有与底轴垂直的滑槽(13)；支撑连杆(7)具有固定端(71)和滑动端(72)，固定端铰接在河道底部的基础上，滑动端沿滑槽(13)滑动；滑槽(13)内于不同高度处设置多个锁定机构(14)，锁定机构(14)用于锁紧滑动端(72)使滑动端(72)与滑槽(13)固定连接。2.如权利要求1所述的具有闸中闸的钢坝闸，其特征在于，所述闸中闸(5)的启闭方式为纵轴旋转式、横轴旋转式或整体平滑式。3.如权利要求2所述的具有闸中闸的钢坝闸，其特征在于，所述闸中闸(5)的启闭方式为纵轴旋转式；闸中闸(5)包括闸中闸门叶(8)和竖轴(9)；竖轴(9)位于闸中闸门叶(8)中轴线的一侧，竖轴两端固定在所述钢坝门叶(3)上，闸中闸门叶(8)绕竖轴(9)旋转，以竖轴为界划分为短边门叶(81)和长边门叶(82)，短边门叶设在背水侧，长边门叶设在来水侧；闸中闸启闭控制系统拉动或推动短边门叶(81)和/或长边门叶(82)，实现闸中闸门叶(8)的启闭。4.如权利要求2所述的具有闸中闸的钢坝闸，其特征在于，所述闸中闸启闭控制系统包括启闭动力机构(4)、启闭缆(11)和启闭臂(10)；启闭臂(10)的一端与所述竖轴(9)，另一端与启闭缆(11)固定连接，闸中闸门叶两侧的钢坝门叶(3)上分别设置滑动绞(31)，启闭缆(11)的两端分别穿过滑动绞(31)与设置在两岸的启闭动力机构(4)连接；启闭动力机构(4)启动牵引启闭缆(11)向一侧岸边方向移动，启闭缆(11)的移动带动启闭臂(10)围绕竖轴(9)扭转，该扭力带动竖轴及闸中闸门叶(8)旋转，从而实现闸中闸门叶(8...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵泽华，刘胜，
申请(专利权)人：赵泽华，
类型：发明
国别省市：北京,11