一种无启闭系统的一字浮体闸门技术方案

本发明专利技术公开一种无启闭系统的一字浮体闸门，闸门门体主要由面板、端柱、隔板及底部支撑结构连接组成；所述隔板按纵向和横向交叉布置在闸门门体内部，将闸门门体内部分割成若干个相互连通的空间；闸门门体长度方向其中一端的端柱的侧面布置一组转动轴承用于连接闸门的支铰轴，另一端的端柱的侧面布置一锁定孔用于连接岸边锁定装置；所述闸门门体顶部布置一水泵，用于闸门门体内部充水或排水；所述闸门门体上布置三个上下游贯通的圆柱孔，每个圆柱孔的中间分别布置一螺旋桨推进器，每个螺旋桨推进器的前后各布置一电动蝶阀与所述螺旋桨推进器连接。本发明专利技术结构简单，易于操作，解决了大型一字浮体闸门的运行平稳性和安全性问题。型一字浮体闸门的运行平稳性和安全性问题。型一字浮体闸门的运行平稳性和安全性问题。

A slotted floating gate without hoisting system

【技术实现步骤摘要】
一种无启闭系统的一字浮体闸门


[0001]本专利技术涉及一种闸门形式，具体说是一种大型的无启闭系统的浮体闸门，属于水利工程钢闸门领域。

技术介绍

[0002]钢闸门是水利工程中最常见的挡水控流结构，应用十分广泛，随着科技不断进步，钢闸门技术不断发展，形成了多种结构形式。根据闸门的结构特征，可以分为人字闸门、三角闸门、弧形闸门、卧倒闸门、升降式平面闸门、横拉式平面闸门等，这些闸门通常还建设有启闭机室、闸墩及工作桥等附属结构。在水利工程建设的新时期，在绿色发展理念下，人们对水利工程融入城市景观的要求越来越高，需要考虑水利工程与城市周边环境相协调，因此，一些新型的闸门型式不断涌现，除闸门外形具有突出鲜明的特点外，还考虑尽量隐藏闸门启闭系统，使整个闸门外观尽量简单，一些新型的钢闸门包括下沉式弧形闸门、水力翻板闸门、底轴驱动翻板闸门等。另一方面，一些节制闸除了防洪排涝等功能外，还要兼顾通航要求，不单独建设船闸，而是要求闸门开启后可以通航，闸门跨度往往较大。因此，生态环境友好的大跨度钢闸门是主要发展趋势。
[0003]近两年，针对上述节制闸设计要求，提出了一种单孔跨度可达到数十米的大型一字浮体钢闸门，与船闸工作闸门中的一字闸门类似，闸门绕门体一端的支铰转动启闭运行，由于水闸的通航要求，不宜采用钢丝绳卷扬启闭系统，初步考虑采用液压启闭系统启闭，由于该闸门的创新性，为验证相关方案的可行性，陆续开展了相关物理模型试验研究工作。在闸门模型试验过程中发现，因为闸门开门时需要门体上浮、闭门挡水时需要门体下沉，闸门液压启闭系统适应闸门整体的不同高度的升沉变化难度较大；同时，在闸门启闭过程中，由于门体较大，受到水流的上下偏心荷载及动水阻力矩作用，会造成门体倾斜、晃动、甚至失稳，极易造成闸门转动支铰受力破坏、液压启闭杆断裂等严重后果，这给闸门结构及启闭系统设计带来了很大的难题。因此，为了解决新型一字浮体闸门上述难题，需要提出一种能够满足新型闸门平稳启闭运行的解决方案。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对新型一字浮体闸门启闭系统设计及运行稳定性难题，创新性提出了一种无启闭系统的大型一字浮体闸门。
[0005]为实现本专利技术目的，本专利技术实施例提供一种无启闭系统的一字浮体闸门，其特征在于，所述浮体闸门的闸门门体主要由位于闸门门体上游侧、下游侧的面板、位于闸门门体长度方向两端的端柱、位于闸门门体内部的隔板及位于闸门门体底部的底部支撑结构连接组成；所述隔板按纵向和横向交叉布置在闸门门体内部，将闸门门体内部分割成若干个空间，所述隔板上布置有使所述若干个空间之间相互连通的孔；闸门门体长度方向其中一端的端柱的侧面布置一组转动轴承用于连接闸门的支铰轴，所述支铰轴通过支铰座安装于闸墙上；闸门门体长度方向另一端的端柱的侧面布置一锁定孔用于连接岸边锁定装置，所述
岸边锁定装置安装于所述闸墙上；所述闸门门体顶部布置一水泵，用于闸门门体内部充水或排水；所述闸门门体上布置三个上下游贯通的圆柱孔，每个圆柱孔的中间分别布置一螺旋桨推进器，用于驱动所述浮体闸门绕所述支铰轴转动运行；每个螺旋桨推进器的前后各布置一电动蝶阀与所述螺旋桨推进器连接。
[0006]本专利技术实施例还提供了上述无启闭系统的一字浮体闸门的开启方法，其特征在于包括如下步骤：解除岸边锁定装置，使闸门门体解锁，启动水泵，将闸门门体内的水体向外排出，直到闸门门体开始浮起离开闸底板，闸门门体上浮至设计高度停止排水；开启三个圆柱孔内的六个电动蝶阀至全开状态，再启动三个螺旋桨推进器正向工作，推动闸门门体绕支铰轴转动开启；在闸门开启过程中，观测闸门门体的运行姿态，当闸门门体出现较大倾斜时，调节电动蝶阀的开度，改善闸门门体姿态，同时观测闸门门体的运转速度和位置，闸门在开启全过程中速度按启动加速段、中间匀速段、停止减速段三段控制；在闸门开启快到达全开位时，为了避免撞击，采用推进器反向工作对闸门门体进行减速控制，在闸门开启到达全开位后，岸边锁定装置对闸门门体进行锁定，螺旋桨推进器停止工作，前后电动蝶阀关闭。
[0007]本专利技术实施例还提供了上述无启闭系统的一字浮体闸门的关闭方法，其特征在于包括如下步骤：解除岸边锁定装置，使闸门门体解锁，开启三个圆柱孔内的六个电动蝶阀至全开状态，再启动三个螺旋桨推进器反向工作，推动闸门门体绕支铰轴转动关闭；在闸门关闭过程中，观测闸门门体的运行姿态，当闸门门体出现较大倾斜时，调节电动蝶阀的开度，改善闸门姿态，同时观测闸门门体的运转速度和位置，闸门在关闭全过程中速度按启动加速段、中间匀速段、停止减速段三段控制；在闸门关闭快到达全关位时，为了避免撞击，采用推进器正向工作对闸门门体进行减速控制，在闸门关闭到达全关位后，启动水泵向闸门门体内部充水，直至闸门门体下沉落在闸底板上，达到完全关闭状态；岸边锁定装置对闸门门体进行锁定，螺旋桨推进器停止工作，前后电动蝶阀关闭。
[0008]本专利技术有益效果：（1）设计巧妙，给闸门赋予动力，实现运行自我调节，同时门体上增加了推进器透水孔，减小了闸门运行中的阻力；（2）结构简单，易于操作，避开了启闭系统设计难题，设计实施非常简便；（3）效果显著，不仅解决大型一字浮体闸门的运行平稳性和安全性问题，同时节省了启闭机房、启闭机等设备设施建设费用，还有利于简化水闸布置，便于与景观协调。
附图说明
[0009]图1为闸门门体俯视图；图2为闸门门体正视图；图3为闸门门体横剖面图；图4为闸门电动蝶阀局部开启时剖面图；
图5为闸门关闭状态俯视图；图6为闸门关闭门体落下状态正视图；图7为闸门门体浮起状态正视图；图8为闸门开启状态俯视图。
具体实施方式
[0010]以下结合附图和实施例对本专利技术技术方案进行进一步说明。
[0011]实施例一本实施例提供一种无启闭系统的大型一字浮体闸门，为某节制闸，具有防洪、排涝和通航多种功能要求，按单孔、孔口净宽60m设计。
[0012]闸门门体俯视图、正视图和横剖面图如图1~图3所示，闸门电动蝶阀局部开启时剖面图如图4所示，闸门关闭状态俯视图如图5所示，闸门关闭门体落下状态正视图如图6所示，闸门门体浮起状态正视图如图7所示，闸门开启状态俯视图如图8所示，图中，1为闸门门体，2为面板，3为端柱，4为隔板，5为底部支撑结构，6为转动轴承，7为锁定孔，8为水泵，9为止水结构，10为圆柱孔，11为螺旋桨推进器，12为电动蝶阀，13为支铰轴，14为三维姿态传感器，15为转角编码器，16为岸边锁定装置，17为闸墙，18为支铰座，19为闸底板。
[0013]闸门门体1主要由位于闸门门体1上游侧、下游侧的面板2、位于闸门门体1长度方向（如图2中的水平方向）两端的端柱3、位于闸门门体1内部的隔板4及位于闸门门体1底部的底部支撑结构5连接组成。隔板4按纵向和横向交叉布置在闸门门体1内部，将闸门门体1内部空间分割形成若干个小的空间。隔板4上开孔，使若干个小的空间之间相互连通。闸门门体1长度方向两端端柱的下游面沿竖直方向分别布置有止水结构9，其中一端的端柱3的侧面布置一组转动轴承6，转动轴承6用于连接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无启闭系统的一字浮体闸门，其特征在于，所述浮体闸门的闸门门体（1）主要由位于闸门门体（1）上游侧、下游侧的面板（2）、位于闸门门体（1）长度方向两端的端柱（3）、位于闸门门体（1）内部的隔板（4）及位于闸门门体（1）底部的底部支撑结构（5）连接组成；所述隔板（4）按纵向和横向交叉布置在闸门门体（1）内部，将闸门门体（1）内部分割成若干个空间，所述隔板（4）上布置有使所述若干个空间之间相互连通的孔；闸门门体（1）长度方向其中一端的端柱（3）的侧面布置一组转动轴承（6）用于连接闸门的支铰轴（13），所述支铰轴（13）通过支铰座（18）安装于闸墙（17）上；闸门门体（1）长度方向另一端的端柱（3）的侧面布置一锁定孔（7）用于连接岸边锁定装置（16），所述岸边锁定装置（16）安装于所述闸墙（17）上；所述闸门门体（1）顶部布置一水泵（8），用于闸门门体（1）内部充水或排水；所述闸门门体（1）上布置三个上下游贯通的圆柱孔（10），每个圆柱孔（10）的中间分别布置一螺旋桨推进器（11），用于驱动所述浮体闸门绕所述支铰轴（13）转动运行；每个螺旋桨推进器（11）的前后各布置一电动蝶阀（12）与所述螺旋桨推进器（11）连接。2.如权利要求1所述的无启闭系统的一字浮体闸门，其特征在于，所述端柱（3）的下游面沿竖直方向布置止水结构（9）。3.如权利要求1所述的无启闭系统的一字浮体闸门，其特征在于，所述圆柱孔垂直于闸门门体（1）长度方向的竖直对称面；三个圆柱孔分别布置在闸门门体（1）长度方向的左、中、右不同位置，以及闸门门体（1）高度方向的上、中、下不同高程，且当闸门门体（1）浮起运行时，三个圆柱孔中的螺旋桨推进器均应淹没于水下。4.如权利要求1所述的无启闭系统的一字浮体闸门，其特征在于，所述电动蝶阀的转动轴控制为水平方向，所述螺旋桨推进器的前后两个电动蝶阀开启方向相反。5.如权利要求1所述的无启闭系...

【专利技术属性】
技术研发人员：王新，陈发展，严秀俊，李子阳，陈诚，谢庭强，李俊漫，吴波，
申请(专利权)人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院，
类型：发明
国别省市：