【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及闸门可靠密封增强，形成橡胶水封延伸部位的强化交错联接结构，确保高水头工况下水工闸门密封挡水功能与运行安全等，尤其是涉及一种具备联接梳结构的橡胶水封装置及确定方法。
技术介绍
1、长期以来，水工闸门挡水主要依托橡胶水封的联接围合实现密封运行。橡胶水封的拼接围合，主要通过直接拼合、粘接。受橡胶水封拼接部位受载基理、施工工艺、闸门运行条件等诸多因素影响，这种拼合、粘接的橡胶水封联接面的承载能力相对较为薄弱，很难满足水工闸门开启或关闭过程中复杂流固耦合的荷载作用。近年来随着抽水蓄能工程等高水头工况大量出现，橡胶水封联接面受到高压水荷载、运动滑移撕扯、瞬变流体水动力以及橡胶水封材料超弹特性等因素复合作用，极易引起水工闸门在启闭过程中出现异常胶合以及橡胶水封撕扯开裂等现象，导致水工闸门密封挡水功能的失效，诱发闸门水激振动、启闭力超载、运行不平衡、爬行等工程病害。
技术实现思路
1、本专利技术第一个目的在于，提供一种具备联接梳结构的橡胶水封装置，以期望为水工钢闸门在高水头工况运行时提供可靠的密封保障。
2、为此，本专利技术的上述目的通过如下技术方案实现：
3、一种具备联接梳结构的橡胶水封装置，包括水封压板、橡胶水封、水封垫板、水封夹持螺栓以及水工钢闸门；
4、所述橡胶水封位于水封压板正下方，所述橡胶水封用于提供弹性体密封，相邻两个橡胶水封之间的联接面处设有联接梳结构；
5、所述水封垫板位于橡胶水封正下方，所述水封垫板用于支护、夹持橡胶
6、所述水封夹持螺栓穿过水封压板、橡胶水封和水封垫板，从而实现水封压板和水封垫板对橡胶水封的夹持，并将水封压板、橡胶水封及水封垫板固定在水工钢闸门上。
7、在采用上述技术方案的同时，本专利技术还可以采用或者组合采用如下技术方案：
8、作为本专利技术的一种优选技术方案：所述联接梳结构的结构技术参数按以下步骤设置：
9、(1)、在橡胶水封两端联接面部位布置，并沿联接面交错、均匀分布；
10、(2)、构建橡胶水封联接梳结构的结构要素，所述结构要素包括梳型齿廓类型、梳型齿廓数量n、梳型齿廓宽度b；
11、(3)、多组相同梳型齿廓类型的梳型齿廓联接构成。
12、作为本专利技术的一种优选技术方案：明确橡胶水封联接头的斜直型、锯齿型、正三角型、矩型、梯型和共轭圆弧型的梳型齿廓类型，其几何结构形状包括：
13、(1)、与橡胶水封轴线夹角30～150°的斜直对接截面，形成斜直型交错联接头；
14、(2)、由锯形齿截面(底夹角α＝30°、β＝3°的斜交锯形)，形成锯齿型交错联接头；
15、(3)、由三角形齿截面(底角α＝30～70°)，形成三角型交错联接头；
16、(4)、由矩形齿截面(长宽比0.25～0.5)，形成矩型交错联接头；
17、(5)、由梯形齿截面(底角α＝60～80°)，形成梯型交错联接头；
18、(6)、由连续凹凸共轭的交错半圆形齿截面，形成圆弧交错联接头。
19、作为本专利技术的一种优选技术方案：构建橡胶水封联接梳结构的结构要素的具体步骤为：
20、(1)、考虑闸门工作水头p，按表1初步选用联接梳结构的梳型齿廓类型和梳型齿廓宽度b，再通过式(1)计算获得梳型齿廓数量n；
21、
22、式中，b为联接梳结构的梳型齿廓宽度，int()为取整函数，w为橡胶水封的宽度，n为梳型齿廓数量；
23、表1联接梳结构梳型齿廓类型选用规则以及梳型齿廓宽度b推荐范围
24、 工作水头p(m) 梳型齿廓类型 梳型齿廓宽度b推荐范围(mm) ＜30m 斜直型 20～100m 锯齿型 15～25mm 20～100m 正三角型 15～25mm 80～200m 矩型 15～30mm 80～200m 梯型 20～50mm ＞180m 共轭圆弧型 15～30mm
25、(2)、按照梳型齿廓类型的结构形式和尺寸规格，明确联接梳结构联接面的当量粘合截面积s，按公式(2)获得，
26、
27、式中，s为联接梳结构联接面的当量粘合截面积，f(x,y)为联接梳结构联接面投影在xoy平面上的轮廓方程，fx(x,y)为轮廓方程对x的偏导，fy(x,y)为轮廓方程对y的偏导，d为轮廓方程f(x,y)在xoy平面上的投影区域，n为梳型齿廓数量，ζi为第i个梳形齿廓因交错联接叠合效应而产生的聚合系数，聚合系数的具体取值应通过仿真计算明确；
28、(3)、通过试验获得橡胶水封联接梳结构部位所能承受的最大撕扯力fmax，并按照公式(3)计算橡胶水封联接梳结构部位的许用应力[σ′]，
29、
30、式中，[σ′]为橡胶水封联接梳结构部位的许用应力，fmax为橡胶水封联接梳结构部位所能承受的最大撕扯力，s为联接梳结构联接面的当量粘合截面积，μ为梳型齿廓由于齿截面形状而导致的应力集中效应所产生的面积修正系数，面积修正系数的具体取值应通过仿真计算明确，η为橡胶水封的安全系数；
31、(4)、考虑橡胶水封的许用应力[σ*]和联接梳结构部位的许用应力[σ′]，按公式(4)校算橡胶水封联接梳结构性能安全系数k，
32、
33、式中，k为橡胶水封联接梳结构性能安全系数，[σ*]为橡胶水封的许用应力，[σ′]为橡胶水封联接梳结构部位的许用应力。
34、作为本专利技术的一种优选技术方案：对橡胶水封联接梳结构的密封性能信息与水工钢闸门水封可靠密封进行分析比对的过程包括：
35、(1)、将解算出的橡胶水封联接梳结构性能安全系数k和闸门水封可靠密封性能的允许指标进行比较；
36、(2)、判断橡胶水封联接梳结构性能本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具备联接梳结构的橡胶水封装置，其特征在于：包括水封压板、橡胶水封、水封垫板、水封夹持螺栓以及水工钢闸门；
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述联接梳结构的结构技术参数按以下步骤设置：
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：明确橡胶水封联接头的斜直型、锯齿型、正三角型、矩型、梯型和共轭圆弧型的梳型齿廓类型，其几何结构形状包括：
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：构建橡胶水封联接梳结构的结构要素的具体步骤为：
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：对橡胶水封联接梳结构的密封性能信息与水工钢闸门水封可靠密封进行分析比对的过程包括：
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述联接梳结构的规格、控制步骤如下：
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述水封夹持螺栓的规格校验、要素布置步骤如下：
8.根据权利要求1所述的一种具备联接梳结构的橡胶水封装置的确定方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种具备联接梳结构的橡胶水封装置，其特征在于：包括水封压板、橡胶水封、水封垫板、水封夹持螺栓以及水工钢闸门；
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述联接梳结构的结构技术参数按以下步骤设置：
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：明确橡胶水封联接头的斜直型、锯齿型、正三角型、矩型、梯型和共轭圆弧型的梳型齿廓类型，其几何结构形状包括：
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：构建橡胶水封联接梳结构的结构要素的...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈吉丰，陈思，郭建斌，王慧聪，杨宏欣，杨沾，黎军杰，江洲，朱焕辉，
申请(专利权)人：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。