CN202347502U - 支铰倒伏式闸门 - Google Patents

Abstract

支铰倒伏式闸门，技术要点是：在河床上的混凝土基础上设有支铰埋件，该支铰埋件向上依次连有铰座、支铰轴、铰链，并与闸门底主梁固定连接，在闸门底部的前面板上还设有底封水座板；在闸门前部的河床上还设有混凝土凸台，该凸台上设置有底封水埋件，在底封水埋件上固定有底封水；在闸门两侧的岸边基础上设有侧封水埋件，与侧封水埋件相对应的闸门边梁上还布置有侧封水；在闸门前面板的上部设置有吊耳锁定座，并分别与吊耳和锁定装置连接，吊耳则与液压或手动启闭机相连接，该启闭机通过摆动轴、支座、埋件固连在基础层上；而锁定装置通过转动轴、锁定埋件同样固连在基础层上。通航时不阻流，水面漂浮物与闸底的淤积物一并被水流冲走，工程造价低。

Description

支铰倒伏式闸门

技术领域

本实用新型涉及一种用于修建治理河道的水闸技术领域，具体地说是一种支铰倒伏式闸门。 

背景技术

随着现代城市的建设与发展，逐步对城区内、外的河道进行整治——修建水闸，使河道保持一定的景观水位，改善水环境。这些水闸通常具有河道宽、河床浅的特点，河道宽度达到几十米，而且宽、高比极不成比例，同时水闸从功能上除满足防洪、排涝要求外，还要满足旅游观光、通航、环境景观、建筑物外观与周围环境相协调等要求。使之符合生态化、景观化，营造人水相亲的生态与环境，体现城市的发展水平、风貌和特色，急需一些新型式的闸门适应时代的需要。 

为了适应市场的需求，近几年在国内不同地区应运而生了一些能够满足河道宽、河床浅的新型闸门或闸坝，这些闸门或闸坝成为水利工程中新的亮点。 

这些新型闸门或闸坝主要包括有橡胶坝、气动盾形闸门、水力自动控制翻板门、钢坝闸。 

橡胶坝是通过充气或充水达到升坝的目的，正常需要2-3小时才能完全升坝或塌坝，时间较长，不能保证突发洪水时及时泄洪。 

橡胶坝不能调节坝高，不易控制下泄流量；容易受到尖利和有尖角物体的损坏。易变形，老化，也会出现因漏气（或水）而自动塌下来的现象，影响景观效果。 

橡胶坝前易形成淤积，不易清理，阻流，不能实现通航；增加泵房，机电设备等，维修工作量大，并且不方便；需要专门的充水（气）设备与管理人员，运行费用较高；使用寿命短，通常10-15年就更换一次坝袋。 

因橡胶坝有很多缺点，且操作方式、管理方式、动力源不同于液压支铰倒伏式闸门，不可比，所以不再叙述。 

气动盾型闸门是在橡胶坝的基础上演化而来的，既在坝袋的迎水面加盖一层钢板，减少坝袋的损坏机率。气动盾型闸门除具有橡胶坝的缺点外，因袋前钢板、气囊通过预埋的地脚螺栓固定在闸底板上，检修、维护不方便。易形成闸前堆积污物，不能实现通航。工程投资造价高，且操作方式、管理方式、动力源不同于液压支铰倒伏式闸门，不可比，所以也不再叙述。 

水力自动翻板门是依靠自重和水压的力矩平衡原理翻门的，翻板闸在泄洪时有一定的水平夹角，门体制作比较厚，阻水断面相对较大，当翻倒泄洪时，会阻水流。当汛期上下游水位差较大时，也易被水流冲走。 

泄流过程中流态相当复杂，水力自动翻板门受泄水量和风浪的影响，门前水位时时发生变化，闸板运行稳定性较差。闸门也随着水位的变化而发生拍打现象，既所谓的“脉动”。这种脉动现象易导致闸门结构毁坏，大大缩短闸门的寿命。 

当闸前淤积污物时、制造安装精度达不到时、泥沙石头淤积在闸门的底部或树枝等浮游物卡在闸门的转动部位时都会影响闸门自动开、关的效果。 

因水力自动控制翻板门有很多缺点，且操作方式、管理方式、动力源不同于液压支铰倒伏式闸门，不可比，所以也不再叙述。 

钢坝闸主要由底轴、底轴支座、闸门、拐臂、启闭机组成。闸门与底轴布置在闸孔内，启闭机、拐臂布置在闸室内。底轴间通过法兰连成整体支承在闸底板的支承座上。闸门与底轴之间采用螺栓连接。拐臂由法兰与伸到闸室内的底轴相连，由启闭机驱动，实现闸门的开启与关闭。 

因闸门只与底轴相连接，闸门采用悬臂梁型式受力，闸门所承受的水压力及侧封水所受的摩阻力直接传递给底轴，因此闸门要有足够的强度、刚度，否则在运行过程中易发生摆动，类似于水力自动控制翻板门的“脉动”。 

底轴承受扭矩，为了满足抗扭性能，底轴直径通常做的很大，壁很厚，且在孔口范围内通长布置，所以底轴的重量占钢坝闸重量的比例大，钢坝闸用钢量多；因底轴部分都是精加工件，机加成本高。所以，钢坝闸投资极高。 

钢坝闸受结构型式的限制形成的漏水点很多，闸门与底轴间、底轴与底轴支座的轴套间、底封水与侧封水连接处均存在漏水现象；为了底轴与拐臂相连，底轴通过边墙伸到启闭机室内，尽管底轴与边墙间采用橡胶密封，仍然存在漏水现象，且易形成泥沙堵塞，影响闸门的启闭，也增大启闭设备的容量，尽而增加启闭设备的投资。 

封水装置不能随着闸门、埋件制造、安装产生的偏差而调整，也不能随着闸门在服务期产生的封水橡皮磨损而调整。 

因钢坝闸的拐臂很短，即开、关闸门时，力臂小，所以启闭机的启闭力大，增加了启闭机的投资。 

因钢坝闸在孔口范围内通长布置，对闸底板施工精度要求高，闸底板的不均匀沉陷会影响底轴的同轴度，进而影响底轴的转动。 

钢坝闸结构复杂，制造、安装及调试周期较长。 

钢坝闸建成后需要专人进行运行、检修及维护，且检修周期长。 

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种支铰倒伏式闸门。通航时，不阻流，而且水面的漂浮物与闸底的淤积物一并被水流冲走，而且工程造价低。 

本实用新型的目的是这样实现的：它包括在河道上横向设置的立式闸门，该立式闸门所对应河床上的混凝土基础层，以及岸边混凝土基础层，其特征在于：在立式闸门底部河床上相对应的混凝土基础层上设置有支铰埋件，该支铰埋件向上依次连接有铰座、支铰轴、铰链，该铰链通过螺栓与闸门底主梁固定连接，在立式闸门底部的前面板上还设置有弧形底封水座板；在立式闸门前部的河床上还设有混凝土凸台基础层，该凸台基础层上设置有底封水埋件，在底封水埋件上固定有底封水，该底封水在闸门开、关过程中能够在弧形底封水座板上形成滑动密封；在立式闸门两侧所对应的岸边混凝土基础上分别设置有侧封水埋件，与该侧封水埋件相对应的闸门边梁上还布置有侧封水； 

在立式闸门前面板的上部至少设置有一个吊耳锁定座，该吊耳锁定座分别与吊耳和锁定装置相连接，吊耳则通过吊耳轴与液压启闭机相连接，液压启闭机依次通过液压启闭机摆动轴、液压启闭机支座、启闭机埋件固连在岸边混凝土基础层上；而锁定装置通过锁定装置转动轴、锁定装置埋件同样固连在岸边混凝土基础层上。

在立式闸门前部的河床的混凝土基础层上还均匀分布有门枕器埋件，该门枕器埋件上固连有闸门打开时承受该水闸门重量的门枕器。 

上述的固定设置在立式闸门前面板上部的吊耳锁定座，或者设在靠近岸边的一侧，或者设在靠近岸边的两侧，也可以均匀分布在立式闸门前面板的上部，而每个吊耳锁定座分别连接有液压启闭机，其具体的数量要通过科学的计算，包括河床的宽度，水流量等因素。 

本实用新型的闸门结构具有性能可靠，可升闸蓄水，放闸行洪，控流能力强，还可闸顶过水，形成瀑布的景观效果，与周围环境协调性极高，液压启闭机布置在水面以上的安全位置，液压启闭机具有较好的工作环境。液压支铰倒伏式闸门的启闭设备既可以选择常规泵站式的液压机，也可以选择液压集成式液压机。 

当闸门完全打开时闸门与闸底板齐平，不阻流，此时可通航，水面的漂浮物与闸底的淤积物一并被水流冲走，完成通航、冲淤、排污任务。 

液压支铰倒伏式闸门的底部与支铰相连，上部与启闭机相连，不存在“脉动”现象。 

与以往的钢坝闸相比，液压支铰倒伏式闸门的封水是可以调整橡皮预压量的，为安装提供方便，也为日常维护提供方便。 

液压支铰倒伏式闸门设计了独特的锁定装置，此装置采用的是螺旋副机构，伸缩量可任意调整，为安装及日常维护提供了方便。 

液压支铰倒伏式闸门与钢坝闸在重量方面相比节省了底轴部分，钢坝闸的底轴承受扭矩作用，产生的内力是剪应力，直径大且壁厚，底轴部分占据了钢坝闸重量的大部分，所以液压支铰倒伏式闸门用钢量少，减少了工程投资。 

钢坝闸的梁系采用的是悬臂梁型式受力，而液压支铰倒伏式闸门采用的是数量适当的支铰与闸门底主梁相连，主梁受力型式是连续梁，减小了主梁的断面，尽而节省了用钢量。 

在开、关闸门的过程中底封水在底封水座板上滑动，底封水是密闭装置，侧封水装置可根据制造、安装、运行状况进行调整，所以液压支铰倒伏式闸门不存在漏水问题。 

液压支铰倒伏式闸门的启闭机布置在水面以上的安全位置，力臂大，所以启闭机的容量小，减少了启闭机的投资。 

钢坝闸底轴部位都是精机加工件，费时费力，制造周期长，而液压支铰倒伏式闸门的主体是焊接件，所以制造、安装、调试方便，且制造、安装工期短，也方便检修及日常维护。 

附图说明

图1是本实用新型的结构示意简图； 

图2是图1的俯视结构示意简图；

图3是图1中的A-A向剖面示意简图；

图4是本实用新型的侧封水布置放大示意简图；

图5是本实用新型的另一种实例俯视结构示意简图

图6是本实用新型的另三种结构示意简图；

图7是图6的俯视结构示意简图；

图8是图6中的B-B向剖面示意简图；

图9是本实用新型的另四种结构示意简图。

图1-4中的主要由门枕器埋件1，门枕器2，支铰埋件3，铰座4，支铰轴5，铰链6，底封水埋件7，底封水8，底封水座板9，侧封水埋10，侧封水11，闸门12，吊耳锁定座13，吊耳14，吊耳轴15，锁定装置埋件16，锁定装置转动轴17，锁定装置18，启闭机埋件19，液压启闭机支座20，液压启闭机摆动轴21，液压启闭机22组成。 

下面将结合附图并通过实例对本实用新型作进一步详细说明，但下述的实例仅仅是本实用新型其中的例子而已，并不代表本实用新型所限定的权利保护范围，本实用新型的权利保护范围以权利要求书为准。 

具体实施方式

实例1：

由图1～4所示，图中12为在河道上横向设置的立式闸门，该闸门12所对应河床上的混凝土基础层23，以及岸边混凝土基础层24，在闸门12底部河床上相对应的混凝土基础层23上设置有支铰埋件3，该支铰埋件3向上依次连接有铰座4、支铰轴5、铰链6，该铰链6通过螺栓与闸门12底主梁固定连接，在立式闸门12底部的前面板上还设置有弧形底封水座板9；在立式闸门前部的河床上还设有混凝土凸台基础层25，该凸台基础层上设置有底封水埋件7，在底封水埋件7上固定有底封水8，该底封水8在闸门开、关过程中能够在弧形底封水座板9上形成滑动密封；

在立式闸门12两侧所对应的岸边混凝土基础层24上分别设置有侧封水埋件（如图4所示）10，与该侧封水埋件10相对应的闸门12边梁上还布置有侧封水11；

在立式闸门12前面板上部靠近岸边的两侧分别设置有一个吊耳锁定座13，该吊耳锁定座分别与吊耳14和锁定装置18相连接，吊耳14则通过吊耳轴15与液压启闭机22上的活塞杆相连接，液压启闭机22依次通过液压启闭机摆动轴21、液压启闭机支座20、启闭机埋件19固连在岸边混凝土基础层24上；而锁定装置18通过锁定装置转动轴17、锁定装置埋件16同样固连在岸边混凝土基础层24上。另外，图中的C为水流方向。

简述各结构件的功能及其连接关系： 

门枕器埋件1：埋设在混凝土基础中，为门枕器的安装、调试提供基准面。

门枕器2：固定在门枕器埋件上，用于闸门在完全打开时承受闸门的重量。 

支铰埋件3：埋设在混凝土基础中，为支铰的安装、调试提供基准面。 

铰座4：下部固定在支铰埋件上，上部通过支铰轴与铰链相连，承受闸门的水压力及闸门重量，并把荷载传递到混凝土基础中。 

支铰轴5：用于铰座与铰链的连接，是闸门实现转动的关键部件。 

铰链6：下部通过支铰轴与铰座相连，上部用螺栓与闸门底主梁相连，是闸门实现转动的又一关键部件。 

底封水埋件7：埋设在混凝土基础中，用于底封水的固定。 

底封水8：布置在底坎上，实现闸门底部不漏水的密闭装置。闸门开、关过程中能够在底封水座板上滑动。 

底封水座板9：形状为弧形，焊接在闸门面板上，与闸门形成一体，闸门开、关过程中，绕支铰轴旋转，与底封水配合形成闸门底部不漏水的密闭装置。 

侧封水埋件10：埋设在混凝土基础中，为侧封水提供封水面，尽而实现闸门侧部不漏水。 

侧封水11：布置在闸门边梁上，实现闸门侧部不漏水的密闭装置。 

闸门12：挡水的主要部件，承受水压力。下部通过铰链、支铰轴与铰座相连，上部通过吊耳(锁定)座、吊耳与启闭设备相连。 

吊耳(锁定)座13：吊耳座与锁定座合二为一，前面与启闭机的吊头相连，后面与闸门相连，也用于锁定装置的锁定。 

吊耳14：用于闸门与启闭机的连接。 

吊耳轴15：闸门开、关过程中，实现转动的关键部件。 

锁定装置埋件16：埋设在混凝土基础中，为锁定装置的安装、调试提供基准面，把锁定装置承受的荷载传递到混凝土基础中。 

锁定装置转动轴17：实现锁定装置开、关的转动部件。 

锁定装置18：与锁定装置埋件相连，用于闸门的锁定。 

启闭机埋件19：为启闭机的安装、调试提供基准面，并把启闭机承受的荷载和启闭机重量传递到混凝土基础中。 

液压启闭机支座20：与启闭机埋件、启闭机相连，把启闭机承受的荷载和启闭机的重量传递启闭机埋件，尽而传递到混凝土基础中。 

液压启闭机摆动轴21：闸门开、关过程中，实现液压启闭机摆动的关键部件。 

液压启闭机22：实现闸门开启、关闭的动力设备。启闭机通过活塞杆的伸缩带动吊耳驱动闸门，实现闸门的开启、关闭。 

工作原理

液压启闭机通过液压启闭机摆动轴21、液压启闭机支座20与启闭机埋件19相连，通过吊耳轴15、吊耳14、吊耳(锁定)座13与闸门12相连，闸门12通过铰链6、支铰轴5与铰座4相连，铰座4与支铰埋件3相连，在开、关闸门的过程中底封8水在底封水座板9上滑动，当闸门完全打开时，闸门12平放在门枕器2上。

开门的过程：打开锁定装置18，打开电源开关，电机工作带动油泵，油泵把液压油通过油管注入液压机的无杆腔中，推动活塞杆伸出，活塞杆通过吊耳轴15、吊耳14、吊耳锁定座13推动闸门12，实现闸门绕支铰轴5旋转，当闸门达到预定的开度后，关闭电源开关，即实现一次闸门开启的过程。活塞杆伸缩量的长短决定闸门12开度的大小。 

关门的过程：打开电源开关，电机工作带动油泵，油泵把液压油通过油管注入液压机的有杆腔中，推动活塞杆收回到液压缸中，活塞杆通过吊耳轴15、吊耳14、吊耳锁定座13拉动闸门12，实现闸门12绕支铰轴5旋转，当闸门达到完全关闭状态后，关闭锁定装置18，关闭电源开关，完成一次闸门12关闭的过程。 

实例2：

由图5所示，本方案是针对河床的宽度超宽，水流量较大等因素的改变而设计的，在实例1中的基础上，设置有两组与实例1完全相同的结构，即：在河床的中部同样设置一组类似岸边混凝土基础层结构的混凝土基础层墙体结构，而在该混凝土基础层墙体结构的两侧分别设置有与实例1完全相同的侧封水结构，完全相同的锁定装置结构以及完全相同的液压启闭机动力设备结构；所述混凝土基础层墙体结构的两侧结构与各自所对应的实例1中的岸边结构组成了两组与实例1完全相同的结构，其工作原理完全相同，故省略。

实例3

由图6-8所示，图中所示的结构及其连接关系与实例1中的1-20结构件完全相同，故省略之。其改进的结构包括：与吊耳锁定座13相连接的吊耳14通过吊耳轴15与手动螺杆启闭机25相连接，手动螺杆启闭机25依次通过手动螺杆启闭机摆动轴24、手动螺杆启闭机支座23、启闭机埋件19固连在岸边混凝土基础层上。

简述所增加的结构件功能及其连接关系： 

手动螺杆启闭机支座23：与启闭机埋件、启闭机相连，把启闭机承受的荷载和启闭机的重量传递启闭机埋件，尽而传递到混凝土基础中。

手动螺杆启闭机摆动轴24：闸门开、关过程中，实现螺杆启闭机摆动的关键部件。 

手动螺杆启闭机25：实现闸门开启、关闭的动力设备。启闭机通过螺杆的伸缩带动吊耳驱动闸门，实现闸门的开启、关闭。 

工作原理

开门的过程：打开锁定装置，人力驱动摇臂正向旋转，通过螺旋副的作用使螺杆伸出，螺杆通过吊耳轴、吊耳、吊耳(锁定)座推动闸门，实现闸门绕支铰轴旋转，当闸门达到预定的开度后，停止旋转摇臂，即实现一次闸门开启的过程。螺杆伸缩量的长短决定闸门开度的大小。

关门的过程：人力驱动摇臂反向旋转，通过螺旋副的作用使螺杆收缩，螺杆通过吊耳轴、吊耳、吊耳(锁定)座拉动闸门，实现闸门绕支铰轴旋转，当闸门达到完全关闭状态后，停止旋转摇臂，关闭锁定装置，完成一次闸门关闭的过程。 

该螺杆支铰倒伏式闸门的结构特别适用于偏远、没有电力供应的地区，并且螺杆机成本低，减少工程的投资。 

螺杆支铰倒伏式闸门性能可靠，可升闸蓄水，放闸行洪，控流能力强，还可闸顶过水，形成瀑布的景观效果，与周围环境协调性极高，螺杆启闭机布置在水面以上的安全位置，螺杆启闭机具有较好的工作环境。 

当闸门完全打开时闸门与闸底板齐平，不阻流，此时可通航，水面的漂浮物与闸底的淤积物一并被水流冲走，完成通航、冲淤、排污任务。 

螺杆支铰倒伏式闸门的底部与支铰相连，上部与启闭机相连，不存在“脉动”现象。 

与以往的钢坝闸相比，螺杆支铰倒伏式闸门的封水是可以调整橡皮预压量的，为安装提供方便，也为日常维护提供方便。 

螺杆支铰倒伏式闸门设计了独特的锁定装置，此装置采用的是螺旋副机构，伸缩量可任意调整，为安装及日常维护提供了方便。 

螺杆支铰倒伏式闸门与钢坝闸在重量方面相比节省了底轴部分，钢坝闸的底轴承受扭矩作用，产生的内力是剪应力，直径大且壁厚，底轴部分占据了钢坝闸重量的大部分，所以螺杆支铰倒伏式闸门用钢量少，减少了工程投资。 

钢坝闸的梁系采用的是悬臂梁型式受力，而螺杆支铰倒伏式闸门采用的是数量适当的支铰与闸门底主梁相连，主梁受力型式是连续梁，减小了主梁的断面，尽而节省了用钢量。 

在开、关闸门的过程中底封水在底封水座板上滑动，底封水是密闭装置，侧封水装置可根据制造、安装、运行状况进行调整，所以螺杆支铰倒伏式闸门不存在漏水问题。 

螺杆支铰倒伏式闸门的启闭机布置在水面以上的安全位置，力臂大，所以启闭机的容量小，减少了启闭机的投资。 

钢坝闸底轴部位都是精机加工件，费时费力，制造周期长，而螺杆支铰倒伏式闸门的主体是焊接件，所以制造、安装、调试方便，且制造、安装工期短，也方便检修及日常维护。 

实例4

由图9所示，本方案是针对河床的宽度超宽，水流量较大等因素的改变而设计的，在实例1中的基础上，设置有两组与实例3完全相同的结构，即：在河床的中部同样设置一组类似岸边混凝土基础层结构的混凝土基础层墙体结构，而在该混凝土基础层墙体结构的两侧分别设置有与实例1完全相同的侧封水结构，完全相同的锁定装置结构以及完全相同的手动螺杆机动力设备结构；所述混凝土基础层墙体结构的两侧结构与各自所对应的实例1中的岸边结构组成了两组与实例3完全相同的结构，其工作原理完全相同，故省略。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本实用新型技术方案的精神和范围。 

Claims (4)

1.一种支铰倒伏式闸门，它包括在河道上横向设置的立式闸门，该立式闸门所对应河床上的混凝土基础层，以及岸边混凝土基础层，其特征在于：在立式闸门底部河床上相对应的混凝土基础层上设置有支铰埋件，该支铰埋件向上依次连接有铰座、支铰轴、铰链，该铰链通过螺栓与闸门底主梁固定连接，在立式闸门底部的前面板上还设置有弧形底封水座板；在立式闸门前部的河床上还设有混凝土凸台基础层，该凸台基础层上设置有底封水埋件，在底封水埋件上固定有底封水，该底封水在闸门开、关过程中能够在弧形底封水座板上形成滑动密封；在立式闸门两侧所对应的岸边混凝土基础上分别设置有侧封水埋件，与该侧封水埋件相对应的闸门边梁上还布置有侧封水；

在立式闸门前面板的上部至少设置有一个吊耳锁定座，该吊耳锁定座分别与吊耳和锁定装置相连接，吊耳则通过吊耳轴与液压或手动螺杆启闭机相连接，液压或手动螺杆启闭机依次通过液压或手动螺杆启闭机摆动轴、液压或手动螺杆启闭机支座、启闭机埋件固连在岸边混凝土基础层上；而锁定装置通过锁定装置转动轴、锁定装置埋件同样固连在岸边混凝土基础层上。

2.根据权利要求1所述的支铰倒伏式闸门，其特征在于：在立式闸门前部的河床的混凝土基础层上还均匀分布有门枕器埋件，该门枕器埋件上固连有闸门打开时承受该水闸门重量的门枕器。

3.根据权利要求1所述的支铰倒伏式闸门，其特征在于：固定设置在立式闸门前面板上部的吊耳锁定座，或者设在靠近岸边的一侧，或者设在靠近岸边的两侧，也可以均匀分布在立式闸门前面板的上部，而每个吊耳锁定座分别连接有液压启闭机。

4.根据权利要求1所述的支铰倒伏式闸门，其特征在于：固定设置在立式闸门前面板上部的吊耳锁定座，或者设在靠近岸边的一侧，或者设在靠近岸边的两侧，也可以均匀分布在立式闸门前面板的上部，而每个吊耳锁定座分别连接有手动螺杆启闭机。

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