[发明专利]一种钢闸门及其工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种下翻式钢闸门及其工作方法。

背景技术

目前，在水利水电工程、城市水道、景观水道、环保水道以及灌溉水道中，大量使用有下翻式的钢闸门。它的好处是，占用空间小。在放水时，顶部的净（清）水首先流向下游，利用下游水质调控和水流调控。但该种闸门的结构是底轴旋转（门体一般向下游倾倒运动）；上游水位高度在2-3米，门体承受的静压力极大。在工作时，如设计要求只需放出少量的水，也需要耗费大量的电能来驱动闸门倾倒防水、复位蓄水。如需门体全部倾倒防水，在启动时，由于水体静压力很大，也需极高的电能来控制门体缓步倾斜放倒。

此外，刚性的门体在倾斜防水时，水流在门体边缘流落时，会在水流内侧与门体外侧（朝向下游的门体表面）形成一个低压密封腔室，水流的脉动一旦与该腔室的共振频率一致，即会导致门体共振，损坏门体的连接结构。

发明内容

本发明针对以上问题，提供了一种能降低工作能耗，且能避免门体振动的钢闸门及其工作方法。

本发明的技术方案是：所述钢闸门包括门轴、拦截在水道上的门体，以及门体驱动装置和控制器，所述门体与设置在水道底部的门轴铰接，还包括橡胶坝袋和橡胶坝袋充放控制装置；所述橡胶坝袋固定连接在所述门体的顶部，所述橡胶坝袋和门体的顶部之间水密封，成为所述门体顶部的拦水结构；所述橡胶坝袋充放控制装置连接控制器。

所述橡胶坝袋充盈状态的拦水高度为20-150cm。

所述水密封连接为橡胶坝袋的一端长边与所述门体朝向水道上游的门板表面连接，橡胶坝袋的另一端长边与所述门体朝向水道下游的表面连接。

所述橡胶坝袋由多个单体橡胶坝袋串接而成；多个单体橡胶坝袋头尾连接处水密封连接；各单体橡胶坝袋分别具有橡胶坝袋充放控制装置。

所述橡胶坝袋内部轴向分布多个充放舱室，各充放舱室分别具有橡胶坝袋充放控制装置。

本发明的工作方法，按以下步骤操作：

1）、在钢闸门处于直立状态时，利用橡胶坝袋充放控制装置往橡胶坝袋中注水至充盈状态；

2）、钢闸门上游蓄水至橡胶坝袋顶缘高度；

3）、放水时，利用橡胶坝袋充放控制装置操作橡胶坝袋逐步卸荷，逐步降低橡胶坝袋高度，使得水流按设计流量向下游泄落；直至橡胶坝袋完全卸荷。

步骤3）后，再通过门体驱动装置驱动门体倾倒，进一步放水。

所述橡胶坝袋由多个单体橡胶坝袋串接而成；各单体橡胶坝袋分别具有橡胶坝袋充放控制装置；在进行步骤3）时，先启动前述各单体橡胶坝袋分别具有橡胶坝袋充放控制装置中之一，将其对应的单体橡胶坝袋卸荷，再启动其它单体橡胶坝袋。

所述橡胶坝袋内部轴向分布多个充放舱室，各充放舱室分别具有橡胶坝袋充放控制装置；在进行步骤3）时，先启动前述各充放舱室分别具有橡胶坝袋充放控制装置中之一，将其对应的舱室卸荷，再启动其它单体橡胶坝袋。

本发明在现有技术的钢闸门顶部设置“小型”的橡胶坝袋，利用其充放特性，能有效地降低水位20-150cm，进而降低门体所受的高水位一侧的水体静压力。少量放水时只需利用橡胶坝袋即可实现放水作业；需大量放水时，在橡胶坝袋完全卸荷后，再启动门体放水，能大大减小门体驱动装置的能耗。此外，由于橡胶坝袋属于柔性部件，在放水过程中始终接触水流的下缘，能有效地吸收水流振动，避免水流振动直接传递到刚性门体上，损坏刚性的门体及其联接、驱动机构。本发明能大大降低钢闸门的使用能耗，延长钢闸门的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的结构示意图，

图2是本发明使用状态参考图一，

图3是本发明使用状态参考图二,

图4是本发明橡胶坝袋与门体的连接方式一，

图5是本发明橡胶坝袋与门体的连接方式二，

图6是本发明橡胶坝袋与门体的连接方式三，

图7是本发明橡胶坝袋与门体的连接方式四；

图中1是上游，2是下游，3是门体，4是门轴，5是橡胶坝袋，51是上游外侧连接结构，52是下游外侧连接结构，53是上游顶面连接结构，54是下游顶面连接结构，55是上游顶面翻边连接结构，56是下游顶面翻边连接结构。

具体实施方式

本发明如图1所示，所述钢闸门包括门轴4、拦截在水道上的门体3，以及门体驱动装置和控制器，所述门体3与设置在水道底部的门轴4铰接，还包括橡胶坝袋5和橡胶坝袋充放控制装置；所述橡胶坝袋5固定连接在所述门体3的顶部，所述橡胶坝袋5和门体3的顶部之间水密封，成为所述门体3顶部的拦水结构；所述橡胶坝袋充放控制装置连接控制器。