[发明专利]一种水力启闭的弧形阀帽门装置及其使用方法

说明书

本发明提供一种水力启闭的弧形阀帽门装置及其使用方法，所述弧形阀帽门装置包括设于上游圆形压力钢管与下游圆形压力钢管之间的下部方形钢衬、安装于下部方形钢衬上方的阀室钢衬、安装于阀室钢衬上部的阀盖、可在下部方形钢衬中旋转实现开启与关闭的弧形阀帽门，弧形阀帽门与下部方形钢衬、阀室钢衬之间设有止水结构，阀盖、阀室钢衬、弧形阀帽门及止水结构形成阀室，阀室的进水口通过充水装置与上游圆形压力钢管相连，阀室的出水口通过排水装置与下游圆形压力钢管相连。本发明中弧形阀帽门无需机械驱动，可以解决现有技术中需要机械启动且结构复杂、施工困难、造价和运维护费用高等问题。

技术领域

本发明涉及水利水电工程领域，具体是一种水力启闭的弧形阀帽门装置及其使用方法。

背景技术

长距离的埋藏式输水压力管道每隔一段距离需设置检修闸门(阀)、放空闸门(阀)或分水闸门(阀)等机电金属设备，闸阀的应用受压力管道直径与内水压力的限制，当压力管道直径与内水压力超过一定的规模时，采用闸门更合理。常规的设计方案是设置平板闸门，在山体内开挖垂直门槽，门槽高度需超过压力管道内水体的水头，否则压力钢管内的水体会沿着门槽喷出孔口，因此，一般设计成深的竖井结构，这样就加大了岩石的开挖深度与开挖量，可能引起地质灾害，也增加了施工难度。

为减少岩石的开挖深度与开挖量，平板阀帽门在工程得到了较多的应用，在山体内开挖洞室，洞室中开挖门槽，门槽上方设置阀盖，阀盖与门槽组成封闭的阀室，平板闸门安装在封闭阀室内，平板闸门通过设置在阀盖上方的液压启闭机操作运行，压力钢管内的水体被封闭在阀室内，避免了设置深竖井，大大的减少了门槽的开挖深度。

然而，动水启闭对闸门外形要求较高，闸门外形影响过流流态，易产生流激振动，当振动过于强烈时，可能会导致闸门破坏，闸门的门槽过流流态需良好，如果门槽体型设计不合理，门槽在水流作用下易产生空蚀破坏。此外，阀盖上方设置的液压启闭机增加了洞室开挖高度，液压启闭机的采购、运行与维护也增加了工程投资。

发明内容

本发明的目的是提供一种水力启闭的弧形阀帽门装置及其使用方法，可以解决现有技术中需要机械启动且结构复杂、施工困难、造价和运维护费用高等问题。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种水力启闭的弧形阀帽门装置，包括设于上游圆形压力钢管与下游圆形压力钢管之间的下部方形钢衬、安装于下部方形钢衬上方的阀室钢衬、安装于阀室钢衬上部的阀盖、可在下部方形钢衬中旋转实现开启与关闭的弧形阀帽门，弧形阀帽门与下部方形钢衬、阀室钢衬之间设有止水结构，阀盖、阀室钢衬、弧形阀帽门及止水结构形成阀室，阀室的进水口通过充水装置与上游圆形压力钢管相连，阀室的出水口通过排水装置与下游圆形压力钢管相连。

进一步的，所述弧形阀帽门包括铰支座、与铰支座连接的若干支臂和挡水面板、连接支臂的横梁、与支臂和挡水面板的外端连接的弧形面板，铰支座固定在下部方形钢衬上，弧形阀帽门可沿铰支座顺时针或逆时针旋转进行开启与关闭。

进一步的，阀盖的法兰与阀室钢衬的法兰通过螺栓连接，两法兰之间设置有O形密封圈；挡水面板、弧形面板与阀室钢衬之间的缝隙设有止水橡皮，铰支座与阀室钢衬之间的缝隙设有止水橡皮。

进一步的，上游圆形压力钢管通过一个压力钢管过渡段变为下部方形钢衬，下部方形钢衬通过一个压力钢管过渡段变为下游圆形压力钢管；压力钢管过渡段与上游圆形压力钢管和下游圆形压力钢管连接的断面为圆形，与下部方形钢衬连接的断面为方形。

进一步的，充水装置包括充水阀与充水管，充水管一端与上游圆形压力钢管相连，另一端与阀室的进水口相连；排水装置包括排水阀与排水管，排水管一端与阀室的出水口相连，另一端与下游圆形压力钢管相连；弧形阀帽门关闭过程中，充水阀开启，排水阀关闭，弧形阀帽门开启过程中，充水阀关闭，排水阀开启，正常过流时，弧形阀帽门处于全开位，充水阀关闭，排水阀关闭。