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产品作业原理


① 水流在门顶过水水位到达 10-30cm 时闸门就开始启动;


② 随着上游流量加大,门板开启角度越大;


③ 直至完全开启;


④ 随着水流减小,闸门自动复位;

 

产品示意图


钢制水力自控液压双驱翻板闸门

新一代液压升降坝—伸卧式翻板闸门

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水力自控翻板闸门

此闸坝不需任何外加动力和人工伺侯,完全由闸前水位的变化而引起作用于闸门上水压力的变化而实现闸门的开启和关闭。 新型水力自控翻板门闸门结构简单,造价低廉;便于管理;运行
维护费用省,方便可靠,有较高的经济效益,为中小型引水工程提供 一种较为理想的挡水建筑物。

水力自控液压双驱翻板闸门

在原结构功能不变的前提下可增设液压同步双驱启闭系统,可实 现人为可控启闭角度的启闭动作,在汛期提前泄洪、清理河道漂浮物 及枯水期的设备维护保养实现人工操作。

水力自控钢结构翻板闸门


结构简单,没有复杂的传动构件,闸门部分基本没有需要维护、修理的部位,闸门运行的稳定性和可靠性得到大大的提 高,河道中的杂物不容易被卡,即使卡也有容纳的空间,而且非常容 易清理;

钢结构翻板闸门挡水部分为一个整体,没有拼接缝。 而混凝土结构闸门是通过多块预制构件拼接而成,因此拼接缝隙容易 发生漏水;

闸门不会发生侧向移动,解决了侧向漏水问题,当 侧止水橡胶被杂物损坏时,可以在蓄水状态进行更换,不会影响正常 的发电;

由于钢结构翻板闸门门叶刚性好,强度高,即便被 重量级物体冲撞,也只会发生局部变形,修复简单,无需运输通道费 用低,恢复速度快;

水力自控液压双驱钢结构翻板闸门

钢结构翻板闸门由于采用铰链方式连接,不会发生被洪 水浮起冲走的严重问题,有了液压系统的作用更加不会产生拍打现象;

因为结构设计的合理性,闸门受力分布均衡,可以满足 大跨度、较高闸门的要求。在同等跨度和高度的情况下,可以大量节 省钢材用量,无需闸门上部的门槽结构和价格昂贵的启闭设备

 

新一代液压升降坝-伸卧式翻板闸门

在水利水电建设中,随着城市用水、景观建设及环境整治和灌溉、

发电的日益需要,翻板闸、水闸和橡胶坝得到广泛的运用。然而,这 些传统的闸门在实际应用中越来越体现出其局限性和潜在的弊端。其 中,橡胶坝制造比较复杂,运行时充水(充气)升坝或放水(放气) 塌坝时间较长,影响快速截流或泄洪,再加上橡胶存在易老化、割裂 等弊端,质量事故常有发生;老式钢筋混凝土结构水力翻板闸门,运 行时当闸门开启后,由于每片门叶间易卡污物,闸门经常不能及时关 闭而造成重大损失甚至危及工程安全。

伸卧式翻板闸门是一种新型可调控溢流闸门,它主要由土建结 构、支承门页的若干固定支铰座、连接在固定支铰座上的门叶、启闭 机驱动的连杆、力矩转换臂、门页侧止水、底侧止水等组成。闸门的 启、闭操作由布置在门页背后液压启闭控制的液压系统控制。本文从伸卧式翻板闸门的工作原理、结构特点和结构布置的要求,以及启闭机控制操作运行的要求几个方面,对城市景观水闸工程的各式闸门型式进行了比较。

闸门工作原理及使用条件

主要工作原理

水压力后倾式门叶结构传递到固定支铰座和门页背后由(液压油 缸、连杆、力矩转换臂)组成的支撑或锁定装置,固定支铰座作用力 可分解为水平力、垂直力和力矩。水平力、垂直力通过固定支铰座传 递给土建结构,力矩(扭矩)由门页传递给固定支铰座和门页背后由(液压油缸、连杆、力矩转换臂)组成的三角支撑。闸门启闭运行 时,  液压启闭机通过连杆和力矩转换臂的作用使得门页开启或闭合, 同时使门叶以支铰座中心为圆心作扇形转动实现闸门的开启和关闭。 闸门局部开度(或转角)取决于锁定装置的锁定位置或液压启闭机活 塞杆持住位置,闸门的开度范围为垂直与水平之间(0°~80°)的任 意位置或角度。闸门(可选择弧形和平板门页)全部关闭时门顶可溢流以达到景观效果。

使用条件及优缺点分析

卧式翻板闸门是由可单独运作的闸门组成的整体挡水建筑物, 它对河道自然断面的行洪不会产生任何影响,不像传统水闸一样受材 质的约束而在闸(坝)轴长的选择上有所限制。它适合水位差较小(1~ 7 m)的城市景观工程或山区河道工程。由于可以将闸(坝)设计的 比较宽,可以省去传统闸坝中间闸墩,所以不仅结构简单,而且可以 有效节约土建投资。该闸门能够实现储能、蓄水和行洪排涝;闸门启 闭灵活迅速、开度无级可调且调度方便;门顶过水形成人工瀑布,可 产生景观的效果;另外,该闸型泄洪能力大,卧门时无碍通航。该闸 型的主要缺点:总造价相对水力自控翻板闸门较高;对闸基地质条件 有一定要求,基础不能有大的不均匀沉陷问题;不可做到水力自控。
 
基本布置要求

(一)闸孔宽度的确定 传统水闸闸孔宽度的确定受泄流量大小、闸基地质条件、材料材质等因素的限制。伸卧式翻板闸门对坝基地质条件要求高,泄量又有 要求,闸孔宽度可随坝基轴长延伸;如果坝基地质条件较差,需要选 择较大水位差门型时,应对闸基进行打桩、浇筑整体式钢筋混凝土底 板以避免闸基产生不均匀沉陷。闸坝由各单独运转的门页组成,通常 在门页两侧设置柔性止水。

(二)启闭机室主要尺寸及布置要求

为使得闸门启闭更加灵活快捷,闸门启闭室应在距离坝基最近的 位置安置,同时机室的通风、采光(照明)、防雨不可忽视,其直接 影响到工程的运行管理。

(三)闸底板布置要求 应考虑设置闸门平卧方向的下部缓冲垫、冲淤管道等,一般下游闸底板高程也低于闸底坎高程。
 

(四)冲淤

对于泥砂量较大的河流,可在合适设置冲砂闸,防止闸前泥砂堆 积对闸门启闭产生影响。


基本结构要求

(一)门叶作为整体纵向固端和闸门启闭驱动设施是闸门最重要结构 之一,主要承受门叶水压力作用产生的扭转(矩)和弯曲(矩)。门 页底部架构为圆形钢管截面,管径大小取决于落水水位差的大小,较 小时可选用定型标准无缝钢管加工,管径较大时可采用钢板卷制焊接 结构。由于整体闸坝由单独运作的闸门个体组成,可在坝基外分段制 造加工,分段长度根据支承间距、加工及运输条件确定,一般长约   6~ 10    m,在工地现场进行组装。拼接方式为焊接和高强螺栓连接两种。 门页的制造、安装时应保证同心度,轴外表尽可能进行精加工。一般 落水水位较大时门页可进行分解(纵向)中间一分为二,采取柔性连 接,可有效减少闸底板变形变位的影响。

门页整体材料布置应按承受门叶水压力作用、门叶重量、门顶水 重及整体自重产生的扭矩和弯矩初选、复核和确定,确定截面尺寸时 注意留有余地。

(二)固定铰座 铰座主要承受门叶水压力作用、门叶重量、门顶水重及自重产生的推力及启闭时摩擦阻力,并将其传递到土建结构。通常铰座的布置 间隔约 3~6 m,底轴与铰座之间采用低摩擦系数的自润滑球轴承,铰座材料一般使用铸钢。铰座与土建结构固定采用锚栓,使用二期砼

浇筑。

(三)密封止水 与传统闸门比较,伸卧式翻板闸门的止水要达到简便、易修复的要求。因此,止水设计应作为设计工作的重点。止水主要包含门叶与 侧墙止水、门页止水、固定铰座与门叶止水等,且有单向和双向止水 之分。门叶与侧墙通常采用 U 型橡皮止水,外加弹簧钢板调节橡皮 压缩;门叶底止水由 P 型橡皮止水带配钢压板,橡皮压缩量不超过 5 mm,否则底轴旋转时,橡皮容易翻转,并会增加启闭的摩阻力。 伸卧式翻板闸门的止水材料应多进行比选,要选耐磨性能好的,力求 达到最好效果。

(四)闸门顶部破水及补气措施 门顶过流的伸卧式翻板钢质闸门,由于门顶过流形成连续瀑布水面,门体背面容易产生负压,门顶易产生气蚀。通常的解决措施有在 门顶设置破水器(板)和补气孔,破水器高度应根据门顶溢流水深确 定(一般门顶溢流水深≦0.5m)。

(五)闸门锁定方式 闸门的锁定基本依靠液压锁定、油缸机械锁或附加支撑对门页固定来实现闸门位置的锁定。目前有两种锁定方式:一是油缸机械锁, 缺点在于推杆缸体直径有限,抵抗锁定反作用力较小,此种锁定型式 的适用于 3 米以下水头的情况;二是在门页背后单独门页液压作用支 撑之间设置附加支撑,并根据实际情况可在单独门页设置一根或者两根支撑。

(六)防腐技术 由于闸坝的金属构件会受环境、水质等因素的影响发生腐蚀、氧化,因此需要对闸门作相应的防腐措施。目前主要防腐措施有三种: 一是喷锌加涂料防腐,喷锌厚度不小于 0.2 mm,应采用耐磨性能好的涂料,如氯化橡胶防锈漆等,厚度不小于 0.4 mm;二是对处 于泥砂较多、流速较高河流中的闸门,面板采用复合不锈钢板材,不 锈钢层厚度不小于 3 mm;三是采用防腐涂料加阴极保护。

(七) 检修由于伸卧式翻板闸门(坝)由单独运作的门页组成,通常不设置 检修闸门。因此,对于不设置检修的闸门,应按照免维修、少维护的 要求设计固定铰座和门页底部架构,底横轴轴壁厚度的增加可使水下 部分使用年限更长。这样虽增加了投资,但大大减少了运行管理的工 作量。

(八)、启闭机控制操作运行和管理 液压启闭机的电控柜布置于启闭机室内,通常采用二层控制方式,即现地控制和远程控制。另外,可编制闸门开启、关闭及各个开 度所对应的水位关系,进入计算机程序控制系统,计算机系统根据闸 门上、下游设置的水位仪传输的水位资料实现闸门的自动开启、关闭, 确保洪水来时能及时敞泄,洪水退后能及时关闭蓄水,能够实现自动 化管理。当控制设备出现故障时可以紧急手动开启闸门。闸门启、闭时可通过人工控制(可节省前期投资)或行程传感器
 

和液压同步装置实现各单独运作的油缸、闸门的同步。计算机自动收

集闸门开度量测系统的数据,当闸门开度≥5 度同步误差时,开始纠 偏,行程同步误差大于≥10 度(一般设置值)时,自动报警且停机 检查。

结语 伸卧式翻板闸门的特点及结构布置的介绍,能够使水利工程设计者在 水闸工程设计中有清晰全面的理解和能作出更适合的选择。随着城市 现代化的高速发展,城市河道中的水闸工程也越来越讲求景观效果, 伸卧式翻板闸门正是作为这样一种新型闸门应运而生,它既能解决工 程上泄洪与蓄水的矛盾,又利于生态环境的保护,且景观效果显著。

金属结构设备是水闸工程的核心部分,建议可充分结合工程的实际需 要和特点来进行选型。