[发明专利]无动力水控滚动钢闸门

说明书

技术领域

本发明涉及一种闸门，特别指用于水利河道景观泄洪水闸、水库溢洪道泄洪闸、大中小型灌区节制闸中的无动力水控滚动钢闸门。

背景技术

水闸及闸门启闭机是河道、水库蓄水泄洪及灌溉渠道配水中不可缺少的建筑物及水控制设备。目前，工程中大量使用的是平面定轮和平面滑动闸门、弧形闸门、人字闸门等，在传统水工建筑物中使用的闸门主要以平面闸门和弧形闸门为主。而在景观河道普遍使用的是橡胶坝、水力翻板门、液压翻板门、钢坝等闸门设备，最常见的以橡胶坝、翻板门、钢坝居多。其建筑功能是立坝蓄水、放坝泄洪排涝，立坝蓄水时可形成瀑布景观。橡胶坝易老化、寿命短、运行成本高、易刺破损坏垮坝，在缺水地区使用，因动作时间长，泄洪时需提前塌坝，如无法准确判断是否需泄洪，而在不必泄洪的情况下泄洪，会造成景观水源大量的浪费；翻板门、钢坝虽然寿命长，但是它们需配备启闭机及动力电源，投资及运行成本增加。因此，非常有必要开发一种全新的水闸模式和闸门设备，以丰富不同工程对水闸出流控制设计的投资多样化选择，从而降低工程投资，节约运行费用，使得运行更简便、更安全可靠。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种无动力水控滚动钢闸门，这种无动力水控滚动钢闸门是将传统闸门以上下开闭(如平面闸门、弧形闸门)、水平对开(如人字门)或围绕底轴旋转(如翻板门、钢坝)等方法的水平出流方式，转变为滚动闸门经倾斜滚动使水流形成下出流的方式，部分水能自动消除。

本发明要解决的技术问题由如下方案来实现：无动力水控滚动钢闸门，其特征是：闸室边墙之间的闸门为圆筒结构，圆筒闸门设有二道凹形轨道槽，闸室宽度方向连续安装底止水坎，从底止水坎向下游方向倾斜向上铺设多根悬臂支撑梁，其中的二根悬臂支撑梁上面各设有与所述圆筒闸门上二道凹形轨道槽配合的凸形轨道。底止水坎上游设2个钢绳锚固墩，两根钢绳穿过底止水坎缠绕在圆筒闸门上。

本发明还包括如下方案：闸室边墙的上下方各设有与所述圆筒闸门配合限位的二块安全挡块。圆筒闸门的两端侧面设有侧水封。所述底止水坎上固定P形橡胶底水封。所述圆筒闸门的筒面上分别设进水阀和排水阀。所述底止水坎下穿设钢丝绳，钢丝绳的一端固定在锚固墩上，另一端穿过底止水坎缠绕并固定在圆筒闸门上。

无动力水控滚动钢闸门的工作原理：在距离河道闸室边墙一定部位，从底止水坎开始向下游方向，倾斜一定角度向上铺设悬臂支撑梁。悬臂支撑梁上面设凸形轨道与圆筒闸门上的凹形轨道槽配合，以防止圆筒闸门在水压力作用下，滚动开闭时左右偏斜。倾斜角度由水力计算确定。根据河道或闸孔宽度，可加设一根或多根悬臂支撑梁，以支撑圆筒闸门的自重和水的配重。圆筒闸门具有进水配重，排水减重的功能，加水配重来克服浮力。圆筒闸门滚动开启动力为水压力在悬臂支撑梁斜坡滚道的上分力对凸形轨道的正力矩，闭门动力为自重加水的配重在悬臂支撑梁斜坡滚道上的下分力对凸形轨道的负力矩。当水位上涨到设定值后，水压力在悬臂支撑梁斜坡滚道的上分力力矩大于自重和水配重的下分力力矩时，圆筒闸门开启泄水，达到泄水平衡后，圆筒闸门在自重和配重在悬臂支撑梁斜坡上产生的下分力力矩作用下自动关闭。悬臂支撑梁斜坡下方为泄水空间，水从悬臂支撑梁下泄流。

本发明的优点：

1、将过去闸门在闸槽内上下滑动、围绕固定转轴转动等开闭方式转变为沿着悬臂支撑梁斜坡向上或向下倾斜滚动的开闭方式。启闭闸门时闸门重量由启闭机承担变为建筑物承担，将水的出流方式由水平出流变为向下或向下倾斜出流。使用本无动力自动水控闸门，可免去了配变电线路、启闭控制设备等所有投资，实现无耗能安全无碳运行，且环保美观。

2、可实现无人值守自动泄洪，运行平稳，安全可靠。在不必泄洪时能自动关闭闸门，最大程度节约景观水源和能耗。

3、泄洪充分，闸前无淤泥堆积。闸后水流为下出水流向，可自动消能，减少消能设施投资，具有自动防冰冻的功能。

4、无闸槽空蚀隐患，无启闭机房，占地小，土建施工简单，造价低，闸门使用寿命可长达百年。

本无动力水控滚动钢闸门的适用范围可为河道景观水闸、灌溉渠道节制闸、水库溢洪道闸门，也可试用于部分低水头水库泄洪洞闸门。

附图说明

下面结合附图举一实施例：

图1为无动力水控滚动钢闸门的俯视图

图2为图1的局部放大视图

图3为图1的A-A视图

具体实施方式

如图1-图3所示，两闸室边墙1之间的闸门为圆筒结构，可分节制造，现场组装。圆筒闸门2的高度等于圆筒直径；宽度等于河道宽度或闸孔宽度。圆筒闸门2设有二道凹形轨道槽3，闸室宽度方向连续安装底止水坎4。从底止水坎4向下游方向倾斜向上铺设悬臂支撑梁5，其中的二根悬臂支撑梁5上面各设有与圆筒闸门2上凹形轨道槽3配合的凸形轨道6。如图2所示，圆筒闸门2的两端侧面设有侧水封7。如图3所示，闸室两边墙1的上下方各设有与圆筒闸门2配合限位的二块安全挡块8。底止水坎4上固定P形橡胶底水封9。圆筒闸门2的筒面上分别设进水阀10和排水阀11。底止水坎4下穿设钢丝绳，钢丝绳13的一端固定在锚固墩12上，另一端穿过底止水坎4缠绕并固定在圆筒闸门2上。当圆筒闸门2在水压力作用下向下游滚动时，在钢丝绳13拉力作用下不发生滑动。