[发明专利]一种闸门开度的计算方法

说明书

本发明公开了一种闸门开度的计算方法，闸门呈弧形；当堰体为WES堰时，在闸门打开或关闭的弧长HD时，结合闸门半径MR、堰顶弧半径YR、堰顶弧的圆心与闸门的旋转中心之间的距离OD、闸门的零点夹角α，计算闸门开度KD：当堰体为平底堰时，在闸门打开或关闭的弧长HD时，结合闸门半径MR，闸门零点垂直角β，计算闸门开度KD：KD＝MR*cos[(HD/MR)*(180/Pi)+β]‑MR*cosβ。

技术领域

本发明涉及水利工程闸门，尤其是一种闸门开度的计算方法。

背景技术

弧形闸门应用很广，早期多用于水库溢洪道、船闸通航孔和水闸等露顶式泄水孔口上，此后在水库底孔和船闸输水道等潜孔式泄水道上用得也很普遍。

弧形闸门为由弧形面板、梁格和支臂构成的门叶封闭水道孔口。门叶支承在支臂末端的铰轴上，可绕水平轴旋转而启闭。弧形闸门的面板外形因一般呈圆弧形而得名。弧形闸门的面板一般设在上游承压侧；梁格构造布置有主横梁式和主纵梁式二种，前者较多地用于低水头、宽扁型孔口，后者较多地用于高水头、高窄型孔口；支臂一般通过牛腿传力到闸墩上。

目前弧形闸门启闭机一般有卷扬式启闭机、液压启闭机、螺杆启闭机、链式启闭机等类别。卷扬式启闭机是由起升机构、机架及电气操控系统组成，起升机构主要由钢丝绳、卷筒、减速器、电动机及安全装置等器件组成，其工作原理是：由电动机带动联轴器、减速器，驱动卷筒转动，卷筒收放钢丝绳实现吊联有闸门上升、下降。卷扬式启闭机以其安装方便、使用可靠广受欢迎，大量应用于水库、河道、海塘等闸门。液压启闭机油缸倾斜式布置驱动，两端铰接联接，并在油缸的上下端吊头内均装有自润滑球面滑动轴承，能满足油缸自由摆动，通过油缸内活塞的伸缩实现闸门的开启和关闭。

为便于控制闸门的运动，通常需要在闸门运动时实时计算开度。现有的闸门开度计算方法，如申请号为201910374551.7的中国专利公开的一种弧形闸门开度计算方法，包括如下步骤：步骤S1：以支点为中心，吊绳长度为半径R2作一个圆O2；步骤S2：以支撑铰为中心，支臂长度为半径R1作一个圆O1：步骤S3：以支撑铰为原点，作坐标建立平面直角坐标系Oxy；步骤S4：O1圆心坐标为(0，0)，设O2圆心坐标为(x0，y0)，x0为支点到支撑铰的水平距离，y0为支点到支撑铰的垂直距离；步骤S5：圆O1和O2相交于两点p和q，其中p点所在位置就是吊点；步骤S6：设p点在圆O1上的角度值为α，∠pos的角度值为β；步骤S7：设支撑铰到弧形门叶底部s点的距离为R3；步骤S8：R1、R2、R3、x0、y0可通过皮尺测量得到；步骤S9：求s点坐标值。

上述这种计算方法，仅考虑闸门运动的弧长与开度之间的关系，然而由于闸门开度是指闸门的最低点到堰体的最短距离，因此，上述计算方法并不能如实反映闸门开度，导致无法精准控制闸门。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足，提供一种闸门开度的计算方法，计算准确，便于实际精准控制闸门开度。

本发明解决上述技术问题所采用的第一个技术方案为：一种闸门开度的计算方法，所述闸门呈弧形，所述闸门通过支臂与设置在岸边的闸墩转动连接，所述闸门朝向远离闸墩的方向凸起，所述闸门关闭时支撑在水体底部的堰体上，所述堰体为WES堰；其特征在于：

所述计算方法包括如下步骤：

1)测量参数MR、YR、OD和α，其中MR为闸门的半径MR；其他参数的测量方法为：所述闸门关闭时闸门的最低点与堰体顶面相交的为第一点，所述闸门打开最大角度时其最凸出的位置在堰体顶面的投影为第二点，所述闸门打开任意角度时其最凸出的位置在堰体顶面的投影为第三点，以上述三个点作圆弧而得到堰顶弧，该堰顶弧的半径为YR，测量得到堰顶弧的圆心与闸门的旋转中心之间的距离OD，α为零点夹角，测量闸门的旋转中心与堰顶弧圆心的连线以及与闸门关闭时闸门的最低点的半径线之间的夹角，从而得到α；

2)通过上述参数MR、YR、OD和α计算得到闸门开度KD：