申请/专利权人：华北水利水电大学

申请日：2018-09-21

公开（公告）日：2020-07-03

公开（公告）号：CN109339000B

主分类号：E02B7/28(20060101)

分类号：E02B7/28(20060101);E02B7/36(20060101);E02B7/54(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.07.03#授权;2019.03.12#实质审查的生效;2019.02.15#公开

摘要：本发明公开了一种闸门驱动密封机构，在位于闸门两侧的基础内分别设置有液压缸工作室并横向安装有液压缸，液压缸推杆的前端固定有锥形推头，在该伸缩通道的末端设置有滑槽并安装有挤压板体，所述挤压板体的后侧设置锥形推面，侧面设置滑条，前侧设置平移压板，滑条位于所述滑槽内且与滑槽底部存在配合间隙；液压缸推杆上连接的锥形推头与挤压板体后侧的锥形推面匹配对接。本发明对闸门两侧具有夹紧固定的作用，在夹紧固定的同时，又提供给闸门以高压密封条件，从而达到对闸门两侧增强固定和止水的作用。开闸过程中并不对密封部位的橡胶垫层产生任何压力，保证橡胶垫层不因压力增大而影响使用寿命。

主权项：1.一种闸门驱动密封机构，在河道修建基础并在基础的中部设置闸道，闸道两侧设置轨道并安装闸门，闸道上侧设置提升架并安装用于提升闸门的提升机构，其特征在于，在位于闸门两侧的基础内分别设置有液压缸工作室并横向安装有液压缸，液压缸推杆的前端固定有锥形推头；在位于轨道槽迎水面一侧的基础内设置有伸缩通道，所述液压缸推杆部分位于该伸缩通道内，在该伸缩通道的末端设置有滑槽并安装有挤压板体，所述挤压板体的后侧设置锥形推面，侧面设置滑条，前侧设置平移压板，滑条位于所述滑槽内且与滑槽底部存在配合间隙一；所述液压缸推杆上连接的锥形推头与挤压板体后侧的锥形推面匹配对接；所述轨道槽迎水面一侧的槽壁与闸门侧面存在配合间隙二，所述平移压板位于配合间隙二内，平移压板的厚度小于配合间隙二的宽度；同时在位于闸门下方的基础内设置有底槽，底槽的迎水面一侧侧壁上固定有导向滑块，该导向滑块的上侧设置有锥面，同时在闸门底部设置有门底锥形面，该门底锥形面能够与所述导向滑块的锥面配合滑动。

全文数据：闸门驱动密封机构技术领域本发明属于水利工程闸门密封技术领域，具体涉及一种能够可控驱动式闸门密封机构。背景技术闸门是水工建筑物的重要组成部分，可用以拦截水流、控制水位、调节流量、排放泥沙和飘浮物等。目前现有闸门密封件存在流量泄露的现象，在长期时候过程中上游水压会从闸门周边向外泄漏。传统的中小型软密封闸门的密封压缩量是固定的，如果制造上存在误差，会出现压缩量偏小，闸门漏水严重问题；或者因压缩量偏大，使闸门启闭力偏大。而且，现有闸门与轨道槽密封过程中虽然采用了止水密封层，但这种密封槽一直处于与闸门紧密接触状态，在闸门提升或者下降的过程中，闸门与密封层产生摩擦，影响密封层使用寿命。在实际应用时，影响密封闸门的密封压缩量的因素太多了，制造偏差，安装位置，密封老化等因素都会影响密封压缩量。而且，目前现有闸门在采用硬密封时，密封面的材质和加工精度、加工工艺等因素决定了闸门必然会产生一定的泄漏量，而闸门本体由于自身刚性的原因会产生一定量的变形，导致密封面产生间隙，密封强度不足，存在着安全隐患。发明内容针对现有闸门存在的密封程度差、密封层容易老化漏水和闸门固定牢固性差等问题，本发明提供一种闸门驱动密封机构。本发明解决其技术问题所采用的方案是：一种闸门驱动密封机构，在河道修建基础并在基础的中部设置闸道，闸道两侧设置轨道并安装闸门，闸道上侧设置提升架并安装用于提升闸门的提升机构，例如：在河道修建基础并在基础的中部设置闸道，位于闸道两侧基础的上侧各有一个竖向的立柱，位于两侧立柱的上端有横梁，两立柱的内侧面对称位置设置有轨道槽，闸门的两侧边卡装于两侧轨道槽内，在横梁上端中部安装有提升电机，闸门上端中部安装有提升螺杆，提升螺杆安装于提升电机输出端的旋转螺孔内。在位于闸门两侧的基础内分别设置有液压缸工作室并横向安装有液压缸，液压缸推杆的前端固定有锥形推头。同时，在位于轨道槽迎水面一侧的基础内设置有伸缩通道，所述液压缸推杆部分位于该伸缩通道内，在该伸缩通道的末端设置有滑槽并安装有挤压板体，所述挤压板体的后侧设置锥形推面，侧面设置滑条，前侧设置平移压板，滑条位于所述滑槽内且与滑槽底部存在配合间隙一。所以液压缸推杆上连接的锥形推头与挤压板体后侧的锥形推面匹配对接；所述轨道槽迎水面一侧的槽壁与闸门侧面存在配合间隙二，所述平移压板位于配合间隙二内，平移压板的厚度小于配合间隙二的宽度。同时，又在位于闸门下方的基础内设置有底槽，底槽的迎水面一侧侧壁上固定有导向滑块，该导向滑块的上侧设置有锥面，同时在闸门底部设置有门底锥形面，该门底锥形面能够与所述导向滑块的锥面配合滑动。以上结构中关键部位设置止水密封结构：在所述平移压板靠近闸门一侧面上固定有挤压主动垫片，在轨道槽的背水侧壁上固定有挤压被动垫片。在所述伸缩滑动的侧壁套装有内腔密封垫，内腔垫片包裹在所述锥形推头的外侧。在所述底槽内的背水侧壁固定有底槽挤压垫片。在所述配合间隙一内侧套装有槽底橡胶垫，在滑槽侧壁套装有侧面垫片。进一步实现自动控制的方式：在所述底槽背水侧壁内设置有开关室，开关室内安装有开关密封囊，单刀双掷开关被密封套装在开关密封囊中，在所述底槽挤压垫片的背面垂直连接有推杆，推杆与开关密封囊及单刀双掷开关的按压旋钮位置对应；所述单刀双掷开关的公共端串接继电器的线圈两端后与电池电源一端连接，单刀双掷开关的公共端连接继电器的线圈端一后，继电器的线圈端二与电池电源一端连接，单刀双掷开关的常开端依次串接左液压系统电磁阀控制端和右液压系统电磁阀控制端及手动开关一后与电池电源另一端连接；单刀双掷开关的常闭端串接手动开关二后连接电池电源另一端，单刀双掷开关的常闭端串接手动开关三后连接继电器线圈端一，提升继电器的常开端串接提升电机后与交流电连接。本发明的有益效果：1.本发明通过在闸门两侧设置液压驱动系统，在闸门下降到位后利用左右液压缸推动挤压板体使挤压板体横向移动夹紧闸门的两侧，从而对闸门两侧具有夹紧固定的作用，在夹紧固定的同时，又提供给闸门以高压密封条件，从而达到对闸门两侧增强固定和止水的作用。然而，本发明在开闸过程中并不对密封部位的橡胶垫层产生任何压力，保证橡胶垫层不因压力增大而影响使用寿命。2.本发明同时在闸门底部设置了底槽结构，以及利用闸门下端的门底锥形面与导向滑块的锥面配合滑动，从而驱动闸门向背水侧的底槽挤压垫片进行挤压，进而达到挤压密封作用，而且利用导向滑块的支撑能够确保闸门底部稳定不变形。3.本发明尤其采用了在底槽背水侧壁内设置有开关室及单刀双掷开关的结构，利用闸门下落至底槽底部后，推动底槽挤压垫片进而驱动单刀双掷开关，从而启动左右两侧液压系统对闸门两侧进行挤压加固。及通过闸门下降到最底端后及驱动左右两侧夹紧机构，同时对闸门底部和两侧夹紧和密封。同时，借助于单刀双掷开关还实现了提升电机的控制，当单刀双掷开关被压缩后，提升电机就失去了电源，而当单刀双掷开关弹开后，提升电机获得电源。附图说明图1是本发明闸门的正面结构示意图。图2是图1中A-A剖面结构示意图。图3是图1中B-B剖面结构示意图。图4是自动控制开关电路图。图中标号：1为基础，2为立柱，3为横梁，4为吊装区间，5为闸门，6为提升螺杆，7为提升电机，8为轨道槽，9为底槽，10为液压缸工作室，11为液压缸，12为锥形推头，13为挤压板体，131为锥形推面，132为滑条，133为平移压板，14为液压缸推杆，15为滑槽，16为槽底橡胶垫，17为配合间隙，18为侧面垫片，19为挤压主动垫片，20为挤压被动垫片，21为内腔密封垫，22为底槽挤压垫片，23为导向滑块，24为门底锥形面，25为开关室，26为推杆，27为开关密封囊，28为单刀双掷开关，29为手动开关，30为左液压系统电磁阀控制端，31为右液压系统电磁阀控制端，32为手动开关二，33为手动开关三，34为提升继电器，35为伸缩通道。具体实施方式实施例1：如图1所示沿河道边坡向内修建基础1，两侧基础1中部形成过水闸道，两侧基础1的上侧各设置有一个竖向的立柱2以及在两侧立柱2的上端有横梁3，构成闸门5吊装的支架及吊装区间4，在横梁3上端中部安装有提升电机7。闸门5位于两侧立柱2的内侧，在两立柱2的内侧面对称位置设置有轨道槽8，闸门5的两侧边卡装于两侧轨道槽8内。闸门5上端中部安装有提升螺杆6，提升螺杆6安装于提升电机7输出端的旋转螺孔内。此处，提升电机7和提升螺杆6为普通闸门5常用部件，普通闸门5常用提升电机7配合提升螺杆6的方式的主要原因是因为闸门5无论被提升或是下降，都不可避免地存在闸门5与轨道槽8内的密封止水层紧密接触形成摩擦，所以为了保持闸门5能够顺利下降到达最低端，必须利用提升电机7对提升螺杆6产生向下的压力。然而，本实施例所提供的以下方案中，提升机构不一定需要采用提升电机7配合提升螺杆6的升降方式，也可以采用柔性提升的方式，例如采用钢丝绳提升闸门5的方式。在图1中可以看出，在位于闸门5两侧的基础1内分别设置有液压缸11工作室10，液压系统设置在河道旁边配套机房内。位于两侧基础1内分别横向安装有液压缸11，而且每个液压缸推杆2614的前端固定有锥形推头12。锥形推头12位于基础1内设置的伸缩通道35中，如图2所示。从图2中可以看出，轨道槽8位于迎水面一侧存在多余空间作为配合间隙17，该多余空间导致轨道槽8的宽度明显大于闸门5厚度。但通过挤压板体13能够保持闸门5在静止状态下被紧密挤压固定，不仅提高了静止状态下闸门5的牢固程度，而且也提高了闸门5的密封性。该结构能够保持闸门5在提升或者下降过程中，挤压板体13的挤压板体13处于配合间隙17内处于松弛状态，防止挤压主动垫片19和挤压被动垫片20被闸门5挤压状态下产生摩擦滑动，影响两者使用寿命，也防止对闸门5在提升或下降过程中影响不必要的阻力，保持闸门5提升或下降的顺畅。保持闸门5提升顺畅，可以降低提升电机7的提升力，从而减小提升电机7的输出功率，适合小型化的提升电机7。而且，在保持闸门5顺畅下行的情况下，才能为闸门5顺利进入底槽9并被锥形推头12推动向背水侧滑动提供可能性。在闸门5通畅的提升和下降过程中，闸门5会在自重状态下几乎无阻力地向下移动，提升机构的提升螺杆6甚至可以采用钢丝绳，提升电机7可以采用普通电机连接绞轮对钢丝绳提升。关于挤压板体13与液压缸11配合关系，从图2中可以看出，在位于轨道槽8迎水面一侧的基础1内设置有伸缩通道35，液压缸推杆2614部分位于该伸缩通道35内。在该伸缩通道35的末端设置有滑槽15并安装有挤压板体13，挤压板体13的后侧设置锥形推面131，侧面设置滑条132，前侧设置平移压板133，滑条132位于所述滑槽15内且与滑槽15底部存在配合间隙一。而且，液压缸推杆2614上连接的锥形推头12与挤压板体13后侧的锥形推面131匹配对接。同时，轨道槽8迎水面一侧的槽壁与闸门5侧面存在配合间隙17，平移压板133位于配合间隙17内，平移压板133的厚度小于配合间隙17的宽度，以便于平移压板133能够在配合间隙17中活动，只有在闸门5静止状态下才对闸门5形成挤压关系。本实施例又在图2中平移压板133靠近闸门5一侧面上固定有挤压主动垫片19，在轨道槽8的背水侧壁上固定有挤压被动垫片20。并在伸缩滑动的侧壁套装有内腔密封垫21，内腔垫片包裹在所述锥形推头12的外侧。以及在配合间隙一内侧套装有槽底橡胶垫16，在滑槽15侧壁套装有侧面垫片18。如图3所示，在位于闸门5下方的基础1内设置有底槽9，在本实施例中，采用底槽9是为了保持闸门5下落过后能够被底部基础1所约束，提高闸门5静止状态的稳定性。又底槽9的迎水面一侧侧壁上固定有导向滑块23，该导向滑块23的上侧设置有锥面，同时在闸门5底部设置有门底锥形面24，该门底锥形面24能够与所述导向滑块23的锥面配合滑动。利用导向滑块23和门底锥形面24能够确保闸门5运行至最下端后，利用导向滑块23的推动作用是闸门5贴合挤压在底槽9的背水侧壁上。在如图3所示的底槽9内的背水侧壁固定有底槽挤压垫片22，即闸门5落底后挤压在底槽挤压垫片22上。实施例2：在实施例1基础1上，可以实现自动配合手动控制液压缸11及提升电机7工作。如图4所示，在底槽9背水侧壁内设置有开关室25，开关室25内安装有开关密封囊27用于对单刀双掷开关28进行密封，单刀双掷开关28被密封套装在开关密封囊27中能够与绝缘导线连接而不涉水。驱动单刀双掷开关28的方式是在底槽挤压垫片22的背面垂直连接有推杆26，推杆26与开关密封囊27及单刀双掷开关28的按压旋钮位置对应，推杆26移动则单刀双掷开关28切换。单刀双掷开关28的接电方式：单刀双掷开关28的公共端连接继电器的线圈端一后，继电器的线圈端二与电池电源一端连接，单刀双掷开关28的常开端依次串接左液压系统电磁阀控制端30和右液压系统电磁阀控制端31及手动开关29后与电池电源另一端连接；单刀双掷开关28的常闭端串接手动开关32后连接电池电源另一端，单刀双掷开关28的常闭端串接手动开关33后连接继电器线圈端一，提升继电器34的常开端串接提升电机7后与交流电连接，提升电机7为变频电机，其旋转方向和转速受变频信号控制。

权利要求：1.一种闸门驱动密封机构，在河道修建基础并在基础的中部设置闸道，闸道两侧设置轨道并安装闸门，闸道上侧设置提升架并安装用于提升闸门的提升机构，其特征在于，在位于闸门两侧的基础内分别设置有液压缸工作室并横向安装有液压缸，液压缸推杆的前端固定有锥形推头；在位于轨道槽迎水面一侧的基础内设置有伸缩通道，所述液压缸推杆部分位于该伸缩通道内，在该伸缩通道的末端设置有滑槽并安装有挤压板体，所述挤压板体的后侧设置锥形推面，侧面设置滑条，前侧设置平移压板，滑条位于所述滑槽内且与滑槽底部存在配合间隙一；所以液压缸推杆上连接的锥形推头与挤压板体后侧的锥形推面匹配对接；所述轨道槽迎水面一侧的槽壁与闸门侧面存在配合间隙二，所述平移压板位于配合间隙二内，平移压板的厚度小于配合间隙二的宽度；同时在位于闸门下方的基础内设置有底槽，底槽的迎水面一侧侧壁上固定有导向滑块，该导向滑块的上侧设置有锥面，同时在闸门底部设置有门底锥形面，该门底锥形面能够与所述导向滑块的锥面配合滑动。2.根据权利要求1所述的闸门驱动密封机构，其特征在于，在所述平移压板靠近闸门一侧面上固定有挤压主动垫片，在轨道槽的背水侧壁上固定有挤压被动垫片。3.根据权利要求1所述的闸门驱动密封机构，其特征在于，在所述底槽内的背水侧壁固定有底槽挤压垫片,在所述配合间隙一内侧套装有槽底橡胶垫，在滑槽侧壁套装有侧面垫片。4.根据权利要求3所述的闸门驱动密封机构，其特征在于，在所述底槽背水侧壁内设置有开关室，开关室内安装有开关密封囊，单刀双掷开关被密封套装在开关密封囊中，在所述底槽挤压垫片的背面垂直连接有推杆，推杆与开关密封囊及单刀双掷开关的按压旋钮位置对应；单刀双掷开关的公共端连接继电器的线圈端一后，继电器的线圈端二与电池电源一端连接，单刀双掷开关的常开端依次串接左液压系统电磁阀控制端和右液压系统电磁阀控制端及手动开关一后与电池电源另一端连接；单刀双掷开关的常闭端串接手动开关二后连接电池电源另一端，单刀双掷开关的常闭端串接手动开关三后连接继电器线圈端一，提升继电器的常开端串接提升电机后与交流电连接。

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