[发明专利]一种用于水利水电工程的偏心支承弧形闸门

说明书

本发明公开了一种用于水利水电工程的偏心支承弧形闸门，包括弧形门叶、支臂、支铰和闸门支承点，偏心支承弧形闸门在挡水时，水压力合力作用线不通过闸门支承点。当闸门闭门力不足时，采用闸门支承点在水压力合力作用线方向的上方；当闸门闭门力富裕，需要减小闸门启门力时，采用闸门支承点在水压力合力作用线方向的下方。在满足闸门闭门力要求的前提下，可以利用水压力产生的偏心力矩有效降低闸门的启门力。

技术领域

本发明涉及水利水电工程中挡水建筑物中的弧形闸门，尤其是一种用于水利水电工程中偏心支承弧形闸门。

背景技术

弧形闸门是水利水电工程中重要的金属结构设备，一般用作水利水电工程中的工作闸门。按挡水水头划分，弧形闸门分为露顶式弧形闸门和潜孔式弧形闸门。

当弧形闸门挡水水头高于闸门高度时，采用潜孔式弧形闸门。潜孔式弧形闸门需要在闸门门顶设顶水封，在正常挡水时，顶水封处产生一定的上托力。此上托力对弧形闸门闭门起不利的影响，闸门挡水水头越高，上托力就越大。为降低上托力对闭门力的影响，通常的做法有两种：一是在闸门上配重，利用配重重量使闸门闭门，但有时闸门门体结构空间不足，配重的设计比较困难；二是采用液压启闭机启闭弧形闸门，利用液压启闭机提供的下压力关闭弧形闸门。当液压启闭机失压时，由于上托力一直存在，闸门有可能会上升，导致闸门关闭不严而漏水。

当弧形闸门挡水水头低于闸门高度时，采用露顶式弧形闸门。露顶式弧形闸门一般依靠闸门自重均可正常闭门，且有一定裕量。闭门裕量比较大时，开启闸门的瞬时启门力也较大，启闭机的启闭容量就较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于水利水电工程的偏心支承弧形闸门，改善弧形闸门启闭力容量，有利于闸门的开启或减小闸门的启门力。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于水利水电工程的偏心支承弧形闸门，包括弧形门叶、支臂、支铰和闸门支承点，偏心支承弧形闸门在挡水时，水压力合力作用线不通过闸门支承点。

闸门支承点在水压力合力作用线的上方，闸门支承点与水压力合力作用线的垂直偏离距离Δ为：

Δ＝x·F/P

式中，P为弧形闸门计算挡水位时总水压力，F为需要提供额外的闭门力，x为F与弧形闸门支承点间的力臂。

闸门支承点在水压力合力作用线的下方，闸门支承点与水压力合力作用线的垂直偏离距离Δ为：

Δ＝x·F/P

式中，P为弧形闸门计算挡水位时总水压力，F为需要提供额外的闭门力，x为F与弧形闸门支承点间的力臂。

当闸门闭门力不足时，采用闸门支承点在水压力合力作用线方向的上方；当闸门闭门力富裕，需要减小闸门启门力时，采用闸门支承点在水压力合力作用线方向的下方。

本发明的有益效果是：偏心支承弧形闸门在挡水时，水压力合力不通过支承点，即水压力合力方向与支承点之间存在一定的偏心距，产生偏心力矩。当闸门支承点设置在水压力合力方向上方时，偏心力矩为逆时针方向，有利于闸门的关闭；当闸门支承点设置在水压力合力方向下方时，偏心力矩为顺时针方向，有利于闸门的开启。当弧形闸门闭门力不足时，将闸门支承点设置在水压力合力方向的上方，挡水时产生一定的偏心力矩，可以增加闸门的闭门力；当弧形闸门闭门力比较充裕，启门力较大时，将闸门支承点设置在水压力合力方向的下方，挡水时产生一定的偏心力矩，可以减小闸门的启门力。

附图说明

图1是正常弧形闸门布置简图(闸门支承点与水压力合力作用线重合)；

图2是偏心支承弧形闸门布置简图(闸门支承点在水压力合力作用线的上方)；

图3是偏心支承弧形闸门布置简图(闸门支承点在水压力合力作用线的下方)。