一种船闸反向弧形阀门顶止水压板结构及使用方法与流程

1.本发明涉及船闸反弧门检修技术领域，特别是涉及一种船闸反向弧形阀门顶止水压板结构。


背景技术：

2.我国存在葛洲坝、水口、五强溪、万安、三峡、大化、乐滩、大藤峡等多座中、高水头船闸，中、高水头船闸输水阀门采用反向弧形阀门，反向弧形阀门（以下简称“反弧门”）是大型高水头船闸的重要运行设备，通过反弧门的开启实现闸室充泄水。
3.在大量船闸运行实践中发现，反弧门开启之初普遍存在强烈的冲击型振动，其原因是反弧门顶止水与胸墙脱离形成窄缝，在上下游水头差作用下发生高速射流空化引起。顶止水窄缝射流空化不仅引起阀门的剧烈振动，同时会引起止水自激振动与大变形，尽管仅发生于开门之初，但阀门启闭频繁，反弧门顶止水非常容易损坏，表现出水力撕裂、剪断、翻卷等诸多破坏形式。止水损坏漏水则会引起与小开度运行时类似的阀门及止水的自激振动，这是很多船闸运行一段时间后在挡水状态下出现周期性冲击型振动的原因，因止水损坏漏水射流而引起整个结构自激振动问题在工程中十分常见，是困扰船闸正常运行的突出问题。阀门止水损坏漏水与自激振动影响船闸的运行安全，必须停航检修更换，若频繁损坏则会严重影响船闸的通航效率。在三峡、葛洲坝船闸运行问题统计表中，输水阀门顶止水问题占了95%以上，已经成为影响船闸安全高效便捷运行的主要问题，多年来，该问题一直未能得到有效解决。
4.阀门顶止水空化、自激振动及水力破坏问题不仅困扰着目前船闸的运行管理，同时，随着船闸高水头、大型化发展，该问题将愈加突出，反弧门顶止水的可靠性将成为影响高水头船闸发展的一个关键技术难题。因此，针对船闸阀门顶止水缝隙射流、自激振动问题，进行反向弧形阀门顶止水压板改造，具有重要的理论意义与工程实用价值。


技术实现要素：

5.本发明即针对船闸反弧门顶止水窄缝射流空化问题，提出一种船闸反弧门顶止水压板改造方法，加装增加挡水板，减弱顶止水头部缝隙空化现象，减少顶止水头部上部正压，增加下部负压，从而减少顶止水头部受力，并抑制顶止水在小开度或漏水情况下的自激振动，改善了顶止水的受力状况，延长顶止水的使用寿命。
6.为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种船闸反向弧形阀门顶止水压板结构，它包括反弧门，所述反弧门的顶部设置有门体吊耳，所述门体吊耳通过联门轴与吊杆相连，并在启闭机的作用下实现反弧门的启闭动作；所述反弧门上设置有止水座板，所述止水座板的顶部通过止水压板和固定螺栓固定安装有顶止水，所述顶止水的端头贴合在门楣止水座板上，所述止水压板靠顶止水封水端增加挡水板，所述挡水板平行于止水压板，挡水板在止水压板的顶部，挡水板和顶止水压板上分别焊接铰链结构，通过轴销相连接，用于挡水板向上或向下旋转。
7.所述止水座板的尾部位置固定安装有竖向限位板，所述竖向限位板与挡水板相配合，并对其进行限位。
8.所述顶止水为半圆头型式；所述止水压板为平直压板。
9.船闸反向弧形阀门顶止水压板结构的使用方法，阀门全关时，挡水板头部搭接在反弧门的门楣止水座板上；阀门开启初始，顶止水受力最为恶劣，增加挡水板后，减弱顶止水头部缝隙空化现象，减少顶止水头部上部正压，增加下部负压，从而减少顶止水头部受力，并抑制顶止水在小开度或漏水情况下的自激振动，改善了顶止水的受力状况，延长顶止水的使用寿命。
10.本发明有如下有益效果：1、结构原理明确简单，安装方便，易于现场改造实现。
11.2、顶止水头部缝隙空化现象减弱，止水受力变形减小，受力状况向有利方向改善。
12.3、延长顶止水的使用寿命。
附图说明
13.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
14.图1为不采用本发明反弧门顶止水压板布置侧视图。
15.图2为采用本发明反弧门顶止水增加挡水板布置侧视图。
16.图中：反弧门、门体吊耳、吊杆、竖向限位板、止水座板、顶止水压板、固定螺栓、顶止水、门楣止水座板、挡水板、铰链、轴销。
17.a：为顶止水头部缝隙。
具体实施方式
18.下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
19.实施例一：某单级大型高水头船闸，最大工作水头27m，闸室尺寸为280m
×
34m
×
5m（长
×
宽
×
门槛水深）。输水阀门为反弧门，顶止水为半圆头型式，止水厚度40mm，宽度140mm，压板厚度16mm，压板为平直压板。
20.附图1为不采用本发明反弧门顶止水压板布置侧视图，反弧门1通过门体吊耳2、联门轴与吊杆3相连，在启闭机的作用下实现启闭运行，顶止水8位于反弧门1的止水座板5上，顶止水安装有竖向限位板4约束，顶止水压板6和固定螺栓7将其固定在止水座板上。在反弧门1关闭时，顶止水8贴合在门楣止水座板9上，阀门开启初始，顶止水8头部缝隙出现明显的空化现象，见附图2。
21.附图2为采用本发明反弧门顶止水增加挡水板布置侧视图，在顶止水压板6靠顶止水8封水端增加挡水板10，使其平行于顶止水压板6，挡水板10在顶止水压板6的顶部，挡水板10和顶止水压板6上分别焊接铰链11结构，通过轴销12相连接，用于挡水板10向上或向下旋转，在挡水板10尾部设置限位块4，限位块4限制挡水板10向上180度翻转。门全关时，挡水板10头部搭接在反弧门1门楣止水座板5上。阀门开启初始，挡水板10合拢时阻挡高速水流对顶止水8的直接冲击。
22.采用本发明后，在27m水头压力作用下，反弧门开启初始，顶止水8头部缝隙空化现
象明显减弱，顶止水头部上部正压减少，下部负压增加，从而减少顶止水头部受力，经测试压力较未加挡水板情况减小约50%，并抑制顶止水在小开度或漏水情况下的自激振动，改善了顶止水的受力状况，延长顶止水的使用寿命。
23.实施例2：船闸反向弧形阀门顶止水压板结构的使用方法，阀门全关时，挡水板10头部搭接在反弧门1的门楣止水座板5上；阀门开启初始，顶止水8受力最为恶劣，增加挡水板后，减弱顶止水8头部缝隙空化现象，减少顶止水头部上部正压，增加下部负压，从而减少顶止水8头部受力，并抑制顶止水8在小开度或漏水情况下的自激振动，改善了顶止水的受力状况，延长顶止水的使用寿命。顶止水头部缝隙取值为2。


技术特征：
1.一种船闸反向弧形阀门顶止水压板结构，它包括反弧门（1），所述反弧门（1）的顶部设置有门体吊耳（2），所述门体吊耳（2）通过联门轴与吊杆（3）相连，并在启闭机的作用下实现反弧门（1）的启闭动作；其特征在于：所述反弧门（1）上设置有止水座板（5），所述止水座板（5）的顶部通过止水压板（6）和固定螺栓（7）固定安装有顶止水（8），所述顶止水（8）的端头贴合在门楣止水座板（9）上，所述止水压板（6）靠顶止水（8）封水端增加挡水板（10），所述挡水板（10）平行于止水压板（6），挡水板（10）在止水压板（6）的顶部，挡水板（10）和顶止水压板（6）上分别焊接铰链（11）结构，通过轴销（12）相连接，用于挡水板（10）向上或向下旋转。2.根据权利要求1所述一种船闸反向弧形阀门顶止水压板结构，其特征在于：所述止水座板（5）的尾部位置固定安装有竖向限位板（4），所述竖向限位板（4）与挡水板（10）相配合，并对其进行限位。3.根据权利要求1所述一种船闸反向弧形阀门顶止水压板结构，其特征在于：所述顶止水（8）为半圆头型式；所述止水压板（6）为平直压板。4.权利要求1-3任意一项所述船闸反向弧形阀门顶止水压板结构的使用方法，其特征在于：阀门全关时，挡水板（10）头部搭接在反弧门（1）的门楣止水座板（5）上；阀门开启初始，顶止水（8）受力最为恶劣，增加挡水板后，减弱顶止水（8）头部缝隙空化现象，减少顶止水头部上部正压，增加下部负压，从而减少顶止水（8）头部受力，并抑制顶止水（8）在小开度或漏水情况下的自激振动，改善了顶止水的受力状况，延长顶止水的使用寿命。

技术总结
本发明提供了一种船闸反向弧形阀门顶止水压板结构，它包括反弧门，所述反弧门的顶部设置有门体吊耳，所述门体吊耳通过联门轴与吊杆相连，并在启闭机的作用下实现反弧门的启闭动作；所述反弧门上设置有止水座板，所述止水座板的顶部通过止水压板和固定螺栓固定安装有顶止水，所述顶止水的端头贴合在门楣止水座板上，所述止水压板靠顶止水封水端增加挡水板，所述挡水板平行于止水压板，挡水板在止水压板的顶部，挡水板和顶止水压板上分别焊接铰链结构，通过轴销相连接，用于挡水板向上或向下旋转。下旋转。下旋转。


技术研发人员：曾维 陈明华 陶然 陈飞 郑航 黄文全 龙宇恒 谭勇 易蕾蕾 高术
受保护的技术使用者：长江三峡通航管理局
技术研发日：2021.11.08
技术公布日：2022/3/7