CN113309048A - 一种具有拦污栅的顶轴翻板闸门 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有拦污栅的顶轴翻板闸门和运行方法,闸门包括闸门、闸墩、拦污栅和清污装置,闸门由主闸门、副闸门组成,主闸门顶部两侧设有悬臂轴,内部设有门槽,顶端凹形缺口为闸口,主闸门可沿悬臂轴转动,副闸门位于闸口处,可沿门槽升降开启或关闭闸口;所述闸墩中间布置底板、工作桥,工作桥上设有主、副启闭杆;所述拦污栅和清污装置位于副闸门下游面,清污装置由转轮、履带、清污箱组成;副闸门沿门槽上下移动,上游表层水流携带漂浮垃圾从闸口表面溢流,漂浮垃圾被拦污栅拦截并聚集在履带上,下层水流底孔出流冲击转轮内的转叶,驱动履带将漂浮垃圾运送至一侧闸墩上的清污箱内,实现水力自动清污功能。
Description
技术领域
本发明涉及水利闸门技术,具体涉及一种具有拦污栅的顶轴翻板闸门。
背景技术
由于降雨时空分布不均和漂浮垃圾影响,导致河道水量难以调控且水污染问题愈发突出,严重影响到了河道的正常功能。目前一般通过闸门调蓄水位,主要的闸门类型为翻板闸门和升卧闸门,现有的翻板闸门由于启闭杆一般布置于河床上,难以检修维护,并且闸门上游面易于泥沙淤积;升卧闸门则存在高大工作桥排架,占用大量空间且增加建设成本。现行清理漂浮垃圾的主要方法主要是人工打捞,或者单独安装河道漂浮物清理装置,前者效率低、周期长,后者存在建设成本还有维护费用高昂的问题。
发明内容
发明目的:本发明的目的是提供一种具有拦污栅的顶轴翻板闸门,避免现有闸门难以检修、易于淤积、工作桥排架高大的问题,且能够实现河道水位调控和清污两种功能。
技术方案:本发明的一种具有拦污栅的顶轴翻板闸门,包括闸门、闸墩、启闭装置和清污装置,其中:闸门包括主闸门和副闸门,副闸门镶嵌在主闸门上端;闸墩包括闸墩柱、底板、工作板Ⅰ和工作板Ⅱ,闸墩柱设置于主闸门两侧,且主闸门与两端的闸墩柱之间转动连接,底板设置于两个闸墩柱底部之间,位于主闸门的下方,工作板Ⅰ和工作板Ⅱ设置于两个闸墩柱顶部之间,位于副闸门上方,工作板Ⅰ和工作板Ⅱ从上游至下游依次间隔设置;启闭装置包括主启闭杆和副启闭杆,主闸门通过主启闭杆与工作板Ⅰ铰接,副闸门通过副启闭杆与工作板Ⅱ铰接;清污装置包括清污箱、传输装置和拦污装置,清污箱设置于一侧闸墩的升降口内,传输装置和拦污装置均设置在副闸门上,拦污装置拦挡的漂浮垃圾经过传输装置输送到清污箱内。
优选的,主闸门包括主闸门板、悬臂轴、铰接座Ⅰ和吊孔,主闸门板的顶端中间设有凹槽结构的闸口,凹槽结构底部设有用于镶嵌副闸门的门槽,门槽上部设有锲形对接板,锲形对接板的倾斜面均朝向门槽一侧,门槽底部设有朝向主闸门板下游面的通气孔,贯穿主闸门板与外界连通;悬臂轴分别设置于主闸门板顶部两侧,用于与两侧的闸墩柱转动连接;铰接座Ⅰ位于主闸门板上游面中间位置,与主启闭杆铰接;吊孔设置于主闸门板下游面两侧,用于与两侧的闸墩柱可拆卸连接。
优选的,主闸门板底部为圆弧形结构,闸墩的底板上设有与其匹配的弧形槽,主闸门底部的圆弧形结构与闸墩底板上的弧形槽之间设有止水橡胶Ⅰ,止水橡胶Ⅰ嵌固于主闸门上;主闸门两侧的吊孔与两侧闸墩柱上的锁孔对齐,通过***插销杆进行固定。
优选的,副闸门包括副闸门板、导污板、铰接座Ⅱ和溢流装置,副闸门板镶嵌于主闸门板的门槽内,导污板设置于副闸门板的顶部,与副闸门板垂直设置,副闸门板上部两侧设置有溢流孔;铰接座Ⅱ设置于副闸门板上游面中间位置,与副启闭杆铰接;溢流装置有两个,分别设置于副闸门板上部两侧,包括溢流管、分叉杆、多个导流叶片和轴向钢杆,溢流管的一端与溢流孔的下游侧固定连接,溢流管外壁上侧紧贴导污板底面;分叉杆竖直设置于溢流孔的下游侧中间,其上下端分别于副闸门板固定连接,分叉杆中部设有水平螺孔;导流叶片均匀分布于溢流孔上游侧内部,其一端以溢流孔的轴心为圆心固定连接,另一端均与副闸门板固定连接;轴向钢杆一端与分叉杆中部的水平螺孔铆接,另一端朝向下游侧。
优选的,副闸门板底部为锲形结构,与主闸门上门槽底部的锲形凹槽相匹配,副闸门板底部的锲形结构上嵌固有止水橡胶Ⅱ。
优选的,清污箱包括清污网、引导杆、牵引绳、牵引环和限位块,清污网套设于清污箱内部,其四个角点设有圆环形状的牵引环,牵引环套在引导杆上并与牵引绳固定连接,清污网在牵引绳作用下上下移动;引导杆有四根,分别与清污箱上部四个角点连接,限位块设置于清污箱外侧,与设置于闸墩升降口内的限位槽相匹配;清污箱底部设有排水孔,其贯穿清污箱外壁与外界相通。
优选的,传输装置包括履带和转动装置,转动装置包括转轮、多个转叶、多个固定片和轴承套筒,轴承套筒套设在副闸门上溢流装置的轴向钢杆上;转叶呈螺旋桨叶形状,以轴承套筒轴线为极轴均匀分布于副闸门上溢流装置的溢流管内,其根部固定在轴承套筒上;固定片为条状钢片,位于转轮内部中间位置,以轴承套筒轴线为极轴均匀分布,两端分别连接轴承套筒和转轮;转轮与溢流管之间有间隙,履带套设在转轮上,将左右两个转轮连接。
优选的,拦污装置包括拦污板、清污板、定位装置和拦污栅,清污板设置于靠近清污箱一端的副闸门的导污板上,拦污板设置于导污板的另一端;定位装置有两个,分别与拦污栅两端预设位置固定连接,定位装置为由连接杆、限位杆和定位杆固定连接的一体结构,其中,连接杆竖直设置,其中部与副闸门板上的溢流装置的轴向钢杆下游端固定连接,限位杆与连接杆垂直设置,且限位杆一端与连接杆的下端固定连接,另一端朝向闸墩一侧,连接杆上端与定位杆一端固定连接,且二者成钝角设置;拦污栅设置于副闸门板下游侧,包括顶架、底架和栅条,定位杆两端分别与顶架和底架两端预设位置固定连接,且顶架和底架平行设置,顶架和底架左右两端分别与两侧的拦污板、清污板固定连接,栅条由上游向下游方向向上倾斜设置,其上端连接顶架,下端连接底架。
优选的,清污板为直角钢片结构,通过螺栓与导污板固定,拦污板为钢板结构,通过螺栓与导污板固定。
上述具有拦污栅的顶轴翻板闸门的运行方法,包括以下步骤:
S1、闸门正常挡水时,主启闭杆伸长,主闸门绕悬臂轴向上游逆时针翻板,直到主闸门底部的止水橡胶Ⅰ紧贴闸墩底板上的弧形槽,副启闭杆收缩,副闸门在门槽内向上移动直至符合挡水位要求;
S2、闸门高水位清污时,在S1的基础上,副启闭杆伸长,副闸门在门槽内向下移动至预设位置,保持上游河道表层水流携带漂浮垃圾,通过副闸门的导污板溢流至下游河道,漂浮垃圾被拦污栅拦截,并聚集至履带上表面,该过程中,上游河道下层水流通过副闸门的溢流孔下泄至下游河道,溢流管内的转叶在下泄水流冲击下带动转轮转动,驱动履带将聚集的漂浮垃圾运送至闸墩一侧的清污箱内;
S3、闸门低水位清污时,在S1的基础上,副启闭杆继续伸长,副闸门在门槽内继续向下移动至预设位置,保持上游河道表层水流携带漂浮垃圾,通过副闸门的导污板溢流至下游河道,漂浮垃圾被拦污栅拦截,并聚集至履带上表面,该过程中,上游河道下层水流通过副闸门的溢流孔下泄至下游河道,溢流管内的转叶在下泄水流冲击下带动转轮转动,驱动履带将聚集的漂浮垃圾运送至闸墩一侧的清污箱内;
S4、闸门检修时,在S1的基础上,副启闭杆收缩,副闸门在门槽内向上移动直至脱离门槽,该过程中副闸门上游面已紧贴工作板Ⅱ侧面并保持垂直状态,主启闭杆收缩,驱动主闸门绕悬臂轴翻转至工作板Ⅰ平卧,该过程结束时,锁孔和吊孔位置对齐,***插销杆进行固定。
有益效果:与现有技术相比,本发明通过创新闸门结构及运行方式,实现了闸门挡水、过水、全开或检修功能,对比现有底轴式翻板闸门,本发明可驱动闸门离开水面进行检修,且启闭设备安装于工作桥上,提高了维护效率;对比升卧闸门,本发明无需建设高大的工作桥排架。另外,本发明通过创新闸门结构及运行方式,在闸门控水时利用上下游水位差将势能转化为动能,实现水力自动清污,无需设置单独清污设备或进行人力清污,进一步降低工程维护和清理垃圾的成本,通过以水治水的的清污方式绿色环保,高效节能,符合目前发展趋势,有着广阔应用前景。
附图说明
图1是本发明过水或清污状态的立体结构示意图;
图2是本发明全开或检修状态的立体结构示意图;
图3是本发明的主闸门立体结构示意图;
图4是本发明的副闸门立体结构示意图;
图5是本发明副闸门溢流孔处的立体结构示意图;
图6是本发明的转轮立体结构示意图;
图7是本发明的转叶立体结构示意图;
图8是本发明的清污箱立体结构示意图;
图9是本发明的拦污栅立体结构示意图;
图10是本发明的定位装置结构示意图;
图11是本发明的上游立面结构示意图;
图12是本发明的下游立面结构示意图;
图13是图12中局部放大图A;
图14是本发明的正常挡水状态平面示意图;
图15是本发明的低水位清污状态平面示意图;
图16是本发明的高水位清污状态平面示意图;
图17是本发明的全开或检修状态平面示意图。
图中:闸门1、主闸门11、主闸门板111、悬臂轴112、铰接座Ⅰ113、吊孔114、闸口115、门槽116、锲形对接板117、通气孔118、止水橡胶Ⅰ119、副闸门12、副闸门板121、导污板122、铰接座Ⅱ123、溢流孔124、溢流管1251、分叉杆1252、导流叶片1253、轴向钢杆1254、止水橡胶Ⅱ126、闸墩2、闸墩柱21、限位槽211、底板22、弧形槽221、工作板Ⅰ23、底座Ⅰ231、工作板Ⅱ24、底座Ⅱ241、锁孔25、插销杆26、升降口27、启闭装置3、主启闭杆31、副启闭杆32、清污装置4、清污箱41、清污网411、引导杆412、牵引绳413、牵引环414、限位块415、排水孔416、传输装置42、履带421、齿耙4211、转轮422、转叶423、固定片424、轴承套筒425、拦污装置43、拦污板431、清污板432、连接杆4331、限位杆4332、定位杆4333、拦污栅434、顶架4341、底架4342、栅条4343。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例,对本发明作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
如图1至图17所示,一种具有拦污栅的顶轴翻板闸门,包括闸门1、闸墩2、启闭装置3和清污装置4,闸门1设置在左右两个闸墩2之间,且闸门1与闸墩2之间转动连接,闸门1包括主闸门11和副闸门12,副闸门12镶嵌在主闸门11上端;闸墩2包括闸墩柱21、底板22、工作板Ⅰ23和工作板Ⅱ24,闸墩柱21设置于主闸门11两侧,且主闸门11与两端的闸墩柱21之间转动连接,底板22设置于两个闸墩柱21底部之间,位于主闸门11的下方,工作板Ⅰ23和工作板Ⅱ24设置于两个闸墩柱21顶部之间,位于副闸门12上方,工作板Ⅰ23和工作板Ⅱ24从上游至下游依次间隔设置;启闭装置3包括主启闭杆31和副启闭杆32,主闸门11通过主启闭杆31与工作板Ⅰ23铰接,副闸门12通过副启闭杆32与工作板Ⅱ24铰接,启闭装置3用于开启或闭合闸门1,以实现闸门挡水、过水、全开或检修功能;清污装置4用于清除水面的漂浮垃圾,包括清污箱41、传输装置42和拦污装置43,清污箱41设置于一侧闸墩2的升降口27内,传输装置42和拦污装置43均设置在副闸门12上,拦污装置43拦挡的漂浮垃圾经过传输装置42输送到清污箱41内。
如图3所示,主闸门11包括主闸门板111、悬臂轴112、铰接座Ⅰ113和吊孔114,主闸门板111采用空腔钢结构,利用浮力抵消部分重力,减小运行负荷,主闸门板111为凹形结构,顶端中间凹陷处为闸口115,凹陷处底部设有用于镶嵌副闸门的门槽116,门槽116上部设有锲形对接板117,锲形对接板117的倾斜面均朝向门槽116一侧,在副闸门12在进入门槽116时起到引导作用;悬臂轴112为圆柱体钢结构,分别设置于主闸门板111顶部两侧,悬臂轴112通过焊接与主闸门板111固定形成一体,闸门1运行时,悬臂轴112固定在两侧闸墩2的钢结构套筒内,便于减小旋转产生的摩擦效应;铰接座Ⅰ113位于主闸门板111上游面中间位置,与主启闭杆31铰接;吊孔114设置于主闸门板111下游面两侧,用于与两侧的闸墩2可拆卸连接。
门槽116底部设有朝向下游侧的通气孔118,贯穿主闸门板111与外界连通,在副闸门12进入门槽116时起到平衡气压作用,以及排除门槽116内部积水。
主闸门板111底部为圆弧形结构,闸墩2的底板22上设有与其匹配的弧形槽221,在主闸门11绕悬臂轴112转动时,便于两者紧密闭合提高止水效果;主闸门11底部的圆弧形结构与闸墩底板22上的弧形槽221之间设有止水橡胶Ⅰ119,止水橡胶Ⅰ119嵌固于主闸门11上;主闸门11在主启闭杆31驱动下,绕悬臂轴112翻转至工作板Ⅱ24侧,主闸门11两侧的吊孔114与两侧闸墩2上的锁孔25对齐,可***插销杆26进行固定,提高闸门检修过程中的稳定性。
如图4至图7所示,副闸门12包括副闸门板121、导污板122、铰接座Ⅱ123和溢流装置,副闸门板121镶嵌于主闸门板111的门槽116内,副闸门板121底部为锲形结构,与主闸门板111上门槽底部的锲形凹槽相匹配,副闸门板121底部的锲形结构上嵌固有止水橡胶Ⅱ126,提高副闸门12随副启闭杆32在门槽116内上下移动时的防渗效果;导污板122设置于副闸门板121的顶部,与副闸门板121垂直设置,通过焊接与副闸门板121固定连接;副闸门板121上部两侧设置有溢流孔124,溢流孔124为圆形截面的孔洞,贯穿副闸门板121上下游面;铰接座Ⅱ123设置于副闸门板121上游面中间位置,与副启闭杆32铰接;溢流装置有两个,分别设置于副闸门板121上部两侧,包括溢流管1251、分叉杆1252、多个导流叶片1253和轴向钢杆1254,溢流管1251为圆环套筒,溢流管1251的一端与溢流孔124的下游侧固定连接,溢流管1251外壁上侧紧贴导污板122底面,朝外侧外壁与副闸门12平齐,溢流管1251外壁直径与溢流孔124孔径一致,内壁直径略小于溢流孔124孔径,经过导流叶片1253的上游水流,通过溢流管1251的约束集中水流动力;分叉杆1252竖直设置于溢流孔124的下游侧中间,其上下端分别于副闸门板121焊接固定连接,分叉杆1252中部设有水平螺孔;导流叶片1253为具有倾斜面的矩形片,多个导流叶片1253均匀分布于溢流孔124上游侧内部,其一端以溢流孔124的轴心为圆心固定连接,另一端均与副闸门板121固定连接,在闸门处于清污过程时,上游河道水流先通过导流叶片1253,在其倾斜面引导下调整流态;轴向钢杆1254一端与分叉杆1252中部的水平螺孔铆接,另一端朝向下游侧。
如图1、图14至16所示,主启闭杆31前端与主闸门11板迎水面上的铰接座Ⅰ113通过销钉铰接,后端与工作板Ⅰ23上的底座Ⅰ231通过销钉铰接;副启闭杆32前端与副闸门12迎水面上的铰接座Ⅱ123通过销钉铰接,后端与工作板Ⅱ24上的底座Ⅱ241通过销钉铰接,工作板Ⅱ24靠近副闸门12的一侧,也就是工作板Ⅱ24下游侧与副闸门12上游面平齐,便于副闸门12在副启闭杆32驱动下脱离门槽116后竖直停靠在工作板Ⅱ24下游侧。
如图1、图8和图12所示,清污箱41包括清污网411、引导杆412、牵引绳413、牵引环414和限位块415,清污网411为耐腐蚀网状结构,套设于清污箱内部,其四个角点设有圆环形状的牵引环414,牵引环414套在引导杆412上并与牵引绳413固定连接,可以在牵引绳的作用下上下移动;引导杆412有四根,分别与清污箱41上部四个角点连接,当清污网411内收集的漂浮垃圾数量达到一定程度,收缩副启闭杆32,提升副闸门12直至结束清污过程,更换清污网411;限位块415设置于清污箱41外侧,与设置于闸墩升降口27内的限位槽211相匹配;清污箱41底部设有排水孔416,其贯穿清污箱41外壁与外界相通。清污箱41位于一侧闸墩的升降口27内,升降口27为闸墩2内的一道滑槽,限位槽211为起始于升降口27底部平台一道竖直凹槽,与布置在清污箱41外壁的限位块415相匹配,限制清污箱41只能在升降口27内上下移动,避免清污箱41脱离进入下游河道;闸门1处于低水位清污过程时,副闸门12位于门槽116最底端,清污箱41处于升降口27底部的平台位置,限位杆4332与清污箱41贴合不会发生冲突情况;闸门处于高水位清污过程时,限位杆4332随副闸门12上升至一定高度,清污箱41仍位于升降口27内;若下游河道水位因降雨等突发情况也随着上涨时,清污箱41可根据下游水位所受的浮力,在闸墩2的升降口27内上下浮动,避免下游水位因突发情况上涨而淹没清污箱41导致漂浮垃圾溢出,且清污箱41上浮高度受限位杆4332限制,避免影响履带421运转,保证清污装置4一直处于正常工作状态。
回收清污网411的方式为:人工或在机械动力辅助下对牵引绳413施加拉力,带动牵引环414顺着引导杆412上升,清污网411随之提升直至回收至闸墩2上方;放置清污网411的方式为:将牵引环414套入引导杆412,下放清污网411至清污箱41,牵引环414顺引导杆412下降,在清污网411的重力与引导杆412的约束下,引导清污网411四个角点的牵引环414,分别下降至清污箱41上部的四个角点,该过程中可完全展开清污网411以便提高清污效率。
如图6、图9和图10所示,传输装置42包括履带421和转动装置,转动装置包括转轮422、多个转叶423、多个固定片424和轴承套筒425,轴承套筒425套设在副闸门12上溢流装置的轴向钢杆1254上;转叶423呈螺旋桨叶形状,以轴承套筒425轴线为极轴均匀分布于副闸门12上溢流装置的溢流管1251内,其根部固定在轴承套筒425上;固定片424为条状钢片,位于转轮422内部中间位置,以轴承套筒425轴线为极轴均匀分布,两端分别连接轴承套筒425和转轮422;转轮422与溢流管1251之间有间隙,履带421套设在转轮422上,将左右两个转轮422连接。
如图6、图7和图9所示,转轮422为圆环套筒,转轮上游侧的圆环靠近溢流管1251的下游侧,转轮422和溢流管1251之间留有2mm余量,轴承套筒425为空心管状结构,套在轴向钢杆1254上,两者之间通过径向轴承限制轴承套筒425径向移动,同时保持轴承套筒425相对于轴向钢杆1254相对旋转;在闸门1处于清污过程时,经过溢流管1251约束的集中水流进入转轮422中,冲击转叶423,水流对转叶423提供径向力,驱动转叶423顺时针或逆时针旋转;履带421布置于转轮422外侧,连接左侧与右侧两个转轮422,履带421宽度与转轮422一致,履带421上游侧靠近溢流管1251或导污板122,便于上游河道表层水流携带的漂浮垃圾通过导污板122进入履带421上表面,履带421下游侧靠近连接杆4331,履带上还设有横向齿耙4211,履带421上表面与拦污栅434底部平齐,聚集在履带421上表面的漂浮垃圾被拦污栅434阻挡,无法进入下游河道。
如图1、图9、图10和图13所示,拦污装置43包括拦污板431、清污板432、定位装置和拦污栅434,清污板432为直角钢片结构,设置于靠近清污箱41一端的副闸门12的导污板122上,通过螺栓与导污板122固定;拦污板431为钢板结构,设置于导污板122的另一端,通过螺栓与导污板122固定;定位装置有两个,分别与拦污栅两端预设位置固定连接,为由连接杆4331、限位杆4332和定位杆4333固定连接的一体结构,其中,连接杆4331竖直设置,轴向钢杆1254下游端口设有螺纹,连接杆4331中部通过与轴向钢杆端口处的螺纹旋接进行固定连接,限位杆4332与连接杆4331垂直设置,且其一端与连接杆4331的下端焊接固定连接,另一端朝向闸墩2一侧,连接杆4331和限位杆4332为整体的直角弯折钢条,连接杆4331上端与定位杆4333一端焊接固定连接;且二者成钝角设置;拦污栅434为钢结构排架,设置于副闸门板121下游侧,包括顶架4341、底架4342和栅条4343,顶架4341和底架4342左右两端预设位置分别与两侧的定位杆4333用螺栓固定连接,且顶架4341和底架4342平行设置,栅条4343由上游向下游方向向上倾斜设置,上端连接顶架4341,下端连接底架4342;顶架和底架左端与清污板焊接固定,漂浮垃圾可通过清污板432下泄,顶架和底架右端与拦污板焊接固定,拦污板431可阻挡漂浮垃圾下泄;拦污栅434的结构不局限于多个栅条4343排列结构,但栅条4343排列与底架4342,顶架4341相互配合设计图形和制造最简单,其过水滤污的效果也非常明显。
如图11至图17所示,本发明的闸门运行方式为:
过程1:闸门正常挡水时,主启闭杆31伸长,主闸门11绕悬臂轴112向上游逆时针翻板,直到主闸门11底部的止水橡胶Ⅰ119紧贴底板22上的弧形槽221,副启闭杆32收缩,副闸门12在门槽116内向上移动直到溢流孔124底部高于上游水面,阻挡上游水流和漂浮垃圾下泄;
过程2:闸门高水位清污时,在过程1的基础上,副启闭杆32伸长,根据上游水位高度和漂浮垃圾情况,调整副闸门12在门槽116内向下移动至适当位置,保持副闸门12顶端的导污板122位于上游水平面下方一定深度,上游河道表层水流携带漂浮垃圾,通过副闸门12的导污板122溢流至下游河道,漂浮垃圾被拦污栅434拦截,并聚集至履带421上表面,该过程中,上游河道下层水流通过副闸门12的溢流孔124下泄至下游河道,溢流管1251内的转叶423在下泄水流冲击下带动转轮422转动。
由此可见,下泄水流分为两部分,一是上游表层水流,即从导污板122上方溢流至下游河道的水流,为少数下泄流量;二是上游河道下层水流,即从副闸门12两侧溢流孔124下泄的水流,为主要下泄流量;下层水流所含漂浮垃圾数量较少,主要为较大型漂浮物,从溢流孔124下泄的水流首先通过导流叶片1253,该过程可以消除漂浮物对转轮422的干扰,同时调整水流流态,水流在通过导流叶片1253时受溢流管1251约束,形成具有逆时针涡旋水流;包裹在转叶423外侧的圆筒状溢流管1251,可避免水流扩散,有效提高转叶423转动效率,本设计中转叶423形态设计为正向受力逆时针转动,转叶423与转轮422通过固定片424连接并固定,转叶423在上述逆时针涡旋水流冲击下,转轮422形成以轴向钢杆1254为旋转轴的主动轮,进行逆时针转动,设在副闸门12两侧的两组转轮422均为逆时针转动。
表层水流夹杂大量漂浮垃圾,是清理工作的重点,表层水流携带漂浮垃圾向下游移动,首先通过副闸门12顶部的导污板122,可避免漂浮垃圾掉落,通过导污板122抵达履带421上表面,履带421下游侧的拦污栅434阻挡漂浮垃圾前进,表层水流则向下溢流,漂浮垃圾聚集至履带421上表面,由于上述下层水流下泄驱动履带421逆时针转动,履带421上表面聚集的漂浮垃圾则在履带421和横向齿耙4211的带动下被运送至左侧闸墩12的清污箱41内。
过程3:闸门低水位清污时,在过程1的基础上,副启闭杆32继续伸长,根据上游水位高度和漂浮垃圾情况,调整副闸门12在门槽116内向下移动至适当位置,保持副闸门12顶端的导污板122位于上游水平面下方一定深度,上游河道表层水流携带漂浮垃圾,通过副闸门12的导污板122溢流至下游河道,漂浮垃圾被拦污栅434拦截,并聚集至履带421上表面;通过上游河道下层水流驱动转叶423,带动履带421和横向齿耙4211上的漂浮垃圾至左侧闸墩12的清污箱41内,完成闸门低水位清污;
过程4:闸门检修时,在过程1的基础上,副启闭杆32收缩,副闸门12在门槽116内向上移动直至脱离门槽116,该过程中副闸门12上游面已紧贴工作板Ⅱ24侧面并保持垂直状态,主启闭杆31收缩,驱动主闸门11绕悬臂轴112翻转至工作板Ⅰ23平卧,该过程结束时,锁孔25和吊孔114位置对齐,***插销杆26进行固定,提高检修过程中主闸门的稳定性。
Claims (10)
1.一种具有拦污栅的顶轴翻板闸门,其特征在于,包括闸门(1)、闸墩(2)、启闭装置(3)和清污装置(4),其中:
闸门(1)包括主闸门(11)和副闸门(12),副闸门镶嵌在主闸门上端;
闸墩(2)包括闸墩柱(21)、底板(22)、工作板Ⅰ(23)和工作板Ⅱ(24),闸墩柱(21)设置于主闸门(11)两侧,且主闸门(11)与两端的闸墩柱(21)之间转动连接,底板(22)设置于两个闸墩柱(21)底部之间,位于主闸门(11)的下方,工作板Ⅰ(23)和工作板Ⅱ(24)设置于两个闸墩柱(21)顶部之间,位于副闸门(12)上方,工作板Ⅰ(23)和工作板Ⅱ(24)从上游至下游依次间隔设置;
启闭装置(3)包括主启闭杆(31)和副启闭杆(32),主闸门(11)通过主启闭杆(31)与工作板Ⅰ(23)铰接,副闸门(12)通过副启闭杆(32)与工作板Ⅱ(24)铰接;
清污装置(4)包括清污箱(41)、传输装置(42)和拦污装置(43),清污箱(41)设置于一侧闸墩(2)的升降口内,传输装置(42)和拦污装置(43)均设置在副闸门(12)上,拦污装置(43)拦挡的漂浮垃圾经过传输装置(42)输送到清污箱(41)内。
2.根据权利要求1所述的一种具有拦污栅的顶轴翻板闸门,其特征在于,主闸门(11)包括主闸门板(111)、悬臂轴(112)、铰接座Ⅰ(113)和吊孔(114),主闸门板(111)的顶端中间设有凹槽结构的闸口(115),凹槽结构底部设有用于镶嵌副闸门(12)的门槽(116),门槽上部设有锲形对接板(117),锲形对接板(117)的倾斜面均朝向门槽(116)一侧,门槽(116)底部设有朝向主闸门板(111)下游面的通气孔(118),贯穿主闸门板(111)与外界连通;悬臂轴(112)分别设置于主闸门板(111)顶部两侧,用于与两侧的闸墩柱(21)转动连接;铰接座Ⅰ(113)位于主闸门板(111)上游面中间位置,与主启闭杆(31)铰接;吊孔(114)设置于主闸门板(111)下游面两侧,用于与两侧的闸墩柱(21)可拆卸连接。
3.根据权利要求2所述的一种具有拦污栅的顶轴翻板闸门,其特征在于,主闸门板(111)底部为圆弧形结构,闸墩(2)的底板(22)上设有与其匹配的弧形槽(221),主闸门(11)底部的圆弧形结构与闸墩底板(22)上的弧形槽之间设有止水橡胶Ⅰ(119),止水橡胶Ⅰ(119)嵌固于主闸门(11)上;主闸门(11)两侧的吊孔(114)与两侧闸墩柱(21)上的锁孔(25)对齐,通过***插销杆(26)进行固定。
4.根据权利要求1所述的一种具有拦污栅的顶轴翻板闸门,其特征在于,副闸门(12)包括副闸门板(121)、导污板(122)、铰接座Ⅱ(123)和溢流装置,副闸门板(121)镶嵌于主闸门板(111)的门槽(116)内,导污板(122)设置于副闸门板(121)的顶部,与副闸门板(121)垂直设置,副闸门板(121)上部两侧设置有溢流孔(124);铰接座Ⅱ(123)设置于副闸门板(121)上游面中间位置,与副启闭杆(32)铰接;溢流装置有两个,分别设置于副闸门板(121)上部两侧,包括溢流管(1251)、分叉杆(1252)、多个导流叶片(1253)和轴向钢杆(1254),溢流管(1251)的一端与溢流孔(124)的下游侧固定连接,溢流管(1251)外壁上侧紧贴导污板(122)底面;分叉杆(1252)竖直设置于溢流孔(124)的下游侧中间,其上下端分别于副闸门板(121)固定连接,分叉杆(1252)中部设有水平螺孔;导流叶片(1253)均匀分布于溢流孔(124)上游侧内部,其一端以溢流孔(124)的轴心为圆心固定连接,另一端均与副闸门板(121)固定连接;轴向钢杆(1254)一端与分叉杆(1252)中部的水平螺孔铆接,另一端朝向下游侧。
5.根据权利要求4所述的一种具有拦污栅的顶轴翻板闸门,其特征在于,副闸门板(121)底部为锲形结构,与主闸门(11)上门槽(116)底部的锲形凹槽相匹配,副闸门板(121)底部的锲形结构上嵌固有止水橡胶Ⅱ(126)。
6.根据权利要求1所述的一种具有拦污栅的顶轴翻板闸门,其特征在于,清污箱(41)包括清污网(411)、引导杆(412)、牵引绳(413)、牵引环(414)和限位块(415),清污网(411)套设于清污箱(41)内部,其四个角点设有圆环形状的牵引环(414),牵引环(414)套在引导杆(412)上并与牵引绳(413)固定连接,清污网(41)在牵引绳(413)作用下上下移动;引导杆(412)有四根,分别与清污箱(41)上部四个角点连接,限位块(415)设置于清污箱外侧,与设置于闸墩升降口(27)内的限位槽(211)相匹配;清污箱(41)底部设有排水孔(416),其贯穿清污箱(41)外壁与外界相通。
7.根据权利要求1所述的一种具有拦污栅的顶轴翻板闸门,其特征在于,传输装置(42)包括履带(421)和转动装置,转动装置包括转轮(422)、多个转叶(423)、多个固定片(424)和轴承套筒(425),轴承套筒(425)套设在副闸门(12)上溢流装置的轴向钢杆(1254)上;转叶(423)呈螺旋桨叶形状,以轴承套筒(425)轴线为极轴均匀分布于副闸门(12)上溢流装置的溢流管(1251)内,其根部固定在轴承套筒(425)上;固定片(424)为条状钢片,位于转轮(422)内部中间位置,以轴承套筒(425)轴线为极轴均匀分布,两端分别连接轴承套筒(425)和转轮(424);转轮(424)与溢流管(1251)之间有间隙,履带(421)套设在转轮(422)上,将左右两个转轮(422)连接。
8.根据权利要求1所述的一种具有拦污栅的顶轴翻板闸门,其特征在于,拦污装置(43)包括拦污板(431)、清污板(432)、定位装置和拦污栅(434),清污板(432)设置于靠近清污箱(41)一端的副闸门(12)的导污板(122)上,拦污板(431)设置于导污板(122)的另一端;定位装置有两个,分别与拦污栅(434)两端预设位置固定连接,定位装置为由连接杆(4331)、限位杆(4332)和定位杆(4333)固定连接的一体结构,其中,连接杆(4331)竖直设置,其中部与副闸门板(121)上的溢流装置的轴向钢杆(1254)下游端固定连接,限位杆(4332)与连接杆(4331)垂直设置,且限位杆(4332)一端与连接杆(4331)的下端固定连接,另一端朝向闸墩(2)一侧,连接杆(4331)上端与定位杆(4333)一端固定连接,且二者成钝角设置;拦污栅(434)设置于副闸门板(121)下游侧,包括顶架(4341)、底架(4342)和栅条(4343),定位杆(4333)两端分别与顶架(4341)和底架(4342)两端预设位置固定连接,且顶架(4341)和底架(4342)平行设置,顶架(4341)和底架(4342)左右两端分别与两侧的拦污板(431)、清污板(432)固定连接,栅条(4343)由上游向下游方向向上倾斜设置,其上端连接顶架(4341),下端连接底架(4342)。
9.根据权利要求8所述的一种具有拦污栅的顶轴翻板闸门,其特征在于,清污板(432)为直角钢片结构,通过螺栓与导污板(122)固定,拦污板(431)为钢板结构,通过螺栓与导污板(122)固定。
10.权利要求1至9任一项所述具有拦污栅的顶轴翻板闸门的运行方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、闸门正常挡水时,主启闭杆(31)伸长,主闸门(11)绕悬臂轴(112)向上游逆时针翻板,直到主闸门(11)底部的止水橡胶Ⅰ(119)紧贴闸墩底板(22)上的弧形槽(221),副启闭杆(32)收缩,副闸门(12)在门槽(116)内向上移动直至符合挡水位要求;
S2、闸门高水位清污时,在S1的基础上,副启闭杆(32)伸长,副闸门(12)在门槽(116)内向下移动至预设位置,保持上游河道表层水流携带漂浮垃圾,通过副闸门(12)的导污板(122)溢流至下游河道,漂浮垃圾被拦污栅(434)拦截,并聚集至履带(421)上表面,该过程中,上游河道下层水流通过副闸门(12)的溢流孔(124)下泄至下游河道,溢流管(1251)内的转叶(423)在下泄水流冲击下带动转轮转动,驱动履带(421)将聚集的漂浮垃圾运送至闸墩(2)一侧的清污箱(41)内;
S3、闸门低水位清污时,在S1的基础上,副启闭杆(32)继续伸长,副闸门(12)在门槽(116)内继续向下移动至预设位置,保持上游河道表层水流携带漂浮垃圾,通过副闸门(12)的导污板(122)溢流至下游河道,漂浮垃圾被拦污栅(434)拦截,并聚集至履带(421)上表面,该过程中,上游河道下层水流通过副闸门(12)的溢流孔(124)下泄至下游河道,溢流管(1251)内的转叶(423)在下泄水流冲击下带动转轮转动,驱动履带(421)将聚集的漂浮垃圾运送至闸墩(2)一侧的清污箱(41)内;
S4、闸门检修时,在S1的基础上,副启闭杆(32)收缩,副闸门(12)在门槽(116)内向上移动直至脱离门槽(116),该过程中副闸门(12)上游面已紧贴工作板Ⅱ(24)侧面并保持垂直状态,主启闭杆(31)收缩,驱动主闸门(11)绕悬臂轴(112)翻转至工作板Ⅰ(23)平卧,该过程结束时,锁孔(25)和吊孔(114)位置对齐,***插销杆(26)进行固定。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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