一种高密封性水工钢闸门信息存储箱制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高密封性水工钢闸门信息存储箱，其包括箱体和箱盖。所述箱盖的内表面边缘设置密封凹槽；所述密封凹槽内设置密封圈。本实用新型专利技术的水工钢闸门信息存储箱结构简单，制造方便，密封性能好，能够有效减少箱体渗水、动水压力漏水等情况的发生，保持箱体内部环境干燥，为监测装置的安全运行提供保障，具有良好的应用前景。

A High Sealed Information Storage Box for Hydraulic Steel Gate

【技术实现步骤摘要】
一种高密封性水工钢闸门信息存储箱
本技术属于水利工程设备
，具体涉及一种高密封性水工钢闸门信息存储箱。
技术介绍
水工钢闸门安全监测传感信息存储装置随钢闸门在近水、水下等工况条件下运行，为保证装置安全可靠运行并有效采集和存储信息，需对箱体进行密封防水处理，以使装置能够在干燥环境中正常运行。由于水工钢闸门长年受到水压力及激流冲击等大负荷、交变载荷作用，极易引起信息存储箱的防水密封保护部件失效，导致水进入存储箱，造成水工钢闸门安全监测信息存储装置出现故障甚至损坏。因此，箱体的防水密封能力，对于水工钢闸门的安全运行至关重要。现有水利工程中的制式箱体，其所采用的外装铠装防护主要适用于户外非水环境，其防水密封性能难以达到长期水下作业的要求。本技术采用力学仿真设计，得到一种具有防水密封凹槽的箱盖结构，其能够使箱体在水压和激流冲击中，仍具有较佳的防水密封能力，从而有效保护信息采集和存储装置的安全运行。
技术实现思路
本技术目的在于针对现有技术中的水工钢闸门信息存储箱存在的密封性欠佳，不适于在近水、水下等工况条件下使用，难以长期、有效保证箱体内部干燥等不足，提供一种高密封性水工钢闸门信息存储箱，其密封性能好，能够有效减少箱体渗水、动水压力漏水等情况的发生，保障箱体内部环境干燥，为监测装置的安全运行提供保障。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种高密封性水工钢闸门信息存储箱，其包括箱体和箱盖。所述箱体可为本领域现有技术中常规使用的箱体，所述箱体与所述箱盖的连接方式可为本领域现有技术中的常规连接方式。所述箱盖的内表面边缘设置密封凹槽；所述密封凹槽内设置密封圈。进一步地，所述密封凹槽在所述箱盖内表面边缘围合成矩形。较佳地，密封凹槽围合成的矩形的四角为圆弧形；更佳地，所述圆弧形的半径为10mm。进一步地，所述密封圈的横截面为圆形，所述密封凹槽的横截面为矩形。较佳地，所述密封凹槽的宽度为所述密封圈横截面圆形直径的1.2倍；所述密封凹槽的深度为所述密封圈横截面圆形直径的0.8倍。较佳地，所述密封凹槽的边缘为圆弧面；更佳地，所述圆弧面的半径为10mm。进一步地，所述密封圈的材质为三元乙丙橡胶或聚醚型聚氨酯弹性体。进一步地，所述箱盖和所述箱体的表面均采用环氧防锈漆处理。在不违背本领域常识的基础上，本技术各优选技术特征可任意组合。有益效果：本技术的水工钢闸门信息存储箱结构简单，制造方便，密封性能好，能够有效减少箱体渗水、动水压力漏水等情况的发生，保障箱体内部环境干燥，具有良好的应用前景。本技术通过合理设置密封凹槽的宽度和深度，极大地增强了密封凹槽的耐压能力和密封性能，也减少了用起子或铁钎撬开密封圈时对密封圈和密封凹槽造成的损坏；考虑到密封圈在大幅度弯曲时产生形变影响密封性的问题，本技术的密封凹槽采用四角为圆弧的矩形结构，能够防止密封圈的大角度弯曲，避免其密封性能下降；通过将密封凹槽的边缘设置为圆弧面，能够避免划伤操作人员，也有助于防止密封圈损伤。附图说明图1是本技术的水工钢闸门信息存储箱箱盖内表面的俯视图；图2是本技术的水工钢闸门信息存储箱箱盖密封凹槽的剖面图；图3是本技术的水工钢闸门信息存储箱箱盖密封圈的变形示意图；图4是本技术的水工钢闸门信息存储箱密封凹槽部位压力分布示意图；图5为箱体表面受激流作用的有限元网格示意图；图6为阻力系数与包络圆弧半径相关特性曲线；图1~3中：1-箱盖，2-密封凹槽，3-密封圈。具体实施方式下面结合附图对本技术的技术方案做进一步说明，但本技术的保护范围不局限于所述实施例。实施例：如图1~3所示，一种高密封性水工钢闸门信息存储箱，其包括箱体和箱盖1。所述箱体为本领域现有技术中常规使用的箱体，所述箱体与箱盖1的连接方式为本领域现有技术中的常规连接方式。所述箱盖1和箱体的表面均采用环氧防锈漆处理。所述箱盖1的内表面边缘设置密封凹槽2；所述密封凹槽2内设置密封圈3；所述密封圈3的材质为三元乙丙橡胶或聚醚型聚氨酯弹性体。所述密封凹槽2在所述箱盖1内表面边缘围合成矩形；密封凹槽2围合成的矩形的四角为圆弧形，所述圆弧形的半径为10mm。所述密封圈3的横截面为圆形，所述密封凹槽2的横截面为矩形。所述密封凹槽2的宽度为所述密封圈3横截面圆形直径的1.2倍；所述密封凹槽2的深度为所述密封圈3横截面圆形直径的0.8倍。所述密封凹槽2的边缘为圆弧面；所述圆弧面的半径为10mm。理论分析：有限元分析是利用数学近似的方法对真实物理系统进行模拟，利用简单而又相互作用的元素（即单元），以有限数量的未知量去逼近具有无限未知量的真实系统。本技术在设计密封凹槽的宽度和深度时，将密封圈断面上的压力体以0.1mm的单元划分，来进行有限元仿真计算，得到最优的密封凹槽宽度和深度。1、密封圈元件的变形计算（1）拉伸与压缩变形橡胶元件在简单拉伸和压缩变形时，其应力σ与ε之间的关系式为：式中：Ea-橡胶元件的表观弹性模量；f-橡胶元件的变形量；h-橡胶元件的高度。橡胶弹簧的压缩变形量，一般均在范围内，若，可以近似取。橡胶的表观压缩弹性模量Ea与橡胶元件的几何形状有关，可表示为Ea=iG式中：i-几何形状和硬度影响因子；G-橡胶的切变模量；s-形状因子Ar之比值；HS-橡胶的肖氏硬度值。（2）切向变形（i）切应力与切应变的关系橡胶受切向力作用时，切应力τ和切应变γ之间的关系为：式中：Ga-表现切变模量；γ-变形角；fτ-切向变形量；h-橡胶元件高度。（ii）表现切向模量橡胶的表现切变模量为：,其中，G-橡胶的切变模量式中：l-弯曲变形影响因子；i-几何形状和硬度影响因子；ρ-回转半径，圆柱体橡胶元件，ρ=d/4。当橡胶元件的高度h与直径d（边长a）之比值小于0.5时，可忽略弯曲变形的影响，取ι=1。对于较薄的橡胶衬套亦可同样处理，即近似取Ga=G。（iii）切变模量与硬度的关系在实测范围内，橡胶的切变模量G与橡胶的肖氏硬度之间呈现下述近似关系：图4所示为本技术的水工钢闸门信息存储箱密封凹槽部位压力分布示意图，根据力学仿真分析设计密封凹槽的宽度和深度，设计结果为：密封凹槽的宽度为密封圈断面直径的1.2倍，密封凹槽的深度为密封圈断面直径的0.8倍。密封圈为圆柱体橡胶条，密封凹槽为矩形断面。根据密封圈的断面面积，得到1.2*0.8=0.96，符合密封圈在密封凹槽内的压缩条件。该凹槽尺寸的设计，不仅能达到对箱体进行密封的效果，同时也使密封圈具有足够的压缩量，能够减少用起子或铁钎撬开密封圈时造成的损坏，还能极大地增强密封凹槽的耐压能力。2、包络圆弧半径的确定箱体在水下工作时，会受到动水激流的冲刷，根据仿真结构分析，在包络圆弧的半径大小不同时，水压力有不同的特性分布。在不同包络圆弧半径时的冲刷情况不同，其所产生的特性仿真图也不同。随着R的变化，阻力系数也随之改变，呈现出先大后小，再由小变大的特征。根据得到的仿真图，采用数学统计的方法，得到当包络圆弧半径R为10mm时，达到最优使用条件，箱体在水下工作时受到的动水压力最小。图5为箱体表面受激流作用的有限元网格示意图。在分析、计算过程中，需要进行边界的设定，然后把结构模型示意图划分为有限元网格，再进行单元网格的应力计算。任何固体表面都是凹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高密封性水工钢闸门信息存储箱，包括箱体和箱盖，其特征在于，所述箱盖的内表面边缘设置密封凹槽；所述密封凹槽内设置密封圈，所述密封凹槽在所述箱盖内表面边缘围合成矩形，所述密封凹槽围合成的矩形的四角为圆弧形，所述密封圈的横截面为圆形，所述密封凹槽的横截面为矩形，所述密封凹槽的宽度为所述密封圈横截面圆形直径的1.2倍；所述密封凹槽的深度为所述密封圈横截面圆形直径的0.8倍。

【技术特征摘要】
1.一种高密封性水工钢闸门信息存储箱，包括箱体和箱盖，其特征在于，所述箱盖的内表面边缘设置密封凹槽；所述密封凹槽内设置密封圈，所述密封凹槽在所述箱盖内表面边缘围合成矩形，所述密封凹槽围合成的矩形的四角为圆弧形，所述密封圈的横截面为圆形，所述密封凹槽的横截面为矩形，所述密封凹槽的宽度为所述密封圈横截面圆形直径的1.2倍；所述密封凹槽的深度为所述密封圈横截面圆形直径的0.8倍。2.根据权利要求1所述的高密封性水工钢闸门信息存储箱，其特征在于，所述圆弧形的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭建斌，王冬生，孙勇，蒋涛，冶金祥，钱程，薛海朋，程博文，蒋婷婷，
申请(专利权)人：河海大学，江苏省秦淮河水利工程管理处，
类型：新型
国别省市：江苏,32