一种边缘圆弧包络的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边缘圆弧包络的水工钢闸门信息存储箱，属于水利工程设备领域，为解决水工钢闸门近水、水下等运行作业工况条件下，箱体受到水压力、激流脉动交变冲击等运行工况带来的作用影响，外部表面易损伤，箱体内部装置难以正常可靠运行的问题，本实用新型专利技术按照力学仿真成果设计，对箱体的边缘进行专门设计，把箱体的边缘轮廓设计成R10的圆弧包络结构，减少过水流、飞溅水流、积渍水流等水体对水工钢闸门信息存储箱的影响，形成整个箱体对水压及激流冲击等载荷影响的防水密封能力，达到提高外装铠装防护效果的目标。

Information storage box for hydraulic steel gate with enveloping circular arc

The utility model discloses a hydraulic steel gate information storage box with an edge circular arc envelope, which belongs to the field of water conservancy engineering and equipment. In order to solve the operation conditions of the hydraulic steel gate under the operating conditions of near water and underwater operation, the box is affected by the operating conditions of the water pressure and the shock alternating shock of the shock flow and so on. The external surface is easily damaged. In accordance with the results of the mechanical simulation, the utility model is designed according to the results of the mechanical simulation. The edge of the box is specially designed, the edge outline of the box is designed as the circular arc envelope of R10, which reduces the shadow of water body, such as water flow, splash flow and water flow, on the information storage box of the hydraulic steel gate. The waterproof and sealing ability of the whole box body to the load of water pressure and turbulence impact can be formed, so as to achieve the goal of improving the protective effect of external armor.

【技术实现步骤摘要】
一种边缘圆弧包络的水工钢闸门信息存储箱
本技术属于水利工程设备领域，具体涉及一种边缘圆弧包络的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在钢闸门近水、水下等工况条件下运行时，为使其能够在一个干燥、密闭的环境中可靠地采集和存储信息，需对箱体进行严格密封防水保护。由于水工钢闸门长年受到静动水压力、激流交变水动力的作用，所以需要提高水工钢闸门信息存储箱应对这一运行工况的防护性能，减少密封保护失效概率，保障水工钢闸门安全监测信息存储装置的正常可靠运行。因此，钢闸门安全监测信息存储箱的箱体边缘轮廓结构，按在水工钢闸门安全运行要求进行专门设计考虑，显得尤其重要。在现有水利工程中的制式箱体，箱体的边缘主要是直角形状，这种直角形状的箱体，在近水、水下等工况条件下运行，呈现增大水压力和交变动水压力脉动的作用，从而影响到水工钢闸门信息存储箱的外装铠装防护效果。
技术实现思路
针对上述问题，本技术旨在提供一种边缘圆弧包络的水工钢闸门信息存储箱，本技术按照力学仿真成果设计，对箱体的边缘进行专门设计，减少过水流、飞溅水流、积渍水流等水体对水工钢闸门信息存储箱的影响，保持外部表面不受损伤，保证箱体内部干燥安全的工作环境，实现箱体的密封防水结构设计。为解决上述问题，本技术采用如下的技术方案。一种边缘圆弧包络的水工钢闸门信息存储箱，包括箱盖和箱体，所述箱盖包括箱盖本体，所述箱盖本体上设有箱盖顶和箱盖壁，所述箱盖顶通过圆弧面与所述箱盖壁连接；所述箱盖顶的四角通过拐角连接处与所述箱盖壁连接，所述拐角连接处为球面，所述圆弧面与所述球面的半径相同，所述圆弧面与所述球面的半径为7～13mm。更进一步地，所述圆弧面与所述球面的半径为10mm。更进一步地，所述箱盖还包括上箱沿和均匀设置在上箱沿上的若干个上螺栓孔，所述上箱沿设置在所述箱盖本体的底面外周；所述箱体的顶面外周设有与所述上箱沿对应的下箱沿，所述下箱沿上设有与所述上螺栓孔对应的下螺栓孔，用于穿过螺栓固定所述箱盖和所述箱体。更进一步地，所述下箱沿上设有密封垫，所述密封垫分别设置在所述下螺栓孔和所述箱体之间以及所述下螺栓孔和所述下箱沿的边缘之间。更进一步地，所述密封垫的材质为三元乙丙橡胶或聚醚型聚氨酯弹性体。更进一步地，所述箱盖和所述箱体的表面用环氧防锈漆处理。相比于现有技术，本技术的有益效果为：(1)本技术按照力学仿真成果设计水工钢闸门信息存储箱箱体的圆弧包络边缘结构，确定拐角连接处为R10的包络圆弧，这种结构具备一种在动水、近水运用的条件下，增强水工钢闸门信息存储箱的抗水压力、抗激流交变冲击的能力，减小水压力和防止箱体表面损伤的能力，从而提高水工钢闸门设备安全监测传感装置的外装铠装防护效果，保证存储箱内的工作环境安全稳定；(2)本技术的上下螺栓孔互相对应，用于穿过螺栓使箱盖和箱体固定，螺栓孔均匀分布在上箱沿和下箱沿上，进一步增强了整个箱体的稳固性；(3)本技术的下箱沿设有密封垫，密封垫有内外两层，外层密封垫用以防止水和水中其他物质进入密封处和箱体，内层密封垫进一步增强箱体内的密封性；所采用的橡胶或聚氨酯弹性体的耐水性较好，可保证储存箱维持较好的密封性；(4)本技术的箱盖和箱体均采用环氧防锈漆进行表面处理，环氧防锈漆的耐水性好，防止储存箱锈蚀；(5)本技术结构制造工艺简单，有利于在水利工程行业内进行推广使用。附图说明图1为本技术的存储箱示意图；图2为本技术的箱盖俯视示意图；图3为本技术的箱盖B-B向侧视示意图；图4为本技术的箱盖A-A向侧视示意图；图5为箱体圆弧受激流作用仿真动水流线图；图6为箱体圆弧仿真建模和边界加载，其中b是a的放大图；图7为阻力系数随包络圆弧半径相关特性曲线；图中：1-箱盖；101-箱盖本体；1011-箱盖顶；1012-箱盖壁；1013-拐角连接处；102-上箱沿；103-上螺栓孔；2-箱体；201-下箱沿。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术进行详细描述。实施例一种边缘圆弧包络的水工钢闸门信息存储箱，如图1所示，包括箱盖1和箱体2，箱盖1和箱体2的表面用环氧防锈漆处理。箱盖1的边缘轮廓呈现圆弧包络的矩形结构，箱盖1的棱边采用一种R10的包络圆弧结构，呈包络圆角直线分布，四个拐角连接处采用包络球结构过渡，具体地讲，如图3和4所示，箱盖1包括箱盖本体101，箱盖本体101上设有箱盖顶1011和箱盖壁1012，箱盖顶1011通过圆弧面与箱盖壁1012连接；箱盖顶1011的四角通过拐角连接处1013与箱盖壁1012连接，拐角连接处1013为球面，圆弧面与球面的半径相同，圆弧面与球面的半径为7～13mm，在本实施例中，圆弧面与球面的半径为优选地10mm，这种R10的包络圆弧状结构是采用力学仿真计算确定，圆弧状边缘结构主要的作用是抗水压、防变形、防划伤，R10的圆弧设计也是使得水压力达到最小，保证箱体的正常运行；该半径的确定与箱体的大小无关。如图2所示，箱盖1还包括上箱沿102和均匀设置在上箱沿102上的若干个上螺栓孔103，上箱沿102设置在箱盖本体101的底面外周；箱体2的顶面外周设有与上箱沿102对应的下箱沿201，下箱沿201上设有与上螺栓孔103对应的下螺栓孔，用于穿过螺栓固定箱盖1和箱体2。下箱沿201上设有密封垫，密封垫分别设置在下螺栓孔和箱体2之间以及下螺栓孔和下箱沿201的边缘之间，密封垫的材质为三元乙丙橡胶或聚醚型聚氨酯弹性体。在进行包络圆弧的计算时，用到有限元仿真分析和利用阻力系数确定半径。有限元分析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)，就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。由于大多数实际问题难以得到准确解，而有限元不仅计算精度高，而且能适应各种复杂形状，因而成为行之有效的工程分析手段。在进行包络圆弧的分析时，将圆弧上的流体水以0.1mm的单元划分来进行有限元仿真计算，得到最优的水力半径。有限元分析是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成，对每一单元假定一个合适的近似解，然后推导求解这个域总的满足条件，从而得到问题的解。因为实际问题被较简单的问题所代替，所以这个解不是准确解，而是近似解。在进行包络圆弧的分析时，将圆弧固定，选取7～13mm之间的水力半径，进行应力的分析。根据应力的传递，可以计算分析得到，水力半径在R10的时候，在固体表面的应力最小。应力最小的时候，起到抗压防变形的作用，这样就达到设计的作用。有限元计算原理如下：1.单元位移插值函数的选取在单元内建立的位移模式为：{f}＝[N]{δ}e其中：[N]＝[IN1，IN2，IN3……IN15]，I为单位矩阵。按等参元的特性，局部坐标(ξ，η，ξ)到整体坐标(x，y，z)的坐标转换也采用与位移插值类似的表达式。不管内部单元或边界附近的单元均可选择相同的位移函数，则为它们建立单元特性矩阵的方法是相同的。对于15节点楔形体单元体内各点位移在整体坐标系(x,y,z)下一般取：上式中的(ui，vi，wi)为整体坐标系下节点i处的位移值，Ni(ξ，η，ξ)为在局部坐标系下节点相应的形函数。2.单元特性分析根据几何方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种边缘圆弧包络的水工钢闸门信息存储箱，包括箱盖(1)和箱体(2)，所述箱盖(1)包括箱盖本体(101)，所述箱盖本体(101)上设有箱盖顶(1011)和箱盖壁(1012)，其特征在于，所述箱盖顶(1011)通过圆弧面与所述箱盖壁(1012)连接；所述箱盖顶(1011)的四角通过拐角连接处(1013)与所述箱盖壁(1012)连接，所述拐角连接处(1013)为球面，所述圆弧面与所述球面的半径相同，所述圆弧面与所述球面的半径为7～13mm。

【技术特征摘要】
1.一种边缘圆弧包络的水工钢闸门信息存储箱，包括箱盖(1)和箱体(2)，所述箱盖(1)包括箱盖本体(101)，所述箱盖本体(101)上设有箱盖顶(1011)和箱盖壁(1012)，其特征在于，所述箱盖顶(1011)通过圆弧面与所述箱盖壁(1012)连接；所述箱盖顶(1011)的四角通过拐角连接处(1013)与所述箱盖壁(1012)连接，所述拐角连接处(1013)为球面，所述圆弧面与所述球面的半径相同，所述圆弧面与所述球面的半径为7～13mm。2.根据权利要求1所述的边缘圆弧包络的水工钢闸门信息存储箱，其特征在于，所述圆弧面与所述球面的半径为10mm。3.根据权利要求1或2所述的边缘圆弧包络的水工钢闸门信息存储箱，其特征在于，所述箱盖(1)还包括上箱沿(102)和均匀设置在上箱沿(102)上的若干个上螺栓孔(103)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭建斌，钱程，冶金祥，张晓康，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32