具备高精度流量控制的平板闸门制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具备高精度流量控制的平板闸门，包括由启闭机驱动启/闭的矩形闸板，与所述矩形闸板滚动或滑动密封配合的闸门孔口，以及所述闸门孔口预埋件；所述闸门孔口的形状由上部的矩型孔和下部的异形孔构成，所述异形孔的宽度自上而下逐渐缩小。本实用新型专利技术优点是在闸门小开度时，过流面积比普通的矩形闸门孔口小的多，从而实现小流量的精确调节。在矩形闸门匀速起升的过程中，过流面积、过闸流量均为非线性的增长，提高了闸门局部开启特别是小开度情况下的流量控制精度，从而节约水资源，避免浪费。同时，避免了常规矩形闸门孔口小开度过流时产生的闸门振动现象。口小开度过流时产生的闸门振动现象。口小开度过流时产生的闸门振动现象。

【技术实现步骤摘要】
具备高精度流量控制的平板闸门


[0001]本技术涉及引水工程工作闸门，尤其是涉及具备高精度流量控制的平板闸门。

技术介绍

[0002]现有引调水工程中，用于流量控制的平板闸门均为矩形闸板和矩形闸口构成。由于下游所需的供水流量经常变化，当供水流量较小时，闸门需要小开度运行；此时流量与过流面积及闸门开度成正比。由于闸门前水位经常变动，为了保证供水流量，往往按照最低水位计算闸口尺寸，因此大多数情况下闸口尺寸偏大。闸门的启闭通过启闭机控制，但实际上由于启闭机控制精度有限，导致闸门小开度情况下精确控制流量非常困难。并且，当闸门前水头较高时，闸门开度在0.2以下时闸门容易发生振动；为解决此问题，运行时往往采取避开共振区的措施，一方面增加了运行管理的难度，另一方面会造成水资源的浪费。

技术实现思路

[0003]本技术目的在于提供一种具备高精度流量控制的平板闸门，实现避免闸门振动、节约用水。
[0004]为实现上述目的，本技术采取下述技术方案：
[0005]本技术所述具备高精度流量控制的平板闸门，包括由启闭机驱动启/闭的矩形闸板，与所述矩形闸板滚动或滑动密封配合的闸门孔口，以及所述闸门孔口预埋件；所述闸门孔口的形状由上部的矩型孔和下部的异形孔构成，所述异形孔的宽度自上而下逐渐缩小。
[0006]优选地，所述异形孔为V形孔。
[0007]进一步地，所述V形孔的钢筋混凝土孔板内预埋有V形底坎，所述V形底坎由开设有V形豁口的不锈钢板，和固连在所述不锈钢板迎水面下边缘的水平承载板构成；所述闸门孔口两侧分别预埋有用于所述矩形闸板上下移动的导轨，所述导轨向下延伸至V形底坎的V形开口处；所述矩型孔顶部预埋有胸墙；矩形闸板的两侧分别设置有与导轨滚动配合的滚轮，矩形闸板的背水面周边设置有橡皮止水件，所述橡皮止水件用于与所述胸墙、V形底坎和导轨贴合形成封水面。
[0008]优选地，所述橡皮止水件为P形止水橡皮。
[0009]当然，所述异形孔为上宽下窄的阶梯形、不等腰倒三角形或半圆形。
[0010]本技术优点是在闸门小开度时，过流面积比普通的矩形闸门孔口小的多，从而实现小流量的精确调节。在矩形闸门匀速起升的过程中，过流面积、过闸流量均为非线性的增长，提高了闸门局部开启特别是小开度情况下的流量控制精度，从而节约水资源，避免浪费。同时，避免了常规矩形闸门孔口小开度过流时产生的闸门振动现象。
附图说明
[0011]图1是本技术的结构示意图。
[0012]图2是图1的I
‑
I向剖面示意图。
[0013]图3是本技术所述闸门孔口的结构示意图。
[0014]图4是本技术所述V形底坎的结构示意图。
[0015]图5是图4的左视结构示意图。
[0016]图6是本技术所述矩形闸门的结构示意图。
[0017]图7是本技术闸门孔口与现有矩形闸门孔口的流量开度曲线对比图。
具体实施方式
[0018]下面结合附图对本技术的实施例作详细说明，本实施例在以本技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本技术的保护范围不限于下述实施例。
[0019]如图1
‑
7所示，本技术所述具备高精度流量控制的平板闸门，包括由启闭机驱动启/闭的矩形闸板1，与矩形闸板1滚动密封配合的闸门孔口，以及闸门孔口预埋件。
[0020]如图3所示，所述闸门孔口的形状由上部的矩型孔2.1和下部的V形孔2.2构成；在V形孔2.2的钢筋混凝土孔板2.3内预埋有V形底坎。
[0021]如图4、5所示，所述V形底坎由开设有V形豁口的不锈钢板3.1，和固连在不锈钢板3.1迎水面下边缘的水平承载板3.2构成。
[0022]如图3所示，闸门孔口两侧分别预埋有用于矩形闸板1上下移动的导轨4，两导轨4分别向下延伸至V形底坎的V形开口处；矩型孔2.1顶部预埋有胸墙5。
[0023]矩形闸板1的两侧分别设置有与导轨4滚动配合的滚轮6，矩形闸板1的背水面周边设置有P形止水橡皮7，P形止水橡皮7用于与胸墙5、V形底坎和导轨4贴合形成封水面。
[0024]本技术原理简述如下：
[0025]假设闸门孔口为自由出流，平板闸门在小开度情况下，根据闸门孔口出流的基本计算公式：；
[0026]式中：Q为通过孔口的流量；为流量系数；A为闸门孔口面积；g为重力加速度；H0为闸前水深；
[0027]对于现有的矩形闸门孔口：A=Be（B：闸门孔口宽度，e：闸门开度），则；
[0028]；
[0029]对于本技术采用的V形底坎：；A=Be2/E（E：V形底坎的高度），则；
[0030]。
[0031]流量对开度的敏感程度可用表示，即流量Q对开度e的倒数，即流量开度曲线的斜率；越小，表示流量对开度越不敏感；越大，表示流量对开度越敏感。
[0032]对于现有的矩形闸门孔口：，为常数 。
[0033]对于本技术采用的V形底坎：，即在e＜E时，和开度e成比例关系。
[0034]如图7所示，两种情况下，通过闸门孔口的流量开度曲线，从图7所示的流量开度曲线可以得知，现有矩形闸门孔口的流量Q几乎和闸门开度e成正比，Q
‑
e曲线（流量
‑
开度曲线）为一条直线。本技术底部为V形的闸门孔口，开度e小于E时，Q
‑
e曲线为抛物线，开度e大于E时，Q
‑
e曲线为直线。
[0035]举例说明：某工程引水口为矩形，孔口宽B=1m，孔口高h=2m，水深H0=10m，=0.57，计算得最大流量为15.1 m3/s。当下游最小需水量为1.5 m3/s时，开度约为0.2m（相对开度0.1，属于易振动区）。
[0036]若将孔口设置为上部矩形下部V形的孔口，可使孔口宽B=1m，V形高E=1m，反算孔口高h=2.5m，当下游最小需水量为1.5m3/s时，开度约为0.63m（相对开度0.25，成功避开易振动区）。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具备高精度流量控制的平板闸门，包括由启闭机驱动启/闭的矩形闸板，与所述矩形闸板密封配合的闸门孔口，以及所述闸门孔口预埋件；其特征在于：所述闸门孔口的形状由上部的矩型孔和下部的异形孔构成，所述异形孔的宽度自上而下逐渐缩小。2.根据权利要求1所述具备高精度流量控制的平板闸门，其特征在于：所述异形孔为V形孔。3.根据权利要求2所述具备高精度流量控制的平板闸门，其特征在于：所述V形孔的钢筋混凝土孔板内预埋有V形底坎，所述V形底坎由开设有V形豁口的不锈钢板，和固连在所述不锈钢板迎水面下边缘的水平承载...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢腾飞，李维华，曹静怡，赵茂，谢菲菲，李作琴，
申请(专利权)人：黄河勘测规划设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：