一種提高特高水頭閘門充水閥密封性的方法及裝置與流程

本發明涉及一種提高特高水頭閘門充水閥密封性的方法及裝置，屬于水利水電工程中的閘門密封技術領域。

背景技術：

平面檢修閘門、事故閘門或快速閘門考慮減少啟門力一般要求在靜水中開啟。故需在檢修閘門、事故閘門或快速閘門開啟之前對閘門段或輸水管道進行充水平壓以獲得閘門兩側水壓平衡。

目前常用的水壓平衡方法是采用旁通閥或充水閥進行充水平壓。

對于充水閥，通常分為壓蓋式、柱塞式和子門式三種形式。其中壓蓋式一般用于下游止水閘門，而傳統壓蓋式充水閥只設一道環形橡膠或矩形P型水封，若門頂存在異物，會導致充水閥關閉不嚴密而發生漏水現象，尤其在特高水頭閘門中更顯突出，因為水頭越高漏水量越大；此外，充水閥軸向采用止軸環限位，會導致閥體與止軸環摩擦嚴重，且鋼對鋼摩擦系數很大，有時會導致充水閥無法關閉，影響檢修且存在安全隱患，所以現有的技術水平還是不夠完善。

技術實現要素：

本發明的目的在于，提供一種提高特高水頭閘門充水閥密封性的方法及裝置，以克服現有技術門頂存在異物時，會導致充水閥關閉不嚴密而發生漏水現象的技術問題。

本發明的技術方案是這樣實現的：

本發明的一種提高特高水頭閘門充水閥密封性的方法，該方法是將平面水封與柱塞水封有機結合構成兩道不同形式的密封結構，以提高特高水頭閘門充水閥的密封性；所述平面水封和柱塞水封同時安裝在閥柱底部的水封安裝板底面；平面水封采用P型水封，P型水封為矩形環結構，P型水封通過矩形壓板和螺栓與水封安裝板底面固定；為了防止P型水封被過渡擠壓，在水封安裝板底面設置有矩形支承環；柱塞水封采用倒錐臺式柱塞體，柱塞水封通過圓壓板和螺栓固定在矩形環結構的P型水封中央的水封安裝板底面；柱塞水封的錐面與彎管組件的頂管口的喇叭口密封，柱塞水封的錐面上設有一組環形溝槽，以增強柱塞水封的緩沖性能，有效降低柱塞水封錐面與彎管組件接觸滑動時的磨損量；柱塞水封與水封安裝板底面接觸處的邊緣設有限位環，以方便安裝時的準確定位，并緩解柱塞水封的側向變形。

前述方法中，所述閥柱安裝在閘門組件頂部的兩個吊耳板之間，閥柱上設有長圓吊軸孔和長圓限位軸孔，閥柱經穿過長圓吊軸孔和長圓限位軸孔的吊軸和限位軸與兩個吊耳板滑動限位連接；并通過長圓限位軸孔限制閥柱的滑動行程；閥柱與兩個吊耳板之間設有一組滑塊組件，滑塊組件包括滑塊盒，滑塊盒內設有滑塊，滑塊位于滑塊盒內并經螺栓固定。滑塊采用高強度復合材料制成，摩擦系數小，限位效果好，方便更換，有利于充水閥體的安全關閉；彎管組件中的彎管出口向下傾斜，有利于提高充水速度；彎管組件底部通過橫向支撐板和豎向支撐板支撐，以加強彎管的強度；吊軸和限位軸一端均設有卡槽，并經卡板和螺栓與吊耳板連接，以提高連接的可靠性。

按上述方法構成的本發明的一種提高特高水頭閘門充水閥密封性的裝置為，該裝置包括閘門組件；閘門組件頂部設有兩塊對稱設置的吊耳板，吊耳板兩側焊接有閘門軸承板；兩塊吊耳板之間底部的閘門組件內設有彎管組件；彎管組件的頂管口正上方設有閥體組件，閥體組件底部設有水封安裝板，水封安裝板的底面設有平面水封組件和柱塞水封組件；閥體組件經吊軸組件和限位軸組件與兩塊吊耳板滑動連接；吊耳板與閥體組件之間設有一組滑塊組件。

前述裝置中，所述彎管組件的頂管口位于兩塊吊耳板之間底部閘門組件的水平腹板上，彎管組件的頂管口為喇叭口，喇叭口外圓設有承壓座板；彎管組件的側管口位于閘門組件的后面板上，側管口外圓設有側管口加強板，側管口加強板與閘門組件上的后面板焊接；彎管組件底部設有橫向支撐板和豎向支撐板。

前述裝置中，所述平面水封組件包括P型水封，P型水封為矩形框狀，P型水封經矩形壓板和螺栓與閥體組件底部的水封安裝板底面固定連接；P型水封的P型頭處設有矩形水封支承座板；水封安裝板的底面設有矩形支承環。

前述裝置中，所述柱塞水封組件包括柱塞水封，柱塞水封的形狀為倒著的錐臺狀，柱塞水封的錐面上設有一組環形溝槽，柱塞水封經圓壓板和螺栓與閥體組件底部的水封安裝板底面固定連接；柱塞水封與水封安裝板的連接處設有限位環。

前述裝置中，所述閥體組件包括閥柱；閥柱的形狀為矩形管柱狀；閥柱底部設有水封安裝板；閥柱與水封安裝板處設有操作缺口；閥柱由上至下分別設有吊孔、長圓吊軸孔和長圓限位軸孔；開有吊孔和長圓吊軸孔的閥柱板兩側焊接有閥體軸承板；閥柱頂端焊接有定位板。

前述裝置中，所述一組滑塊組件包括滑塊盒，滑塊盒內設有滑塊；滑塊兩端設有滑塊斜面；滑塊經螺栓固定在滑塊盒內；滑塊盒底面焊接在吊耳板或閥柱上；與滑塊對應的閥柱或吊耳板上設有滑塊支承座板。

前述裝置中，所述吊軸組件包括吊軸，吊軸一端設有吊軸帽另一端設有對稱的吊軸卡槽；吊軸卡槽內設有吊軸卡板，吊軸卡板經螺栓與閘門軸承板固定連接。

前述裝置中，所述限位軸組件包括限位軸，限位軸一端設有限位軸帽另一端設有對稱的限位軸卡槽；限位軸卡槽內設有限位軸卡板，限位軸卡板經螺栓與閘門吊耳板固定連接。

由于采用了上述技術方案，本發明與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：

（1）采用壓蓋式矩形P型加柱塞式組合水封裝置，若門頂存在異物，壓蓋式矩形P型止水不嚴，仍有柱塞式水封可以封水，漏水量大大減少，且在充水閥開啟時具有引流作用，有利于充水閥底板周圍的水流順暢流入充水閥管。

（2）閥柱向采用高強度復合材料滑道支承限位，接觸面較大，限位效果好，摩擦系數小，有利于充水閥體的安全關閉。

（3）柱塞水封設有環狀溝槽，增強緩沖性能，有效降低了柱塞式水封與充水閥管接觸滑動時的磨損量。

（4）彎管組件的側管口向下傾斜，有利于提高充水閥充水速度。

（5）滑塊組件設有滑塊盒，并通過焊接固定在閘門組件的吊耳板或閥柱上，再通過螺栓及壓板將圓頭高強復合材料滑塊固定在滑塊盒內，在圓頭高強復合材料滑塊磨損過量時，通過拆卸螺栓即可實現圓頭高強復合材料滑塊的更換，有利于滑道檢修維護。

（6）閥柱與吊耳板之間連接的吊軸和限位軸采用卡板和螺栓緊固，相對現有技術的止軸環固定牢固可靠。

附圖說明

圖1是本發明的主視圖；

圖2是圖1的立體示意圖；

圖3是圖2去掉后面板的示意圖；

圖4是圖1的A－A剖視圖；

圖5是圖4中B處的局部放大圖；

圖6是圖4的立體示意圖；

圖7是閥門組件的結構示意圖；

圖8是圖7中C處的局部放大圖；

圖9是滑塊組件的結構示意圖；

圖10是吊軸組件的結構示意圖；

圖11是限位軸組件的結構示意圖。

圖中標記為：10－閘門組件、11－吊耳板、12－水平腹板、13－后面板、14－閘門軸承板、20－閥體組件、21－閥柱、22－水封安裝板、23－吊孔、24－長圓吊軸孔、25－長圓限位軸孔、26－閥體軸承板、27－定位板、28－操作缺口、30－吊軸組件、31－吊軸、32－吊軸帽、33－吊軸卡槽、34－吊軸卡板、40－限位軸組件、41－限位軸、42－限位軸帽、43－限位軸卡槽、44－限位軸卡板、50－彎管組件、51－頂管口、52－承壓座板、53－側管口、54－側管口加強板、55－橫向支撐板、56－豎向支撐板、60－平面水封組件、61－P型水封、62－矩形壓板、63－矩形水封支承座板、64－矩形支承環、70－柱塞水封組件、71－柱塞水封、72－環形溝槽、73－圓壓板、74－限位環、80－滑塊組件、81－滑塊盒、82－滑塊、83－滑塊支承座板、84－滑塊斜面。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明，但不作為對本發明的任何限制。

本發明的一種提高特高水頭閘門充水閥密封性的方法，如圖1－11所示，該方法是將平面水封與柱塞水封有機結合構成兩道不同形式的密封結構，以提高特高水頭閘門充水閥的密封性；所述平面水封和柱塞水封同時安裝在閥柱21底部的水封安裝板22底面；平面水封采用P型水封61，P型水封61為矩形環結構，P型水封61通過矩形壓板62和螺栓與水封安裝板22底面固定；為了防止P型水封61被過渡擠壓，在水封安裝板22底面設置有矩形支承環64；柱塞水封71采用倒錐臺式柱塞體，柱塞水封71通過圓壓板73和螺栓固定在矩形環結構的P型水封61中央的水封安裝板22底面；柱塞水封71的錐面與彎管組件50的頂管口51的喇叭口密封，柱塞水封71的錐面上設有一組環形溝槽72，以增強柱塞水封71的緩沖性能，有效降低柱塞水封71錐面與彎管組件50接觸滑動時的磨損量；柱塞水封71與水封安裝板22底面接觸處的邊緣設有限位環74，以方便安裝時的準確定位，并緩解柱塞水封71的側向變形。閥柱21安裝在閘門組件10頂部的兩個吊耳板11之間，閥柱21上設有長圓吊軸孔24和長圓限位軸孔25，閥柱21經穿過長圓吊軸孔24和長圓限位軸孔25的吊軸31和限位軸41與兩個吊耳板11滑動限位連接；并通過長圓限位軸孔25限制閥柱21的滑動行程；閥柱21與兩個吊耳板11之間設有一組滑塊組件80，滑塊組件80包括滑塊盒81，滑塊盒81內設有滑塊82，滑塊82位于滑塊盒81內并經螺栓固定。滑塊82采用高強度復合材料制成，摩擦系數小，限位效果好，方便更換，有利于充水閥體的安全關閉；彎管組件50中的彎管出口向下傾斜，有利于提高充水速度；彎管組件50底部通過橫向支撐板55和豎向支撐板56支撐，以加強彎管的強度；吊軸31和限位軸41一端均設有卡槽，并經卡板和螺栓與吊耳板11連接，以提高連接的可靠性。

按上述方法構成的本發明的一種提高特高水頭閘門充水閥密封性的裝置，如圖1－4所示：包括閘門組件10；閘門組件10頂部設有兩塊對稱設置的吊耳板11，吊耳板11兩側焊接有閘門軸承板14；兩塊吊耳板11之間底部的閘門組件10內設有彎管組件50；彎管組件50的頂管口51正上方設有閥體組件20，閥體組件20底部設有水封安裝板22，水封安裝板22的底面設有平面水封組件60和柱塞水封組件70；閥體組件20經吊軸組件30和限位軸組件40與兩塊吊耳板11滑動連接；吊耳板11與閥體組件20之間設有一組滑塊組件80。彎管組件50的頂管口51位于兩塊吊耳板11之間底部閘門組件10的水平腹板12上，彎管組件50的頂管口51為喇叭口，喇叭口外圓設有承壓座板52；彎管組件50的側管口53位于閘門組件10的后面板13上，側管口53外圓設有側管口加強板54，側管口加強板54與閘門組件10上的后面板13焊接；彎管組件50底部設有橫向支撐板55和豎向支撐板56。

如圖5和6所示，平面水封組件60包括P型水封61，P型水封61為矩形框狀，P型水封61經矩形壓板62和螺栓與閥體組件20底部的水封安裝板22底面固定連接；P型水封61的P型頭處設有矩形水封支承座板63；水封安裝板22的底面設有矩形支承環64。柱塞水封組件70包括柱塞水封71，柱塞水封71的形狀為倒著的錐臺狀，柱塞水封71的錐面上設有一組環形溝槽72，柱塞水封71經圓壓板73和螺栓與閥體組件20底部的水封安裝板22底面固定連接；柱塞水封71與水封安裝板22的連接處設有限位環74。

如圖7和8所示，閥體組件20包括閥柱21；閥柱21的形狀為矩形管柱狀；閥柱21底部設有水封安裝板22；閥柱21與水封安裝板22處設有操作缺口28；閥柱21由上至下分別設有吊孔23、長圓吊軸孔24和長圓限位軸孔25；開有吊孔23和長圓吊軸孔24的閥柱板兩側焊接有閥體軸承板26；閥柱21頂端焊接有定位板27。

如圖9所示，一組滑塊組件80包括滑塊盒81，滑塊盒81內設有滑塊82；滑塊82兩端設有滑塊斜面84；滑塊82經螺栓固定在滑塊盒81內；滑塊盒81底面焊接在吊耳板11或閥柱21上；與滑塊82對應的閥柱21或吊耳板11上設有滑塊支承座板83。

如圖10所示，吊軸組件30包括吊軸31，吊軸31一端設有吊軸帽32，另一端設有對稱的吊軸卡槽33；吊軸卡槽33內設有吊軸卡板34，吊軸卡板34經螺栓與閘門軸承板14固定連接。

如圖11所示，限位軸組件40包括限位軸41，限位軸41一端設有限位軸帽42，另一端設有對稱的限位軸卡槽43；限位軸卡槽43內設有限位軸卡板44，限位軸卡板44經螺栓與閘門吊耳板11固定連接。

實施例

本例在閘門組件10頂部對稱設有兩塊吊耳板11，在兩塊吊耳板11之間設有閥體組件20，在閥體組件20正下方設有彎管組件50。閥體組件20與吊耳板11通過吊軸組件30和限位軸組件40連接；吊耳板11兩側面連接有閘門軸承板14；閘門軸承板14對稱焊接于吊耳板11的兩側面，閘門軸承板14為圓形或矩形，矩形的四個角倒角，閘門軸承板14開有與吊耳板11對應的吊孔23；

前述閥體組件20包括閥柱21、閥柱21是由四塊鋼板合圍成的矩形管狀，頂部焊接有定位板27；閥柱21上設有軸向限位的長圓吊軸孔24和長圓限位軸孔25，以及用于起吊的吊孔23；閥柱21底端焊接有水封安裝板22，閥柱21底端設有便于安裝的操作缺口28。水封安裝板22底面安裝有平面水封組件60和柱塞水封組件70；以及矩形支承環64和限位環74。閥柱21開有吊孔23、長圓吊軸孔24和長圓限位軸孔25的兩塊鋼板兩面均焊接有閥體軸承板26。長圓限位軸孔25的長度與閥體的充水行程對應，充水行程為100～600mm。長圓吊軸孔24可滿足閥體組件20在限位軸上下移動距離略大于充水閥充水行程5～50mm。

平面水封組件60由矩形布置的P型水封61構成，P型水封61經矩形壓板62和螺栓與水封安裝板22底面固定；柱塞水封組件70位于彎管組件50的頂管口51的正上方，頂管口51為喇叭口。柱塞水封組件70由柱塞水封71及圓壓板73組成；圓壓板73與水封安裝板22配鉆環形等間距布置的螺栓孔；閥門關閉狀態柱塞水封71位于頂管口51的喇叭口內，并通過螺栓及圓形壓板固定在底板上；柱塞水封71的錐面上設有環形溝槽72，環形溝槽72的間距為50～150mm；頂管口51的喇叭口上部外緣四周設有與P型水封61對應的矩形水封支承座板63；矩形水封支承座板63采用不銹鋼材料，厚度3～5mm；矩形水封支承座板63外圈設有矩形支承環64，主要作用是防止過渡擠壓P型水封61；也可以不用矩形支承環64，而采用兩根板條代替矩形支承環64焊接在矩形水封支承座板63外側的水封安裝板22底面。

彎管組件50的頂管口51上部設有支承閥柱21的的承壓座板52；彎管組件50的側管口53向下傾斜，傾斜角度與水平線成15～75度角；彎管組件50的側管口53設有側管口加強板54加固；彎管組件50在閘門組件10內部設有橫向支撐板55及豎向支撐板56加固；柱塞水封71與頂管口51接觸部位的壓縮量為1～5mm。

閥柱21與吊耳板11之間的軸向限位裝置由滑塊組件80及滑塊支承座板83組成；滑塊組件80可對稱焊接在吊耳板11或閥柱21兩側；滑塊組件80焊接在吊耳板11兩側時，在閥柱21上焊接對應的滑塊支承座板83。滑塊組件80焊接在閥柱21兩側時，在吊耳板11兩側設有對應的滑塊支承座板83；滑塊組件80與滑塊支承座板83的間隙為1～5mm。滑塊支承座板83長度略大于閥柱的充水行程20～100mm；滑塊組件80由滑塊82、滑塊盒81及壓板（滑塊盒一側板可設為活動板，作為壓板可方便更換滑塊）組成；滑塊82采用圓頭高強復合材料制成，滑塊盒81通過焊接固定在吊耳板11或閥柱21的兩側；滑塊82通過螺栓及壓板固定在滑塊盒81上；滑塊盒81及壓板與滑塊82接觸部位上部倒斜角處理。滑塊組件80可對稱每面設有2塊或4塊，滑塊支承座板83的數量及位置與滑塊組件80對應。

吊軸31和限位軸41通過吊軸卡板34和限位軸卡板44固定在吊耳板11上；吊軸卡板34和限位軸卡板44經螺栓與吊耳板11固定。

吊孔23可以是圓孔，也可以是梨形孔。