基本信息
- 项目名称：
- 叉梯式景观闸门
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 叉梯式景观闸门主要由平板钢闸门、闸门与闸底板连接处的橡胶止水、闸门支铰、门后支架、滚轮、滚轮轨道 、电磁销钉、卷扬机等构成，平板钢闸门通过闸门支铰与底板内预埋件连接，平板钢闸门与门后支架通过合页连接，门后支架上部做成曲面状，使其成为溢流面。平板钢闸门迎水一侧装有充气气囊，可避免冬季水面结冰使得闸门因受挤压而产生变形，门后支架上嵌有景观石来达到美观的效果。
- 详细介绍：
- 整套系统主要由平板钢闸门、门后支架、闸门支铰、与卷扬机连通的启闭装置、止水、门间连环扣件、滚轮以及滚轮轨道等构成。其中启闭装置包括卷扬机、门后支架；止水包括侧向止水与底部止水。平板钢闸门由钢面板与轻型型钢梁格系统焊接而成；相邻闸门以止水带和连环扣件连接，可以多门一联，联间以闸墩分隔，每联两侧的闸门与闸墩的接触部分安装橡胶止水带；闸门支铰与底板内预埋件相连；平板钢闸门与门后支架以合页连接；门后支架通过滚轮卡在工字型轨道上。钢丝绳一端与卷扬机相连，另一端固定在门后支架下侧的中心位置，卷扬机提供原动力拉动钢丝绳，钢丝绳则带动门后支架水平移动，控制平板闸门的起与卧，从而完成水闸的启闭过程。 叉梯式景观闸门具体是通过以下方式得以实现其启闭过程的：平板钢闸门底部通过支铰与预埋件连接，在平板钢闸门迎水一侧下端装有橡胶止水带连接闸门和底板，平板钢闸门和门后支架通过活页连接，门后支架下侧两端装有滚轮，滚轮在工字型轨道上滚动，在平板钢闸门和门后支架下方有安装卷扬机的凹槽及卷扬机，其中卷扬机固定在凹槽的侧壁上，钢丝绳另一端固定在门后支架下侧的中心位置，在门后支架闸底板位置安装有电磁销钉。当需放平闸门或降低闸门挡水高度时，把电磁销钉吸下，卷扬机缓慢放开钢丝绳，这时闸门在上游水压力和闸门自身重力的作用下缓慢降低高度；当需提升闸门高度时，则靠卷扬机的拉动完成其提升过程。当闸门完全直立时关闭电机并把电磁销钉弹出，以降低卷扬机和钢丝绳所受的拉力。在平板钢闸门迎水一侧装有充气气囊，避免冬季结冰期冰直接作用在平板钢闸门上使闸门受挤压而变形。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 该作品设计、发明的目的：提出一种新型闸门装置，该装置可节约投资，提高过流能力，避免闸门的拍振，且可灵活启闭，经济实用，平板钢闸门迎水一侧装有充气气囊，避免在冬季河水结冰时，由于冰对闸门的挤压而使闸门变形。 基本思路：巧妙运用三角形原理，通过门后支架的水平滑动完成闸门 的启闭及任意高度的溢流功能。 创新点：采用三角形原理，即所谓的叉梯式结构，稳定性好，型式新 颖；避免了普通翻板闸门翻倒时的阻水和拍振问题；平板钢闸门迎水 一侧装有充气气囊避免了冬季水面结冰对闸门的挤压影响；门后支架 上嵌有景观石，美观大方，易与周边自然环境相协调，优于目前广泛 采用的橡胶坝。 技术关键： 1）挡水面板与闸底板的连接以及闸门启闭的自动控制； 2）预埋件的深度及刚度； 3）所选电机的功率； 4）所选滚轮的大小尺寸及工字型钢的型号选材。 主要技术指标为： 1）闸门经济高度及厚度； 2）对应于不同高度闸门的结构布置及型钢型号尺寸； 3）溢流面的弧度以及其倾斜角度。
科学性、先进性
- 运用三角形原理为支撑和启闭机构，与普通闸门的传动执行元件相比，在伸缩性方面具有无法比拟的优势，可最大限度地缩小启闭装置所占空间，有效缩短了底板的衬砌量或闸下溢流堰的工程量。挡水面板与闸底板的连接以及闸门启闭的自动控制与传统闸门相比止水性能和可操作性均有显著提高。同时溢流面嵌有景观石，美观大方，易与周边自然环境相协调，在当今人与自然和谐发展的时代主题下必将成为一道亮丽的风景线。 该发明对于降低工程造价，提高运行的灵活性和过流能力具有显著效果，和目前国内外同类技术相比具有突出的实质性特点和显著的进步。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 模型、现场演示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 本发明整体形式采用三角形原理为支撑来完成水闸的启闭及任意高度的泄流功能，综合了水流机械、结构、景观美学、电工与自动控制多方面知识，具有较高的技术水平。同时具有结构形式好、操作运行灵活、与周边环境相协调，美观经济的特点，可广泛使用于河渠蓄水、灌溉、发电、引水及景观工程，应用推广前景广阔。相比传统闸门，该新型闸门具有美观实用、启闭灵活方便、挡水性能好、节省材料等诸多优点，加之我国对水利基础设施建设投入的增加，该闸门一经推出必将拥有较高的市场竞争力，经济效益可观。
同类课题研究水平概述
- 当前国内对闸门的研究涉及各个方面，其中有：无中墩可倒伏钢闸门（专利申请号: 200810014314.1）将闸门通过活页连接在闸底板上，以液压装置推拉支撑架来启闭闸门，但由于支撑架不能伸缩，且液压启闭的传动执行元件伸缩度有限，闸门平卧时，整个装置所占的长度较长，使得底板的混凝土工程量较大，若底板为高出河（渠）底的堰，则工程量更大。另外，闸门自平卧状态向上翻起时，由于力臂很小，不得不采用较大的启门力。又如：橡胶坝钢闸门（专利申请号:200520087469.X）采用钢闸门下设橡胶坝的形式，靠橡胶坝的充放水来启闭闸门，但由于橡胶坝坝体靠近闸门与底板的连接处，故其作用力臂较小，坝体压力大，且橡胶坝用材较多，充盈坝体所需水量多，充排水时间较长，不利快速启闭。 钢结构水力自控翻板闸门（专利申请号：201010241022）一种钢结构水力自控翻板闸门，钢面板的背面两侧分别连有支腿，每个支腿上设有连杆连接，支腿的顶端设有吊环或孔，钢面板的两侧和底端分别设有止水带，钢面板和支腿内设有填充物配重。本发明的技术效果是：具有抗压、抗冲撞、自身强度好，使用寿命长，维护成本轻等特点。
