大跨度挡潮工作闸门

技术领域

本申请涉及闸门技术领域，具体而言，涉及一种大跨度挡潮工作闸门。

背景技术

挡潮工作闸门相对传统的闸门，可兼顾挡潮和通航功能，其重要性更高。小跨度的挡潮工作闸门可以考虑使用平面提升闸门或者横拉门，但是对于大跨度(通常定义为超过26米长度)的挡潮闸门，为了满足强度、刚度和稳定性的要求，提升式闸门结构的闸门整体结构将会很笨重，对于闸门启闭设备及水工建筑物的要求更高，不利于闸门的安全运行；横拉门用于强涌潮河口时，河道泥沙含量较高，下部行走台车容易淤积泥沙，经常需要进行清淤，维护保养费用较高。

发明内容

本申请的目的在于提供一种新的安全、稳定的大跨度挡潮工作闸门，维护保养费用较低。

本申请是通过下述技术方案实现的：

本申请提供了一种大跨度挡潮工作闸门，用于强涌潮河口，包括：

闸门本体，包括分体设置的下部门体和上部门体，下部门体用于设置于河底，下部门体的长度方向的两端用于与河口两侧闸墩转动配合，下部门体与河底转动配合，上部门体被配置为设置于下部门体的上方，上部门体与下部门体滑动且密封配合，上部门体能够相对于下部门体沿河口的宽度方向移动；

转动驱动装置，用于驱动下部门体相对于上部门体转动；

泥沙压力感应装置，分别设置于下部门体和上部门体，泥沙压力感应装置用于检测下部门体和上部门体的泥沙淤积情况；

第一淤积泥沙清理装置，设置于上部门体的底部；

第二淤积泥沙清理装置，设置于下部门体的内部；

控制器，用于分别与泥沙压力感应装置、第一淤积泥沙清理装置及第二淤积泥沙清理装置电连接；

上部门体具有开启状态和闭合状态，当上部门体处于开启状态时，上部门体被配置为收纳于河口两侧闸墩中一者的门库内，此时，下部门体与上部门体分离，下部门体能够相对于上部门体转动；当上部门体处于闭合状态时，上部门体的长度方向的两端被配置为卡于河口两侧闸墩的门槽内，上部门体位于下部门体的上方且共同阻挡河口。

根据本申请实施例的大跨度挡潮工作闸门，采用上部门体与下部门体叠合式结构，上部门体为横拉式开启或关闭方式，操作简单，上部门体启闭设备要求低。在无涌潮情况下，上部门体正常启闭，当泥沙压力感应装置感应到泥沙淤积严重的情况下，控制器控制第一淤积泥沙清理装置和第二淤积泥沙清理装置先行将淤积泥沙冲松散，然后上部门体正常运行，当上部门体处于开启状态时，可以通过转动下部门体，将下部门体的淤积泥沙倾倒，以便于上部门体正常闭合。在有涌潮情况下，上部门体处于闭合状态，阀门处于挡潮状态，上部门体卡于河口两侧闸墩的门槽内，对于上部门体的受力较好，有效保护了后方的建筑物。该大跨度挡潮工作闸门，用于强涌潮河口船闸，能够解决强涌潮河口挡潮问题，同时，克服泥沙容易淤积严重的问题，维护保养费用较低。

根据本申请的一些实施例，下部门体包括至少一个工作面，每个工作面设置有用于与上部门体配合的轨道，轨道沿下部门体的长度方向延伸，上部门体被配置为与轨道滑动配合。

在上述方案中，通过在工作面上设置的轨道与上部门体配合，对上部门体的移动进行导向，且保证上部门体相对于下部门体移动灵活稳定。

根据本申请的一些实施例，下部门体包括两个端面和侧面，侧面位于两个端面之间，侧面围绕端面的外周壁设置，侧面与两个端面连接形成中空结构，侧面包括圆弧面和至少一个工作面，圆弧面和所有工作面绕下部门体的周向依次设置，圆弧面被配置为与河底转动配合。

在上述方案中，通过圆弧面与河底转动，以便于实现下部门体与河底的转动灵活，减小下部门体的转动摩擦力。

根据本申请的一些实施例，侧面包括两个工作面，两个工作面沿下部门体的周向相邻设置且两者之间具有夹角。

在上述方案中，两个工作面的设置，具有备用轨道，以提高下部门体的使用寿命，并且相邻的两个工作面轮流与上部门体配合，节省能源消耗，提高工作效率。

根据本申请的一些实施例，夹角为80°-100°。

在上述方案中，夹角的选取，便于在两个工作面之间切换时，倾倒工作面上的淤积泥沙。

根据本申请的一些实施例，夹角为90°。

在上述方案中，相邻的两个工作面垂直设置，使得其中一个平面为水平状态时，另一个工作面为竖直状态，便于倾倒转动前处于水平状态的工作面上的淤积泥沙，同时，转动前处于竖直状态的工作面不利于泥沙淤积，通过第二淤积泥沙清理装置能够轻易清理掉处于竖直状态的工作面上的淤积泥沙，以便于转动后与上部门体配合。

根据本申请的一些实施例，下部门体为中空结构，每个工作面开设有冲沙孔，冲沙孔连通下部门体的内部和外部，第二淤积泥沙清理装置与冲沙孔对应。

在上述方案中，冲沙孔与第二淤积泥沙清理装置对应，以便于第二淤积泥沙清理装置通过冲沙孔将工作面的淤积泥沙冲散。

根据本申请的一些实施例，上部门体的底部设置有下部行走台车，下部行走台车用于与轨道配合，以驱动上部门体沿轨道行走。

在上述方案中，通过下部行走台车与轨道配合，以便于上部门体沿轨道行走，提高了上部门体的移动灵活性。

根据本申请的一些实施例，上部门体的底部设置有轨道清理器，轨道清理器用于在上部门体由开启状态切换至闭合状态时清理轨道的淤积泥沙。

在上述方案中，通过轨道清理器对轨道清理，以便于下部行走台车沿轨道移动，减少下部行走台车移动的阻力。

根据本申请的一些实施例，大跨度挡潮工作闸门还包括至少一个支撑座，每个支撑座用于设置于河底，下部门体开设有与支撑座对应的凹槽，支撑座被配置为插设于对应的凹槽内，支撑座与下部门体可转动地密封配合。

在上述方案中，通过支撑座支撑于下部门体，保证了下部门体的整体刚度及稳定性。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请一实施例提供的大跨度挡潮工作闸门的结构示意图；

图2为本申请一实施例提供的大跨度挡潮工作闸门的上部门体与下部门体的配合示意图；

图3为图1的A-A方向的剖视图(转动前)；

图4为图1的A-A方向的剖视图(转动后)。

图标：100-大跨度挡潮工作闸门；11-上部门体；111-下部行走台车；12-下部门体；121-转轴；122-工作面；123-圆弧面；124-轨道；125-端面；20-闸墩；21-门库；22-门槽；23-限位开关；30-底部基础；40-转动驱动装置；41-转动驱动电机；42-减速机；43-联轴器；50-泥沙压力感应装置；61-第一淤积泥沙清理装置；62-第二淤积泥沙清理装置；70-支撑座；80-齿轮齿条驱动装置；90-河口。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面参考图描述根据本申请一方面实施例的大跨度挡潮工作闸门。

如图1-图4所示，根据本申请实施例的大跨度挡潮工作闸门100，用于强涌潮河口，该大跨度挡潮工作闸门100包括：闸门本体、转动驱动装置40、泥沙压力感应装置50、第一淤积泥沙清理装置61、第二淤积泥沙清理装置62、控制器。

具体而言，闸门本体用于安装于强涌潮河口的基础，例如，如图1所示，河口90的两侧设置有闸墩20，并且河口90的底部(简称河底)设置有底部基础30，闸墩20和底部基础30通常为混凝土建筑物，底部基础30与河口90两侧闸墩20连接。

如图1和图2所示，闸门本体包括分体设置的下部门体12和上部门体11，下部门体12用于设置于河底，并且与河底(底部基础30)转动配合，下部门体12的长度方向的两端用于与河口90两侧闸墩20转动配合，例如，下部门体12的两端通过转轴121与埋设在河口90两侧闸墩20内的轴承连接；上部门体11被配置为设置于下部门体12的上方，上部门体11与下部门体12滑动且密封配合，上部门体11能够相对于下部门体12沿河口90的宽度方向移动。需要指出的是，河口90的宽度方向与下部门体12的长度方向一致，可以理解为，闸门本体的长度方向与河口90的宽度方向一致，本申请中，以图1中的X表示下部门体12的长度方向。转动驱动装置40用于驱动下部门体12相对于下部门体12转动，以为下部门体12的转动提供驱动。上部门体11具有开启状态和闭合状态，当上部门体11处于开启状态时，上部门体11被配置为收纳于河口90两侧闸墩20中一者的门库21内，此时，下部门体12与上部门体11分离，下部门体12能够相对于上部门体11转动；当上部门体11处于闭合状态时，上部门体11的长度方向的两端被配置为卡于河口90两侧闸墩20的门槽22内，上部门体11位于下部门体12的上方且共同阻挡河口90。例如，河口90两侧闸墩20均设置有与上部门体11配合的门槽22，在上部门体11处于闭合状态时，上部门体11的两端均处于门槽22内，可以抵抗较大的涌潮力，以使得上部门体11受到的作用力(如涌潮力)被河口90两侧闸墩20分担，保证闸门本体的安全。河口90两侧闸墩20中一者设置有门库21，门库21的开口朝向另一个闸墩20，以便于上部门体11收纳于门库21内或驶出门库21。设置有门库21的闸墩20上，门库21的开口与门槽22连通。

泥沙压力感应装置50分别设置于下部门体12和上部门体11，泥沙感应装置用于检测下部门体12和上部门体11的泥沙淤积情况。第一淤积泥沙清理装置61设置于上部门体11的底部，第二淤积泥沙清理装置62设置于下部门体12的内部，用于将上部门体11和下部门体12上淤积的泥沙冲撒。控制器用于泥沙压力感应装置50、第一淤积泥沙清理装置61及第二淤积泥沙清理装置62电连接，用于根据泥沙压力感应装置50检测的下部门体12和上部门体11的泥沙淤积情况，控制第一淤积泥沙清理装置61和第二淤积泥沙清理装置62工作。

根据本申请实施例的大跨度挡潮工作闸门100，采用上部门体11与下部门体12叠合式结构，上部门体11为横拉式开启或关闭方式，操作简单，上部门体11启闭设备要求低。在无涌潮情况下，上部门体11正常启闭，当泥沙压力感应装置50感应到泥沙淤积严重的情况下，控制器控制第一淤积泥沙清理装置61和第二淤积泥沙清理装置62先行将淤积泥沙冲松散，然后上部门体11正常运行，当上部门体11处于开启状态时，可以通过转动下部门体12，将下部门体12的淤积泥沙倾倒，以便于上部门体11正常闭合。在有涌潮情况下，上部门体11处于闭合状态，阀门处于挡潮状态，上部门体11卡于河口两侧闸墩20的门槽内，对于上部门体11的受力较好，有效保护了后方的建筑物。该大跨度挡潮工作闸门100，用于强涌潮河口船闸，能够解决强涌潮河口挡潮问题，该闸门能够在泥沙容易淤积严重的环境正常运行，可以满足海船超高通航净高要求，维护保养费用较低。

根据本申请的一些实施例，如图2所示，下部门体12包括至少一个工作面122，每个工作面122设置有用于与上部门体11配合的轨道124，轨道124沿下部门体12的长度方向X延伸，上部门体11被配置为与轨道124滑动配合。通过在工作面122上设置的轨道124与上部门体11配合，对上部门体11的移动进行导向，且保证上部门体11相对于下部门体12移动灵活稳定。需要指出的是，为了保证上部门体11的移动，在门库21的底部也设置有轨道(为了与下部门体12的轨道区分，门库21的底部的轨道定义为第二轨道)，第二轨道与工作面122上的轨道124对应，同理，在未设置门库21的闸墩20的门槽22的底部也设置有轨道(为了与下部门体12的轨道区分，此处的轨道定义为第三轨道)，第三轨道与工作面122上的轨道124对应。

当需要通航船舶时，上部门体11由闭合状态向开启状态切换，上部门体11先沿工作面122上的轨道124移动至与门库21的第二轨道，在移动过程中，上部门体11逐步与第三轨道脱离，随着上部门体11的移动，上部门体11与工作面122上的轨道124完全脱离，上部门体11位于门库21内部，此时，上部门体11处于开启状态。

根据本申请的一些实施例，如图1和图2所示，下部门体12包括两个端面125和侧面，两个端面125位于下部门体12的长度方向X相对的两端，侧面位于两个端面125之间，侧面围绕端面125的外周壁设置，侧面与两个端面125连接形成中空结构；侧面包括圆弧面123和至少一个工作面122，圆弧面123和所有工作面122绕下部门体12的周向依次设置，圆弧面123被配置为与河底转动配合。需要指出的是，当侧面包括一个工作面122时，沿下部门体12的周向，圆弧面123连接工作面122的两端；当侧面包括多个工作面122时，沿下部门体12的周向，多个工作面122依次连接，圆弧面123的两端分别连接两个工作面122。通过圆弧面123与河底转动，以便于实现下部门体12与河底的转动灵活，减小下部门体12与底部基础30之间的转动摩擦力。

可以理解为，河底的底部基础30设置有弧形门槽，弧形门槽与下部门体12的圆弧面123匹配。

根据本申请的一些实施例，如图2所示，侧面包括两个工作面122，两个工作面122沿下部门体12的周向相邻设置，并且两者之间具有夹角。两个工作面122的设置，使得下部门体12具有备用轨道，以提高下部门体12的使用寿命，并且相邻的两个工作面122轮流与上部门体11配合，避免只有一个工作面122时往复转动下部门体12，节省能源消耗，提高工作效率。例如，在下部门体12相对于上部门体11转动后，一个工作面122处于倾斜状态，便于倾倒其上的淤积泥沙，另一个工作面122转动至水平状态以与上部门体11配合。

根据本申请的一些实施例，夹角为80°-100°。夹角的选取，便于在两个工作面122之间切换时，倾倒工作面122上的淤积泥沙。

可选地，夹角为90°，也即两个工作面122垂直设置，如图3和图4所示，当其中一个工作面122处于水平状态时，另一个工作面122处于竖直状态。此种角度选取，便于倾倒转动前处于水平状态的工作面122上的淤积泥沙，同时，转动前处于竖直状态的工作面122不利于泥沙淤积，通过第二淤积泥沙清理装置62能够轻易清理掉处于竖直状态的工作面122上的淤积泥沙，以便于转动后与上部门体11配合。

根据本申请的一些实施例，下部门体12为中空结构，每个工作面122开设有冲沙孔，冲沙孔连通下部门体12的内部和外部，第二淤积泥沙清理装置62位于下部门体12且与冲沙孔对应。冲沙孔与第二淤积泥沙清理装置62对应，以便于第二淤积泥沙清理装置62通过冲沙孔将工作面122的淤积泥沙冲散。

例如，每个淤积泥沙清理装置(第一淤积泥沙清理装置61和第二淤积泥沙清理装置62的统称)均包括泥沙冲排管道、气泵，气泵与控制器电连接。当气泵接收到控制器发出的工作指令后，气泵工作，气泵的出气口将高压气体经由泥沙冲排管道排出，以冲散位于下部门体12和上部门体11的淤积泥沙。

第二淤积泥沙清理装置62中，泥沙冲排管道的一端与气泵的出气口连接，泥沙冲排管道的另一端与冲沙孔对应。当气泵接收到控制器发出的工作指令后，气泵工作，气泵的出气口将高压气体经由泥沙冲排管道输送至冲沙孔排出下部门体12，进而冲散工作面122的淤积泥沙。需要指出的是，淤积泥沙清理装置还可以采用其他的驱动装置，例如高压水泵等。

第一淤积泥沙清理装置61中，泥沙冲排管道的一端与气泵的出气口连接，泥沙冲排管道的另一端设置有喷嘴，喷嘴朝向下部门体12的面向上部门体11的工作面122设置，以便于在气泵工作时，冲散位于该工作面122的淤积泥沙。

根据本申请的一些实施例，如图1所示，转动驱动装置40包括转动驱动电机41、减速机42、联轴器43，转动驱动电机41设置于闸墩20的内部安装腔内，减速机42的一端连接于转动驱动电机41的输出端，减速机42的另一端连接联轴器43，位于下部门体12的长度方向X的端部的转轴121与联轴器43连接，通过转动驱动电机41工作，驱动下部门体12转动。需要指出的是，转动驱动装置40设置有两个，两个转动驱动装置40设置于下部门体12的长度方向X的两端，以保证下部门体12转动稳定。

根据本申请的一些实施例，如图2所示，上部门体11的底部设置有下部行走台车111，下部行走台车111用于与轨道124配合，以驱动上部门体11沿轨道124行走。下部行走台车111的结构请参照现有技术中行走台车，本申请不作详细介绍。通过下部行走台车111与轨道124配合，以便于上部门体11沿轨道124行走，提高了上部门体11的移动灵活性。当上部门体11进入门库21后，下部行走台车111与设置于门库21的第二轨道配合，并在第二轨道上行走；同理，当上部门体11进入未设置门库21的闸墩20的门槽22内时，下部行走台车111与第三轨道配合。

根据本申请的一些实施例，上部门体11的顶部设置有上部行走台车，沿上部门体11的长度方向，上部行走台车设置于上部门体11的靠近门库21一端，上部门体11的驱动装置采用齿轮齿条驱动装置80。齿轮齿条驱动装置80设置于门库21顶部，齿轮齿条驱动装置80包括驱动电机、齿轮及齿条，例如，驱动电机安装于门库21顶部，齿轮安装于驱动电机的输出端，齿条安装于上部门体11的顶部，齿轮与齿条啮合，驱动电机与控制器电连接，控制器能够控制驱动电机工作，以使驱动电机驱动齿轮转动，从而驱动上部门体11相对于门库移动。为了保证上部门体11移动稳定，齿轮齿条驱动装置80设置有两个，两个齿轮齿条驱动装置80分布于上部门体11的厚度方向Y的两侧。

根据本申请的一些实施例，如图1所示，未设置门库的闸墩20设置有限位开关23，限位开关23与控制器电连接，当上部门体11移动进入未设置门库的闸墩20的门槽内时，当上部门体11接触到限位开关23后，限位开关23发送停止信号至控制器，控制器根据限位开关23的停止信号控制驱动电机停止工作，以使上部门体11停止移动。

根据本申请的一些实施例，上部门体11的底部设置有轨道清理器，轨道清理器用于在上部门体11由开启状态切换至闭合状态时清理轨道124的淤积泥沙。通过轨道清理器对轨道124清理，以便于下部行走台车111沿轨道124移动，减少下部行走台车111移动的阻力。

例如，轨道清理器包括清理毛刷，清理毛刷设置于上部门体11的长度方向的端部，并且清理毛刷与轨道124对应，在上部门体11相对于下部门体12移动时，清理毛刷能够将轨道124上淤积泥沙清除。

根据本申请的一些实施例，该大跨度挡潮工作闸门100还包括至少一个支撑座70，每个支撑座70用于设置于河底(底部基础30)，下部门体12开设有与支撑座70对应的凹槽，支撑座70被配置为插设于对应的凹槽内，支撑座70与下部门体12可转动地密封配合。凹槽内设置有支撑轴，支撑座70支撑于支撑轴且与支撑轴转动配合。

当大跨度挡潮工作闸门100只设置一个支撑座70时，在下部门体12的长度方向X上，支撑座70设置于下部门体12的中部，以保证下部门体12的整体稳定性。当大跨度挡潮工作闸门100设置有多个支撑座70时，在下部门体12的长度方向X上，多个支撑座70沿闸门本体的中心线对称分布，以使下部门体12受力平衡。

泥沙压力感应装置50包括压力传感器，压力传感器分别设置于上部门体11的下端和下部门体12的工作面122，用于检测上部门体11和下部门体12的泥沙淤积情况。泥沙压力感应装置50的结构可以参照现有技术中的泥沙压力感应设备，本申请实施例不作详细介绍。

控制器可以为PLC控制器，被配置为与各驱动部件(电控部件)电连接，用于控制各驱动部件工作。控制器与外部控制系统通信连接，以便于接收外部控制系统的控制信号。需要指出的是，本申请的控制器及其他电气元件的控制原理，可以参照现有技术的电气元件的控制原理，本申请不作详细介绍。

根据本申请的一些实施例，本申请中的用电部件均与外部电源电连接，以保证各用电部件的正常运行。外部电源可以在河口90的闸墩20设置电源接口，以便于接通电源。

根据本申请的一些实施例，本申请的闸门本体的跨度大于30m，且大于河口跨度，以适用于大跨度河口。

根据本申请实施例的大跨度挡潮工作闸门100的工作原理为：

在无涌潮情况下，大跨度挡潮工作闸门100正常启闭，当泥沙压力感应装置50感应到泥沙淤积严重的情况下，下部门体12会通过开启第二淤积泥沙清理装置62先行将淤积泥沙冲散，然后再转动下部门体12，将工作面122上的淤积泥沙倾倒，以便于上部门体11正常运行；在有涌潮情况下，大跨度挡潮工作闸门100处于闭门挡潮状态，上部门体11处于闭合状态，上部门体11的两端卡在河口两侧闸墩20的门槽内。

通过第一淤积泥沙清理装置61和第二淤积泥沙清理装置62先将淤积泥沙冲散，然后再通过转动下部门体12，将下部门体12上的泥沙倾倒，以便于上部门体11相对于下部门体12正常移动，减少移动阻力。该大跨度挡潮工作闸门100用于解决大跨度的强涌潮河口挡潮问题，克服泥沙容易淤积严重的问题。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。