阅读说明：本技术 采用立式双向旋转闸门的束水冲砂方法 (Water-bundling sand washing method adopting vertical bidirectional rotary gate ) 是由 谢遵党 杨顺群 周伟 岳卫 刘许超 姚雷 刘闽豫 谢腾飞 于 2021-08-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种采用立式双向旋转闸门的束水冲砂方法,所述立式双向旋转闸门包括依次设置有进口段、闸室段和冲砂段的冲砂流道,位于闸室段内的闸门单元,其包括转铰机构、支撑架和挡水面板,所述束水冲砂方法包括：当水流量较大时,将挡水面板转移至闸室段的挡墙内,使水流同时经过全部冲砂槽；当水流量较小时,调整两扇挡水面板之间过流通道的开度和位置,使水流对冲砂槽进行分次冲砂,每次冲砂对应于一个或多个冲砂槽。本发明能够根据过流量调节闸门的位置和开合角度,从而达到减小过流断面、提高水流速度、扰动河床泥沙的目的,使水流按照预定路径将泥沙冲至下游,实现束流冲砂、恢复库容的目的。(The invention discloses a water-binding sand washing method adopting a vertical bidirectional rotary gate, wherein the vertical bidirectional rotary gate comprises a sand washing runner which is sequentially provided with an inlet section, a gate chamber section and a sand washing section, and a gate unit which is positioned in the gate chamber section and comprises a rotary hinge mechanism, a support frame and a water retaining panel, and the water-binding sand washing method comprises the following steps: when the water flow is large, the water retaining panel is transferred into the retaining wall of the lock chamber section, so that the water flow passes through all the sand washing grooves simultaneously; when the water flow is small, the opening and the position of the overflowing channel between the two water retaining panels are adjusted, so that the water flow carries out sand washing on the sand washing grooves in a grading manner, and each sand washing corresponds to one or more sand washing grooves. The invention can adjust the position and the opening and closing angle of the gate according to the overflow, thereby achieving the purposes of reducing the overflow section, improving the water flow speed and disturbing the riverbed silt, leading the water flow to flush the silt to the downstream according to a preset path, and realizing the purposes of beam flow sand flushing and reservoir capacity recovery.)

采用立式双向旋转闸门的束水冲砂方法

技术领域

本发明涉及水利工程技术领域，尤其是涉及一种采用立式双向旋转闸门的束水冲砂方法。

背景技术

我国的许多河流，特别是西北、华北地区的一些河流，含沙量非常高，当修建水库或者拦河坝时，会进一步降低水流速度，导致泥沙等悬浮物质沉积到河床形成淤积，由此对水库库容、生态环境、航运以及水库安全性等产生一系列不利影响。目前多采用汛期腾空库容，降低水库水平面，此时水流对主槽形成冲刷，对水库的淤积有一定的缓解作用，但效果不明显。引水工程及水电站的进口处经常需要布置沉砂池，沉砂池需要定期的冲砂。对于较大规模的沉沙池，往往布置多扇平面闸门或者弧形闸门，投资较高。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种采用立式双向旋转闸门的束水冲砂方法，具体可采取如下技术方案：

本发明所述的采用立式双向旋转闸门的束水冲砂方法，

所述立式双向旋转闸门包括：

冲砂流道，具有底面和设置在其两侧的挡墙，包括依次设置的进口段、闸室段和冲砂段，所述闸室段的挡墙为对称设置的同心弧形结构，所述冲砂段内设置有多个冲砂槽；

闸门单元，位于闸室段内，包括

转铰机构，设置在闸室段的底面圆心处，具有与冲砂流道底面相垂直的转轴；

支撑架，设置有两个，所述支撑架的一端均与所述转轴相连；

挡水面板，设置有两个，分别与两个支撑架的另一端相连，且所述挡水面板为等径设置的弧形面板，两个挡水面板与闸室段的挡墙间距相等；

驱动单元，与所述闸门单元相连，用于改变挡水面板的位置；

所述束水冲砂方法包括：

当水流量较大时，将挡水面板转移至闸室段的挡墙内，使水流同时经过全部冲砂槽；

当水流量较小时，调整两扇挡水面板之间过流通道的开度和位置，使水流对冲砂槽进行分次冲砂，每次冲砂对应于一个或多个冲砂槽。

所述支撑架的底部设置有支承轮，所述支承轮下方的冲砂流道底面上对应设置有预埋轨道。

所述支承轮和预埋轨道均靠近挡水面板一侧设置，所述挡水面板的底部设置有L形水封，所述L形水封的另一端与预埋轨道相贴合。

所述支撑架上还设置有浮箱，所述浮箱靠近挡水面板一侧设置。

所述驱动单元为设置在所述挡墙外侧的液压启闭机，所述液压启闭机的活塞杆延伸至闸室段内与支撑架相连。

所述驱动机构包括设置在所述挡墙外侧的液压马达，所述液压马达上设置的齿轮与挡水面板外侧设置的齿条相互啮合。

所述冲砂槽由设置在冲砂段内的导墙分隔而成。

所述进口段与闸室段相连处为缩口结构，所述冲砂段与闸室段相连处为扩口形的燕尾结构。

本发明提供的采用立式双向旋转闸门的束水冲砂方法，通过设置立式双向旋转闸门，并将闸门下游的流道分隔为多个冲砂槽，根据过流量调节闸门的位置和开合角度，从而达到减小过流断面、提高水流速度、扰动河床泥沙的目的，使水流按照预定路径将泥沙冲至下游，实现束流冲砂、恢复库容的目的，从而降低泥沙沉积对水库库容、生态环境、航运以及水库安全性等产生的不利影响。

附图说明

图1是本发明中立式双向旋转闸门的结构示意图。

图2是图1的A-A向示意图一。

图3是图2的B部放大图。

图4是图1的A-A向示意图二。

图5是图4的C部放大图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明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工作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

本发明所述的采用立式双向旋转闸门的束水冲砂方法，使用如图1-5所示的立式双向旋转闸门，其通常由冲砂流道1、闸门单元和驱动机构组成。

上述冲砂流道1包括混凝土结构的底面和两侧挡墙，依次分为进口段、闸室段和冲砂段。其中，闸室段的挡墙为对称设置的同心弧形结构，受闸门规模的限制，其直径应在满足冲砂要求的前提下尽量小，因此，进口段与闸室段相连处多为缩口结构，而冲砂段与闸室段相连处则为扩口形的燕尾结构，且通常砌有导墙101，将冲砂段分为多个冲砂槽102，用以引导水流在对应的冲砂槽102中流动。

闸门单元位于闸室段内，包括转铰机构210、支撑架220和挡水面板230。上述转铰机构210通常为一个，其上可仅安装一个支撑架220和一个挡水面板230，也可如本实施例所述的在其上同时安装两套支撑架220和挡水面板230。具体地，上述转铰机构210主要由转铰埋件211、转轴212和连接件213组成，转铰埋件211位于闸室段的底面圆心处，其上安装的转轴212垂直于冲砂流道底面，转轴212上安装有两个连接件213，每个连接件213连接一个支撑架220。上述支撑架220均为钢制空间网架结构，长度小于闸室段的半径，挡水面板230即安装在支撑架220的另一端。为了减轻支撑架220的荷重，使支撑架220能够较为轻松地转动，在支撑架220的底部安装有4-10个支承轮221，支承轮221靠近挡水面板230一侧设置，且支承轮221下方的冲砂流道底面上对应安装有预埋轨道222。进一步地，支撑架220上还安装有中空结构的浮箱223，该浮箱223也靠近挡水面板230一侧设置。两个挡水面板230为等径设置的弧形面板，通常情况下，两者的大小、形状相同，且与闸室段的挡墙间距相等（间隔距离为100mm为宜）。此外，挡水面板230的底部安装有橡胶材质的L形水封231，该L形水封231的另一端与预埋轨道222相贴合，起到挡水作用。

驱动单元与闸门单元相连，用于改变挡水面板230的位置，从而改变闸室段和冲砂段之间过流通道的位置和开度，通过束窄过流断面的方式提高水流速，扰动冲砂槽102下部沉积的泥沙，达到冲砂目的。

如图1-3所示，上述驱动单元可为安装在挡墙外侧（也可安装在挡墙顶部）的液压启闭机301，该液压启闭机301的液压缸通过十字铰轴与机架相连，活塞杆则延伸至闸室段内与支撑架220的顶部相连。当液压启闭机301工作时，挡水面板230可绕转轴212顺时针或逆时针转动。

如图4、5所示，上述驱动机构还可以为安装在挡墙顶部（也可安装在挡墙顶部）的液压马达302，液压马达302上安装有齿轮303，其与安装在挡水面板230外侧的齿条304相互啮合。当液压马达302工作时，挡水面板230可绕转轴212顺时针或逆时针转动。

采用上述立式双向旋转闸门进行束水冲砂时，通常应根据水流量调节两个挡水面板230之间的位置和开度，即调节过流通道的位置和大小。具体地，当水流量较大时，将两个挡水面板230分别转移至两侧闸室段的挡墙内，使闸门处于全开状态，此时水流同时经过全部冲砂槽102；当水流量较小时，应使过流通道按照顺时针或逆时针方向顺次移动，对冲砂槽102进行分次冲砂，在每次的冲砂过程中，还应根据具体的水流量，将过流通道的大小调节为一个、二个或三个…冲砂槽102的宽度，以期有效、高效地完成冲砂作业。

需要注意的是，本发明中立式双向旋转闸门的主要功能是水流导向，并非挡水，因此不需要完全的密封；其次，当水流量较大时，即使闸门全开，仍可能不满足过流条件，此时允许冲砂流道挡墙及闸门顶部过流，但是需要将液压启闭机301的泵站部分布置在高处，防止被水淹没。

需要说明的是，在本发明的描述中，诸如“前”、“后”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系的术语是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。