阅读说明：本技术 一种水库闸门快速切割开窗装置及其开窗方法 (Reservoir gate rapid cutting and windowing device and windowing method thereof ) 是由 王义锋 潘洪月 李华 姚汉光 宛良朋 吴方旻 李凯 汪长栓 高强 张荣生 于 2019-09-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种水库闸门快速切割开窗装置及其开窗方法,该水库闸门快速切割开窗装置包括切割器、起爆装置和磁性固定装置,起爆装置和磁性固定装置均安装在切割器上。该水库闸门快速切割开窗装置通过磁性固定装置吸附在闸门钢板上,切割器被起爆装置起爆后,产生聚能金属射流切穿闸门钢板,实现对水库闸门进行快速开窗,以便将闸门外面的水由导流洞导流,使得闸门内外水压平衡,被卡住的闸门可顺利提起,此切割开窗装置可有效解决老旧水库闸门不能正常提起的问题,大大降低了施工难度及施工周期,同时可避免人员、机械设备操作的安全隐患,实现快速对水库闸门进行切割开窗的目的。(The invention discloses a rapid cutting and windowing device for a reservoir gate and a windowing method thereof. This reservoir gate fly-cutting windowing facility passes through magnetism fixing device and adsorbs on the gate steel sheet, the cutterbar is detonating back by priming device, it can the metal jet to cut through the gate steel sheet to produce to gather, realize windowing fast to the reservoir gate, so that with the water of gate outside by the diversion tunnel water conservancy diversion, make the inside and outside water pressure balance of gate, the gate that is stuck can be mentioned smoothly, this cutting windowing facility can effectively solve the problem that old and old reservoir gate can not normally be mentioned, greatly reduced the construction degree of difficulty and construction cycle, can avoid personnel simultaneously, the potential safety hazard of mechanical equipment operation, realize cutting the mesh of windowing to the reservoir gate fast.)

一种水库闸门快速切割开窗装置及其开窗方法

技术领域

本发明属于水库闸门事故处理技术领域，具体涉及一种水库闸门快速切割开窗装置及其开窗方法。

背景技术

随着国内外水库的大量建设，一些老旧水库改造、维修施工也越来越多，通常改造及维修之前需将水库闸门提起，放掉水库中的水。而往往有时候因为水库老旧的原因，一些闸门无法正常提起，此时就需要在预留的导流洞一端对闸门进行切割开窗，将水库中的水通过导流洞导出。现有常规人力及机械式的切割方法无法进行，因为一旦对闸门切割开窗，水库中的水就会很快流向导流洞，人员及机械设备是无法快速撤离的，存在人员、机械设备操作的安全隐患。

发明内容

本发明目的在于解决现有技术中存在的上述不足，提供一种水库闸门快速切割开窗装置及其开窗方法，该水库闸门快速切割开窗装置通过磁性固定装置吸附在闸门钢板上，切割器被起爆装置起爆后，产生聚能金属射流切穿闸门钢板，实现对水库闸门进行快速开窗，以便将闸门外面的水由导流洞导流，使得闸门内外水压平衡，被卡住的闸门可顺利提起，此切割开窗装置可有效解决老旧水库闸门不能正常提起的问题，大大降低了施工难度及施工周期，同时可避免人员、机械设备操作的安全隐患，实现快速对水库闸门进行切割开窗的目的。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种水库闸门快速切割开窗装置，其特征在于：包括切割器、起爆装置和磁性固定装置，起爆装置和磁性固定装置均安装在切割器上，该水库闸门快速切割开窗装置通过磁性固定装置吸附在闸门钢板上，切割器被起爆装置起爆后，产生聚能金属射流切穿闸门钢板，实现对水库闸门进行快速开窗，以便将闸门外面的水由导流洞导流，使得闸门内外水压平衡，被卡住的闸门可顺利提起，此切割开窗装置可有效解决老旧水库闸门不能正常提起的问题，大大降低了施工难度及施工周期，同时可避免人员、机械设备操作的安全隐患，实现快速对水库闸门进行切割开窗的目的。

进一步，切割器包括切割器壳体、主装药、螺纹密封接头和起爆药。切割器壳体为一个整体制作好的四方金属框。切割器壳体设有预留孔，预留孔用于连接螺纹密封接头，螺纹密封接头用于连接起爆装置，且能使得切割器与起爆装置密封。主装药设于切割器壳体的内部，起爆药设于螺纹密封接头的内部，一般情况下起爆药的上端面和螺纹密封接头的上端面相平，起爆药和主装药相互贴合，确保主装药能够被起爆。

进一步，切割器壳体的内部焊接有金属药型罩，金属药型罩由纯紫铜板制作，壁厚为1.5mm-2mm，具有良好的机械性能，耐蚀，且价格便宜的特点。金属药型罩的空穴朝下设置，金属药型罩和切割器壳体的底部留有设定的炸高，主装药装填在切割器壳体和金属药型罩的空腔内，便于起爆药与主装药相贴合，可确保主装药能够被快速起爆。

进一步，切割器壳体的底部设有密封底板，可在水下工作时起到防水承压的作用。

进一步，起爆装置包括金属壳体、安全同步***、金属片、快速接线插针、双公接头、起爆连接线和提篮接头，金属壳体固定在切割器上。安全同步***装在金属壳体内，在具体设计过程中，起爆装置中设置有两发安全同步***，可实现切割同步，避免爆轰波干扰。安全同步***一端脚线与快速接线插针连接，另一端脚线通过金属片压在金属壳体上，组成一个起爆回路。快速接线插针固定在双公接头内后，一并与金属壳体螺纹密封连接，起爆连接线的下端连接在快速接线插针上，起爆连接线的上端缠绕在提篮接头上，提篮接头与双公接头固定连接，一般情况下，在提篮接头的空腔内注满硅脂，实现防水的目的。

进一步，磁性固定装置包括磁铁、磁铁保护套及螺栓，磁铁装在磁铁保护套内，切割器设有安装座，采用螺栓将磁铁保护套固定在安装座上。设置磁铁保护套，可避免因整个水库闸门快速切割开窗装置布错位置，导致磁铁吸附在闸门钢板上不能取下整个水库闸门快速切割开窗装置的问题。

进一步，还包括防护装置，防护装置固定在闸门钢板上，防护装置中设有调整装置，调整装置和切割器壳体固定连接。防护装置用于减弱该水库闸门快速切割开窗装置起爆后的影响，调整装置用于调整整个水库闸门快速切割开窗装置的安装位置，使水库闸门快速切割开窗装置快速、精准地安装在闸门钢板的切割开窗位置处，且对水库闸门快速切割开窗装置起到支撑作用，增加安装稳定性，减小外部因素影响。

进一步，防护装置包括外部防护钢板和支撑杆，支撑杆的螺纹端部螺纹连接在外部防护钢板的螺纹孔中，可调整外部防护钢板和闸门钢板之间的距离，支撑杆的端部焊接有磁性固定板，磁性固定板吸附在闸门钢板上。调整装置包括滑移板和顶推杆，顶推杆穿过滑移板，外部防护钢板设有滑移轨道，滑移板上下滑动在滑移轨道上，滑移板设有固定螺栓，固定螺栓紧固在滑移轨道的侧面上，外部防护钢板设有长条孔，顶推杆穿过长条孔，可调整水库闸门快速切割开窗装置的竖向安装位置。顶推杆的端部设有安装杆，切割器壳体的中间区域设有安装底板，安装底板设于安装杆上，安装杆设有固定螺母，固定螺母拧紧在安装底板上，便于快速将调整装置和水库闸门快速切割开窗装置进行固定连接。

进一步，外部防护钢板的顶部和底部均焊接有倾斜钢板，倾斜钢板向切割器倾斜，也可在外部防护钢板的左右两侧均焊接该倾斜钢板，使得外部防护钢板对水库闸门快速切割开窗装置形成包裹状态，进一步减弱该水库闸门快速切割开窗装置起爆后的影响，发挥外部防护钢板的良好防护性能。

一种水库闸门快速切割开窗装置的开窗方法，其特征在于包括如下步骤：

a、在水库闸门快速切割开窗装置的切割器壳体的中间区域焊接安装底板，用于调整装置和水库闸门快速切割开窗装置的固定连接。

b、将水库闸门快速切割开窗装置的安装底板设置到顶推杆端部的安装杆上，再在安装杆上拧入固定螺母，并将固定螺母拧紧在安装底板上，可快速将调整装置和水库闸门快速切割开窗装置固定连接。

c、在闸门钢板上标记出切割开窗位置，作为后期安装水库闸门快速切割开窗装置的参考。

d、将支撑杆的螺纹端部在外部防护钢板的螺纹孔中螺纹拧动，调整外部防护钢板和支撑杆端部的磁性固定板之间的距离，同时将不同支撑杆端部的磁性固定板调整到同一平面，可适当调整外部防护钢板和闸门钢板之间的距离，适用于不同长度的起爆装置的安装。

e、根据切割开窗位置，水平调整外部防护钢板的位置，再将支撑杆端部的磁性固定板吸附在闸门钢板上，确定水库闸门快速切割开窗装置的水平安装位置。

f、将滑移板在外部防护钢板的滑移轨道处上下滑动，竖向调整水库闸门快速切割开窗装置的位置，调整完成后，将滑移板上的固定螺栓拧紧在滑移轨道的侧面上，确定水库闸门快速切割开窗装置的竖向安装位置。然后推动顶推杆，水库闸门快速切割开窗装置通过磁性固定装置固定在闸门钢板的切割开窗位置处，通过事先调整水库闸门快速切割开窗装置的安装位置，使得水库闸门快速切割开窗装置快速、精准安装在切割开窗位置处，可避免因整个水库闸门快速切割开窗装置布错位置而反复进行安装。

g、人员及机械设备快速撤离后，切割器被起爆装置起爆后，产生聚能金属射流切穿闸门钢板，实现对水库闸门进行快速开窗，然后将闸门钢板外面的水由导流洞导流，使得闸门钢板内外水压平衡，提起被卡住的闸门。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

1、本发明的水库闸门快速切割开窗装置通过磁性固定装置吸附在闸门钢板上，切割器被起爆装置起爆后，产生聚能金属射流切穿闸门钢板，实现了远程、精准及快速对水库闸门进行切割开窗的需求，以便将闸门外面的水由导流洞导流，使得闸门内外水压平衡，被卡住的闸门可顺利提起，此切割开窗装置可有效解决老旧水库闸门不能正常提起的问题，大大降低了施工难度及施工周期，同时可避免人员、机械设备操作的安全隐患，实现快速对水库闸门进行切割开窗的目的。

2、本发明增设防护装置，防护装置固定在闸门钢板上，防护装置中设有调整装置，调整装置和切割器壳体固定连接。防护装置用于减弱该水库闸门快速切割开窗装置起爆后的影响，调整装置用于调整整个水库闸门快速切割开窗装置的安装位置，使水库闸门快速切割开窗装置快速、精准地安装在闸门钢板的切割开窗位置处，且对水库闸门快速切割开窗装置起到支撑作用，增加安装稳定性，减小外部因素影响。防护装置具体设计为：包括外部防护钢板和支撑杆，支撑杆的螺纹端部螺纹连接在外部防护钢板的螺纹孔中，可调整外部防护钢板和闸门钢板之间的距离，支撑杆的端部焊接有磁性固定板，磁性固定板吸附在闸门钢板上。调整装置包括滑移板和顶推杆，顶推杆穿过滑移板，外部防护钢板设有滑移轨道，滑移板上下滑动在滑移轨道上，滑移板设有固定螺栓，固定螺栓紧固在滑移轨道的侧面上，外部防护钢板设有长条孔，顶推杆穿过长条孔，可调整水库闸门快速切割开窗装置的竖向安装位置。顶推杆的端部设有安装杆，切割器壳体的中间区域设有安装底板，安装底板设于安装杆上，安装杆设有固定螺母，固定螺母拧紧在安装底板上，便于快速将调整装置和水库闸门快速切割开窗装置进行固定连接。

3、本发明在开窗方法中，先快速将调整装置和水库闸门快速切割开窗装置固定连接。通过水平调整防护装置的安装位置，来确定水库闸门快速切割开窗装置的水平安装位置；通过调整装置在防护装置中竖向调整，确定水库闸门快速切割开窗装置的竖向安装位置，使得水库闸门快速切割开窗装置快速、精准安装在切割开窗位置处，可避免因整个水库闸门快速切割开窗装置布错位置而反复进行安装。当人员及机械设备快速撤离后，切割器被起爆装置起爆后，产生聚能金属射流切穿闸门钢板，实现对水库闸门进行快速开窗，然后将闸门钢板外面的水由导流洞导流，使得闸门钢板内外水压平衡，提起被卡住的闸门，防护装置用于减弱该水库闸门快速切割开窗装置起爆后的影响，提高安全性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明中一种水库闸门快速切割开窗装置的结构示意图；

图2为本发明中切割器的内部结构示意图；

图3为本发明中切割器壳体的结构示意图；

图4为本发明中金属药型罩的结构示意图；

图5为本发明中起爆装置的内部结构示意图；

图6为本发明中磁性固定装置的结构示意图；

图7为本发明中防护装置、调整装置和切割器壳体相互连接的结构示意图；

图8为本发明中防护装置和调整装置连接的结构示意图；

图9为本发明中外部防护钢板的结构示意图；

图10为本发明中滑移板的结构示意图；

图11为本发明中顶推杆的结构示意图；

图12为本发明中支撑杆的结构示意图。

图中，1：切割器；1-1：切割器壳体；1-2：金属药型罩；1-3：主装药；1-4：螺纹密封接头；1-5：起爆药；1-6：密封底板；1-7：安装座；1-8：安装底板。

2：起爆装置；2-1：金属壳体；2-2：安全同步***；2-3：金属片；2-4：快速接线插针；2-5：双公接头；2-6：起爆连接线；2-7：提篮接头。

3：磁性固定装置；3-1：磁铁；3-2：磁铁保护套；3-3：螺栓。

4：防护装置；4-1：外部防护钢板；4-2：支撑杆；4-3：螺纹端部；4-4：螺纹孔；4-5：磁性固定板；4-6：滑移轨道；4-7：长条孔；4-8：倾斜钢板。

5：调整装置；5-1：滑移板；5-2：顶推杆；5-3：固定螺栓；5-4：安装杆；5-5：固定螺母。

具体实施方式

如图1至图12所示，为本发明中一种水库闸门快速切割开窗装置，包括切割器1、起爆装置2和磁性固定装置3，起爆装置2和磁性固定装置3均安装在切割器1上，该水库闸门快速切割开窗装置通过磁性固定装置3吸附在闸门钢板上，切割器1被起爆装置2起爆后，产生聚能金属射流切穿闸门钢板，实现对水库闸门进行快速开窗，以便将闸门外面的水由导流洞导流，使得闸门内外水压平衡，被卡住的闸门可顺利提起，此切割开窗装置可有效解决老旧水库闸门不能正常提起的问题，大大降低了施工难度及施工周期，同时可避免人员、机械设备操作的安全隐患，实现快速对水库闸门进行切割开窗的目的。

切割器1包括切割器壳体1-1、主装药1-3、螺纹密封接头1-4和起爆药1-5。切割器壳体1-1为一个整体制作好的四方金属框。切割器壳体1-1设有预留孔，预留孔用于连接螺纹密封接头1-4，螺纹密封接头1-4用于连接起爆装置2，且能使得切割器1与起爆装置2密封。主装药1-3设于切割器壳体1-1的内部，起爆药1-5设于螺纹密封接头1-4的内部，一般情况下起爆药1-5的上端面和螺纹密封接头1-4的上端面相平，起爆药1-5和主装药1-3相互贴合，确保主装药1-3能够被起爆。切割器壳体1-1的内部焊接有金属药型罩1-2，金属药型罩1-2由纯紫铜板制作，壁厚为1.5mm-2mm，具有良好的机械性能，耐蚀，且价格便宜的特点。金属药型罩1-2的空穴朝下设置，金属药型罩1-2和切割器壳体1-1的底部留有设定的炸高，主装药1-3装填在切割器壳体1-1和金属药型罩1-2的空腔内，便于起爆药1-5与主装药1-3相贴合，可确保主装药1-3能够被快速起爆。切割器壳体1-1的底部设有密封底板1-6，可在水下工作时起到防水承压的作用。

起爆装置2包括金属壳体2-1、安全同步***2-2、金属片2-3、快速接线插针2-4、双公接头2-5、起爆连接线2-6和提篮接头2-7，金属壳体2-1固定在切割器1上。安全同步***2-2装在金属壳体2-1内，在具体设计过程中，起爆装置2中设置有两发安全同步***2-2，可实现切割同步，避免爆轰波干扰。安全同步***2-2一端脚线与快速接线插针2-4连接，另一端脚线通过金属片2-3压在金属壳体2-1上，组成一个起爆回路。快速接线插针2-4固定在双公接头2-5内后，一并与金属壳体2-1螺纹密封连接，起爆连接线2-6的下端连接在快速接线插针2-4上，起爆连接线2-6的上端缠绕在提篮接头2-7上，提篮接头2-7与双公接头2-5固定连接，一般情况下，在提篮接头2-7的空腔内注满硅脂，实现防水的目的。

磁性固定装置3包括磁铁3-1、磁铁保护套3-2及螺栓3-3，磁铁3-1装在磁铁保护套3-2内。切割器1设有安装座1-7，采用螺栓3-3将磁铁保护套3-2固定在安装座1-7上。设置磁铁保护套3-2，可避免因整个水库闸门快速切割开窗装置布错位置，导致磁铁3-1吸附在闸门钢板上不能取下整个水库闸门快速切割开窗装置的问题。

该水库闸门快速切割开窗装置还包括防护装置4，防护装置4固定在闸门钢板上。防护装置4中设有调整装置5，调整装置5和切割器壳体1-1固定连接。防护装置4用于减弱该水库闸门快速切割开窗装置起爆后的影响，调整装置5用于调整整个水库闸门快速切割开窗装置的安装位置，使水库闸门快速切割开窗装置快速、精准地安装在闸门钢板的切割开窗位置处，且对水库闸门快速切割开窗装置起到支撑作用，增加安装稳定性，减小外部因素影响。

防护装置4包括外部防护钢板4-1和支撑杆4-2，支撑杆4-2的螺纹端部4-3螺纹连接在外部防护钢板4-1的螺纹孔4-4中，可调整外部防护钢板4-1和闸门钢板之间的距离。支撑杆4-2的端部焊接有磁性固定板4-5，磁性固定板4-5吸附在闸门钢板上。调整装置5包括滑移板5-1和顶推杆5-2，顶推杆5-2穿过滑移板5-1，外部防护钢板4-1设有滑移轨道4-6，滑移板5-1上下滑动在滑移轨道4-6上，滑移板5-1设有固定螺栓5-3，固定螺栓5-3紧固在滑移轨道4-6的侧面上，外部防护钢板4-1设有长条孔4-7，顶推杆5-2穿过长条孔4-7，可调整水库闸门快速切割开窗装置的竖向安装位置。顶推杆5-2的端部设有安装杆5-4，切割器壳体1-1的中间区域设有安装底板1-8，安装底板1-8设于安装杆5-4上，安装杆5-4设有固定螺母5-5，固定螺母5-5拧紧在安装底板1-8上，便于快速将调整装置5和水库闸门快速切割开窗装置进行固定连接。

外部防护钢板4-1的顶部和底部均焊接有倾斜钢板4-8，倾斜钢板4-8向切割器1倾斜，也可在外部防护钢板4-1的左右两侧均焊接该倾斜钢板4-8，使得外部防护钢板4-1对水库闸门快速切割开窗装置形成包裹状态，进一步减弱该水库闸门快速切割开窗装置起爆后的影响。

一种水库闸门快速切割开窗装置的开窗方法，包括如下步骤：

a、在水库闸门快速切割开窗装置的切割器壳体1-1的中间区域焊接安装底板1-8，用于调整装置5和水库闸门快速切割开窗装置的固定连接。

b、将水库闸门快速切割开窗装置的安装底板1-8设置到顶推杆5-2端部的安装杆5-4上，再在安装杆5-4上拧入固定螺母5-5，并将固定螺母5-5拧紧在安装底板1-8上，可快速将调整装置5和水库闸门快速切割开窗装置固定连接。

c、在闸门钢板上标记出切割开窗位置，作为后期安装水库闸门快速切割开窗装置的参考。

d、将支撑杆4-2的螺纹端部4-3在外部防护钢板4-1的螺纹孔4-4中螺纹拧动，调整外部防护钢板4-1和支撑杆4-2端部的磁性固定板4-5之间的距离，同时将不同支撑杆4-2端部的磁性固定板4-5调整到同一平面，可适当调整外部防护钢板4-1和闸门钢板之间的距离，适用于不同长度的起爆装置2的安装。

e、根据切割开窗位置，水平调整外部防护钢板4-1的位置，再将支撑杆4-2端部的磁性固定板4-5吸附在闸门钢板上，确定水库闸门快速切割开窗装置的水平安装位置。

f、将滑移板5-1在外部防护钢板4-1的滑移轨道4-6处上下滑动，竖向调整水库闸门快速切割开窗装置的位置，调整完成后，将滑移板5-1上的固定螺栓5-3拧紧在滑移轨道4-6的侧面上，确定水库闸门快速切割开窗装置的竖向安装位置。然后推动顶推杆5-2，水库闸门快速切割开窗装置通过磁性固定装置3固定在闸门钢板的切割开窗位置处，通过事先调整水库闸门快速切割开窗装置的安装位置，使得水库闸门快速切割开窗装置快速、精准安装在切割开窗位置处，可避免因整个水库闸门快速切割开窗装置布错位置而反复进行安装。

g、人员及机械设备快速撤离后，切割器1被起爆装置2起爆后，产生聚能金属射流切穿闸门钢板，实现对水库闸门进行快速开窗，然后将闸门钢板外面的水由导流洞导流，使得闸门钢板内外水压平衡，提起被卡住的闸门。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。