【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及閘門可靠密封增強(qiáng)，形成橡膠水封延伸部位的強(qiáng)化交錯(cuò)聯(lián)接結(jié)構(gòu)，確保高水頭工況下水工閘門密封擋水功能與運(yùn)行安全等，尤其是涉及一種具備聯(lián)接梳結(jié)構(gòu)的橡膠水封裝置及確定方法。
技術(shù)介紹
1、長(zhǎng)期以來，水工閘門擋水主要依托橡膠水封的聯(lián)接圍合實(shí)現(xiàn)密封運(yùn)行。橡膠水封的拼接圍合，主要通過直接拼合、粘接。受橡膠水封拼接部位受載基理、施工工藝、閘門運(yùn)行條件等諸多因素影響，這種拼合、粘接的橡膠水封聯(lián)接面的承載能力相對(duì)較為薄弱，很難滿足水工閘門開啟或關(guān)閉過程中復(fù)雜流固耦合的荷載作用。近年來隨著抽水蓄能工程等高水頭工況大量出現(xiàn)，橡膠水封聯(lián)接面受到高壓水荷載、運(yùn)動(dòng)滑移撕扯、瞬變流體水動(dòng)力以及橡膠水封材料超彈特性等因素復(fù)合作用，極易引起水工閘門在啟閉過程中出現(xiàn)異常膠合以及橡膠水封撕扯開裂等現(xiàn)象，導(dǎo)致水工閘門密封擋水功能的失效，誘發(fā)閘門水激振動(dòng)、啟閉力超載、運(yùn)行不平衡、爬行等工程病害。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)第一個(gè)目的在于，提供一種具備聯(lián)接梳結(jié)構(gòu)的橡膠水封裝置，以期望為水工鋼閘門在高水頭工況運(yùn)行時(shí)提供可靠的密封保障。
2、為此，本專利技術(shù)的上述目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
3、一種具備聯(lián)接梳結(jié)構(gòu)的橡膠水封裝置，包括水封壓板、橡膠水封、水封墊板、水封夾持螺栓以及水工鋼閘門；
4、所述橡膠水封位于水封壓板正下方，所述橡膠水封用于提供彈性體密封，相鄰兩個(gè)橡膠水封之間的聯(lián)接面處設(shè)有聯(lián)接梳結(jié)構(gòu)；
5、所述水封墊板位于橡膠水封正下方，所述水封墊板用于支護(hù)、夾持橡膠
6、所述水封夾持螺栓穿過水封壓板、橡膠水封和水封墊板，從而實(shí)現(xiàn)水封壓板和水封墊板對(duì)橡膠水封的夾持，并將水封壓板、橡膠水封及水封墊板固定在水工鋼閘門上。
7、在采用上述技術(shù)方案的同時(shí)，本專利技術(shù)還可以采用或者組合采用如下技術(shù)方案：
8、作為本專利技術(shù)的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述聯(lián)接梳結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)技術(shù)參數(shù)按以下步驟設(shè)置：
9、(1)、在橡膠水封兩端聯(lián)接面部位布置，并沿聯(lián)接面交錯(cuò)、均勻分布；
10、(2)、構(gòu)建橡膠水封聯(lián)接梳結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)要素，所述結(jié)構(gòu)要素包括梳型齒廓類型、梳型齒廓數(shù)量n、梳型齒廓寬度b；
11、(3)、多組相同梳型齒廓類型的梳型齒廓聯(lián)接構(gòu)成。
12、作為本專利技術(shù)的一種優(yōu)選技術(shù)方案：明確橡膠水封聯(lián)接頭的斜直型、鋸齒型、正三角型、矩型、梯型和共軛圓弧型的梳型齒廓類型，其幾何結(jié)構(gòu)形狀包括：
13、(1)、與橡膠水封軸線夾角30～150°的斜直對(duì)接截面，形成斜直型交錯(cuò)聯(lián)接頭；
14、(2)、由鋸形齒截面(底夾角α＝30°、β＝3°的斜交鋸形)，形成鋸齒型交錯(cuò)聯(lián)接頭；
15、(3)、由三角形齒截面(底角α＝30～70°)，形成三角型交錯(cuò)聯(lián)接頭；
16、(4)、由矩形齒截面(長(zhǎng)寬比0.25～0.5)，形成矩型交錯(cuò)聯(lián)接頭；
17、(5)、由梯形齒截面(底角α＝60～80°)，形成梯型交錯(cuò)聯(lián)接頭；
18、(6)、由連續(xù)凹凸共軛的交錯(cuò)半圓形齒截面，形成圓弧交錯(cuò)聯(lián)接頭。
19、作為本專利技術(shù)的一種優(yōu)選技術(shù)方案：構(gòu)建橡膠水封聯(lián)接梳結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)要素的具體步驟為：
20、(1)、考慮閘門工作水頭p，按表1初步選用聯(lián)接梳結(jié)構(gòu)的梳型齒廓類型和梳型齒廓寬度b，再通過式(1)計(jì)算獲得梳型齒廓數(shù)量n；
21、
22、式中，b為聯(lián)接梳結(jié)構(gòu)的梳型齒廓寬度，int()為取整函數(shù)，w為橡膠水封的寬度，n為梳型齒廓數(shù)量；
23、表1聯(lián)接梳結(jié)構(gòu)梳型齒廓類型選用規(guī)則以及梳型齒廓寬度b推薦范圍
24、 工作水頭p(m) 梳型齒廓類型 梳型齒廓寬度b推薦范圍(mm) ＜30m 斜直型 20～100m 鋸齒型 15～25mm 20～100m 正三角型 15～25mm 80～200m 矩型 15～30mm 80～200m 梯型 20～50mm ＞180m 共軛圓弧型 15～30mm
25、(2)、按照梳型齒廓類型的結(jié)構(gòu)形式和尺寸規(guī)格，明確聯(lián)接梳結(jié)構(gòu)聯(lián)接面的當(dāng)量粘合截面積s，按公式(2)獲得，
26、
27、式中，s為聯(lián)接梳結(jié)構(gòu)聯(lián)接面的當(dāng)量粘合截面積，f(x,y)為聯(lián)接梳結(jié)構(gòu)聯(lián)接面投影在xoy平面上的輪廓方程，fx(x,y)為輪廓方程對(duì)x的偏導(dǎo)，fy(x,y)為輪廓方程對(duì)y的偏導(dǎo)，d為輪廓方程f(x,y)在xoy平面上的投影區(qū)域，n為梳型齒廓數(shù)量，ζi為第i個(gè)梳形齒廓因交錯(cuò)聯(lián)接疊合效應(yīng)而產(chǎn)生的聚合系數(shù)，聚合系數(shù)的具體取值應(yīng)通過仿真計(jì)算明確；
28、(3)、通過試驗(yàn)獲得橡膠水封聯(lián)接梳結(jié)構(gòu)部位所能承受的最大撕扯力fmax，并按照公式(3)計(jì)算橡膠水封聯(lián)接梳結(jié)構(gòu)部位的許用應(yīng)力[σ′]，
29、
30、式中，[σ′]為橡膠水封聯(lián)接梳結(jié)構(gòu)部位的許用應(yīng)力，fmax為橡膠水封聯(lián)接梳結(jié)構(gòu)部位所能承受的最大撕扯力，s為聯(lián)接梳結(jié)構(gòu)聯(lián)接面的當(dāng)量粘合截面積，μ為梳型齒廓由于齒截面形狀而導(dǎo)致的應(yīng)力集中效應(yīng)所產(chǎn)生的面積修正系數(shù)，面積修正系數(shù)的具體取值應(yīng)通過仿真計(jì)算明確，η為橡膠水封的安全系數(shù)；
31、(4)、考慮橡膠水封的許用應(yīng)力[σ*]和聯(lián)接梳結(jié)構(gòu)部位的許用應(yīng)力[σ′]，按公式(4)校算橡膠水封聯(lián)接梳結(jié)構(gòu)性能安全系數(shù)k，
32、
33、式中，k為橡膠水封聯(lián)接梳結(jié)構(gòu)性能安全系數(shù)，[σ*]為橡膠水封的許用應(yīng)力，[σ′]為橡膠水封聯(lián)接梳結(jié)構(gòu)部位的許用應(yīng)力。
34、作為本專利技術(shù)的一種優(yōu)選技術(shù)方案：對(duì)橡膠水封聯(lián)接梳結(jié)構(gòu)的密封性能信息與水工鋼閘門水封可靠密封進(jìn)行分析比對(duì)的過程包括：
35、(1)、將解算出的橡膠水封聯(lián)接梳結(jié)構(gòu)性能安全系數(shù)k和閘門水封可靠密封性能的允許指標(biāo)進(jìn)行比較；
36、(2)、判斷橡膠水封聯(lián)接梳結(jié)構(gòu)性能本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種具備聯(lián)接梳結(jié)構(gòu)的橡膠水封裝置，其特征在于：包括水封壓板、橡膠水封、水封墊板、水封夾持螺栓以及水工鋼閘門；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于：所述聯(lián)接梳結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)技術(shù)參數(shù)按以下步驟設(shè)置：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于：明確橡膠水封聯(lián)接頭的斜直型、鋸齒型、正三角型、矩型、梯型和共軛圓弧型的梳型齒廓類型，其幾何結(jié)構(gòu)形狀包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于：構(gòu)建橡膠水封聯(lián)接梳結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)要素的具體步驟為：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于：對(duì)橡膠水封聯(lián)接梳結(jié)構(gòu)的密封性能信息與水工鋼閘門水封可靠密封進(jìn)行分析比對(duì)的過程包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于：所述聯(lián)接梳結(jié)構(gòu)的規(guī)格、控制步驟如下：
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于：所述水封夾持螺栓的規(guī)格校驗(yàn)、要素布置步驟如下：
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具備聯(lián)接梳結(jié)構(gòu)的橡膠水封裝置的確定方法，其特征在于：所述方法包括如下步驟：
【技術(shù)特征摘要】
1.一種具備聯(lián)接梳結(jié)構(gòu)的橡膠水封裝置，其特征在于：包括水封壓板、橡膠水封、水封墊板、水封夾持螺栓以及水工鋼閘門；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于：所述聯(lián)接梳結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)技術(shù)參數(shù)按以下步驟設(shè)置：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于：明確橡膠水封聯(lián)接頭的斜直型、鋸齒型、正三角型、矩型、梯型和共軛圓弧型的梳型齒廓類型，其幾何結(jié)構(gòu)形狀包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于：構(gòu)建橡膠水封聯(lián)接梳結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)要素的...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳吉豐，陳思，郭建斌，王慧聰，楊宏欣，楊沾，黎軍杰，江洲，朱煥輝，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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