基本原理

現(xiàn)在應(yīng)用為廣泛的翻板閘門(mén)即為水力自控翻板閘門(mén)，其工作原理是杠桿平衡與轉(zhuǎn)動(dòng)，具體來(lái)說(shuō)，水力自控翻板閘門(mén)是利用水力和閘門(mén)重量相互制衡，通過(guò)增設(shè)阻尼反饋系統(tǒng)來(lái)達(dá)到調(diào)控水位的目的：當(dāng)上游水位升高則閘門(mén)繞“橫軸”逐漸開(kāi)啟泄流；反之，上游水位下降則閘門(mén)逐漸回關(guān)蓄水，使上游水位始終保持在設(shè)計(jì)要求的范圍內(nèi)。舉個(gè)例子，滾輪連桿式翻板閘門(mén)是一種雙支點(diǎn)帶連桿的閘門(mén)，由面板、支腿、支墩、滾輪，連桿等部件組成，根據(jù)閘門(mén)水位的變化，依靠水力作用自動(dòng)控制閘門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉。當(dāng)上游來(lái)流量加大，閘門(mén)上游水位抬高，動(dòng)水壓力對(duì)支點(diǎn)的力矩大于門(mén)重與各種阻尼對(duì)支點(diǎn)的力矩時(shí)，閘門(mén)自動(dòng)開(kāi)啟到一定傾角，直到在該傾角下動(dòng)水壓力對(duì)支點(diǎn)的力矩等于門(mén)重支點(diǎn)的力矩，達(dá)到該流量下新的平衡。流量不變時(shí)，開(kāi)啟角度也不變。而當(dāng)上游流量減少到一定程度，使門(mén)重對(duì)支點(diǎn)的力矩大于動(dòng)水壓力與各種阻尼對(duì)支點(diǎn)的力矩時(shí)，水力自控翻板閘門(mén)可自行回關(guān)到一定傾角，從而又達(dá)到該流量下新的平衡。

發(fā)展歷程

水力自控翻板閘門(mén)是我國(guó)水利工程技術(shù)人員歷經(jīng)四十多年的艱苦奮斗，研發(fā)出來(lái)并擁有*自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的一種節(jié)能、環(huán)保型閘門(mén)。自上世紀(jì)六十年代初代水力自控翻板閘門(mén)誕生，先后經(jīng)了橫軸雙支鉸型、多支鉸型、滾輪連桿式和滑塊式水力自控型四個(gè)發(fā)展階段。自1982年以來(lái)，第三代滾輪連桿式閘門(mén)便開(kāi)始廣泛應(yīng)用。特別是1990年以來(lái)，廣大工程技術(shù)人員刻苦鉆研、反復(fù)實(shí)驗(yàn)，從理論到水工模型實(shí)驗(yàn)，再到工程實(shí)踐，近幾年終于設(shè)計(jì)研發(fā)出第四代新型滑塊式翻板閘門(mén)。該閘門(mén)無(wú)論技術(shù)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝，還是使用性能，均產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。
從技術(shù)角度上來(lái)講，翻板閘門(mén)發(fā)展過(guò)程中幾個(gè)明顯的進(jìn)步：
（1）1982年初設(shè)計(jì)的面板鉛垂水流方向的雙支點(diǎn)滾輪連桿式閘門(mén)：
垂直擋水翻板閘門(mén)
該種翻板閘門(mén)采用雙支點(diǎn)帶連桿方式，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，能基本滿(mǎn)足工程需要。但不容否認(rèn)，這種閘門(mén)還存在一些不足，主要是在某些水力條件下容易發(fā)生小開(kāi)度振動(dòng)拍打現(xiàn)象，雖然短期內(nèi)不至影響到整個(gè)閘壩的安全，但長(zhǎng)期的小開(kāi)度振動(dòng)拍打會(huì)導(dǎo)致翻板閘門(mén)底部和固定壩的疲勞破損，以致閘壩漏水嚴(yán)重，直至造成整個(gè)翻板閘壩工程的破壞。另外，其初啟動(dòng)水位較高、而回關(guān)水位偏低，難以滿(mǎn)足用戶(hù)的使用要求。
（2）1983年下半年設(shè)計(jì)的面板向下游有一定的預(yù)傾角度的滾輪連桿式閘門(mén)：
針對(duì)面板鉛垂的滾輪連桿式閘門(mén)存在的問(wèn)題，作了如下幾個(gè)方面的改進(jìn)：
a)將翻板閘門(mén)改進(jìn)成向下游預(yù)傾一個(gè)角度的型式，經(jīng)過(guò)多次水工模型試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，證明其能有效防止翻板閘門(mén)的小開(kāi)度振動(dòng)拍打現(xiàn)象，并使初始啟門(mén)水位得以降低，關(guān)門(mén)水位得以提高；
預(yù)傾角連桿滾輪閘門(mén)
b)門(mén)下堰頂設(shè)有一個(gè)斜坡式跌落，使門(mén)下的堰型由寬頂堰改造成為梯形斷面實(shí)用堰，增大了流量系數(shù)，使上游洪水位低于采用其它形式的翻板閘門(mén)的情況，減少了淹沒(méi)損失；
c) 在連桿長(zhǎng)度及支鉸位置、滾輪直徑方面作多次修改和調(diào)整，運(yùn)行更加準(zhǔn)確可靠。而且翻板閘門(mén)的啟門(mén)水位可以根據(jù)業(yè)主要求設(shè)計(jì)為高于正常水位5~30cm之內(nèi)的任一值，設(shè)計(jì)成果與實(shí)際使用的水位差值可控制在5cm以?xún)?nèi)，一般只有一、兩個(gè)厘米；
d)在閘門(mén)前增設(shè)防護(hù)墩，防護(hù)墩可以有效防止上游來(lái)物撞擊閘門(mén)及漂浮物堵在閘門(mén)支鉸下造成破壞。
經(jīng)近40年全國(guó)近30個(gè)省市實(shí)例工程的運(yùn)行證明，該種面板有預(yù)傾角的滾輪連桿式翻板閘門(mén)已相當(dāng)成熟可靠，具有廣泛推廣應(yīng)用的價(jià)值。