專利名稱：具有內(nèi)包剛性板材的伸縮式高水頭橡皮水封的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及用來封堵高水頭(高壓力)下孔、洞閘門漏水的橡皮水封，特別是伸縮式高水頭橡皮水封。
背景技術(shù)：
隨著高水頭泄水建筑物的不斷開發(fā)，泄水孔、洞閘門的止水問題顯得越來越突出。高水頭(高壓力)作用下閘門發(fā)生漏水，不僅引起不必要的水資源損失，而且可能形成縫隙流，導(dǎo)致建筑物空蝕和閘門振動，威脅工程安全。
目前國內(nèi)外對于高水頭閘門的止水形式主要有緊壓式止水和伸縮式止水兩種。
緊壓式止水形式是，通過偏心鉸轉(zhuǎn)動使閘門面板向前移動壓緊水封封頭而封水，這種止水形式的缺點(diǎn)是當(dāng)閘門總水壓力很大時，偏心鉸的制造在技術(shù)上很困難。
伸縮式止水形式是，在水封背部施加一定的背壓使水封向外伸移壓緊水封封頭而封水，伸縮式止水形式對閘門要求不高，閘門一般采用普通園柱鉸，比較經(jīng)濟(jì)。
《人民長江》2002年11月(第33卷11期)32-34頁的文章“充壓伸縮式水封特性探討”，對在伸縮式止水形式中使用的水封進(jìn)行了介紹。伸縮式止水形式使用的水封一般為環(huán)形，布置在泄水孔、洞的四周，水封斷面型式雖然各有不同，但一般以“山”字型斷面為主；其結(jié)構(gòu)主要包括橡膠封頭、兩肢臂、兩翼頭，封頭的底部與兩肢臂連接，兩肢臂兩端分別與兩翼頭連接。
伸縮式止水形式的原理為當(dāng)閘門關(guān)閉后，利用水封背面的充壓腔(充壓袋)加壓，使水封的封頭頭部外伸緊壓在閘門面板上，并產(chǎn)生一定的壓縮量，從而達(dá)到止水目的。伸縮式止水形式應(yīng)用于高水頭閘門止水主要具有兩大特點(diǎn)1、可以適應(yīng)閘門變形。當(dāng)閘門面板受到水壓力作用后，通常閘門將產(chǎn)生彈性變形，加之加工精度、安裝精度及溫度變化等的影響，使閘門后移而導(dǎo)致止水橡膠與閘門面板脫離，發(fā)生縫隙流。伸縮式水封借助于背壓能使水封封頭較好地適應(yīng)變形而緊壓在閘門面板上，從而起到良好的封水作用；2、減小閘門啟閉容量和延長橡膠使用壽命。該封水型式在閘門開啟前，將所加背壓取消，橡膠封頭頭部縮回而與閘門面板脫離，從而使閘門啟閉力減小，同時延長水封橡膠的使用壽命。
但受技術(shù)上的限制，目前封頭橡膠的強(qiáng)度和硬度是有限的，當(dāng)水頭超過100米時，普通伸縮式止水的橡皮封頭在高壓作用下所產(chǎn)生的偏移量較大，這樣會造成1、影響水封的使用壽命；2、使水封封水效果降低；3、會造成橡膠封頭頭部無法縮回，影響水封的正常工作。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有內(nèi)包剛性板材的伸縮式高水頭橡皮水封。該橡皮水封的使用壽命長，水密性好，高壓作用下產(chǎn)生的偏移量小。
本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是具有內(nèi)包剛性板材的伸縮式高水頭橡皮水封，它包括封頭、兩肢臂、兩翼頭，封頭的底部與兩肢臂連接，兩肢臂兩端分別與兩翼頭連接；封頭內(nèi)部設(shè)有剛性板。
上述方案中，剛性板與封頭的中心線組成的面平行。
上述方案中，剛性板設(shè)置在封頭的中心線上。
上述方案中，剛性板設(shè)置在封頭的中心線的一側(cè)。
上述方案中，剛性板設(shè)置在封頭的中心線的兩側(cè)。
上述方案中，剛性板為環(huán)形。
上述方案中，剛性板分段設(shè)置在封頭內(nèi)部。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)1、由于作為封水橡膠，其硬度也不能太高，否則會影響封水的水密性。因此，本實(shí)用新型封頭內(nèi)部設(shè)有剛性板，剛性板材是加強(qiáng)封頭抵抗側(cè)向庫水壓力作用，從而減少封頭向外所產(chǎn)生偏移的輔助部件，剛性板基本不影響水封封頭的伸縮變形。本實(shí)用新型將剛性板材抗剪能力強(qiáng)的特點(diǎn)與封頭固有的柔韌性結(jié)合起來，水封具備常規(guī)橡皮水封的水密性，顯著地提高了封頭抗偏移的能力，使用壽命長。
2、剛性板與封頭的中心線組成的面平行，封頭受力合理，在高水頭(高壓力)作用下封頭所產(chǎn)生的偏移量較小。
3、剛性板設(shè)置在封頭的中心線上，可提高封頭抗偏移、抗剪變形的能力。
4、剛性板設(shè)置在封頭的中心線的兩側(cè)，可提高封頭抗偏移、抗剪變形的能力。
5、剛性板設(shè)置在封頭的中心線的一側(cè)，可對封頭背水一側(cè)進(jìn)行支撐，以克服水壓力，減少封頭偏移。
6、剛性板為環(huán)形，也可根據(jù)情況分段設(shè)置在封頭內(nèi)部。
7、加工制造簡單、使用方便。


圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1的整體結(jié)構(gòu)示意圖圖2為圖1的A-A橫截面圖圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例1使用狀態(tài)(封頭縮回)示意圖圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例1使用狀態(tài)(封頭伸出)示意圖圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例2的橫截面圖圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例3的橫截面圖圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例4的整體結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
如圖1所示的本實(shí)用新型實(shí)施例1，它為一個根據(jù)封堵對象孔、洞或閘門大小及布置條件而設(shè)置的環(huán)狀橡皮水封1，如圖2，橡皮水封包括封頭2、兩肢臂4、兩翼頭5。封頭2的底部與兩肢臂4連接，兩肢臂4兩端分別與兩翼頭5連接。封頭2采用高強(qiáng)度、高硬度橡膠材料，使其能承受較大的接觸應(yīng)力。肢臂4采用彈性良好、能夠滿足水封伸縮要求的橡皮制成。水封翼頭5材料的性能要介于前兩者之間，既要有良好的伸縮性，又要有較高的硬度，以保證兩翼頭壓縮后能夠形成壓力腔。封頭2內(nèi)部設(shè)有剛性板3，剛性板3與封頭2的中心線組成的面平行，剛性板3設(shè)置在封頭2的中心線上。剛性板3也為環(huán)形。剛性板3可以采用鋼板、合金板、高強(qiáng)塑料板或其它復(fù)合板等。
如圖3、4所示，圖中箭頭方向?yàn)閹焖畨毫Ψ较?。本?shí)用新型水封1一般布置在突擴(kuò)門槽處，相關(guān)部件還有底座10、壓板6、聯(lián)結(jié)螺栓7、閘門面板11、閘門門槽12。首先將底座10牢固布置在閘門門槽12表面、并把水封1背部底座10上的加壓孔8與背部加壓(庫水壓或備用水壓)系統(tǒng)連接好，為使用方便通常在水封底座10上還設(shè)排水孔，以便必要時卸掉水封背部的壓力；安裝環(huán)狀本實(shí)用新型水封1，用壓板6通過聯(lián)結(jié)螺栓7壓緊水封的兩個翼頭5，形成水封背部壓力腔9，這樣就完成了橡皮水封的安裝與布置工作。
本實(shí)用新型封頭的工作過程如下閘門放下?lián)跛?，面?1與水封封頭2之間的縫隙向外射水；啟動水封背部加壓系統(tǒng)，通過加壓孔8向壓力腔9充壓，使水封封頭2外伸壓緊在閘門面板11上(如圖4)，產(chǎn)生一定的壓縮量，從而達(dá)到止水目的，由于內(nèi)包剛性板材3，此時封頭2向外所產(chǎn)生的偏移較小。當(dāng)需要開啟閘門時，關(guān)掉加壓孔8、打開排水孔卸掉水封1背部的壓力，在庫水壓力和橡膠彈性力的共同作用下水封封頭2離開閘門面板11，自如地回縮原位(如圖3)，這時面板11與水封封頭2之間的縫隙又向外射水，提起閘門，建筑物孔、洞向外泄水。如此循環(huán)往復(fù)，本實(shí)用新型伸縮式高水頭橡皮水封1即可以協(xié)同閘門實(shí)現(xiàn)啟閉自如地運(yùn)行。
如圖5所示的本實(shí)用新型實(shí)施例2，它的剛性板3設(shè)置在封頭2的中心線的兩側(cè)。
如圖6所示的本實(shí)用新型實(shí)施例3，圖中箭頭方向?yàn)閹焖畨毫Ψ较?。它的剛性?設(shè)置在封頭2的中心線的一側(cè)。
如圖7所示的本實(shí)用新型實(shí)施例4，它的剛性板3分段設(shè)置在封頭2內(nèi)部。
上述本實(shí)用新型實(shí)施例，其封頭1工作受力合理、加工制造簡單、能有效減少封頭的偏移量，大大降低水封運(yùn)行中的故障，延長伸縮式水封的使用壽命，具有很強(qiáng)的實(shí)用價值。這種水封可用于水利、水電、建筑和機(jī)械等工程領(lǐng)域。
權(quán)利要求1.具有內(nèi)包剛性板材的伸縮式高水頭橡皮水封，它包括封頭(2)、兩肢臂(4)、兩翼頭(5)，封頭(2)的底部與兩肢臂(4)連接，兩肢臂(4)兩端分別與兩翼頭(5)連接；其特征在于封頭(2)內(nèi)部設(shè)有剛性板(3)。
2.如權(quán)利要求1所述的水封，其特征在于剛性板(3)與封頭(2)的中心線組成的面平行。
3.如權(quán)利要求2所述的水封，其特征在于剛性板(3)設(shè)置在封頭(2)的中心線上。
4.如權(quán)利要求2所述的水封，其特征在于剛性板(3)設(shè)置在封頭(2)的中心線的兩側(cè)。
5.如權(quán)利要求2所述的水封，其特征在于剛性板(3)設(shè)置在封頭(2)的中心線的一側(cè)。
6.如權(quán)利要求2所述的水封，其特征在于剛性板(3)為環(huán)形。
7.如權(quán)利要求2所述的水封，其特征在于剛性板(3)分段設(shè)置在封頭(2)內(nèi)部。
專利摘要本實(shí)用新型涉及具有內(nèi)包剛性板材的伸縮式高水頭橡皮水封，它包括封頭(2)、兩肢臂(4)、兩翼頭(5)，封頭(2)的底部與兩肢臂(4)連接，兩肢臂(4)兩端分別與兩翼頭(5)連接；封頭(2)內(nèi)部設(shè)有剛性板(3)。由于作為封水橡膠，其硬度也不能太高，否則會影響封水的水密性。因此，本實(shí)用新型封頭內(nèi)部設(shè)有剛性板，剛性板材是加強(qiáng)封頭抵抗側(cè)向庫水壓力作用，從而減少封頭向外所產(chǎn)生偏移的輔助部件，剛性板基本不影響水封封頭的伸縮變形。本實(shí)用新型將剛性板材抗剪能力強(qiáng)的特點(diǎn)與封頭固有的柔韌性結(jié)合起來，水封具備常規(guī)橡皮水封的水密性，顯著地提高了封頭抗偏移的能力，使用壽命長。
文檔編號E02B7/20GK2761688SQ20042011171
公開日2006年3月1日 申請日期2004年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月30日
發(fā)明者劉禮華, 魏曉斌, 歐珠光, 呂念東, 李翠華 申請人:武漢大學(xué)