水闸闸门水封的作用、要求及分类

 水闸闸门水封的作用、要求及分类

一、高压闸门水封的作用

闸门水封是闸门最重要的部件之一。水封的作用就是封水，即在闸门关闭后堵塞门体与门孔周边的空隙，以阻止闸孔漏水。封水不严会使水库有渗漏损失，造成水资源的浪费，从而减少枯水期电站的发电量、水库的灌溉量。如果施工期用的闸门水封封水效果不好，则会影响施工进度及质量。检修闸门漏水会造成检修区排水困难，影响工程检修。在低温情况下漏水，会使闸门结冰，导致启闭操作困难，影响工程的安全运行。对于高水头闸门，水封装置更为重要，因为水封止水元件与门体止水面之间若存在缝隙，或水封结构有缺陷，关闭后或运行时均可能使闸门产生剧烈振动；启闭过程中门顶漏水也会影响启闭机操作人员的工作和安全；并会使闸门与埋件产生空蚀和磨损乃至破坏，从而威胁整个水工建筑物的安全。此外，水头越高，漏水量越大。可见，高压闸门水封对闸门乃至整个水工建筑物具有重要的经济与安全作用。

二、高压闸门水封装置的要求

根据水封的作用，高水头闸门的水封装置应该满足以下要求：①水封的水密性能好； ②闸门在开启、关闭过程中能有效地防止或消除闸门振动；③闸门启闭过程，水封的止水元件应有良好的耐磨性能；④闸门启闭时，水封的摩阻力尽可能小，且水封不得产生不利于闸门运行的阻力；⑤水封结构要尽量简单，操作维修方便；⑥水封材质既要有一定的必要的弹性，又要有足够的刚度、强度和耐久性。

要满足上述水封装置的要求，除了在止水元件的材质方面讲究之外，还与水封的结构断面型式有关，要从水封结构型式上加以研究。目前有两种水封结构型式可以 考虑：一是采用变形止水，由闸门移动，使止水元件受压，如压紧式水封；一是采用自控式止水，强制止水元件本身作一定位移，如充压伸缩式水封。此外，闸门底止水由于受到高速水流的冲击，使用寿命会短，因此对底止水的结构型式的研究显得更为重要。

三、闸门水封分类与高压闸门水封型式

闸门水封装置分类：水封按其装设位置可分为顶止水、侧止水、底止水和节间止水四种；按止水元件断面型式分，有：Ｐ形、条形、凹形、L形、圆滚浮子式、Ω形、“山”字形充压伸缩式等。

高水头闸门的水封对弧形闸门，目前多采用突扩门槽弧门偏心铰压紧式水封和充压伸缩式（或充压膨胀式）水封等新型水封形式。按有无突扩门槽又可分为无突扩门槽预压式和突扩门槽的闸门水封结构。

偏心铰紧压式高水头闸门水封优缺点简介

偏心铰紧压式闸门水封是借助于偏心铰的行程来推动门体径向移动，使闸门在关闭时，门体能压紧门槽上的止水橡皮，达到密封止水效果，在闸门启闭时，门体又能无阻碍地离开门槽上的止水橡皮，既减少摩阻力，也使橡胶不致磨损，从而延长使用寿命。

 偏心铰紧压式闸门水封主要优点有以下几点。

 (1)水封依靠偏心铰机构施加机械力，能适应各种工况下不同间隙的变化，水封简单可靠，在局部开启时对闸门还有抑制振动的作用。

 (2)能有效地利用突扩门槽掺气，改善闸孔高速水流的流态。

 (3)启门运行时，由于橡胶与弧门面板脱离，从而延长止水橡皮的使用寿命。

 (4)在多泥沙的水流中，考虑到泥沙的因素，此类水封所受的影响较小。

 主要的不足有以下几点。

 (1)由于增加了一套偏心铰和一台操作偏心铰的回转油压机，造价较高，制造、安装较为复杂。

 (2)水封在径向移动过程中，主提升油压机绕着自身支承中心转动，迫使闸门随其上移，导致门体止水面与止水橡皮元件发生相对错动，对止水橡皮元件产生向上的切搓力，但由于主止水橡皮元件的压缩量较大，切搓力相对也较大，不仅增大了副机的启闭负荷容量，而且也会影响闸门水封的使用寿命。

 1959年建成的日本二濑水电站和20世纪70年代前苏联建成的努列克水电站等一系列高水头闸门，都采用了偏心铰压紧式闸门水封，止水效果良好。国内在20世纪80年代首次研制了几例类似的闸门，如龙羊峡工程和东江工程的闸门等，它们止水效果尚好。

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