本申请涉及水运工程技术领域，具体而言，涉及一种闸门锁定装置。
背景技术：
按照水电工程钢闸门设计规范要求，如果受空间及操作条件的限制，为了方便及安全考虑，钢闸门在设计时须配置检修锁定装置。常见的锁定装置形式有：老菱角、电动推杆式、液压推杆式、手动压杆式、临时支撑梁式。传统手动压杆式锁定是比较常见的一种手动锁定装置，这种锁定装置后面有一个上翘式压杆，通过外力推拉压杆使锁定梁转动实现，外力大小取决于后面压杆的长度，这种锁定装置较长的压杆导致外形尺寸较大，占用空间较大，受到闸墩空间限制可能无法安装，在一些空间局促的工程中不宜使用。
技术实现要素：
本申请实施例提供一种闸门锁定装置，以改善现有的手动式锁定装置占用空间较大的问题。
本申请实施例提供一种闸门锁定装置，包括基架和锁定组件：
基架用于安装于闸墩，所述闸墩上设有供闸门上下移动的门槽；
所述锁定组件包括转轴、锁定梁和配重块，转轴可转动地设置于所述基架；锁定梁连接于所述转轴，所述锁定梁具有延伸至所述门槽并将闸门锁定的第一位置和退出所述门槽将闸门解锁的第二位置，所述锁定梁从所述第一位置向上转动能够到达所述第二位置，所述锁定梁的重力对所述转轴产生的力矩为第一力矩；配重块连接于所述转轴，所述配重块的重力对所述转轴产生的力矩为第二力矩；
其中，当所述锁定梁位于第一位置时，所述第一力矩的方向与所述第二力矩的方向相反，所述第一力矩的大小大于所述第二力矩的大小。
上述技术方案中，锁定组件采用转轴、锁定梁和配重块组合结构，三者构成杠杆结构，由于所述锁定梁位于第一位置时，锁定梁的重力对转轴产生的第一力矩与配重块的重力对转轴产生的第二力矩方向相反，且第一力矩的大小大于第二力矩的力矩，即配重块的重力对转轴产生的力矩可与锁定梁的重力对转轴产生的一部分力矩相抵消，减小了锁定梁从第一位置向上转动所需要的外力，操作者将锁定梁从第一位置转动至第二位置更加省力。在转轴、锁定梁和配重块三者构成的杠杆结构中，由于配重块具有一定重力，杠杆的动力臂无需太长，使得转轴、锁定梁和配重块整体长度无需太长，可有效减小整个闸门锁定装置的长度尺寸，占用空间较小，可方便地安装于闸墩的有限空间内。
在本申请一些实施例中，所述基架上设有第一限位件和第二限位件；
所述锁定梁能够在所述第一限位件与所述第二限位件之间摆动；
当所述锁定梁抵靠于所述第一限位件时，所述锁定梁位于所述第一位置；
当所述锁定梁抵靠于所述第二限位件时，所述锁定梁位于所述第二位置。
上述技术方案中，机架上设有第一限位件和第二限位件，第一限位件和第二限位件对锁定梁均可起到限位作用，第一限位件的限位作用可将锁定梁保持在第一位置，第二限位件的限位作用可将锁定梁保持在第二位置。
在本申请一些实施例中，所述第一限位件上设有第三限位件和第四限位件；
当所述锁定梁位于所述第一位置时，所述第三限位件和第四限位件在所述转轴的轴向上分别抵靠于所述锁定梁的两侧。
上述技术方案中，第一限位件上设有第三限位件和第四限位件，第三限位件和第四限位件对锁定梁均可起到限位作用。当锁定梁位于第一位置将门闸锁定时，门闸在转轴的轴向上可能会受到流动的气流施加的外力，使得锁定梁在转轴上的轴向上受到来自门闸施加的作用力，由于第三限位件和第四限位件在转轴的轴向上分别抵靠于锁定梁的两侧，锁定梁受到的轴向作用力最终将传递给第三限位件和第三限位件，避免锁定梁受到的轴向作用力使转轴弯曲变形。
在本申请一些实施例中，所述第二限位件包括固定件和柔性垫；
所述固定件固定于所述基架，所述柔性垫固定于所述固定件，所述柔性垫用于供锁定梁抵靠。
上述技术方案中，第二限位件中的柔性垫用于供锁定梁抵靠，柔性垫的设置可有效避免锁定梁在转动至第二位置时与第二限位件产生刚性碰撞，对锁定梁起到很好的保护作用。
在本申请一些实施例中，所述配重块为扇形块，所述扇形块的扇形中心线与所述转轴的轴线重合。
上述技术方案中，配重块为扇形块，扇形块的扇形中心线与转轴的轴线重合，即配重块为飞轮式配重块，其整体为偏心结构，结构简单、小巧。
在本申请一些实施例中，所述基架包括相对布置的第一支撑板和第二支撑板；
所述转轴可转动地设置于所述第一支撑板和第二支撑板；
所述锁定梁位于所述第一支撑板和所述第二支撑板之间；
所述配重块位于所述基架的外侧。
上述技术方案中，由于转轴可转动地设置于相对布置的第一支撑板和第二支撑板上，第一支撑板和第二支撑部对转轴可起到很好的支撑作用，保证转轴转动过程中的平稳性。由于锁定梁位于第一支撑板和第二支撑板之间，配重块位于基架的外侧，整体结构紧凑稳定。
在本申请一些实施例中，所述转轴具有第一台阶面和第二台阶面；
所述第一支撑板的外表面上设有第一挡块；
所述第二支撑板的外表面上设有第二挡块；
所述第一台阶面和所述第二台阶面分别抵靠于所述第一挡块和第二挡块上。
上述技术方案中，转轴的第一台阶面和第二台阶面分别抵靠于第一挡块和第二挡块上，第一挡块和第二挡块对转轴起到限位作用，限制转轴轴向移动。
在本申请一些实施例中，所述锁定组件为两个；
两个所述锁定组件中的两个所述转轴平行设置，两个所述锁定组件中的两个所述锁定梁分别位于所述基架的两端。
上述技术方案中，锁定组件为两个，两个锁定组件背靠背设置，两个锁定组件中的两个锁定梁可分别对闸墩两侧的两个门闸进行锁定，极大的减小了闸门锁定装置所需要的安装空间。
在本申请一些实施例中，两个所述锁定组件中的两个所述配重块在所述转轴的轴向上分别位于所述基架的两侧。
上述技术方案中，两个配重块在轴向上分别位于基架的两侧，使得整个闸门锁定装置的重心居中，安装于闸墩后更加稳定。
在本申请一些实施例中，所述基架上设有用于预埋于所述闸墩内的预埋结构。
上述技术方案中，基架上设有用于预埋于闸墩内的预埋结构，使得基架安装于闸墩后具有很好的牢固性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的闸门锁定装置的安装示意图；
图2为本申请实施例提供的闸门锁定装置的结构示意图；
图3为图2所示的转轴与基架的连接示意图；
图4为图2所示的锁定组件的结构示意图；
图5为图2所示的由转轴、锁定梁和配重块三者构成的杠杆结构的力学模型；
图6为本申请实施例提供的闸门锁定装置(去除第一支撑板、一个配重块以及一个锁定梁)的结构示意图。
图标：100-闸门锁定装置；10-基架；11-底板；12-第一支撑板；13-第二支撑板；14-第一侧板；15-第二侧板；16-预埋结构；161-预埋锚筋；162-预埋栓；20-锁定组件；21-转轴；211-第一台阶面；212-第二台阶面；22-锁定梁；221-上连接板；222-中间连接板；223-下连接板；224-加强板；225-提手；23-配重块；30-自润滑轴套；40-第一挡块；50-第二挡块；60-第一限位件；70-第二限位件；71-固定件；72-柔性垫；80-第三限位件；90-第四限位件；200-闸墩；210-门槽；300-闸门。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例
本申请实施例提供一种闸门锁定装置100，其安装于闸墩200上后，可对闸门300进行锁定或解锁。
如图1所示，闸墩200的上设有供闸门300上下移动的门槽210，闸门锁定装置100安装于闸墩200。当需要对闸门300进行检修时，则可将闸门300向上提起，通过闸门锁定装置100将闸门锁定，以限制闸门300向下移动。检修完成后，可通过闸门锁定装置100将闸门300解锁，闸门300则又可在门槽210内移动。
示例性的，闸门锁定装置100采用下沉式安装方式，闸门锁定装置100安装于闸墩200顶部向下凹陷的坑槽内，坑槽上方可装上钢格栅，不对地上空间造成障碍，增加了整体设计的美观整洁性。
本申请实施例提供的闸门锁定装置100具有结构简单小巧、操作省力的特点，以下对闸门锁定装置100的具体结构进行详细阐述。
如图2所示，闸门锁定装置100包括基架10和锁定组件20。基架10用于安装于闸墩200。锁定组件20包括转轴21、锁定梁22和配重块23，转轴21可转动地设置于基架10。锁定梁22连接于转轴21，锁定梁22具有延伸至门槽210并将闸门300锁定的第一位置和退出门槽210将闸门300解锁的第二位置，锁定梁22从第一位置向上转动能够到达第二位置，锁定梁22的重力对转轴21产生的力矩为第一力矩。配重块23连接于转轴21，配重块23的重力对转轴21产生的力矩为第二力矩。
其中，当锁定梁22位于第一位置时，第一力矩的方向与第二力矩的方向相反，第一力矩的大小大于第二力矩的大小。
锁定组件20采用转轴21、锁定梁22和配重块23组合结构，三者构成杠杆结构，由于锁定梁22位于第一位置时，锁定梁22的重力对转轴21产生的第一力矩与配重块的重力对转轴21产生的第二力矩方向相反，且第一力矩的大小大于第二力矩的力矩，即配重块23的重力对转轴21产生的力矩可与锁定梁22的重力对转轴21产生的一部分力矩相抵消，减小了锁定梁22从第一位置向上转动所需要的外力，操作者将锁定梁22从第一位置转动至第二位置更加省力。在转轴21、锁定梁22和配重块23三者构成的杠杆结构中，由于配重块23具有一定重力，杠杆的动力臂无需太长，使得转轴21、锁定梁22和配重块23整体长度无需太长，可有效减小整个闸门锁定装置100的长度尺寸，占用空间较小，可方便地安装于闸墩200的有限空间内。
需要说明的是，闸门锁定装置100中的锁定组件20可以是一个或两个。锁定组件20为一个，则可对闸墩200一侧的一个闸门300进行锁定。本实施例中，如图2所示，锁定组件20为两个，以实现对闸墩200两侧的两个闸门300进行锁定。
其中，基架10包括底板11、第一支撑板12、第二支撑板13、第一侧板14和第二侧板15，第一支撑板12和第二支撑板13固定于底板11的上表面，第一支撑板12和第二支撑板13相对布置，第一侧板14和第二侧板15固定于底板11的上表面，第一侧板14和第二侧板15相对布置，第一侧板14所在平面垂直于第一支撑板12所在平面。
锁定组件20中的转轴21可转动地设置于第一支撑板12和第二支撑板13，第一支撑板12和第二支撑部对转轴21可起到很好的支撑作用，这种结构保证转轴21转动过程中的平稳性。
锁定组件20中的锁定梁22位于第一支撑板12和第二支撑板13之间，锁定组件20中的配重块23位于基座的外侧，使得整体结构紧凑稳定。
在两个锁定组件20中，两个锁定组件20背靠背设置。两个锁定组件20中的两个转轴21平行布置；两个锁定组件20中的两个锁定梁22分别位于基架10的两端，两个锁定组件20中的两个锁定梁22可分别对闸墩200两侧的两个闸门300进行锁定，极大的减小了闸门锁定装置100所需要的安装空间。两个锁定组件20中的两个配重块23在转轴21的轴向上分别位于基架10的两侧，使得整个闸门锁定装置100的重心居中，安装于闸墩200后更加稳定。
两个配重块23在轴向上分别位于基架10的两侧，可理解的，两个配重块23均位于基架10的外侧，即一个配重块23位于第一支撑板12远离第二支撑板13的一侧，另一个配重块23位于第二支撑板13远离第一支撑板12的一侧。
此外，本实施例中，基架10上设有用于预埋于闸墩200内的预埋结构16，保证基架10安装于闸墩200后具有很好的牢固性。
预埋结构16包括多个预埋锚筋161和多个预埋栓162，预埋锚筋161水平布置于基架10，预埋栓162竖向布置于基架10。
其中，预埋栓162布置于基架10的底板11上，基架10的第一侧板14和第二侧板15上均布置有多个预埋锚筋161。
本实施例中，为提高转轴21转动的顺畅性，如图3所示，在第一支撑板12与转轴21之间以及第二支撑板13与转轴21之间均设有自润滑轴套30。示例性的，自润滑轴套30为铜基镶嵌自润滑轴套。
其中，转轴21为阶梯轴，转轴21具有第一台阶面211和第二台阶面212，第一支撑板12的外表面上设有第一挡块40，第二支撑板13的外表面上设有第二挡块50，第一台阶面211和第二台阶面212分别抵靠于第一挡块40和第二挡块50上。第一挡块40和第二挡块50对转轴21起到限位作用，限制转轴21轴向移动。
示例性的，第一挡块40和第二挡块50均为环形结构，第一挡板通过螺钉固定于第一支撑板12上，第二挡板通过螺钉固定于第二支撑板13上。
如图4所示，锁定梁22与配重块23间隔布置于转轴21。锁定梁22和配重块23均与转轴21周向锁止，即锁定梁22和配重块23同转轴21一起转动。示例性的，锁定梁22上设有供转轴21插入的腰型孔，配重块23上设有供转轴21插入的方孔。
其中，锁定梁22包括上连接板221、中间连接板222和下连接板223，上连接板221和下连接板223上下间隔布置，上连接板221与下连接板223通过中间连接板222连接，上连接板221、中间连接板222和下连接板223三者构成“工”字形，上连接板221和下连接板223之间设有多个加强板224，上连接板221、中间连接板222和下连接板223均垂直于加强板224。上连接板221上设有提手225，转轴21穿设于中间连接板222上的腰型孔内。
为防止锁定梁22在配重块23上窜动，可在锁定梁22的中间连接板222与基架10的第一支撑板12之间设置套设于转轴21外侧的第一隔套，在锁定梁22的中间连接板222与基架10的第二支撑板13之间设置套设于转轴21外侧的第二隔套。
在实际操作时，操作人员可借助提手225将锁定梁22从第一位置向上转动至第二位置。当锁定梁22位于第一位置将闸门300锁定时，闸门300侧部的卡销抵靠在锁定梁22的下连接板223上，从而限制闸门300在门槽210内向下移动。
配重块23为扇形块，扇形块的扇形中心线与转轴21的轴线重合，即配重块23为飞轮式配重块23，其整体为偏心结构，结构简单、小巧。
示例性的，配重块23的扇形弧度大于90度小于180度。
本实施例中，锁定梁22的重心和配重块23的重心分别位于转轴21在径向上的两侧，锁定梁22与配重块23以转轴21为中心相距180度，锁定梁22位于第一位置时，锁定梁22的重心与配重块23的重心的连线与转轴21的轴线共面。转轴21、锁定梁22和配重块23构成杠杆结构的重心处于锁定梁22所在侧，可通过计算得出驱动锁定梁22从第一位置向上转动所需要的外力的大小，其力学模型如图5所示。在图5中，锁定梁22自重为g1，自身重心到转轴21旋转中心距离为l1，配重块23自重为g2，自身重心到转轴21旋转中心距离为l2，所需外力f作用点到转轴21旋转中心距离为l3，那么计算外力的力学平衡方程为：f·l3 g2·l2＝g1·l1
得到所需外力f的大小为：
此外，本实施例中，如图6所示，基架10上设有第一限位件60和第二限位件70。锁定梁22能够在所述第一限位件60与第二限位件70之间摆动。当锁定梁22抵靠于第一限位件60时，锁定梁22位于第一位置；当锁定梁22抵靠于第二限位件70时，锁定梁22位于第二位置。
第一限位件60和第二限位件70对锁定梁22均可起到限位作用，第一限位件60的限位作用可将锁定梁22保持在第一位置，第二限位件70的限位作用可将锁定梁22保持在第二位置。
其中，第一限位件60为板状件，第一限位件60固定在基架10的底板11的上表面。锁定梁22依靠重力抵靠于第一限位件60上时，锁定梁22处于水平位置，此时，锁定梁22的上连接板221和下连接板223均处于水平状态。
第二限位件70包括固定件71和柔性垫72，固定件71固定于基架10的第一支撑板12和第二支撑板13之间，柔性垫72固定于固定件71，柔性垫72用于供锁定梁22抵靠。
示例性的，固定件71为板状结构，柔性垫72为布置在固定件71外侧的橡胶垫。
锁定梁22位于第二位置时，锁定梁22在重力作用下将抵靠于柔性垫72上，柔性垫72可对锁定梁22起到很好的保护作用，可有效避免锁定梁22在转动至第二位置时与第二限位件70产生刚性碰撞。
此外，第一限位件60上设有第三限位件80和第四限位件90，当锁定梁22位于第一位置时，第三限位件80和第四限位件90在转轴21的轴向上分别抵靠于锁定梁22相对的两侧。
第三限位件80和第四限位件90对锁定梁22均可起到限位作用。当锁定梁22位于第一位置将闸门300锁定时，闸门300在转轴21的轴向上可能会受到流动的气流施加的外力，使得锁定梁22在转轴21上的轴向上受到来自闸门300施加的作用力，由于第三限位件80和第四限位件90在转轴21的轴向上分别抵靠于锁定梁22的两侧，锁定梁22受到的轴向作用力最终将传递给第三限位件80和第三限位件80，避免锁定梁22受到的轴向作用力使转轴21弯曲变形。
本实施例提供的闸门锁定装置100，采用机械式结构，使用寿命长，成本低，后期维护工作量小，有效减少前期的成本投入以及后期使用过程中的人力物力投入，经济效益突出。该闸门锁定装置100充分利用了杠杆原理，利用配重块23减小锁定梁22转动所需外力，有效解决了受闸墩200空间限制，安装空间不足的问题。
以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
1.一种闸门锁定装置，其特征在于，包括：
基架，用于安装于闸墩，所述闸墩上设有供闸门上下移动的门槽；以及
锁定组件，所述锁定组件包括转轴、锁定梁和配重块，所述转轴可转动地设置于所述基架；所述锁定梁连接于所述转轴，所述锁定梁具有延伸至所述门槽并将所述闸门锁定的第一位置和退出所述门槽将所述闸门解锁的第二位置，所述锁定梁从所述第一位置向上转动能够到达所述第二位置，所述锁定梁的重力对所述转轴产生的力矩为第一力矩；配重块连接于所述转轴，所述配重块的重力对所述转轴产生的力矩为第二力矩；
其中，当所述锁定梁位于第一位置时，所述第一力矩的方向与所述第二力矩的方向相反，所述第一力矩的大小大于所述第二力矩的大小。
2.根据权利要求1所述的闸门锁定装置，其特征在于，所述基架上设有第一限位件和第二限位件；
所述锁定梁能够在所述第一限位件与所述第二限位件之间摆动；
当所述锁定梁抵靠于所述第一限位件时，所述锁定梁位于所述第一位置；
当所述锁定梁抵靠于所述第二限位件时，所述锁定梁位于所述第二位置。
3.根据权利要求2所述的闸门锁定装置，其特征在于，所述第一限位件上设有第三限位件和第四限位件；
当所述锁定梁位于所述第一位置时，所述第三限位件和第四限位件在所述转轴的轴向上分别抵靠于所述锁定梁的两侧。
4.根据权利要求3所述的闸门锁定装置，其特征在于，所述第二限位件包括固定件和柔性垫；
所述固定件固定于所述基架，所述柔性垫固定于所述固定件，所述柔性垫用于供锁定梁抵靠。
5.根据权利要求1所述的闸门锁定装置，其特征在于，所述配重块为扇形块，所述扇形块的扇形中心线与所述转轴的轴线重合。
6.根据权利要求1所述的闸门锁定装置，其特征在于，所述基架包括相对布置的第一支撑板和第二支撑板；
所述转轴可转动地设置于所述第一支撑板和第二支撑板；
所述锁定梁位于所述第一支撑板和所述第二支撑板之间；
所述配重块位于所述基架的外侧。
7.根据权利要求6所述的闸门锁定装置，其特征在于，所述转轴具有第一台阶面和第二台阶面；
所述第一支撑板的外表面上设有第一挡块；
所述第二支撑板的外表面上设有第二挡块；
所述第一台阶面和所述第二台阶面分别抵靠于所述第一挡块和第二挡块上。
8.根据权利要求1所述的闸门锁定装置，其特征在于，所述锁定组件为两个；
两个所述锁定组件中的两个所述转轴平行设置，两个所述锁定组件中的两个所述锁定梁分别位于所述基架的两端。
9.根据权利要求8所述的闸门锁定装置，其特征在于，两个所述锁定组件中的两个所述配重块在所述转轴的轴向上分别位于所述基架的两侧。
10.根据权利要求1所述的闸门锁定装置，其特征在于，所述基架上设有用于预埋于所述闸墩内的预埋结构。
技术总结