3.3 水力自控原理
本水闸的启闭是由闸腔泄水和鼓水实现的。
“人”字形的夹角是钝角,因此由前闸板传来的水压力经过后闸板顶端的滚轮,其方向始终朝下。汛期水流溢闸而过,冲倒阻水翻板,使其平卧而失去水流对它的冲击力。这时如果没有那个嵌于阻水翻板上的呈卷曲状的弹片,继阻水翻板之后来承受水流的冲击的话,阻水翻板就会因无力抗衡坠铁对铰轴的负力矩而竖升起来,复遇冲击,复又倒下,时竖时倒,无法稳定。赖于这弹片在水流中频频展卷,抵消波浪的振动并产生足够镇伏阻水翻板的正力矩,致使阻水翻板在洪水期间始终稳定地平卧于排水道上。闸腔内的水便冲出排水道,而降低闸腔内的水压,使之闸腔内、外的压差增大,那闸前水压就将前闸板搭接部位的平胶带贴紧(进水孔变小)阻止河水进入闸腔,这样后闸板上的水压力就减小了,它对后铰轴的正力矩也随之减小。当它不足以抵抗后闸板自重和前闸板从滚轮传来的水压力对后铰轴的负力矩时,后闸板便由其顶端的滚轮顶着前闸板逐渐向下倾伏,其负力矩也随之增大(呈良性循环),直至平卧于闸底。前闸板顺水倒在后闸板上。此为开闸,如图3.1(b)所示。(https://www.daowen.com)
汛后,当水流对阻水翻板上的弹片的冲击力不足以抗衡其下段重坠的负力矩时,阻水翻板便竖升起来,堵住排水道。从进水孔流入闸腔的水使得浮箱产生浮力——这浮力是起动水头——后闸板因此抬起头来,作用在后闸板上的水压力随着闸腔进水的增加而增加,当它对后铰轴的正力矩大于后闸板的自重和从前闸板传来的水压力对后铰轴的负力矩时,后闸板便顶着前闸板向上升起,致使闸前水位升高,那作用于后闸板上的水压力及其对后铰轴的正力矩也随之增大(亦呈良性循环),于是后闸板顶端的滚轮便顶着前闸板逐渐向上滚动,一直滚到挡钩回止,两闸板因此相依合成“人”字。此为关闸,如图3.1(c)所示。