本文基于能量法,列出拍門運(yùn)動(dòng)的通用方程,然后以典型泵站為例,針對(duì)不同類型拍門(不同的安裝形式、門頁數(shù)和材質(zhì)等),分析計(jì)算同等條件下拍門的開啟角和撞擊力,通過分析對(duì)比,綜合評(píng)價(jià)他們的優(yōu)缺點(diǎn),提出相關(guān)的結(jié)論及建議。論文對(duì)拍門的研究和工程設(shè)計(jì)有重要參考意義。
1拍門運(yùn)動(dòng)的通用方程 停泵閉門期間拍門的運(yùn)動(dòng)可分為正轉(zhuǎn)正流和正轉(zhuǎn)逆流2種情況。當(dāng)在正流階段關(guān)閉時(shí),拍門主要受水流沖力、運(yùn)動(dòng)阻力、附加阻力及浮重力的作用;逆流階段關(guān)閉時(shí),拍門主要受動(dòng)水壓力、運(yùn)動(dòng)阻力、附加阻力、浮重力的作用。其中,后3種力對(duì)門軸的力矩與正流階段相同。圖1為流道出口拍門的幾何傾角及安裝示意圖,由此可推導(dǎo)拍門運(yùn)動(dòng)的通用方程[1]。依次求得水流沖力、運(yùn)動(dòng)阻力、附加阻力、浮重和動(dòng)水壓力對(duì)拍門產(chǎn)生的力矩M1、MR、MD、Ms和MY[4],并按照動(dòng)量矩定理,
拍門在正流階段關(guān)閉,得閉門角速度ωm;若t>TB,則拍門在逆流階段關(guān)閉[2],求得正流結(jié)束時(shí)拍門的角度αB,并運(yùn)用公式(3)求得拍門從αB至0的關(guān)閉歷時(shí)t′,通過試算,直至t′與TBC的比值和所設(shè)的***終作用水頭與可能作用水頭比值相同[4],得出***終的角速度ωm。當(dāng)有緩沖橡皮且布置在撞擊中心時(shí),撞擊力的計(jì)算公式為:式中:N為拍門閉門撞擊力;PY為門外水壓力;R為運(yùn)動(dòng)阻力;m、n為PY、R的作用點(diǎn)距門鉸軸的距離與撞擊中心距門鉸軸的距離之比;
不同材質(zhì)拍門的開啟角和撞擊力 制造拍門的材料可以是鋼鐵、木材或人工復(fù)合材料,他們對(duì)拍門水力特性的影響主要反映在拍門的浮重上(含浮箱式拍門)。為便于比較,這里仍以百里洲泵站為例,且拍門的材料分別為鋼質(zhì)和人工復(fù)合材料(復(fù)合材料的密度ρ=1500~2000kg/m3,相對(duì)密度為1.5~2.0,只有碳鋼密度的1/4~1/5,取復(fù)合材料的比重為1.8,分析同口徑、同條件下不同材質(zhì)拍門對(duì)開啟角和撞擊力的影響。根據(jù)上述條件,利用公式(1)先求出不同材質(zhì)拍門的浮重G,再計(jì)算浮重對(duì)門軸的力矩MG,并且在求出拍門運(yùn)行穩(wěn)定時(shí)的Mc后,通過試算可得不同材質(zhì)拍門在不同安裝情況下的開啟角α0;
鋼制閘門廣泛用于水力水電,市政建設(shè),給水排水,水產(chǎn)養(yǎng)殖,建設(shè)等工程。承受水頭較大,適用于水電工程中作工作閘門、事故閘門、檢修閘門等??筛鶕?jù)用戶要求設(shè)計(jì)制作。QLT平推螺桿式啟閉機(jī) QLF全封閉帶鎖式螺桿啟閉機(jī) QLC側(cè)搖式螺桿啟閉機(jī),QL-SD手電兩用螺桿式啟閉機(jī)QLC側(cè)搖式啟閉機(jī) QL手搖螺桿啟閉機(jī) QL-SD雙吊點(diǎn)手電兩用螺桿式啟閉機(jī) 手搖式啟閉機(jī) 帶鎖手推式啟閉機(jī) 全封閉磁力鎖式啟閉機(jī) 直搖啟閉機(jī) 斜拉式啟閉機(jī) 直連式啟閉機(jī) 手電兩用啟閉機(jī) 平推螺桿啟閉機(jī) QLP直柄平推啟閉機(jī) QL手動(dòng)側(cè)搖啟閉機(jī) QL單吊螺桿式啟閉機(jī) QL雙吊螺桿啟閉機(jī)QL手電兩用雙吊點(diǎn)啟閉機(jī) QLZ單吊直連螺桿啟閉機(jī) QLZ型雙吊直聯(lián)螺桿式啟閉機(jī) QSY型手搖啟閉機(jī)QSL手電兩用啟閉機(jī) QS規(guī)格型號(hào)參考(1t-25t)
鑄鐵拍門的使用方法非常的簡(jiǎn)單,它的開關(guān)不需要實(shí)現(xiàn)人人的操作,自動(dòng)化的形式可以滿足各種需求。鑄鐵拍門的螺栓或膨脹絲采用不銹鋼或經(jīng)過防腐處理的碳鋼,密封件采用橡膠或橡膠墊片。鑄鐵拍門的公稱壓力為0.1MPa-1.0MPa,適用溫度≦50℃。鑄鐵拍門中心與流道中心允許偏差不應(yīng)大于3.0 mm;四周應(yīng)留有400 mm的安裝空間,拍門出口下方做成1:5的斜坡。鑄鐵拍門安裝可采用法蘭連接和混凝土澆筑。鑄鐵拍門適用于水利系統(tǒng)、市政污水、城市防洪排澇、污水處理廠、自來水廠等。
主導(dǎo)產(chǎn)品:(1)LQ型螺桿啟閉機(jī)系列手推帶鎖式:0.3T-3T側(cè)搖帶鎖式:0.3T-5T手搖式:3T-20T手電兩用式:3T-100T(單吊點(diǎn)、雙吊點(diǎn))(2)QPQ、QPK、QPG、QH型卷揚(yáng)式啟閉機(jī)系列,并有單吊點(diǎn)、雙吊點(diǎn)和配有電驅(qū)動(dòng)移動(dòng)式,根據(jù)用戶要求加手搖設(shè)置,產(chǎn)品噸位為:6T-125T可與平板、弧形閘門配套使用。(3)閘門系列:有鋼結(jié)構(gòu)閘門和鑄鐵閘門兩種型號(hào)。鋼結(jié)構(gòu)閘門以**鋼板為基材、采用橡膠止水(可為閘門表面進(jìn)行噴沙、噴防腐金屬涂料)。產(chǎn)品可根據(jù)用戶要求提供圖紙生產(chǎn)。鑄鐵閘門:平面鑄鐵閘門、弧形鑄鐵閘門、高壓鑄鐵閘門、拍門、潮門??筛鶕?jù)用戶的需要采用鑲銅、不銹鋼等方式止水。(4)各種規(guī)格橡膠止水帶及伸縮縫橡膠帶我廠產(chǎn)品啟閉靈活、經(jīng)久耐用、封閉性能好、自動(dòng)化程度高,是水利工程理想的機(jī)械設(shè)備。我們?cè)概c全國(guó)各地的水利建設(shè)農(nóng)業(yè)開發(fā)、城市防洪等各部門密切的合作。為中國(guó)水利事業(yè)發(fā)展的需要,提供我們*真誠的服務(wù)。