| 詳細參數(shù) |
|---|
| 加工定制是 | 處理污水量1000m3/h |
| 品牌耀禹 | 訂貨號4 |
| 貨號3 | 型號pm |
| 臭氧用量1g/h | 空氣量1m3/min |
| 貯氣罐容積1m3 | 流量計規(guī)格1m3/h |
| 出水管口徑1mm | 進水管口徑1mm |
| 外形尺寸1cm | 曝氣機功率1kw |
| 水泵功率1kw | 規(guī)格1 |
引言
拍門是泵站不可缺少的重要設備，它由門頁、門鉸、門座和密封件組成，門頁通過門鉸安裝在門座上，靠橡膠密封止水，并兼作門頁關閉的緩沖措施，拍門在開機時受水流的沖力作用，當前對拍門運用比較關心的問題主要是：增大運行期間的開啟角，減小阻力，降***；減小停機閉門時的撞擊力。此外，在開機過程中拍門還會出現(xiàn)反復的拍擊現(xiàn)象，長時間的拍擊會危及拍門自身結構和建筑物的安全。所以，采用何種形式的拍門，使其開啟角大、撞擊力小，一直是拍門研究領域和工程設計關注的重要課題。
本文基于能量法，首先列出拍門運動的通用方程，然后以典型泵站為例，針對不同類型拍門（不同的安裝形式、門頁數(shù)和材質等），分析計算同等條件下拍門的開啟角和撞擊力，通過分析對比，綜合評價他們的優(yōu)缺點，提出相關的結論及建議。論文對拍門的研究和工程設計有重要參考意義。
１拍門運動的通用方程 停泵閉門期間拍門的運動可分為正轉正流和正轉逆流２種情況。當在正流階段關閉時，拍門主要受水流沖力、運動阻力、附加阻力及浮重力的作用；逆流階段關閉時，拍門主要受動水壓力、運動阻力、附加阻力、浮重力的作用。其中，后３種力對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，由此可推導拍門運動的通用方程［１］。依次求得水流沖力、運動阻力、附加阻力、浮重和動水壓力對拍門產(chǎn)生的力矩Ｍ１、ＭＲ、ＭＤ、Ｍｓ和ＭＹ［４］，并按照動量矩定理，可得拍門的運動方程為：上述２個方程均可轉變?yōu)殛P于α的二階微分方程，從而求得拍門關閉時運動角速度表達式。首先求解方程（２）得拍門關閉時運動角速度的表達式，然后采用分段積分近似求解關閉歷時ｔ，若ｔ≤ＴＢ，則拍門在正流階段關閉，得閉門角速度ωｍ；若ｔ＞ＴＢ，則拍門在逆流階段關閉［２］，求得正流結束時拍門的角度αＢ，并運用公式（３）求得拍門從αＢ至０的關閉歷時ｔ′，通過試算，直至ｔ′與ＴＢＣ的比值和所設的***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。當有緩沖橡皮且布置在撞擊中心時，撞擊力的計算公式為：式中：Ｎ為拍門閉門撞擊力；ＰＹ為門外水壓力；Ｒ為運動阻力；ｍ、ｎ為ＰＹ、Ｒ的作用點距門鉸軸的距離與撞擊中心距門鉸軸的距離之比；ｓ為緩沖橡皮塊與拍門的接觸面積；Ｅ為像皮塊的彈性模量；ｌ為橡皮塊厚度；Ｊｐ為計及附加阻力影響時拍門的轉動慣量；ωｍ為拍門閉門前角速度；ＬＮ為撞擊力作用點到鉸軸線的距離；ＭＹ、ＭＲ分別為水壓力、水流阻力對門鉸所造成的力矩。以上是不同安裝形式、淹沒狀態(tài)正逆流條件下拍門運動的通用方程。在拍門口徑一定、工況條件相同時，這些方程僅是圖１中傾角δ和γ的函數(shù)。取不同的δ和γ，可得特定安裝形式拍門的運動方程。如當δ＝９０°時，可推得自由起落式拍門的運動方程；當δ不等于０°或９０°時，可推得有自閉能力的自由側翻式拍門的運動方程；當γ＝９０°時，可推得井蓋式拍門的運動方程。他們都是后面分析計算的重要依據(jù)。
求得雙扇拍門其中一扇的撞擊力。由表３可知，①雙扇拍門的開啟角α０略大于單扇拍門，由于在開啟角相差不大的情況下，雙扇拍門出流條件優(yōu)于單扇拍門，所以相同條件下，雙扇拍門較單扇拍門能夠獲得較好的過流條件并受到較小的出流阻力。②閉門撞擊力方面，自由側翻式雙扇拍門閉門撞擊力是單扇的４２％左右，井蓋式雙扇拍門閉門撞擊力是單扇的４９％。由此可見，對于百里洲泵站，自由側翻式雙扇拍門減小閉門撞擊力效果比井蓋式雙扇拍門好。③雙扇拍門繞鉸軸的轉動慣量遠小于單扇拍門，并且水流在單、雙扇拍門上的作用點不同，雙扇拍門的作用點更接近于出流一側，這使得水流對雙扇拍門產(chǎn)生的力矩大于單扇拍門，故雙扇拍門能夠獲得較大的開啟角和較小的撞擊力。由此可以推斷，對同口徑、同條件下的拍門，當采用２個以上的多扇拍門時，可獲得更大的開啟角和更小的撞擊力。
2.不同材質拍門的開啟角和撞擊力 制造拍門的材料可以是鋼鐵、木材或人工復合材料，他們對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和人工復合材料（復合材料的密度ρ＝１５００～２０００ｋｇ／ｍ３，相對密度為１．５～２．０，只有碳鋼密度的１／４～１／５，取復合材料的比重為１．８，分析同口徑、同條件下不同材質拍門對開啟角和撞擊力的影響。根據(jù)上述條件，利用公式（１）先求出不同材質拍門的浮重Ｇ，再計算浮重對門軸的力矩ＭＧ，并且在求出拍門運行穩(wěn)定時的Ｍｃ后，通過試算可得不同材質拍門在不同安裝情況下的開啟角α０；再算出不同材質拍門的Ｍ１、ＭＲ、ＭＤ、Ｍ２和ＭＹ，利用公式（２）和公式（３）求得閉門角速度ωｍ，***后將數(shù)據(jù)代入公式（４）求得不同材質拍門的撞擊力，計算結果見表４。由以上分析計算可知：采用比重小的復合材料，在其質量與鋼質拍門相同時，會增大拍門體積，減小拍門浮重。同理，在***拍門體積不變的情況下，會減小拍門質量，亦可減小拍門浮重。由表４可以看出，①同等條件下，采用比重小的復合材料后，拍門的開啟角大于鋼質拍門的開啟角。其中自由起落式拍門和井蓋式拍門，其復合材料拍門開啟角比鋼質拍門大１０％～１５％；而自由側翻式復合材料拍門開啟角僅比其鋼質拍門開啟角大４％左右。這是由于自由側翻式拍門在使用復合材料后，其浮重力對門軸的力矩ＭＧ變化量遠小于自由起落式和井蓋式，而水流沖力對門軸的力矩是不變的，故使用復合材料后，自由側翻式拍門的開啟角變化小于自由起落式和井蓋式。②閉門撞擊力方面，復合材料拍門也比鋼質拍門小很多，其中自由側翻式復合材料拍門閉門撞擊力比鋼質拍門減?。梗叮ィ杂善鹇涫綇秃喜牧吓拈T比鋼質拍門減?。常梗担ィw式復合材料拍門比鋼質拍門減?。玻福担ァ＃撤N安裝形式中，自由側翻式復合材料拍門閉門撞擊力減小幅度較小，這是由于采用復合材料后，整個閉門過程中，自由側翻式拍門浮重力對門軸的力矩ＭＧ變化量小于自由起落式拍門和井蓋式拍門，并且自由側翻式拍門起始關閉角α０變化幅度也小于自由起落式拍門和井蓋式拍門。
結論
（１）就安裝形式而言，自由側翻式、自由起落式和井蓋式３種拍門形式相比較，在開啟角方面，正常運行時自由側翻式拍門張開角度比井蓋式拍門大１０％左右，而井蓋式拍門比自由起落式拍門大１０％左右，故自由側翻式拍門正常運行時出流狀態(tài)，水力損失***小；在撞擊力方面，３種安裝形式拍門的閉門撞擊力相差不大，自由側翻式拍門相比于自由起落式拍門，其自由出流關閉時拍門的撞擊力小，淹沒出流關閉時撞擊力有所改善，但效果不明顯，井蓋式拍門閉門撞擊力隨拍門開啟角度的變化不大，拍門開啟角度小時，其閉門撞擊力比自由側翻式拍門和自由起落式拍門略大。
（２）單扇平板式拍門結構簡單，但是重量、轉動慣量比較大，特別是大口徑的拍門，撞擊力會很大。因此，大口徑的拍門不宜采用單扇整塊式，一般口徑Ｄ＜２０００ｍｍ的拍門可采用單扇式，大于該口徑的采用雙扇式。雙扇平板拍門的轉動慣量比單扇平板拍門大大減?。郏常荩瑴p小拍門的轉動慣量可以減小拍門的閉門撞擊力，自由側翻式雙扇拍門閉門撞擊力是單扇的４２％左右，井蓋式雙扇拍門閉門撞擊力是單扇的４９％。雙扇拍門和單扇拍門正常運行時開啟角相差不大，但雙扇拍門較單扇拍門能獲得更好的出流流態(tài)，運行水力損失小。
（３）采用比重小的復合材料，當維持拍門質量不變時可以減小拍門的浮重，當維持拍門體積不變時可以減小拍門的轉動慣量，此２種方式均可增大拍門的開啟角、減小拍門的閉門撞擊力，就效果而言，自由起落式拍門和井蓋式拍門效果較***。依照材質的影響可以推斷，采用球殼或浮箱等浮重小的輕質拍門也可達到這個目的。一般８００～１０００ｋＷ機組，由于出水流道孔口尺寸相對較小，可以采用球殼拍門。球殼拍門由于結構簡單、受力均勻、強度較高，可以做得較輕，拍門中間為空腹結構，可以進一步減小拍門的浮容重。對于１０００ｋＷ以上的機組，拍門宜采用型鋼梁系結構，再用面板對整個拍門的兩邊進行封閉，做成空腹或在腹內充填泡沫材料。
傳統(tǒng)鑄鐵拍門與玻璃鋼拍門的對比：
傳統(tǒng)鑄鐵拍門,使用鑄鐵制作而成.本身強度高,剛性強.因為傳統(tǒng)鑄鐵拍門,采用鑄鐵材料,密度比較高,重量比較重.致使鑄鐵拍門價格較高,性能較差.鑄鐵拍門,其他金屬制拍門,其很差的防盜特性,也給排水系統(tǒng)的工作造成了隱患.玻璃鋼拍門,無回收利用價值,正解決了這個問題.鑄鐵拍門引起原材料重,雖然原材料單價低,但是引起其重量遠超玻璃鋼材料的重量,所以,鑄鐵拍門價格相對于玻璃鋼拍門價格,并沒有很明顯的***.然而在性能上,玻璃鋼拍門的***性遠超鑄鐵拍門. 因為鑄鐵拍門重量大,致死其開啟難度高,水頭損失大.而本來玻璃鋼拍門卻不存在著個問題.
拍門相對傳統(tǒng)的閘門有以下幾點***：
1.更具節(jié)能性（如開關門無需人工施加外力）
2.使用壽命長（機械結構簡單，維護方便）
3.方便使用（開關無需人人工操作）
拍門發(fā)展方向
當前隨著新材料科技的發(fā)展，有了復合材料拍門，如玻璃鋼、高密度聚乙烯等。復合材料拍門將是將來拍門的發(fā)展方向，復合材料拍門本身利用了新材料科技的可塑造特點，強度高，密度小，正是傳統(tǒng)拍門材料的弊端。新材質的拍門重量輕，開啟迅速，水頭損失小，其價格也具有***，而且一般無回收價值而使防盜性能好。 
我廠生產(chǎn)的玻璃鋼拍門是替代鑄鐵閘門，金屬拍門的選擇，玻璃鋼拍門改進了金屬拍門、閘門容易腐蝕、啟閉難、易被盜的種種缺陷，玻璃鋼拍門從根本上節(jié)約人力資源和金屬資源，而且價格低！性能好！降低您的采購***，提高工程效益！鋼拍門 玻璃鋼拍門 玻璃鋼拍門價格 玻璃鋼拍門可以根據(jù)工程需要生產(chǎn)空心浮箱式玻璃鋼拍門和平板式玻璃鋼拍門，口徑有DN200-3000mm，玻璃鋼拍門分圓形和方形（矩形）兩種，本廠生產(chǎn)的玻璃鋼拍門自帶***法蘭，安裝靈活方便。
