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液压翻板闸门水力自控翻板闸门应用

2016-05-23

液压翻板闸门水力自控翻板闸门应用

 

翻板闸门较钢闸门的优势在哪里

同是水工建筑物,提升闸门及及弧形闸门过于繁琐的启闭机构造成了许多不必要的浪费。主要表现为需配专人管理,泄洪不够及时 ;闸墩过多影响泄洪,无形中增加额外的投资。 具有自动启闭功能的水力自控翻板闸门与一般钢平板闸门相比,无需机电设备专人操纵泄流,且泄洪准确及时,更能节省人力、物力;它完全借助水位的升高,水压力的增大,逐渐自行开启闸门过流,且保持蓄水位不变;当闸门全部打开时,河床泄流状况与天然河床相差无几,当水位降低时,闸门逐渐关闭蓄水,因此使用更方便。另外其施工简便、造价低廉、投资仅为常规见门的1/2左右;其结构简单,制造方便、维修方便,费用低,更能节约资金。种种优点都是钢平板闸门所不及的。

 

弧形闸门是指挡水面为圆柱体的部分弧形面的闸门,由转动门体、埋设构件及启闭设备三部分组成。其支臂的支承铰位于圆心,启闭时闸门绕支承铰转动,启闭力较小,水力学条件好,广泛用于各种类型的水道上作为工作闸门运行。按门顶以上水位的深度分为露顶式和潜孔式。水位不超过门顶称露顶式弧形闸门(也称表孔弧形闸门),水位高于门顶称潜孔式弧形闸门(也称深孔弧形闸门或高压弧门)。按支承铰轴的形式分为圆柱铰、圆锥铰、球形铰和双圆柱铰式弧形闸门。

水力自控翻板闸门它是利用水力和闸门重量平衡的原理,增设阻尼反馈系统来达到闸门随上游水位升高,而逐渐开启泄流;上游水位下降,而逐渐回关蓄水,使上游水位始终保持在要求的范围内(即上游正常水位)。举个例来说,连杆滚轮式翻板闸门是一种双支点带连杆的闸门,它是根据闸前水位的变化,依靠其水力平衡作用自动控制闸门开启和关闭,在运行过程中无撞击和拍打的一种翻板闸门。此种闸门由门叶、支腿、支墩、滚轮,连杆等部件组成。当上游来流量加大,门上游水位抬高,动水压力对支点的力矩大于门重与摩阻力对支点的力矩时,闸门自动开启到一定倾角,直到在该倾角下动水压力对支点的力矩等于门重对支点的力矩,达到该流量下的新的平衡。流量不变时,开启角度也不变。而当上游流量减少到一定程度,使门重对支点的力矩大于动水压力与摩阻力对支点的力矩时,水力自控翻板闸门可自行回关到一定倾角,达到该流量下的新的平衡。因此,水力自控翻板闸门具有不需启闭机械及相应设施、不需人为操作,完全由水流及时自动控制的特点

 

翻板闸门优点优势简析 

  1、原理独特、作用微妙、结构简单、制造方便、运行安全。

  2、施工简便、造价合理,投资仅为常规门的1/2左右。 

  3、自动起闭,自控水位准确,运行时稳定性良好。管理方便安全、省人、省事、省时、省力。 

  4、门体为预制钢筋混凝土结构,仅支承部分为金属结构。维修方便,费用低。 

  5、由于能准确自动调控水位、就当前水资源短缺,在合理使用和利用水资源有其独到之处。  

 

应用 

  1、用于水库溢洪道:能自动调节库容,发挥水库最高效益,又确保水库安全,实践证明,其功能非一般常规闸门所能及。 

  2、用于水电站:可按当地水文要素,结合装机容量,求得最大经济效益。 

  3、用于航运及农田灌溉:能自动调节水位,满足通航水深及灌溉用水需要。 

  4、用于城市环保:蓄水后既能改善城市生态环境,又能满足城市防洪要求。 

 

液压启闭机的运用给翻板闸门带来的优势

平板闸门通常都是设计成直立式或倾向上游型式。随着液压启闭机的应用,出现一种倾向下游的平板闸门。此种型式的闸门与倾向上游的闸门相比,具有以上明显的优点:

1.闸门泄流流态明确,不发生自激性拍振。倾向上游的平板门泄流时,闸门顶形成跌流,在下泄水流、闸门和下游水位之间存再一个空腔。若通气不良,闸门会受到交变的下游水压力的顶托作用,产生周期性排击支墩或底坎的现象,甚至使闸门失去稳定。相对而言,倾向下游的平板门泄流时,闸门顶形成堰流,在闸门底部则形成孔流,流态明确稳定,能使水流顺畅下泄。

    2.倾向下流的闸门,不会因上游泥沙淤积于门底下而影响闸门开启。倾向上游的平板门则不同,上游泥沙淤积,压在闸门上则会影响闸门开启,当然,倾向下游的平板闸门也存在一些缺点,如在闸门自重和低水位作用时,闸门上的水压力,不能对闸门止水带加压,有可能造成闸门漏水,但这缺点可通过液压启闭机对止水带施加压力而被克服。

 

目前国内市场上的翻板闸门种类有:

1、混凝土结构水力自控翻板闸门

        混凝土结构水力自控翻板闸门的工作原理:当上游水位超过正常蓄水位1020cm时,随着水位的上升闸门在水力作用下自动逐步开启,水位越高,开启量越大,直至全开;当水逐渐流出,水位开始下降,降至低于正常蓄水位时,闸门完全关闸。水力自控翻板闸门要求一定高度的启动水位,全开所需的水位更高。开启和关闭过程中容易被水中杂物卡在传动机构部分,而且需要在无水状态下才能清理下部杂物,否则闸门无法完全关闭,产生严重漏水。由于完全利用水力作用工作,难以实现人工调配水位。

 

2、混凝土结构自控液控双作用翻板闸门

    混凝土结构自控液控双作用翻板闸门是从水力自控翻板闸门发展而来,也就是在水力自控翻板闸门的基础上增设液压系统,克服水力自控翻板闸门的被动启闭方式,可以实行人工干预闸门的开启和关闭,这种闸门还是难以避免被水中杂物卡住,但是由于可以利用液压系统来操控闸门,因此清理漂浮物变得非常容易,下部杂物的清理也容易些。

 

3、橡胶坝

    橡胶坝为用夹布橡胶做成密封袋状物,将此固定在堰顶,工作时将水、油或气作为工作介质输入内腔,使它鼓起,达到蓄水的目的;常用的一般是充水作为工作介质,当需要泄水时,只要将内部工作的水排放一部分或全部,即可达到泄水的目的。橡胶坝虽然可以进行人工调配水位,但容易被异物刺破和易老化,运行中水位的波动易使坝袋磨破,耐久性差,修复费用高,修复周期长。由于充水和放水都需要开启大功率水泵,运行费用较高;坝袋内的水放出时还污染河道。

 

4、提升式闸门

    利用启闭设备如卷扬机、液压装置、螺杆装置等,将闸门门叶放下时即可蓄水,提升闸门门叶到需要的高度时,水从门叶底部流出,实现泄水的目的。提升式闸门克服了水力自控翻板闸门和橡胶坝的缺点,可根据需要实现人工调配水位,经久耐用,但是一般均为钢结构制造,由于设计原理的要求,结构跨度大,门体厚度大,闸门还需要提升至一定高度,以免受到洪水中物体的冲撞,钢材用量大,造价高,建设周期长,水封容易损坏,更换成本高。

  

常用挡水建筑物面临需要解决的问题

    混凝土结构翻板闸门能够得到广泛的应用有着其自身的特点,也有特定的社会经济基础支持;但是在使用中还是暴露出一些本身无法克服的需要解决问题。

为了解决以下一些设计、结构、运行和投资成本方面的问题:

    1、混凝土结构翻板闸门挡水部分为钢筋混凝土构件,抵抗河道中冲击物的撞击能力差是其致命缺陷。

    因为河道中洪水经过时,无法避免的会有很多大小不同物体需要通过,肯定会对闸门的挡水部分钢筋混凝土构件构成撞击,由此造成一定的破坏难以避免。

    2、混凝土结构翻板闸门挡水部分钢筋混凝土构件受到破坏后修复困难。

    由于闸门蓄水后,特别是洪水过后,所有的施工通道及围堰都不可能存在,如果混凝土构件被破坏需要更换就变得相当困难,因为构件质量大,需要做围堰和运输道路才能够进行,成本很高。

    3、混凝土结构翻板闸门传动机构复杂,容易被杂物卡而难以清理;

    4、混凝土结构翻板闸门启闭工作中有一定的横向移动,造成严重漏水,甚至造成相邻闸门的碰撞。

    5、混凝土结构翻板闸门启闭工作中被杂物单边卡住后,闸门会出现一端高一端低的现象,使闸门发生扭曲变形,破坏混凝土构件,甚至破坏相邻闸门构件。

    6、混凝土结构翻板闸门启闭工作时,卡杂物、横向移动、扭曲变形等情况发生时,侧止水橡胶容易损坏,而必须放空库内水后才能更换侧止水橡胶。

    7、混凝土结构翻板闸门有时因为水流原因会产生拍打,严重的情况下使混凝土构件发生损坏。

    8、混凝土结构翻板闸门由于结构原理限制,有被洪水浮起冲走的可能。

    9、混凝土结构翻板闸门设计制造中由于结构和材料原因,闸门高度和跨度受到限制。

    10、橡胶坝有易破损、易老化、能耗高、修复成本高、污染水体等问题;

    11、提升式闸门有造价高、建设周期长的投资成本问题。

三、钢结构自控液控双作用翻板闸门的特点

    对于以上需要解决的问题,使得研究开发钢结构翻板闸门成为必然,如今钢结构翻板闸门的优点也已经得到充分的认识。

 

钢结构翻板闸门的结构:

    钢结构翻板闸门采用框架结构的门叶作为挡水构件,通过支架与支墩进行连接,门叶和支架成一体,可以绕支墩座转动,结果简单,没有复杂的传动构件,液压系统作为辅助启闭装置安装在支架和支墩之间,用于人工方式启闭闸门。

 

钢结构翻板闸门的工作原理:

    钢结构水力自控翻板闸门的工作原理:当上游水位超过正常蓄水位1020cm时,随着水位的上升闸门在水力作用下自动逐步开启,水位越高,开启量越大,直至全开;当水逐渐流出,水位开始下降,降至低于正常蓄水位时,闸门完全关闸;

    钢结构自控液控双作用翻板闸门的工作原理:是在钢结构水力自控翻板闸门的基础上增设液压启闭系统。仍然保留原闸门的工作原理,增加了人工启闭闸门的液压启闭系统。

    1、结果简单,没有复杂的传动构件,闸门部分基本没有需要维护、修理的部位,闸门运行的稳定性和可靠性得到大大的提高,河道中的杂物不容易被卡,即使卡也有容纳的空间,而且非常容易清理;

    2、钢结构翻板闸门挡水部分为一个整体,没有拼接缝。而混凝土结构闸门是通过多块预制构件拼接而成,因此拼接缝隙容易发生漏水;

    3、闸门不会发生侧向移动,解决了侧向漏水问题,当侧止水橡胶被杂物损坏时,可以在蓄水状态进行更换,不会影响正常的发电;

    4、闸门被物体单边卡时不会发生一端高一端低的扭曲变形,因此不会造成闸门之间相互影响;

    5、由于钢结构翻板闸门门叶刚性好,强度高,不会象钢筋混凝土那样易裂,即便被重量级物体冲撞,也只会发生局部变形,修复简单,无需运输通道费用低,恢复速度快;

    6、钢结构翻板闸门由于采用铰链方式连接,不会发生被洪水浮起冲走的严重问题,有了液压系统的作用更加不会产生拍打现象;

    7、因为结构设计的合理性,闸门受力分布均衡,可以满足大跨度、较高闸门的要求。在同等跨度和高度的情况下,可以大量节省钢材用量,无需闸门上部的门槽结构和价格昂贵的启闭设备,

    8、因为所有的构件都在大坝以外生产,最后阶段才进入现场安装工作,液压系统的安装可以在蓄水状态下进行,因此可以大大缩短了施工工期,同时降低了大坝的复杂程度和施工难度;

    9、每个闸门相互之间无需隔墩进行分割,增加了有效的过流断面,闸门与闸门之间用橡胶接触密封,相互之间可以独立运行,能耗低,可以合理的进行水位调节,还可以实现全坝段冲沙作用;

    10、钢结构翻板闸门由于采用金属材料,唯一需要的是进行定期的防腐维护,特别需要的是背水面的维护保养。

 

钢结构自控液控双作用翻板闸门的应用前景

钢结构自控液控双作用翻板闸门由于结构简单、受力分布合理、材料用量节省、运行管理费用低等特点,随着用户对闸门运行可靠性、稳定性、安全性的提高及社会经济条件的逐步改善和投资成本合理性要求的提高,钢结构翻板闸门将会得到越来越多的投资者认可,也会在水利建设中发挥越来越重要的作用。

 

    新河县聚财水利机械厂位于董振堂将军的故乡河北省新河县,是一家高科技民营企业。企业成立于70年代初期,主要从事“聚财”牌水工产品的制造和研发,现有员工228人,各类高、中级专业工程技术人员近30人,技术生产工人180多人。并取得水利部颁发的生产许可证,螺杆启闭机许可证号:sxk55-043-2012,卷扬启闭机许可证:sxk55-044-2012,全国工业生产许可证号;xk07-001-00328.本厂占地面积14674平方米。公司拥有车、钳、刨、铣、冷作、钣金、铸造等,工种齐全,加工能力和技术力量雄厚,并具备理化测试手段与仪器设备,销售网点遍布全国。      

    河北新河县聚财水工机械厂是螺杆式启闭机、固定卷扬式启闭机、移动式启闭机、(球墨)铸铁闸门、铸钢闸门、钢制闸门、不锈钢闸门、玻璃钢拍门、清污机、格栅等水利机械和止水橡胶的专业生产制造厂家,并可满足用户特殊技术要求的设计制造。

 

 

 

 



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