管道拍门

供应商耀禹

管道拍门引言

拍门是泵站不可缺少的重要设备，它由门页、门铰、门座和密封件组成，门页通过门铰安装在门座上，靠橡胶密封止水，并兼作门页关闭的缓冲措施，拍门在开机时受水流的冲力作用，当前对拍门运用比较关心的问题主要是：增大运行期间的开启角，减小阻力，降低能耗；减小停机闭门时的撞击力。此外，在开机过程中拍门还会出现反复的拍击现象，长时间的拍击会危及拍门自身结构和建筑物的安全。所以，采用何种形式的拍门，使其开启角大、撞击力小，一直是拍门研究领域和工程设计关注的重要课题。
  本文基于能量法，首先列出拍门运动的通用方程，然后以典型泵站为例，针对不同类型拍门（不同的安装形式、门页数和材质等），分析计算同等条件下拍门的开启角和撞击力，通过分析对比，综合评价他们的优缺点，提出相关的结论及建议。论文对拍门的研究和工程设计有重要参考意义。
 １拍门运动的通用方程 停泵闭门期间拍门的运动可分为正转正流和正转逆流２种情况。当在正流阶段关闭时，拍门主要受水流冲力、运动阻力、附加阻力及浮重力的作用；逆流阶段关闭时，拍门主要受动水压力、运动阻力、附加阻力、浮重力的作用。其中，后３种力对门轴的力矩与正流阶段相同。图１为流道出口拍门的几何倾角及安装示意图，由此可推导拍门运动的通用方程［１］。依次求得水流冲力、运动阻力、附加阻力、浮重和动水压力对拍门产生的力矩Ｍ１、ＭＲ、ＭＤ、Ｍｓ和ＭＹ［４］，并按照动量矩定理，可得拍门的运动方程为：上述２个方程均可转变为关于α的二阶微分方程，从而求得拍门关闭时运动角速度表达式。首先求解方程（２）得拍门关闭时运动角速度的表达式，然后采用分段积分近似求解关闭历时ｔ，若ｔ≤ＴＢ，则拍门在正流阶段关闭，得闭门角速度ωｍ；若ｔ＞ＴＢ，则拍门在逆流阶段关闭［２］，求得正流结束时拍门的角度αＢ，并运用公式（３）求得拍门从αＢ至０的关闭历时ｔ′，通过试算，直至ｔ′与ＴＢＣ的比值和所设的***终作用水头与可能作用水头比值相同［４］，得出***终的角速度ωｍ。当有缓冲橡皮且布置在撞击中心时，撞击力的计算公式为：式中：Ｎ为拍门闭门撞击力；ＰＹ为门外水压力；Ｒ为运动阻力；ｍ、ｎ为ＰＹ、Ｒ的作用点距门铰轴的距离与撞击中心距门铰轴的距离之比；ｓ为缓冲橡皮块与拍门的接触面积；Ｅ为像皮块的弹性模量；ｌ为橡皮块厚度；Ｊｐ为计及附加阻力影响时拍门的转动惯量；ωｍ为拍门闭门前角速度；ＬＮ为撞击力作用点到铰轴线的距离；ＭＹ、ＭＲ分别为水压力、水流阻力对门铰所造成的力矩。以上是不同安装形式、淹没状态正逆流条件下拍门运动的通用方程。在拍门口径一定、工况条件相同时，这些方程仅是图１中倾角δ和γ的函数。取不同的δ和γ，可得特定安装形式拍门的运动方程。如当δ＝９０°时，可推得自由起落式拍门的运动方程；当δ不等于０°或９０°时，可推得有自闭能力的自由侧翻式拍门的运动方程；当γ＝９０°时，可推得井盖式拍门的运动方程。他们都是后面分析计算的重要依据。      

铸铁拍门的安装使用及注意事项：

1、拍门安装可与法兰连接可与预埋板焊接，或二次浇注

2、浮箱拍门在使用过程中，可通过向门页密封腔体内注水或放水的方法改变门页的比重，以达到开启效果。

3、拍门安装后，门座与门页间有3mm左右的间隙属正常现象，当门页承受一定的反向压力时，间隙会减少以致消失。

4、拍门在使用过程中应保持其流道、密封圈不被石块、树枝等杂物卡堵，从而影响密封效果。5、经常清理拍门下方沉砂池内的积物，保持拍门支耳孔、铰轴润滑良好开启灵活

玻璃钢拍门：安装于排水管道的尾端，具有防止外水倒灌功能的逆止阀。拍门主要由阀座、阀板、密土封圈、铰链四部分构成。性状分为圆形和方形。拍门的材质传统上为各种金属制品，现在已经发展为多种复合材料。如玻璃钢、高密度聚乙烯等。复合材料拍门将是将来拍门的发展方向，复合材料拍门本身利用了新材料科技的可塑造特点，强度高，密度小，正是传统拍门材料的弊端。新材质的拍门重量轻，开启迅速，水头损失小，其价格也具有优势，而且一般无回收价值而使防盗性能好。 复合材料(Composite materials)，是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。

拍门的类型可分为铸铁拍门、方形侧开门、节能型侧开式拍门、整体折叠拍门、钢制侧开门、钢制圆、方形开门和钢制单侧开门。舒适性：轻钢墙体采用高效节能体系，具有呼吸功能，可调节室内空气干湿度；屋顶具有通风功能，可以使屋内部上空形成流动的空气间，保证屋顶内部的通风及散热需求。我厂产品主营有螺杆式启闭机、手电两用启闭机、清污机、液压启闭机、止水带、止水橡胶、卷扬式启闭机、橡胶止水带、橡胶止水条 、启闭机闸门、铸铁闸门、不锈钢闸门、平板闸门、圆闸门、钢闸门、铸铁拍门等。 耐久性：轻钢结构住宅结构全部采用冷弯薄壁钢构件体系组成，钢骨采用超级防腐高强冷轧镀锌板制造，有效避免钢板在施工和使用过程中的锈蚀的影响，增加了轻钢构件的使用寿寿命可达100年。