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。      

管道拍门用途

拍门适用于给排水及污水处理工程的各种管道和水渠道作溢流、止回之用，亦可用作各种竖井井盖，它仅用于单向水流的出水口。

 管道拍门结构特点：

拍门具有流道正向单向开启和反向关闭的作用。拍门的阀盖借助于自身配重的平衡作用，在水流的作用下使门页自动开启或关闭，或稍加外力作用使门页开启或关闭；拍门盖上设有拉环，拉动拉环此盖的开启角度应大于60度，无卡阻现象，开关应自由灵活，当拍门部分泡在水中，管道内部压力较大，反向压力较小时，拍门允许部分泄漏量，当河道水压增大时，拍门将自动关闭密封。

管道拍门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。

管道拍门图片

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。

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