水利自动翻板闸门概要:

水力自动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。

自动翻板闸门的工作原理及发展历程

水力自动翻板闸门的工作原理:

现在应用最为广泛的翻板闸门即为水力水力自控翻板闸门,其工作原理是杠杆平衡与转动,具体来说,水力自控翻板闸门是利用水力和闸门重量相互制衡,通过增设阻尼反馈系统来达到调控水位的目的:当上游水位升高则闸门绕“横轴”逐渐开启泄流;反之,上游水位下降则闸门逐渐回关蓄水,使上游水位始终保持在设计要求的范围内。举个例子,滚轮连杆式翻板闸门是一种双支点带连杆的闸门,由面板、支腿、支墩、滚轮,连杆等部件组成,根据闸门水位的变化,依靠水力作用自动控制闸门的开启和关闭。当上游来流量加大,闸门上游水位抬高,动水压力对支点的力矩大于门重与各种阻尼对支点的力矩时,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支点的力矩,达到该流量下新的平衡。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各种阻尼对支点的力矩时,水力自控翻板闸门可自行回关到一定倾角,从而又达到该流量下新的平衡。

水力自控翻板闸门的发展历程:

水力自动翻板闸门与钢坝的优劣对比

(1)脉动(拍打现象)水力自控翻板闸门在运行过程中的流态相当复杂,闸门受泄水量和风浪的影响,门前水位往往在变化之中,而闸门随着门前水位的变化,力系失衡后,闸门的开度也不断发生变化,严重时将会使闸门产生越来越大幅度的摆动,以致不能控制,从而使闸门失衡。出现“拍打”现象时,易导致闸门坝坎结构毁坏,大大缩短翻板门的寿命,甚至使闸门、门基础全部毁坏。而钢坝可以有效的避免这一系列现象的发生。(2)、安全运行水利自动翻板闸门由于其工作原理是由水压与自重平衡的作用,使门体自动打开,不受人为控制。加上各种运行时的阻卡不一样,门什么时候开,很难把握。而下游一旦有人畜或其他临时建筑,在没有征兆通知,上游就翻坝泄洪,有很多安全隐患。而钢坝塌坝与升坝都是人为控制。准备塌坝可提前通知下游,故安全性很高。

(3)、泥沙淤积对启门影响由于自动翻板闸门采用中间支铰结构,门前泥沙力矩为启门阻力距,有时致使水力到开启闸门,因此在闸门下游往往需要增加启闭辅助设备,即便是如此也很难保证启闭自如的效果,因为泥沙淤积量常常难以预测。而钢坝是向一侧倾倒淤积或石头等杂质对坝的升和塌无法形成阻挡,它的淤积力矩为塌坝动力矩,更利于塌坝,更利于泄洪顺利进行,不至于导致上游被淹没的情况发生。(4)影响泄洪断面一般情况,水力自控翻板闸门因为考虑到依靠自重翻门,所以门体制作比较厚,当翻倒泄洪时,中间形成一道很厚的阻水面,有时厚度达到1m,严重影响泄洪断面,当上下游水位较大时,易造成将闸门冲走,而钢坝是向下游倾倒,倒下后坝体在坝底板高层以下,不会形成阻水现象。(5)关门受阻当自动翻板闸门打开一段时间,上游水位下降后,需要自动关门时,如果这时泥沙、石头淤积在闸门的底部或树枝等浮游硬物卡在转动支铰部位时,闸门就无法自动关闭,只能等到上游水放尽,人工清淤后,闸门才能复位,而此时上游河底已露出水面(难看),重新蓄满水需要很长时间或很多费用,但钢坝应急泄洪后,根据上游来水情况,当达到上游需要设定水位时,启动钢坝的驱动装置,可以随时立坝蓄水,门体及附近是否有淤积(包括树干、树枝或其他杂物)对立坝没有任何影响。

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