水力自动闸门
编辑基本信息
借助水力和重力作用在设定的水位下随流量(来流量或需水量)的变化能自动操作启闭的闸门。
水力自动闸门的形式很多,常用的有翻板闸门、扇形门和鼓形门、灌溉渠系专用的水力自动闸门等。
翻板闸门
门叶在水压力及其自重的作用下,利用力矩平衡原理使门叶绕水平铰轴转动、自动开启或关闭孔口。门叶在开启时,形状如自动翻转倾倒的平板,因而形象地称为“翻板闸门”。由于省去了启闭设备和工作桥,总体造价低,泄洪时门叶上、下同时过水,泄洪能力大,水头损失小,在中国中小型河流泄洪闸坝上得到了广泛应用。
翻板闸门按其铰座形式不同可分为:单铰型;多铰型;曲线连续铰座型等。
翻板闸门运行时,在一定上、下游水位(淹没出流)条件下,常发生“拍打”和运行不稳定现象,工作可靠性较差,在应用时应予特别关注。
灌溉渠系专用的水力自动闸门
专门用于灌溉渠系上的水力自动闸门,可用以实现灌溉渠道自动调节和输水、泄水。这种闸门分为上游常水位闸门,下游常水位闸门及上、下游水位联合控制的混合式闸门等形式,以法国尼尔皮克(NEYRPIC)公司研制的闸门系统应用最广。
(1)上游常水位闸门。又称
图1 上游常水位水力自动闸门示意图
1—浮箱;2—第一承压面;3—第二承压面;4—挡水面板;5—臂杆;6—前配重箱;7—后配重箱;8—横梁;9—转动轴;10—油压减振器
(2)下游常水位闸门。又称阿维型(AVI)门,与上游常水位闸门不同,它将浮箱置于门轴之后,利用浮力和重力相对于门轴力矩平衡的原理,控制闸下游水位基本不变的闸门。其性能是:当下游需水量改变而引起下游水位变化时,闸门自动启闭以满足需水量变化的要求,并保持闸后水位基本不变,它常被用作渠道进水闸、节制闸及分水闸等。法国尼尔皮克公司研制的阿维型门按其使用条件可分为2类:
图2 阿维型水力自动闸门示意图
(a)阿维欧门;(b)阿维斯门1—面板;2—配重;3—浮箱;4—浮箱套;5—金属便桥;6—轴座;7—变动的上游水位;8—下游设计水位;9—喇叭形进口;10—检修门;11—钢板镶护;12—检修门手动启闭机;13—便道;14—缓冲箱;15—预埋件
水力自动闸门使用历史很长,早在19世纪中叶,欧洲已经兴建了一些水力自动平面旋转的翻板闸门。20世纪初,相继出现了水力自动的扇形闸门和弧形闸门。20世纪30年代末,法国研制了一套用以实行明渠自动灌溉的尼尔皮克型水力自动闸门,在世界上得到了广泛应用。中国自20世纪50年代以来,翻板闸门应用广泛,并在形式上有所发展。与用机械设备操作的闸门相比,水力自动闸门不需要启闭机及动力,结构简单,造价不高,运行可靠,具有应用推广的前景。