摘要：針對(duì)漂浮物的問題提出解決方案，分析了影響閘門運(yùn)行穩(wěn)定的身分，并論證了連桿的長度對(duì)運(yùn)行穩(wěn)定的影響，優(yōu)化了連桿的尺寸，使閘門運(yùn)行加倍穩(wěn)定。

關(guān)頭詞：水閘閘門連桿滾輪式翻板閘門優(yōu)化穩(wěn)定

漸開式水力自動(dòng)翻板閘門靠水壓力及閘門自重自動(dòng)啟閉，無需啟閉機(jī)械及其他動(dòng)力，只需少許人員經(jīng)管，可節(jié)省年夜量工程投資及經(jīng)管費(fèi)用，與機(jī)械啟閉閘門相比可節(jié)省投資50以上。尤其在偏遠(yuǎn)的陡漲陡落的河流，水位低時(shí)閘門自動(dòng)關(guān)閉，蓄水澆灌；汛期水位高時(shí)閘門自動(dòng)開啟、泄洪；洪水事后，水位下降，閘門自動(dòng)實(shí)時(shí)回關(guān)，可充實(shí)哄騙水利資本，提高水的哄騙率。它能保證較年夜的過水能力和上游水位較小的壅高值，使堤防工程量年夜為削減。正是由于以上的特點(diǎn)，漸開式水力自動(dòng)翻板閘門在交通航道工程和水利工程中獲得越來越普遍的運(yùn)用。例如臨沂市費(fèi)縣北石溝攔河閘、引黃濟(jì)青年夜沽河水利樞紐工程、沂南縣黃埠攔河閘等都采用這類形式的翻板閘門�？墒沁@類閘門在運(yùn)行中也存在著一些問題，本文下面將針對(duì)連桿滾輪式翻板閘門（如圖1）的一些常見的問題例如漂浮物的梗塞、閘門運(yùn)行的穩(wěn)定問題，閘門的結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題進(jìn)行研究進(jìn)而探討其解決方式。

圖1

1.常見的幾個(gè)問題及其解決方式

1.1漂浮物梗塞鉸座

當(dāng)閘門建在山區(qū)河流上時(shí)，河流行洪時(shí)具有來勢(shì)猛，速度年夜，沖洗強(qiáng)，漂浮物多等特點(diǎn)。當(dāng)雜草、樹枝、樹干等雜物梗塞在鉸座周圍，會(huì)影響閘門的回關(guān)，嚴(yán)重的將在閘門與底板之間形成裂縫，閘前蓄不上水。汛后清算這些雜物也比力堅(jiān)苦，需要千斤頂、吊車或滑輪組把閘門開啟起來斷根，給經(jīng)管工作帶來很年夜的麻煩，還會(huì)造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。是以若何解決排漂的問題是翻板閘門能否在山區(qū)河流運(yùn)用的關(guān)頭問題。

圖2

解決方式有以下幾種：（1）在上游設(shè)置導(dǎo)流墩，將漂浮物導(dǎo)向鉸座雙方，削減漂浮物對(duì)鉸座的梗塞。錯(cuò)誤謬誤由于回流等身分的影響仍有殘剩漂浮物會(huì)沖到鉸座里。（2）是在門前設(shè)置攔污柵，錯(cuò)誤謬誤是要定期的斷根柵前的漂浮物。（3）是在連桿上焊接一個(gè)弧形的攔污柵，年夜小視庇護(hù)的范圍而定，在閘門開啟或關(guān)閉時(shí)，連桿和攔污柵一起運(yùn)動(dòng)，這類方案效果比力好。翻板閘門弧形攔污柵剖面示意圖如圖2所示。

1.2運(yùn)行穩(wěn)定問題

水力自控翻板門因其能隨水位漲落而自動(dòng)啟閉、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行靠得住、便于經(jīng)管和造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)，在中小型閘壩、山塘水庫的溢洪道、山區(qū)渠道排洪建筑物和人工湖中獲得普遍的運(yùn)用，闡揚(yáng)了很好的效益。然而，由于這類閘門的運(yùn)行情況和受力情況比力復(fù)雜，而其設(shè)計(jì)計(jì)較理論今朝尚不十分完善，運(yùn)行中普遍存在著諸多不穩(wěn)定現(xiàn)象，如突然翻倒、頻仍擺動(dòng)和“拍打”現(xiàn)象，這些就是凡是所說的“失穩(wěn)”。所有這些失穩(wěn)現(xiàn)象，對(duì)閘門的正常運(yùn)行長短常有害的，輕者能引發(fā)工程結(jié)構(gòu)的整體振動(dòng)，發(fā)生噪音，重者可致使閘門破壞。

影響閘門穩(wěn)定的身分很多，其中主要有：（1）閘門面板上的溢流水舌與閘下孔流間形成空腔，空腔中的空氣被水流帶走形成不穩(wěn)定的負(fù)壓。（2）閘門兩側(cè)邊壁使過閘水流兩側(cè)形成漏斗，帶進(jìn)空氣使空腔壓力不穩(wěn)。（3）閘門剛開啟時(shí)遠(yuǎn)驅(qū)水躍在閘門底部發(fā)生的負(fù)壓。（4）閘門開度小時(shí)形成的波狀水躍。（5）閘門全開時(shí)臨界淹沒水躍（6）風(fēng)浪造成閘上游水位不穩(wěn)定也影響閘門的運(yùn)行穩(wěn)定。

為了保證閘門的穩(wěn)定運(yùn)行可在閘門后設(shè)置兩道通氣孔，通氣孔面積應(yīng)跨越閘門淹沒面積的5。在水工結(jié)構(gòu)上要保證水流流態(tài)平順，邊墻頭部、閘墩、支墩、防護(hù)墩等的迎水部門盡量做成流線型。要從結(jié)構(gòu)上保證閘門自身的阻尼作用從而保證閘門的穩(wěn)定運(yùn)行，例如連桿滾輪式翻板閘門的連桿長度和后支點(diǎn)高度要合適。而連桿長度及其后支點(diǎn)縱坐標(biāo)對(duì)穩(wěn)定的影響則需要論證。以下將經(jīng)由過程工程實(shí)例具體分析計(jì)議。

1.3結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題

連桿滾輪式翻板閘門哄騙連桿的阻尼作用，使閘門的穩(wěn)定性有了極年夜的改善，阻尼越年夜，抗“拍打”的能力越強(qiáng)，這類閘門的連桿、滾輪的尺寸年夜小和位置設(shè)置適當(dāng)時(shí)，基本不會(huì)發(fā)生拍打現(xiàn)象。是以，在進(jìn)行閘門設(shè)計(jì)時(shí)，要合理肯定滾輪的直徑、連桿的長度及連桿后支點(diǎn)位置，選擇連桿阻尼作用年夜，啟閉水位低的尺寸作為設(shè)計(jì)值，從結(jié)構(gòu)上連結(jié)閘門自身的阻尼作用，保證其運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。在以下的工程實(shí)例中，針對(duì)連桿滾輪式水力自動(dòng)翻板閘門的連桿長度，經(jīng)由過程對(duì)幾個(gè)方案的比力，得出一個(gè)較好的方案，進(jìn)而說明連桿長度對(duì)運(yùn)行穩(wěn)定的影響。

2.工程實(shí)例
某閘，門高2.6米，門寬6米，擋水高度2.51米。運(yùn)行特征水位：（均以相對(duì)高程暗示）門底坎高程0.00米，閘門頂高程2.51米，啟動(dòng)水位2.60米，全開水位2.87米，全開角度78度，關(guān)閉水位2.51米，最年夜設(shè)計(jì)水頭6.50米。滾輪的直徑d=0.53m、連桿的長度l=1.487m，
在門重g，門葉上游面、底緣、頂緣和下流面所承受的水壓力協(xié)力p1、p2、p3、p4，門下空腔負(fù)壓的下拉力p5，和滾輪的支承力n及連桿的內(nèi)力t的作用下，憑據(jù)力的平衡關(guān)系（m開＝m關(guān)），計(jì)較出上游水位h不竭變化進(jìn)程中閘門的開度a，獲得h～a關(guān)系曲線。
閘門在開關(guān)門進(jìn)程中上游水位與閘門轉(zhuǎn)角的關(guān)系曲線如圖3所示。從圖中可以看出，閘門在肆意開度位置，其開門水位較關(guān)門水位高，差值基本為2ｃｍ左右�？梢婇l門對(duì)避免“拍打”有一定的阻尼作用。這類阻尼作用主要是由滾輪、連桿機(jī)構(gòu)自己決議的。連桿滾輪式翻板閘門哄騙連桿的阻尼作用，使閘門的穩(wěn)定性有了極年夜的改善，阻尼越年夜，抗“拍打”的能力越強(qiáng)，閘門的連桿和滾輪設(shè)計(jì)合理時(shí)，基本不會(huì)發(fā)生拍打現(xiàn)象。
當(dāng)開門力矩與關(guān)門力矩總和為零，閘門處于穩(wěn)定狀態(tài)。若來流量稍有增加，動(dòng)水壓力增年夜，開門力矩有一細(xì)小增量，這時(shí)候連桿會(huì)發(fā)生反力，形成阻抗力矩來阻止其旋轉(zhuǎn)，該阻抗力矩隨著來水流量的增加而逐漸增年夜，當(dāng)其到達(dá)最年夜值時(shí)，則閘門將處于向右轉(zhuǎn)動(dòng)前的極限平衡狀態(tài)。反之，若來水流量稍有削減，動(dòng)水壓力減小，則發(fā)生一細(xì)小關(guān)門力矩，這時(shí)候連桿將發(fā)生拉力，拉力形成的力矩使閘門維持穩(wěn)定。連桿的位置隨閘門的開啟(或關(guān)閉)是會(huì)發(fā)生變化的。當(dāng)動(dòng)水壓力增加(或削減)到一定值時(shí)，閘門將增加(或削減)其開度，從而使動(dòng)水壓力增量又發(fā)生改變，閘門在新的位置經(jīng)由過程新的連桿反力矩(或拉力矩)重新維持穩(wěn)定。是以，連桿的反力不是不變的，而是以不竭改變的量來使閘門在新的變量中維持穩(wěn)定。同時(shí)，由于連桿的存在，緩沖了閘門的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，使閘門必需在克服連桿反力矩(或拉力矩)的最年夜值后才能轉(zhuǎn)到新的開度。這樣，就保證了閘門的開啟和關(guān)閉到達(dá)相對(duì)穩(wěn)定。

為了便于分析連桿長度對(duì)閘門運(yùn)行的影響，本文設(shè)計(jì)了五種典型方案，即連結(jié)翻板閘門的滾輪半徑和連桿后支點(diǎn)高度不變，后支點(diǎn)向上下流水平移動(dòng)，各方案間的后支點(diǎn)水平距離距離為5cm，方案①：l＝1.581m，方案②：l＝1.534m，方案③：l＝1.487m，方案④：l＝1.439m，方案⑤：l＝1.393m，如圖4所示。

圖4改變連桿長度的五種典型方案

經(jīng)由過程自己編寫的開門運(yùn)行法式open.for的運(yùn)算，可以獲得各方案閘門在開門進(jìn)程中上游水位h與閘門的角度f的關(guān)系曲線，如圖5所示。

圖5分歧連桿長度的開門曲線

圖5反映了連桿長度的變化對(duì)閘門開門曲線的影響，從圖中可看出：連桿長度設(shè)計(jì)不合理，連桿長渡過長，翻板閘門啟動(dòng)后迅速到達(dá)全開位置，翻板閘門運(yùn)行不穩(wěn)定，如方案①。連桿長度不夠，閘門的開門曲線過于平緩，閘門最年夜開度較小，影響泄洪排澇，且全開水位較年夜，上游水位漲幅過年夜，會(huì)造成上游農(nóng)田的淹沒，如方案⑤。方案③的開門曲線較平穩(wěn)滑膩，閘門最年夜開度也較年夜，講明閘門運(yùn)行較穩(wěn)定，且全開水位較低，上游水位漲幅較小。各方案對(duì)應(yīng)的各項(xiàng)指標(biāo)如表1所示。

表1各方案對(duì)應(yīng)的各項(xiàng)指標(biāo)

方案

方案①

方案②

方案③

方案④

方案⑤

連桿長度（m）

1.581

1.534

1.487

1.439

1.393

最年夜開門角度（°）

79.79

79.85

79.96

79.92

79.91

上游啟動(dòng)水位（m）

2.55

2.55

2.55

2.55

2.55

上游全開水位（m）

2.78

2.81

2.85

2.87

2.92

上游水位漲幅（m）

0.27

0.30

0.34

0.36

0.41

對(duì)應(yīng)分歧的連桿長度，翻板閘門運(yùn)行時(shí)所能到達(dá)的最年夜開門角度θm也分歧，其變化紀(jì)律如圖6所示。

圖6連桿長度與閘門最年夜開度的關(guān)系曲線

圖中曲線有唯一的極值點(diǎn)（1.477，79.97），即θm最年夜值為79.97，對(duì)應(yīng)的l＝1.477m。是以，l＝1.477為連桿的優(yōu)化長度。

3.結(jié)論

在平原地域，尤其是城市的水渠中運(yùn)用翻板閘門，由于水流比力清澈，漂浮物和雜物都比力少，所以沒必要斟酌排漂的問題，但在山區(qū)中，由于山上沖下來的樹枝、雜草很多，所以都要斟酌用攔污柵來避免鉸座被纏住而影響翻板閘門的運(yùn)行穩(wěn)定。

經(jīng)由過程以上的分析，我們認(rèn)為連桿長度，和后支點(diǎn)的高度對(duì)翻板閘門運(yùn)行穩(wěn)定的影響很年夜，是以對(duì)翻板閘門的設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)斟酌連桿長度的優(yōu)化問題，找一個(gè)合適的連桿長度和后支點(diǎn)的位置以便使翻板閘門的開啟角度最年夜，從而保證翻板閘門的運(yùn)行穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)

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2.李宗健等，水力自動(dòng)閘門，水利水電出書社，1987，8

超凈臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)是操作方便自如，比較舒適，工作效率高，預(yù)備時(shí)間短，開機(jī)１０分鐘以上即可操作，基本上可隨時(shí)使用。在工廠化生產(chǎn)中，接種工作量很大，需要經(jīng)常長久地工作時(shí)，超凈臺(tái)是很理想的設(shè)備。超凈臺(tái)由三相電機(jī)作鼓風(fēng)動(dòng)力，功率１４５～２６０Ｗ左右，將空氣通過由特制的微孔泡沫塑料片層疊合組成的“超級(jí)濾清器”后吹送出來，形成連續(xù)不斷的無塵無菌的超凈空氣層流，即所謂“高效的特殊空氣”，它除去了大于０．３μｍ的塵埃、真菌和細(xì)菌孢子等等。超凈空氣的流速為２４～３０ｍ／ｍｉｎ，這已足夠防止附近空氣可能襲擾而引起的污染，這樣的流速也不會(huì)妨礙采用酒精燈或本生燈對(duì)器械等的灼燒消毒。工作人員就在這樣的無菌條件下操作，保證無菌材料在轉(zhuǎn)移接種過程中不受污染。但是萬一操作中途遇到停電，暴露在未過濾空氣中的材料便難以避免污染。這時(shí)應(yīng)迅速結(jié)束工作，并在瓶上作出記號(hào)，內(nèi)中的材料如處于增殖階段，則以后不再用作增殖而轉(zhuǎn)入生根培養(yǎng)。如為一般性生產(chǎn)材料，因其極其豐富也可棄去。如處于生根過程，則可留待以后種植用。


超凈臺(tái)電源多采用三相四線制，其中有一零線，連通機(jī)器外殼，應(yīng)接牢在地線上，另外三線都是相線，工作電壓是３８０Ｖ。三線接入電路中有一定的順序，如線頭接錯(cuò)了，風(fēng)機(jī)會(huì)反轉(zhuǎn)，這時(shí)聲音正�；蛏圆徽�常，超凈臺(tái)正面無風(fēng)�摽捎镁凭珶艋鹧嬗^察動(dòng)靜，不宜久試��，應(yīng)及時(shí)切斷電源，只要將其中任何兩相的線頭交換一下位置再接上，就可解決。三相線如只接入兩相，或三相中有一相接觸不良，則機(jī)器聲音很不正常，應(yīng)立即切斷電源仔細(xì)檢修，否則會(huì)燒毀電機(jī)。這些常識(shí)應(yīng)在開始使用超凈臺(tái)時(shí)就向工作人員講解清楚，免除不應(yīng)造成的事故與損失。


超凈臺(tái)進(jìn)風(fēng)口在背面或正面的下方，金屬網(wǎng)罩內(nèi)有一普通泡沫塑料片或無紡布，用以阻攔大顆粒塵埃，應(yīng)常檢查、拆洗，如發(fā)現(xiàn)泡沫塑料老化，要及時(shí)更換。除進(jìn)風(fēng)口以外，如有漏氣孔隙，應(yīng)當(dāng)堵嚴(yán)，如貼膠布，塞棉花，貼膠水紙等。工作臺(tái)正面的金屬網(wǎng)罩內(nèi)是超級(jí)濾清器，超級(jí)濾清器也可更換，如因使用年久，塵粒堵塞，風(fēng)速減小，不能保證無菌操作時(shí)，則可換上新的。


超凈臺(tái)使用壽命的長短與空氣的潔凈程度有關(guān)。在溫帶地區(qū)超凈臺(tái)可在一般實(shí)驗(yàn)室使用，然而在熱帶或亞熱帶地區(qū)，由于大氣中含有高量的花粉，或多粉塵的地區(qū)，超凈臺(tái)則宜放在較好的有雙道門的室內(nèi)使用。任何情況下都不應(yīng)將超凈臺(tái)的進(jìn)風(fēng)罩對(duì)著開敞的門或窗，以免影響濾清器的使用壽命。


無菌室應(yīng)定期用７０％酒精或０．５％苯酚噴霧降塵和消毒，用２％新潔爾滅抹拭臺(tái)面和用具�摚罚埃ゾ凭�也可�敚�用福爾馬林�摚矗埃ゼ兹��敿由倭扛咤i酸鉀定期密閉熏蒸，配合紫外線滅菌燈�撁看伍_啟１５分鐘以上��?shù)鹊认�毒滅菌手段，以使無菌室經(jīng)常保持高度的無菌狀態(tài)。接種箱內(nèi)部也應(yīng)裝有紫外線燈，使用前開燈１５分鐘以上照射滅菌，但凡是照射不到之處仍是有菌的。在紫外線燈開啟時(shí)間較長時(shí)，可激發(fā)空氣中的氧分子締合成臭氧分子，這種氣體成分有很強(qiáng)的殺菌作用，可以對(duì)紫外線沒有直接照到的角落產(chǎn)生滅菌效果。由于臭氧有礙健康，在進(jìn)入操作之前應(yīng)先關(guān)掉紫外線燈，關(guān)后十多分鐘即可入內(nèi)。


在超凈工作臺(tái)上亦可吊裝紫外線燈，但應(yīng)裝在照明燈罩之外，并錯(cuò)開照明燈平行排列，這樣在工作時(shí)不妨礙照明。若將紫外線燈裝入照明燈罩�摬ＡО澹斃锩�，這是毫無用處的，因?yàn)樽贤饩�不能穿透玻璃，它的燈管是石英玻璃，而不是硅酸鹽玻璃制成的。


接種室內(nèi)力求簡(jiǎn)潔，凡與本室工作無直接關(guān)系的物品一律不能放入，以利保持無菌狀態(tài)。接種室內(nèi)的空氣與外界空氣應(yīng)絕對(duì)隔絕，預(yù)留的通氣孔道應(yīng)盡量密閉。通氣孔道可設(shè)上下氣窗，氣窗面積宜稍大，需覆上４層紗布作簡(jiǎn)單濾塵。在一天工作之后，可開窗充分換氣，然后再予以密閉�？傊�，既要清潔無塵無菌，又要空氣新鮮，適宜工作。覆在通氣窗上的紗布應(yīng)經(jīng)常換洗。但是上述種種措施只是理想的設(shè)計(jì)方案，往往不易全面做到，其實(shí)只要嚴(yán)格無菌操作手續(xù)，在門窗敞開的室內(nèi)，有超凈臺(tái)的保護(hù)，接種的污染率仍可控制在生產(chǎn)上可以容忍的水平。


超凈工作臺(tái)的使用管理


１．目的：維持屏障工程的生物潔凈度，保護(hù)工作人員的安全，維護(hù)動(dòng)物福利，保障機(jī)組的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，盡量減少可影響科研成果的各種可變因素。


２．原則：屏障工程內(nèi)的超凈工作臺(tái)只能用于建立動(dòng)物模型的手術(shù)、轉(zhuǎn)基因小鼠的日常操作。


３．使用管理：


（１）每次使用超凈工作臺(tái)時(shí)，實(shí)驗(yàn)人員應(yīng)先開啟超凈工作臺(tái)上的紫外燈，紫外照射２０分鐘后使用。


（２）開啟超凈工作臺(tái)工作電源，關(guān)閉紫外燈，并用７５％的酒精或０．５％過氧乙酸噴灑擦拭消毒工作臺(tái)面。


（３）整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，實(shí)驗(yàn)人員應(yīng)按照無菌操作規(guī)程操作。


（４）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，用消毒液擦拭工作臺(tái)面，關(guān)閉工作電源，重新開啟紫外燈照射１５分鐘。


（５）如遇機(jī)組發(fā)生故障，應(yīng)立即通知?jiǎng)游飳?shí)驗(yàn)室，由專業(yè)人員檢修合格后繼續(xù)使用。


（６）實(shí)驗(yàn)人員應(yīng)注意保持室內(nèi)整潔。
（７）超凈工作臺(tái)的濾材每２年更換一次，并作好更換記錄。

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廠房通風(fēng)

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