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液壓旋轉(zhuǎn)堰門(mén)的主要部件是三面固定的框架,堰門(mén),液壓缸以及設(shè)置在濕區(qū)外部的液壓動(dòng)力單元,根據(jù)需要,也可設(shè)計(jì)四面密封的液壓旋轉(zhuǎn)堰門(mén)。
框架和堰門(mén)板均由耐腐蝕材料制成。它們配備的支撐鉸鏈由免維護(hù)的聚酰胺制成。底部和側(cè)面的特殊唇形密封可確保堰門(mén)關(guān)閉狀態(tài)時(shí)密封(符合DIN 19569-4標(biāo)準(zhǔn)的密封性要求)。
液壓缸用于驅(qū)動(dòng)控制堰門(mén)。液壓缸可固定在堰門(mén)框架的支架上(如圖1),或者可以直接固定在天花板上(如圖2),在高度有限的情況下,液壓缸還可以水平安裝在天花板上(如圖3)。通過(guò)集成在液壓缸里的位置傳感器來(lái)同步和控制每個(gè)液壓缸。通過(guò)該位置傳感器我們也能控制溢流量。
根據(jù)堰門(mén)的功能,需要進(jìn)行堰門(mén)外水位的測(cè)量,至好是聲吶或雷達(dá)液位計(jì)。
不需要通過(guò)其他傳感器(如接近開(kāi)關(guān)或限位開(kāi)關(guān))來(lái)控制堰門(mén)。
堰門(mén)工作溫度操作確保低至0°C。
可調(diào)節(jié)堰門(mén) SUS304L或SUS316 L或316Ti
氣缸殼體 SUS316 L或碳鋼,環(huán)氧樹(shù)脂涂層
活塞桿 1.4462雙相不銹鋼,硬鉻鍍層
螺絲配件 A4級(jí)
表面處理 鈍化和酸洗
液壓動(dòng)力單元由4位3通的電磁閥(24 V DC),油箱,油液位和溫度開(kāi)關(guān),齒輪泵和電動(dòng)機(jī)組成。建議使用相應(yīng)尺寸的托盤(pán)來(lái)保留任何泄漏的油。液壓油是可生物降解的,因此在發(fā)生故障時(shí)也不會(huì)有環(huán)境污染。而且,該液壓油適配液壓系統(tǒng)中的所有部件材料。
液動(dòng)單元具有自動(dòng)斷電保護(hù)(故障保護(hù))功能,確保在電源發(fā)生故障時(shí)依然可以獨(dú)立運(yùn)行。比如說(shuō),在緊急溢流的時(shí)候斷電,堰門(mén)保持全開(kāi)狀態(tài)。這種自動(dòng)斷電保護(hù)功能是由一個(gè)蓄電池提供動(dòng)力,確保斷電期間能始終保持液壓油油量和油壓。
堰門(mén)的快速開(kāi)關(guān)和流量準(zhǔn)確控制功能能讓水位保持高水位狀態(tài),而且保證了最少水量的溢流。其他的控制功能涉及對(duì)液壓?jiǎn)卧耐ㄓ嵑捅O(jiān)測(cè)。液壓動(dòng)力單元上的控制點(diǎn)有油壓,油量,油溫和電動(dòng)機(jī)。位置傳感器用于檢查相關(guān)液壓缸的位置和同步性。實(shí)際值和報(bào)警信號(hào)也是可以獲取使用的。遠(yuǎn)程監(jiān)控功能也是可以開(kāi)發(fā)的。
如果液壓控制單元遠(yuǎn)離堰門(mén)位置,那么須在堰門(mén)現(xiàn)場(chǎng)配備應(yīng)急開(kāi)關(guān)以便進(jìn)行控制和維護(hù)工作。
1 沖洗功能
城市排水管網(wǎng)現(xiàn)存的主要問(wèn)題是箱涵箱涵淤積,主要原因:
ü 旱季時(shí),箱涵中的流量較小,大量固體污染物在箱涵中沉積
ü 箱涵坡度偏小
針對(duì)這些箱涵淤積的問(wèn)題,要么采用人工清理的方式,要么采用整體解決方案,但是這些整體方案非常昂貴,并且很少在技術(shù)方面獨(dú)立地起作用,而且無(wú)法制造出價(jià)格低廉的部件。相對(duì)于“要么全部完成,要么什么也不做”的這樣一個(gè)狀況,人們一般采用廢棄在擴(kuò)建管網(wǎng)這種非常昂貴的方案。
1.1 解決方案
液壓旋轉(zhuǎn)堰門(mén)既是產(chǎn)品,也是系統(tǒng),它用來(lái)對(duì)較大的箱涵進(jìn)行整體優(yōu)化,也用來(lái)對(duì)單個(gè)涵段進(jìn)行優(yōu)化。
使用液壓旋轉(zhuǎn)堰門(mén),可以在不影響功能的情況下,獲得成本低廉的部分解決方案。液壓旋轉(zhuǎn)堰門(mén)可以完成各種不同的功能,并能毫無(wú)問(wèn)題地適應(yīng)針對(duì)箱涵或箱涵的優(yōu)化要求,并能進(jìn)行相應(yīng)的修改。該裝置主要對(duì)壅水和蓄水的可控,對(duì)排流進(jìn)行時(shí)間有限的滯留,然后利用所蓄的水來(lái)對(duì)箱涵進(jìn)行沖洗。通過(guò)一個(gè)可調(diào)節(jié)的底部排放開(kāi)孔,還可以在蓄水時(shí)把污染物連續(xù)輸送到凈化設(shè)備中。液壓旋轉(zhuǎn)堰門(mén)是一個(gè)低碳、生態(tài)、環(huán)保的產(chǎn)品。
1.2 工作狀態(tài)
液壓旋轉(zhuǎn)堰門(mén)的工作狀態(tài)分為四個(gè)步驟:
1) 攔蓄
利用液壓旋轉(zhuǎn)堰門(mén)對(duì)箱涵水流進(jìn)行攔蓄,不銹鋼材料制成的堰門(mén)側(cè)板與堰門(mén)保持嚴(yán)密閉合,防止攔蓄水的滲漏。液壓動(dòng)力單元驅(qū)動(dòng)堰門(mén)抬起至至高點(diǎn),超聲波液位儀安裝于攔蓄截?cái)嗝娴纳喜?,用于檢測(cè)攔蓄水水位和出水水位。
2) 蓄水
箱涵水在堰門(mén)的上游進(jìn)行蓄集,可以預(yù)先設(shè)定攔蓄水位。完善的水位監(jiān)測(cè)和調(diào)控技術(shù),使得對(duì)排水管網(wǎng)的管理更加靈活便捷,中控系統(tǒng)可以顯示任意時(shí)段設(shè)備在管網(wǎng)的運(yùn)行狀況。亦可根據(jù)實(shí)際情況和水務(wù)管理人員的規(guī)劃預(yù)先對(duì)設(shè)備的運(yùn)行程序進(jìn)行設(shè)定。現(xiàn)場(chǎng)收集的數(shù)據(jù)都可以通過(guò)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)進(jìn)行分析,進(jìn)而更加有效的對(duì)管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行管理。
3) 箱涵沖洗
可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況控制堰門(mén)開(kāi)啟頻率和沖洗箱涵的蓄集水量。當(dāng)箱涵水蓄集到預(yù)設(shè)水位,堰門(mén)瞬時(shí)向下打開(kāi),攔蓄水中的懸浮物和固體雜質(zhì)隨水流排出。攔蓄水將以席卷流的方式對(duì)堰門(mén)下游箱涵進(jìn)行有效、可靠的沖洗。為了滿足箱涵水流恒定排放的要求,可以利用PLC控制器的水位監(jiān)測(cè)和調(diào)控功能,準(zhǔn)確計(jì)算出堰門(mén)的開(kāi)啟度,并將堰門(mén)鎖定在任意位置,亦可設(shè)定至高出水水位,或?qū)⒀唛T(mén)逐級(jí)開(kāi)啟至預(yù)設(shè)位置,方便對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行管理。
4) 閑置
閑置期間,旋轉(zhuǎn)堰門(mén)可以向下打開(kāi),不占用箱涵任何排水空間。雨季時(shí),旋轉(zhuǎn)堰門(mén)保持開(kāi)啟狀態(tài),不會(huì)影響箱涵的排水功能。斷電時(shí),亦可保持開(kāi)啟狀態(tài)。
1.3 技術(shù)特點(diǎn)
1) 預(yù)防性清洗;
2) 無(wú)需外來(lái)水源;
3) 沖洗頻率高;
4) 安裝簡(jiǎn)單,運(yùn)行穩(wěn)定;
5) 液壓控制,能耗低;
6) 底部無(wú)電氣部件,免維護(hù);
7) 堅(jiān)固耐用;
8) 安裝簡(jiǎn)單,易于改造;
9) 國(guó)內(nèi)外大量的成功的工程案例;
1.4 設(shè)計(jì)參數(shù)
1) 液壓旋轉(zhuǎn)堰門(mén)寬度
液壓旋轉(zhuǎn)堰門(mén)的寬度為沖洗箱涵的寬度。
2) 理論攔蓄高度
假定液壓旋轉(zhuǎn)堰門(mén)的高度,反算上游蓄水水量,直到蓄水量大于所需的實(shí)際沖洗水量,則假設(shè)攔蓄高度即為液壓旋轉(zhuǎn)堰門(mén)的高度。
3) 沖洗頻率
中度污染的箱涵沖洗一般每天3次,每天定時(shí)開(kāi)啟,當(dāng)液壓旋轉(zhuǎn)堰門(mén)前水位到達(dá)沖洗水位后,開(kāi)啟液壓旋轉(zhuǎn)堰門(mén)進(jìn)行沖洗,將下游箱涵沖洗干凈。一般低谷水量時(shí)需要沖洗至少一次。
輕度污染或者重度污染可以減少或者增加沖洗頻率,根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況,也可以調(diào)整設(shè)置。
1.5 沖洗模式
使用液壓旋轉(zhuǎn)堰門(mén)的主要的目的就是對(duì)箱涵進(jìn)行沖洗。不同的條件要求、應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)和邊界條件等決定了應(yīng)該采用何種方式對(duì)箱涵進(jìn)行沖洗。如果待沖洗箱涵位于液壓旋轉(zhuǎn)堰門(mén)的下游,可選擇沖洗波式或脈沖式。另一個(gè)決定的因素就是待沖洗箱涵的閑置時(shí)間。利用攔蓄污水對(duì)液壓旋轉(zhuǎn)堰門(mén)下游箱涵進(jìn)行沖洗。當(dāng)下游箱涵污水全部排空時(shí),可選擇沖洗波式。特殊水力條件下,比如回水時(shí)、支流匯入時(shí)、較長(zhǎng)閑置時(shí)間時(shí)、暴雨時(shí)等,就會(huì)產(chǎn)生脈沖式箱涵沖洗方式。
1) 沖洗波式?jīng)_洗
當(dāng)下游有效沖洗管段的沖洗時(shí)間小于蓄積一次沖洗水量所需的時(shí)間時(shí),可選擇沖洗波式對(duì)箱涵進(jìn)行沖洗。下游有效沖洗箱涵的排空,是保證此方式?jīng)_洗效果的前提條件。須結(jié)合箱涵充滿度、箱涵坡度等因素驗(yàn)證蓄積的沖洗水量能否產(chǎn)生沖洗波,以確保對(duì)箱涵的沖洗效果。對(duì)于本工程,建議每日夜間水量小時(shí),采用每日一次的沖洗頻率。此時(shí),應(yīng)保證下游排水通暢,下游管段液位應(yīng)低于0.3~0.4m。
2) 脈沖式?jīng)_洗
當(dāng)下游有效沖洗管段的沖洗時(shí)間大于蓄積一次沖洗水所需的時(shí)間時(shí),可選擇脈沖式?jīng)_洗方式。當(dāng)蓄積足夠沖洗水量可對(duì)下游箱涵進(jìn)行沖洗后,下游箱涵還沒(méi)有完全排空,此時(shí),攔蓄門(mén)開(kāi)啟,排放的攔蓄污水將形成強(qiáng)勁的脈沖式?jīng)_洗波,連同在下游未排空管段形成的沖洗波,將污水箱涵的沉積物全部清除干凈。脈沖式?jīng)_洗方式不同于上述的沖洗波式?jīng)_洗方式,預(yù)設(shè)的控制參數(shù)也不盡相同。若下游液位一直處于較高水平(但應(yīng)低于1.0m),可采用脈沖式?jīng)_洗模式,間歇性開(kāi)啟液壓旋轉(zhuǎn)堰門(mén),形成脈沖沖洗波
1 調(diào)節(jié)水位及防倒灌功能
液壓旋轉(zhuǎn)堰門(mén)可用于進(jìn)出水水位恒定或變動(dòng)的情況下排水。這樣可以實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)水量的很佳管理。如果河流高于排水管水位,則堰門(mén)具有防倒灌的功能,以防止河水進(jìn)入管網(wǎng)。
液壓旋轉(zhuǎn)堰門(mén)也有緊急溢流功能,如果是用在緊急溢流的情況下,優(yōu)選底部出流方式。 而且通常需要額外的安全設(shè)計(jì)以確保在發(fā)生故障時(shí)保障泄洪功能。
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