Download - 01 Bia Gia (7 Files Merged)

2

Bé N«ng nghiÖp vµ Ph¸t triÓn n«ng th«n

viÖn khoa häc thñy lîi

sæ tay kü thuËt thñy lîi

phÇn 2

c«ng tr×nh thñy lîi

tËp 4

Cöa van vµ thiÕt bÞ ®ãng më

• Kh¸i niÖm chung vÒ cöa van trong c«ng tr×nh thñy lîi

• Thñy lùc cöa van

• Cöa van mÆt

• Cöa van s©u

• ThiÕt bÞ ®ãng më cöa van

biªn so¹n

GS. TS. Tr¬ng §×nh Dô - PGS. TS. NguyÔn §¨ng Cêng

Nhµ xuÊt b¶n n«ng nghiÖp Hµ Néi - 2005

Môc lôc 5

Môc lôc

Lêi giíi thiÖu 3

Môc lôc 5

Ch¬ng 1. Kh¸i niÖm chung vÒ Cöa van trong c«ng tr×nh thñy lîi 11

1.1. Vai trß nhiÖm vô cña cöa van 11

1.2. CÊu t¹o cöa van 11

1.3. Ph©n lo¹i cöa van 11

1.4. Chän lo¹i cöa van cho c«ng tr×nh 12

1.4.1. Vïng ven biÓn ®ång b»ng s«ng Cöu Long 12

1.4.2. Vïng ven biÓn Trung Bé 13

1.4.3. Vïng ®ång b»ng B¾c Bé 13

1.4.4. Cöa trªn ®Ëp trµn ë hå chøa vµ ®Ëp d©ng vïng Trung du vµ miÒn nói 13

1.5. Bè trÝ cöa van trong c«ng tr×nh 13

1.5.1. §èi víi cèng hë 13

1.5.2. §èi víi cèng kÝn 14

1.6. Lùc vµ tæ hîp lùc t¸c dông lªn cöa van 14

1.6.1. Lùc t¸c dông 14

1.6.2. Tæ hîp lùc 14

1.7. VËt liÖu lµm cña van 15

1.7.1. ThÐp 15

1.7.2. Gang 18

1.7.3. §ång 18

1.7.4. Cao su 18

1.7.5. VËt liÖu tæng hîp Composite 19

1.7.6. Bª t«ng cèt thÐp 19

1.8. Nh÷ng vÊn ®Ò cÇn l u ý trong thiÕt kÕ cöa van 19

1.9. Ph ¬ng ph¸p tÝnh to¸n 21

1.9.1. Ph¬ng ph¸p ph©n tÝch hÖ kÕt cÊu ph¼ng 22

6 sæ tay KTTL ∗ PhÇn 2 - c«ng tr×nh thñy lîi ∗ TËp 4

1.9.2. Ph¬ng ph¸p ph©n tÝch hÖ kÕt cÊu kh«ng gian 28

1.9.3. Mét sè quy ®Þnh trong thiÕt kÕ kÕt cÊu cöa van 35

1.10. Mét sè cöa van ®∙ nghiªn cøu vµ øng dông 35

1.10.1. Cöa van ph¼ng 35

1.10.2. Cöa van cung 36

1.10.3. Cöa van Clape trôc díi (cöa sËp) 36

1.10.4. Cöa van Clape trôc trªn 36

1.10.5. Cöa van h×nh qu¹t 36

1.10.6. Cöa van m¸i nhµ 36

1.10.7. Cöa van trô l¨n 36

1.10.8. Çc kiÓu cöa quay trôc ®øng 36

1.10.9. Çc kiÓu cöa quay trôc ngang 36

1.10.10. Çc kiÓu cöa van tù ®éng thñy lùc ®iÒu tiÕt trªn kªnh 36

1.10.11. Çc kiÓu cöa van ©u tµu 36

Ch¬ng 2. Thñy lùc cöa van 37

2.1. Kh¸i niÖm chung 37

2.2. N¨ng lùc x¶ n íc 37

2.3. ¸p lùc n íc t¸c dông lªn cöa van 42



2.3.3. Cöa van qu¹t 53

2.3.4. ChÕ ®é thñy lùc khi trµn qua cöa sËp 53

Ch¬ng 3. cöa van ph¼ng 55

3.1. Cöa van ph¼ng 55

3.1.1. u nhîc ®iÓm cña cöa van ph¼ng 55

3.1.2. Çc bé phËn chÝnh cña cöa van ph¼ng 55

3.1.3. CÊu t¹o cña çc bé phËn chÝnh 56

3.1.4. T¶i träng vµ lùc t¸c dông lªn cöa van ph¼ng 59

3.1.5. Çc kiÓu cöa van ph¼ng 61

3.1.6. KÕt cÊu phÇn èp ë ngìng khe van vµ gio¨ng kÝn níc 65

3.2. Cöa van cung 67

Môc lôc 7

3.2.1. ¦u nhîc ®iÓm cña cöa van cung 67

3.2.2. Nh÷ng kÕt cÊu chÝnh 67

3.2.3. X¸c ®Þnh vÞ trÝ cña dÇm chÝnh 70

3.2.4. Çc kiÓu cöa van cung 71

3.2.5. X¸c ®Þnh ¸p lùc níc tÜnh t¸c dông lªn cöa van cung 73

3.2.6. TÝnh träng lîng b¶n th©n cöa cung 76

3.2.7. TÝnh lùc n©ng h¹ 76

3.3. Cöa sËp (cöa Clape trôc díi) 77

3.3.1. §Æc tÝnh c¬ b¶n 77

3.3.2. Cöa sËp ®iÒu khiÓn b»ng c¬ khÝ 77

3.3.3. Cöa sËp tù ®éng b»ng ®èi träng 79

3.3.4. Cöa Clape phao (gäi t¾t lµ cöa sËp phao) 81

3.4. Cöa Clape trôc trªn 82

3.4.1. CÊu t¹o 82

3.4.2. Nguyªn lý lµm viÖc 82

3.4.3. Ph¹m vi ¸p dông 82

3.5. Cöa qu¹t 83

3.5.1. Ph¹m vi øng dông 83

3.5.2. Çc lo¹i cöa qu¹t 83

3.5.3. §iÒu kiÖn n©ng vµ h¹ cöa qu¹t 86

3.5.4. KÕt cÊu cöa qu¹t 89

3.5.5. §iÒu khiÓn cöa qu¹t 90

3.6. Cöa van m¸i nhµ 91


3.6.2. Çc kiÓu cöa van m¸i nhµ 91

3.6.3. Lùc n©ng vµ h¹ cöa m¸i nhµ 92

3.6.4. KÕt cÊu cöa van m¸i nhµ 95

3.6.5. ThiÕt kÕ vµ ®iÒu khiÓn cöa van m¸i nhµ 95

3.7. Cöa van trô l¨n 96

3.7.1. Ph¹m vi sö dông 96

3.7.2. Çc kiÓu cöa van trô l¨n 97

3.7.3. KÕt cÊu cña cöa van trô l¨n 97


3.7.4. X¸c ®Þnh träng lîng b¶n th©n vµ lùc n©ng cöa van trô l¨n 98

3.7.5. M¸y n©ng cöa van trô l¨n 100

3.8. Cöa van giµn quay 100

3.9. Cöa van çnh cöa tù ®éng 102

3.9.1. XuÊt xø cöa van çnh cöa tù ®éng 102

3.9.2. CÊu t¹o 102

3.9.3. S¬ ®å bè trÝ cöa van çnh cöa tù ®éng 104

3.9.4. Nguyªn lý ho¹t ®éng vµ tÝnh lùc ®ãng më 105

3.9.5. ChÕ ®é vËn hµnh cña cöa van çnh cöa tù ®éng 109

3.9.6. Çc bé phËn chÝnh cña cöa van vµ khung chøa van 110

3.10. Çc kiÓu cöa b¶n lÖch trôc ®øng tù ®éng vµ b¸n tù ®éng 114

3.10.1. CÊu t¹o 114

3.10.2. Nguyªn lý lµm viÖc tù ®éng 115

3.10.3. Ph¹m vi ¸p dông 115

3.11. Çc kiÓu cöa van trôc ngang 116

3.11.1. Cöa ph©n viªn (mét phÇn t h×nh trßn) 116

3.11.2. Cöa van Amil 117

3.11.3. Cöa van cung ®èi träng tù ®éng ®iÒu tiÕt mùc níc 119

3.11.4. Cöa van b¶n quay trôc ngang 119

3.12. Cöa ©u tµu 122

3.12.1. Çc lo¹i cöa ©u 122

3.12.2. Cöa ch÷ nh©n 124

Ch¬ng 4. cöa van s©u 137

4.1. Mét sè vÊn ®Ò cÇn chó ý khi thiÕt kÕ cöa van s©u 137

4.2. Cöa ph¼ng s©u 137

4.2.1. CÊu t¹o 137

4.2.2. T¶i träng vµ lùc t¸c dông lªn cöa 139


4.3. Cöa van cung s©u 140

4.3.1. CÊu t¹o 140

4.3.2. Mét sè tÝnh to¸n c¬ b¶n 142


Môc lôc 9

4.4. Van ®Üa 144

4.4.1. CÊu t¹o 144

4.4.2. T¶i träng vµ lùc t¸c dông 145

4.4.3. TÝnh søc bÒn cña vá vµ ®Üa 146


4.5. Van cÇu 147

4.5.1. CÊu t¹o 147


4.6. Cöa Van h×nh kim 148

4.6.1. CÊu t¹o vµ vËn hµnh 148


4.7. Van c«n 150

4.7.1. CÊu t¹o 150

4.7.2. TÝnh ®é bÒn 150

4.7.3. TÝnh lùc ®ãng më 151

4.7.4. C¸c h×nh thøc bè trÝ vµ ph¹m vi sö dông 151

4.8. Cöa van h×nh trô 151


4.8.2. X¸c ®Þnh øng suÊt vµ æn ®Þnh cña vá h×nh trô 154


4.8.4. Ph¹m vi ¸p dông 155

4.9. Chän kiÓu cöa van d íi s©u 155

Ch¬ng 5. ThiÕt bÞ ®ãng më cöa van 157

5.1. §Æc ®iÓm, cÊu t¹o vµ ph©n lo¹i thiÕt bÞ ®ãng më cöa van 157

5.1.1. §Æc ®iÓm cña thiÕt bÞ cöa van trªn c«ng tr×nh thñy lîi, thñy ®iÖn 157

5.1.2. CÊu t¹o chung cña thiÕt bÞ 157

5.1.3. Ph©n lo¹i vµ ph¹m vi øng dông 158

5.2. M¸y ®ãng më kiÓu vÝt ®ai èc 160

5.2.1. Nguyªn lý m¸y ®ãng më kiÓu vÝt ®ai èc 160

5.2.2. ¦u, nhîc ®iÓm cña thiÕt bÞ ®ãng më kiÓu vÝt ®ai èc 161

5.2.3. TÝnh to¸n thiÕt bÞ vÝt ®ai èc 162

5.2.4. M¸y ®ãng më kiÓu vÝt dïng cho cöa van s©u 164


5.3. M¸y ®ãng më kiÓu d©y mÒm 165

5.3.1. KÕt cÊu chung cña m¸y ®ãng më kiÓu d©y mÒm 165

5.3.2. ¦u, nhîc ®iÓm cña thiÕt bÞ ®ãng më kiÓu d©y mÒm 166

5.3.3. TÝnh to¸n c¸c th«ng sè c¬ b¶n 167

5.4. ThiÕt bÞ ®ãng më b»ng xilanh thñy lùc 173

5.4.1. CÊu t¹o chung vµ nguyªn lý ho¹t ®éng 173

5.4.2. ¦u ®iÓm cña xilanh thñy lùc 175

5.4.3. Nhîc ®iÓm cña thiÕt bÞ ®ãng më b»ng xilanh thñy lùc 175

5.4.4. TÝnh to¸n c¸c th«ng sè c¬ b¶n thiÕt bÞ ®ãng më xilanh thñy lùc 176

5.5. HÖ thèng ®iÒu khiÓn ®ãng më cöa van 177

5.5.1. Tù ®éng ®iÒu khiÓn, tù ®éng hãa b»ng ®iÖn vµ ®iÖn tö m¸y tÝnh 178

5.5.2. §iÒu khiÓn tõ xa 178

5.5.3. Tù ®éng b»ng thñy lùc 178

Phô lôc. Mét sè thiÕt bÞ ®ãng më cöa van 179

Tµi liÖu tham kh¶o 182

www.vncold.vn

Ch¬ng 1 - Kh¸i niÖm chung vÒ cöa van... 11

Ch¬ng 1

Kh¸i niÖm chung vÒ Cöa van trong c«ng tr×nh thñy lîi

Biªn so¹n: GS. TS. Tr¬ng §×nh Dô

1.1. Vai trß nhiÖm vô cña cöa van

Cöa van lµ mét bé phËn rÊt quan träng trong c«ng tr×nh thñy lîi. Cöa van ®îc l¾p ®Æt vµo çc khoang cña c«ng tr×nh thñy c«ng ë c«ng tr×nh thñy lîi thñy ®iÖn. Cöa van còng cã thÓ ®Æt ë trªn mÆt, ë díi s©u. NhiÖm vô cña cöa van lµ ®ãng ®Ó gi÷ níc vµ më ®Ó th¸o níc theo yªu cÇu ®Æt ra cho c«ng tr×nh: lÊy níc tíi, cÊp níc ph¸t ®iÖn, tho¸t lò, g¹n triÒu, tiªu óng, ®iÒu tiÕt mùc níc, lÊy níc mÆn nu«i trång thñy s¶n...

HiÖu qu¶ cña c«ng tr×nh thñy lîi, thñy ®iÖn ®îc ®¶m b¶o nh thiÕt kÕ ®Æt ra khi cöa van ®îc vËn hµnh ®¹t ®é tin cËy nh quy tr×nh vËn hµnh ®∙ ®Ò ra.

NÕu viÖc vËn hµnh cöa van cã sù cè th× dÉn ®Õn kh«ng nh÷ng tæn h¹i lín cho c«ng tr×nh thñy lîi, thñy ®iÖn mµ cßn g©y t¸c h¹i cho s¶n xuÊt ®êi sèng cña vïng h¹ du. Mét

sè vô vì ®Ëp g©y thiÖt h¹i lín ë Ên §é, ë Mü lµ do kÑt cöa van ë trµn x¶ lò.

1.2. CÊu t¹o cöa van

- PhÇn chuyÓn ®éng gåm b¶n mÆt, çc dÇm phô, çc dÇm chÝnh, çc b¸nh xe l¨n, gio¨ng chèng thÊm, phÇn thiÕt bÞ n©ng g¾n víi cöa van.

- PhÇn cè ®Þnh gåm çc kÕt cÊu tùa ®Æt ë trô pin, ë ®Ëp trµn, kÕt cÊu chèng thÊm vµ phÇn thiÕt bÞ n©ng g¾n víi c«ng tr×nh. ViÖc vËn hµnh cöa van cã thÓ nhê vµo m¸y n©ng c¬, ®iÖn, xilanh thñy lùc hoÆc hoµn toµn lîi dông søc níc - thêng ®îc gäi lµ cöa van tù ®éng thñy lùc, hoÆc võa lîi dông søc níc võa cã hç trî cña c¬ ®iÖn th× ®îc gäi lµ cöa van b¸n tù ®éng thñy lùc. Ngµy nay ë mét sè c«ng tr×nh viÖc vËn hµnh cöa van ë mét sè níc ®∙ ®îc tù ®éng ho¸ ®iÖn tö, ®iÒu khiÓn tõ xa rÊt hiÖn ®¹i.

1.3. Ph©n lo¹i cöa van

Cöa van cã thÓ ph©n lo¹i theo vÞ trÝ ®Æt: Cöa van trªn mÆt, cöa van díi s©u; theo h×nh d¹ng kÕt cÊu: Cöa van ph¼ng, cöa van cung, cöa van trô, cöa qu¹t, cöa m¸i nhµ, cöa b¶n quay...; theo h×nh thøc th¸o níc qua cöa van: Cöa van níc trµn trªn mÆt, cöa van níc ch¶y phÝa díi; theo h×nh thøc chuyÓn ®éng: Cöa van chuyÓn ®éng th¼ng lªn xuèng, cöa ®Èy ngang, cöa quay trôc gi÷a, trôc trªn, trôc díi; theo çch ®ãng më cöa

www.vncold.vn


van: B»ng søc níc (tù ®éng thñy lùc vµ b¸n tù ®éng), b»ng thiÕt bÞ c¬ khÝ vµ b»ng ®iÖn; theo tÝnh chÊt vËt liÖu: Cöa van thÐp, cöa van bª t«ng cèt thÐp, cöa van vËt liÖu tæng hîp.

Ngoµi ra theo nhiÖm vô cã thÓ chia ra: Cöa van vËn hµnh (sö dông cho khai th¸c c«ng tr×nh); cöa van söa ch÷a (dïng ®Ó thay thÕ khi söa ch÷a cöa van vËn hµnh); cöa van sù cè (dïng ®Ó xö lý khi cã sù cè x¶y ra); cöa van thi c«ng sö dông trong khi thi c«ng vµ trong sè ®ã cã thÓ dïng lµm cöa van dù phßng, cöa van söa ch÷a vµ cöa van sù cè.

1.4. Chän lo¹i cöa van cho c«ng tr×nh

ViÖc chän lo¹i cöa ph¶i c¨n cø vµo tÝnh chÊt, nhiÖm vô vµ ®iÒu kiÖn tù nhiªn n¬i x©y dùng c«ng tr×nh ®Ó ®¸p øng tèt nhÊt cho nhiÖm vô c«ng tr×nh vµ c«ng t¸c qu¶n lý khai th¸c.

1.4.1. Vïng ven biÓn ®ång b»ng s«ng Cöu Long §Æc ®iÓm cña vïng nµy lµ b¸n nhËt triÒu. §a sè çc cèng cã nhiÖm vô ng¨n mÆn

gi÷ ngät, thau chua röa phÌn vµ lÊy níc triÒu ngät trong mét sè thêi gian, ngoµi ra cã mét sè cèng l¹i cÇn lÊy mÆn ®Ó phôc vô nu«i trång thuû s¶n khi chuyÓn ®æi c¬ cÊu s¶n xuÊt. Do vËy cèng lµm viÖc 2 chiÒu: cã thÓ më ®Ó g¹n triÒu tiªu óng vµ còng cã lóc më

ngîc l¹i ®Ó lÊy triÒu. ë vïng nµy cã thÓ ¸p dông 4 lo¹i cöa sau:

a) Cöa van çnh cöa tù ®éng thñy lùc (CVCCT§)

§©y lµ lo¹i cöa van hiÖn ®îc øng dông réng r∙i nhÊt v× cã nhiÒu u ®iÓm h¬n çc lo¹i cöa van kh¸c. Nã ®îc ®ãng më nhê ¸p lùc níc vµ lùc lÖch trôc nªn kh«ng thÓ dïng cöa van nµy ®Ó ®iÒu tiÕt mùc níc.

b) Cöa van cung

Ýt ®îc sö dông v× viÖc øng dông cöa van cung tù ®éng ®Ó g¹n triÒu tiªu óng ®ßi hái phøc t¹p, nÕu ®iÒu khiÓn b»ng c¬ ®iÖn th«ng thêng th× nh©n lùc ph¶i tóc trùc

thêng xuyªn trong mïa tiªu lò. ë nh÷ng cèng ®ãng më Ýt mçi n¨m mét sè lÇn th× cã thÓ dïng cöa van cung.

c) Cöa Clape trôc díi (cöa van sËp)

ë nh÷ng n¬i cöa van ®îc ®ãng 5 - 6 th¸ng vµ sau ®ã më liªn tôc 5 - 6 th¸ng th×

cã thÓ ¸p dông lo¹i cöa nµy. V× cã u ®iÓm cã thÓ lµm cöa réng 15 ÷ 30 m.

d) Cöa van ph¼ng

Cöa van ph¼ng ®îc ®ãng më b»ng thiÕt bÞ c¬ khÝ hoÆc c¬ ®iÖn, cã thÓ dïng ë nh÷ng cèng mçi n¨m chØ më Ýt lÇn nhng hiÖn Ýt dïng ë vïng nµy.

www.vncold.vn


1.4.2. Vïng ven biÓn Trung Bé Cã 2 lo¹i cèng:

- Lo¹i cèng thêng bÞ ch×m ngËp trong lò chÝnh vô nªn øng dông cöa Clape trôc díi. §ãng më nhÑ vµ khi lò vÒ cöa van n»m s¸t ®¸y. Lo¹i nµy cã thÓ lµm khoang réng vµ còng cã thÓ øng dông cöa van çnh cöa tù ®éng.

- Lo¹i cèng ë cao kh«ng bÞ ch×m ngËp trong lò chÝnh vô vµ gÇn biÓn dÔ bÞ giã b∙o th× cã thÓ øng dông cöa van cung, van ph¼ng, ®Ó chñ ®éng ®ãng më th¸o lò vµ ®iÒu tiÕt mùc níc.

ë nh÷ng cèng gÇn biÓn chÞu ¶nh hëng cña b∙o, nÕu chØ dïng ®¬n thuÇn cöa van çnh cöa tù ®éng th× sÏ kh«ng chñ ®éng ng¨n triÒu d©ng vµ th¸o lò. Bëi v× lo¹i cöa nµy

chØ më cìng bøc ®îc khi chªnh lÖch nhá h¬n 1m. ë nh÷ng cèng nµy hoÆc chØ dïng cöa van cung, hoÆc võa dïng cöa cung phèi hîp cöa van çnh cöa tù ®éng ®Ó khi lò b×nh thêng th× g¹n triÒu tiªu óng vµ khi cã b∙o th× thªm mét sè cöa cung ®Ó th¸o lò.

1.4.3. Vïng ®ång b»ng B¾c Bé

a) Vïng ven biÓn chÞu ¶nh hëng cña triÒu

§©y lµ n¬i cã chÕ ®é nhËt triÒu, yªu cÇu cÊp níc vµ tiªu lò mét çch chñ ®éng.

ë ®©y kh¸c xa víi 2 vïng trªn, çc cèng nªn ¸p dông cöa van cung hoÆc cöa van ph¼ng ®Ó ®ãng më bÊt kú lóc nµo theo yªu cÇu khèng chÕ mùc níc trong ®ång.

b) Vïng ®ång b»ng kh«ng chÞu ¶nh hëng cña thuû triÒu

Cèng ë vïng nµy nªn ¸p dông cöa van cung, cöa van ph¼ng vµ cã thÓ dïng cöa Clape trôc díi ®Ó chñ ®éng ®iÒu tiÕt mùc níc trong ®ång bÊt kú thêi ®iÓm nµo.

1.4.4. Cöa trªn ®Ëp trµn ë hå chøa vµ ®Ëp d©ng vïng Trung du vµ miÒn nói Thêng ®îc sö dông phæ biÕn lµ cöa van cung hoÆc cöa van ph¼ng còng cã thÓ

¸p dông cöa van Clape trôc díi. ë ®©y còng cã thÓ dïng cöa qu¹t tù ®éng thñy lùc, khi më n»m trong bông ®Ëp khi ®ãng cöa ®îc n©ng lªn.

1.4.5. C«ng tr×nh x¶ s©u hoÆc lÊy níc díi s©u

Thêng ®îc sö dông cöa van cung hoÆc cöa van ph¼ng. Nh÷ng cèng nhá lÊy níc s©u cã thÓ dïng van c«n hoÆc van kim.

1.5. Bè trÝ cöa van trong c«ng tr×nh 1.5.1. §èi víi cèng hë

a) Lo¹i kh«ng cã têng ngùc

ë nh÷ng c«ng tr×nh níc thîng lu lu«n lín h¬n h¹ lu, cöa ®îc bè trÝ thiªn vÒ

phÝa sau ®Ó t¨ng an toµn cho cèng vÒ lËt trît. ë nh÷ng cèng ng¨n triÒu thêng cöa van ®Æt ë gi÷a ®Ó ®¶m b¶o ®é æn ®Þnh c¶ hai chiÒu.

www.vncold.vn


b) Lo¹i cã têng ngùc ®Ó gi¶m chiÒu cao cöa van

§èi víi cöa van cung nhÊt thiÕt ph¶i bè trÝ sau têng ngùc, cßn cöa van ph¼ng th× cã thÓ bè trÝ tríc hoÆc sau tïy ý.

1.5.2. §èi víi cèng kÝn Cã thÓ bè trÝ cöa van ë miÖng vµo, ë gi÷a hoÆc ë cuèi cèng.

1.6. Lùc vµ tæ hîp lùc t¸c dông lªn cöa van 1.6.1. Lùc t¸c dông

- ¸p lùc thñy tÜnh.

- ¸p lùc thñy ®éng.

- Träng lîng b¶n th©n.

- Lùc qu¸n tÝnh.

- ¸p lùc sãng.

- ¸p lùc giã.

- ¸p lùc ch©n kh«ng.

- Lùc va cña tµu thuyÒn, vËt næi.

- ¸p lùc bïn çt.

- Lùc ma s¸t.

- Lùc cña thiÕt bÞ ®ãng më.

- Lùc ®éng ®Êt.

- T¶i träng thö.

1.6.2. Tæ hîp lùc Khi tÝnh to¸n thiÕt kÕ cÇn ph©n ra çc tæ hîp lùc ®Ó tÝnh to¸n:

a) Tæ hîp chÝnh

- ¸p lùc thñy tÜnh.

- ¸p lùc thñy ®éng.

- Träng lîng b¶n th©n.

- Lùc qu¸n tÝnh.

- ¸p lùc sãng.

- ¸p lùc giã.

- ¸p lùc ch©n kh«ng.

- ¸p lùc bïn çt.

- Lùc cña thiÕt bÞ ®ãng më.

- Lùc ma s¸t.

www.vncold.vn


b) Tæ hîp ®Æc biÖt

Gåm tæ hîp chÝnh vµ thªm çc lùc:

- Lùc n©ng khi cöa bÞ kÑt.

- lùc va cña tµu thuyÒn vµ vËt næi.

- T¶i träng do ®éng ®Êt

- T¶i träng thö.

1.7. VËt liÖu lµm cöa van 1.7.1. ThÐp

a) Ph©n lo¹i thÐp

Theo thµnh phÇn ho¸ häc:

- ThÐp cacbon: lîng cacbon C < 1,7%. Kh«ng cã çc thµnh phÇn hîp kim kh¸c.

Chia ra thÐp cacbon thÊp, lîng cacbon C tõ 0,09 ÷ 0,22%, lµ thÐp x©y dùng chñ yÕu;

thÐp cacbon võa lîng cacbon C tõ 0,25 ÷ 0,5% dïng cho chÕ t¹o c¬ khÝ; thÐp cacbon cao lîng cacbon C tõ 0,6% lµ thÐp dông cô.

- ThÐp hîp kim, chia ra: thÐp hîp kim thÊp víi tû lÖ çc nguyªn tè hîp kim díi 2,5% lµ thÐp x©y dùng; thÐp hîp kim võa vµ thÐp hîp kim cao sö dông lµm thÐp dïng cho chÕ t¹o c¬ khÝ vµ dông cô.

b) Ký hiÖu thÐp

- ThÐp cacbon thÊp: Theo çch ®Æt tªn cña Liªn X« cò thÐp cacbon thÊp cã çc sè hiÖu CT0, BCT2, BCT3, BCT4 theo thø tù tõ Ýt ®Õn nhiÒu cacbon. Ch÷ B lµ chØ nhãm thÐp ®îc ®¶m b¶o vÒ c¬ tÝnh vµ thµnh phÇn ho¸ häc.

- ThÐp hîp kim thÊp: Theo çch ®Æt tªn cña Liªn X« cò th× hai sè ®Çu chØ phÇn

v¹n cacbon; ch÷ çi Nga chØ tªn çc thµnh phÇn hîp kim: m¨ng gan Γ, silic C, cr«m X,

niken H, ®ång Д, vanadi φ, bor P, m«lip®en M, titan T, nh«m IO, nit¬ A; con sè sau chØ lîng phÇn tr¨m (lµm trßn) khi qu¸ 1%.

www.vncold.vn


B¶ng 1-1 chiÕm 1 trang

www.vncold.vn


B¶ng 1-2 B¶ng 1-3 chiÕm 1 trang

www.vncold.vn


1.7.2. Gang Nh÷ng chi tiÕt cña cöa nh b¸nh xe l¨n, b¸nh xe c÷, cèi cöa chÞu ¸p lùc nhá h¬n

60 kG/cm2 cã thÓ dïng gang x¸m vµ gang chèng mµi mßn theo.

B¶ng 1-4. TÝnh n¨ng c¬ häc cña gang

KÐo

Gang §é cøng Brinell Giíi h¹n ®µn håi

kG/mm2

Giíi h¹n ph¸ ho¹i

kG/mm2 §é d·n kÐo ®øt

%

C¾t kG/mm2

Gang x¸m

Gang rÌn gèc:

- peclit

- ferit peclit

- ferit

240

280

200

175

-

42 - 46

38 - 44

32 - 40

25

58 - 75

50 -58

42 - 48

1 - 2

5 - 10

10 - 18

34

68

48

37

B¶ng 1-5. Cêng ®é tÝnh to¸n cña khèi ®óc b»ng gang x¸m (ΓOCT 1412 - 79)

Cêng ®é tÝnh to¸n MPa cña khèi ®óc b»ng gang x¸m Tr¹ng th¸i øng suÊt

CЧ 15 CЧ 20 CЧ 25 CЧ 30

KÐo ®óng t©m vµ kÐo khi uèn

NÐn ®óng t©m vµ nÐn khi uèn

Trît

Ðp mÆt tú ®Çu

55

160

40

240

65

200

50

300

85

230

65

340

100

250

75

370

1.7.3. §ång Dïng ®Ó lµm b¹c trôc b¸nh xe, trôc quay cña cöa hoÆc ®êng trît dïng ®ång víi

[σ] = 150 kG/cm2 cã dÇu b«i tr¬n vµ [σ] = 140 kG/cm2 kh«ng ®îc b«i tr¬n.

1.7.4. Cao su Dïng lµm gio¨ng ch¾n níc cña cao su Sao vµng Hµ Néi c¸c chØ tiªu cÇn ®¹t:

- Giíi h¹n æn ®Þnh khi dËt ®øt: 180 kG/cm2

- §é d∙n dµi t¬ng ®èi kh«ng bÐ h¬n 5 lÇn

- §é d∙n dµi d kh«ng lín h¬n: 40%

- Søc kh¸ng r¹n nøt kh«ng bÐ h¬n: 70 kG/cm2.

- §é cøng theo Shore kh«ng bÐ h¬n: 60

- §é ®µn håi: 45 ÷ 65%.

Cao su dïng lµm cöa van: HiÖn nay ®∙ s¶n xuÊt trong níc.

www.vncold.vn


1.7.5. VËt liÖu tæng hîp Composite HiÖn t¹i cöa van b»ng thÐp bäc composite ®∙ ®îc øng dông kh¸ phæ biÕn vµ cöa

van hoµn toµn b»ng vËt liÖu composite còng ®∙ ®îc øng dông nhiÒu cho vïng ven biÓn n¬i cã chªnh lÖch cét níc thÊp nhng cha tæng kÕt vµ cha cã híng dÉn thiÕt kÕ. TÝnh chÊt c¬ lý cña vËt liÖu composite nh sau:

- øng suÊt kÐo Rk = 2700ϕ = 675 kG/cm2

- øng suÊt nÐn Rn =1600ϕ + 670 = 1070 kG/cm2

- øng suÊt uèn Ru = 6500ϕ - 525 = 1100 kG/cm2

Trong ®ã: ϕ = 0,25.

1.7.6. Bª t«ng cèt thÐp Cöa van b»ng bª t«ng cèt thÐp d¹ng vá máng ®îc øng dông lµm cöa van tù ®éng

ë mét sè c«ng tr×nh vïng ven biÓn cã kÕt qu¶ tèt; m¸c bª t«ng ≥ 300 cã dïng phô gia hãa dÎo nªn bª t«ng ®¹t chÊt lîng cao.

1.8. Nh÷ng vÊn ®Ò cÇn l u ý trong thiÕt kÕ cöa van

1.8.1. Ph¶i chän lo¹i cöa van phï hîp víi tÝnh chÊt vµ nhiÖm vô c«ng tr×nh ®Ó ®¸p øng ®îc yªu cÇu ®Æt ra trong qu¶n lý khai th¸c, phï hîp víi ®iÒu kiÖn chÕ t¹o l¾p ®Æt, vËn hµnh, söa ch÷a b¶o dìng thay thÕ vµ phï hîp kh¶ n¨ng ®Çu t kinh tÕ kü thuËt. §iÒu cÇn chó ý nhÊt khi chän lo¹i cöa van lµ ®é tin cËy trong vËn hµnh ®ãng më ®Ó thùc hiÖn nhiÖm vô ®iÒu tiÕt mùc níc lu lîng do yªu cÇu s¶n xuÊt ®Ò ra.

1.8.2. TÝnh to¸n cöa van c¶ vÒ ®é bÒn vµ æn ®Þnh ®èi víi nh÷ng lùc vµ t¶i träng c¬ b¶n t¸c dông ®ång thêi vµ kiÓm tra øng suÊt khi cã sù t¸c dông cña c¸c t¶i träng ®Æc biÖt vµ tæ hîp cña chóng víi nh÷ng lùc c¬ b¶n. Thêng ®îc tÝnh theo tr¹ng th¸i giíi h¹n thø nhÊt vµ tr¹ng th¸i giíi h¹n thø hai.

1.8.3. Trong tÝnh to¸n s¬ bé, viÖc chän chiÒu cao mÆt c¾t dÇm chÞu lùc ph¶i xuÊt ph¸t tõ ®iÒu kiÖn ®é vâng cho phÐp, tÝnh theo c«ng thøc:

[ ]25

f . .24 E.2.a

= σ

; (1-1)

trong ®ã:

f - ®é vâng ë t©m cña nhÞp dÇm;

- nhÞp tÝnh to¸n cña dÇm chÞu lùc, cm;

a - kho¶ng c¸ch tõ träng t©m mÆt c¾t tÝnh to¸n cña dÇm chÞu lùc ®Õn mÐp

dÇm (cm); ®îc lÊy a = (0,75 ÷ 0,65)hct (hct - chiÒu cao cña mÆt c¾t dÇm);

E - m« ®un ®µn håi, ®èi víi thÐp, E = 2100000 kG/cm2;

[σ] - øng suÊt cho phÐp (kG/cm2) cña vËt liÖu lµm cöa van.

www.vncold.vn


§é vâng cho phÐp lín nhÊt cña çc dÇm chÝnh cña cöa van kh«ng ®îc vît qu¸:

Cöa ho¹t ®éng thêng xuyªn Cöa lµm viÖc t¹m thêi

+ §èi víi dÇm ®Æc: 1

.750

1

.500

+ §èi víi dÇm giµn: 1

.1000

1

.700

Çc dÇm phô ®é vâng tÝnh to¸n kh«ng vît qu¸: 1

.250

.

1.8.4. Trong trêng hîp çc dÇm chÞu t¶i träng kh«ng ®Òu, ®èi víi liªn kÕt ®Æc khi

ctc h 5> vµ ®èi víi çc liªn kÕt giµn khi ctc h 2> th× ph¶i tÝnh cöa van theo tr¹ng th¸i

xo¾n. ë ®©y c lµ kho¶ng çch gi÷a çc dÇm.

1.8.5. KÕt cÊu cöa van ph¶i thuËn tiÖn cho viÖc chÕ t¹o, l¾p r¸p, quan tr¾c theo dâi, söa ch÷a, thay thÕ çc bé phËn vµ cã ®é tin cËy cao trong vËn hµnh.

1.8.6. H×nh d¹ng mÐp díi cöa van ph¶i thuËn cho dßng ch¶y, kh«ng bÞ c¶n vµ kh«ng g©y m¹ch ®éng ¸p lùc ®¸ng kÓ vµ hiÖn tîng khÝ thùc ë mÐp cöa van.

1.8.7. Ph¶i ®¶m b¶o h×nh d¹ng kh«ng ph¸t sinh ch©n kh«ng ®èi víi çc cöa van cho níc trµn qua vµ ®¶m b¶o th«ng kh«ng khÝ díi líp níc trµn ®ã.

1.8.8. Ph¶i chän ®îc vËt liÖu lµm cöa van vµ biÖn ph¸p b¶o vÖ ®Ó cöa van bÒn trong m«i trêng chua mÆn, Èm ít...

www.vncold.vn


Thu thËp vµ ph©n tÝch tµi liÖu

§iÒu tra, nghiªn cøu, thÝ nghiÖm m« h×nh hoÆc thùc tÕ

Chän lo¹i h×nh cöa van

Bè trÝ

TÝnh to¸n

ThiÕt kÕ

TÝnh träng lîng vµ lùc ®ãng më

LËp ph¬ng ¸n c«ng nghÖ

VÏ h×nh

ChÕ t¹o

L¾p ®Æt

VËn hµnh thö

LÆp l¹i nhiÒu lÇn

Th¶oluËn tænghîp küthuËt

VËn hµnh chÝnh thøc

1.8.9. Tr×nh tù c«ng t¸c tõ thiÕt kÕ ®Õn vËn hµnh cöa van.

1.9. Ph ¬ng ph¸p tÝnh to¸n

Cöa van thñy c«ng lµ vËt kÕt cÊu kh«ng gian ba chiÒu, nªn vÒ nguyªn t¾c ph¶i dïng hÖ kÕt cÊu kh«ng gian ®Ó tiÕn hµnh ph©n tÝch tÝnh to¸n. Nhng bëi v× tríc ®©y kü thuËt tÝnh to¸n cha ph¸t triÓn, nÕu lµm nh vËy trªn thùc tÕ gÆp rÊt nhiÒu khã kh¨n. Do ®ã trong thiÕt kÕ c«ng tr×nh mét thêi gian dµi ®∙ dïng ph¬ng ph¸p ph©n tÝch hÖ mÆt ph¼ng ®Ó tÝnh to¸n. Tøc lµ ph©n tÝch kÕt cÊu kh«ng gian cña cöa van thµnh nhiÒu kÕt cÊu

www.vncold.vn


ph¼ng ®éc lËp, sau ®ã tiÕn hµnh tÝnh to¸n riªng biÖt. Lµm nh thÕ sÏ thuËn tiÖn cho c«ng viÖc tÝnh to¸n, nhng còng ®a ®Õn nhiÒu sai sè kh«ng phï hîp víi thùc tÕ, v× vËy kÕt qu¶ tÝnh to¸n mang tÝnh gÇn ®óng, kh«ng thÓ ph¶n ¸nh t×nh tr¹ng lµm viÖc cña cöa van mét çch ch©n thùc.

MÊy n¨m gÇn ®©y ®∙ sö dông ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n cïng sù hç trî cña m¸y tÝnh ®iÖn tö, ®Ó gi¶i bµi to¸n kÕt cÊu kh«ng gian cña cöa van, thùc tÕ vµ ®∙ thu ®îc kÕt qu¶ ®¸ng tin cËy.

PhÇn nµy giíi thiÖu kh¸i qu¸t hai ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n trªn.

1.9.1. Ph ¬ng ph¸p ph©n tÝch hÖ kÕt cÊu ph¼ng

Quan hÖ gi÷a çc cÊu kiÖn trong cöa van thñy c«ng t¬ng ®èi phøc t¹p. ë ®©y lÊy cöa van ph¼ng mÆt b¸nh xe cè ®Þnh, lµm vÝ dô cho thuyÕt minh ph¬ng ph¸p ph©n tÝch hÖ kÕt cÊu ph¼ng (h×nh 1-1).

B¶n mÆt trùc tiÕp chÞu ¸p lùc níc vµ truyÒn ®Õn dÇm khung bèn bªn. Phô t¶i lµ khu vùc g¹ch chÐo trong h×nh, vµ theo ®êng ph©n gãc, ph©n phèi khung dÇm 2 bªn. Phô t¶i cña dÇm phô n»m ngang nh biÓu thÞ trªn h×nh (a), (b). Phô t¶i cña dÇm phô th¼ng ®øng, ngoµi ngo¹i lùc níc do b¶n mÆt truyÒn ®Õn, cßn ph¶i chÞu ph¶n lùc gèi ®ì dÇm phô n»m ngang truyÒn ®Õn, phô t¶i cña nã ®îc biÓu thÞ ë h×nh (c).

Ph¶n lùc gèi cña dÇm phô th¼ng ®øng vµ hÖ liªn kÕt híng ®øng lµ phô t¶i truyÒn cho dÇm chñ n»m ngang, sau khi céng thªm ¸p lùc níc do b¶n mÆt trùc tiÕp truyÒn ®Õn, phô t¶i ®îc biÓu thÞ ë h×nh (d). Ph¶n lùc gèi cña dÇm chñ ngang truyÒn cho dÇm bªn, sau khi céng thªm ¸p lùc níc do b¶n mÆt truyÒn ®Õn, phô t¶i cña nã nh h×nh (e). DÇm bªn dùa vµo trôc b¸nh xe cña b¸nh xe chÝnh, v× vËy ¸p lùc níc t¸c dông lªn b¶n mÆt cuèi cïng qua b¸nh xe chÝnh truyÒn cho ®êng ray vµ kÕt cÊu g¾n trong bª t«ng.

B»ng ph¬ng ph¸p nªu trªn ta ®a mét cöa van kh«ng gian ph©n tÝch thµnh rÊt nhiÒu cÊu kiÖn hÖ ph¼ng ®éc lËp, sau khi cã phô t¶i viÖc tÝnh to¸n sÏ kh«ng cßn khã kh¨n n÷a. Nhng cÇn ph¶i chó ý, ë trªn ®êng giao nhau cña hai cÊu kiÖn hÖ ph¼ng, ph¶i xÐt céng dån øng suÊt.

§èi víi cöa van cung hoÆc çc h×nh thøc cöa van kh¸c, ®Òu cã thÓ sö dông ph¬ng ph¸p nµy ®îc mét nhãm hÖ kÕt cÊu ph¼ng cã gi¸ trÞ nh kÕt cÊu kh«ng gian ban ®Çu. VËt kÕt cÊu cña nh÷ng hÖ ph¼ng nµy do b¶n, dÇm, cét vµ thanh gi»ng v.v... t¹o thµnh. Ph¬ng ph¸p ph©n tÝch xem ë tµi liÖu c¬ häc kÕt cÊu.

ë ®©y chØ giíi thiÖu ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n b¶n mÆt cã liªn quan tíi kÕt cÊu cöa van mµ ë Trung Quèc khi biªn so¹n quy ph¹m thiÕt kÕ cöa van thÐp, ngêi ta ®i s©u nghiªn cøu tõ thùc nghiÖm vµ tÝnh to¸n. Qua ®ã rót ra çc kÕt luËn sau ®©y:

(1) VËt liÖu thÐp lµ mét lo¹i vËt liÖu ®µn håi rÊt tèt, lµm viÖc trong ph¹m vi biÕn d¹ng nhá, tr¹ng th¸i øng suÊt ë trong b¶n mÆt hoµn toµn thèng nhÊt víi kÕt qu¶ cña lý thuyÕt b¶n máng ®µn håi. Thùc nghiÖm cho thÊy, tiÒn ®Ò diÔn to¸n cña c«ng thøc Pakh¬ lµ cha chÆt chÏ, kh«ng thÓ ph¶n ¸nh t×nh tr¹ng lµm viÖc thùc cña b¶n mÆt, kh«ng nªn tiÕp tôc sö dông.

www.vncold.vn


(2) B¶n mÆt ë trong kÕt cÊu cöa van cã hai t¸c dông: Mét lµ trong qu¸ tr×nh truyÒn ¸p lùc níc, nã cã t¸c dông uèn cong côc bé, øng suÊt cña nã cã thÓ tÝnh to¸n theo b¶n máng ®µn håi cña gèi trªn khung dÇm. Hai lµ, nã l¹i lµ mét bé phËn cña khung dÇm tham gia víi kÕt cÊu tæng thÓ, øng suÊt cña nã cã thÓ x¸c ®Þnh ®îc theo biªn çnh cña khung dÇm.

(3) øng suÊt ph¸t sinh lín nhÊt trong b¶n mÆt (hay gäi lµ ®iÓm khèng chÕ øng suÊt) lµ ®iÓm gi÷a cña « víi khung ®ì 4 bªn.

Theo t×nh h×nh bè trÝ cöa van th«ng thêng, ®iÓm khèng chÕ xuÊt hiÖn t¹i ®iÓm gi÷a cña c¹nh dµi khu « dÇm.

(4) Thùc nghiÖm cho thÊy, b¶n mÆt khi ®i vµo giai ®o¹n lµm viÖc cã tÝnh ®µn håi dÎo, cêng ®é tiÒm tµng rÊt lín, ph¹m vi cña khu tÝnh dÎo ®îc më réng, ®iÓm khèng chÕ øng suÊt sÏ nhá vµ côc bé. Dùa vµo øng suÊt cho phÐp cña nã ®Ó tiÕn hµnh kiÓm tra cêng ®é lµ thÝch hîp.

C¨n cø vµo çc kÕt luËn nªu trªn ®∙ quy ®Þnh ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n b¶n mÆt nh sau:

a) øng suÊt uèn côc bé cña b¶n mÆt σmx, σmy nªn c¨n cø vµo d¹ng khung ®ì biªn ®Ó tÝnh to¸n theo b¶n máng ®µn håi chÞu phô t¶i ph©n bè ®Òu, c«ng thøc tÝnh to¸n nh sau:

2

m 2

kpaσ =

δ; (1-2)

Trong ®ã:

p - cêng ®é ¸p lùc níc cña trung t©m khu « tÝnh to¸n b¶n mÆt (kG/cm2);

a - ®é dµi c¹nh ng¾n cña « tÝnh to¸n b¶n mÆt (cm) tÝnh tõ khe hµn gi÷a b¶n mÆt vµ « dÇm;

δ - ®é dµy cña b¶n mÆt (cm);

k - hÖ sè øng suÊt uèn cña ®iÓm gi÷a c¹nh ®ì b¶n máng ®µn håi. Trong tÝnh to¸n cã thÓ chia thµnh hai lo¹i: §iÓm gi÷a c¹nh dµi vµ ®iÓm gi÷a c¹nh ng¾n. Gi¸ trÞ cña nã tra trong h×nh 1-2.

b) NÕu b¶n mÆt nèi liÒn víi dÇm ®ì, cho phÐp b¶n mÆt lµm viÖc víi biªn çnh cña dÇm, ®é réng h÷u hiÖu B cña nã lÊy b»ng trÞ t¬ng ®èi nhá t×m ®îc theo c«ng thøc:

B = ξ.b;

B≤ 60δ +b1; (thÐp sè 3) (1-3)

B≤ 50δ +b1; (thÐp sè 16)

Trong ®ã: b - kho¶ng çch gi÷a dÇm,

www.vncold.vn


1 21

b = (b +b ); 2

b1 - ®é réng biªn çnh trªn cña dÇm, nÕu kh«ng ®Æt biªn çnh trªn th× b»ng ®é dµy b¶n bông cña dÇm;

ξ - hÖ sè ®é réng h÷u hiÖu, xem h×nh thøc bè trÝ cña dÇm, tra theo h×nh 1-3;

H×nh 1-1. T×nh tr¹ng chÞu lùc cña cöa van ph¼ng trªn mÆt

1- b¶n mÆt; 2- dÇm phô ngang; 3- dÇm ®øng; 4- hÖ liªn kÕt ®øng; 5- dÇm chÝnh ngang; 6- dÇm biªn; 7- hÖ liªn kÕt sau çnh;8- b¸nh xe di chuyÓn; 9- tai cöa; 10- b¸nh xe c÷; 11- ®êng ray chÝnh; 12- ®êng ray ngîc.

RA 3 B 3 C 3

gi÷a

A 1 B 1 A 2 B 2

Nh×n híng E Nh×n theo II-II (c) (e)

Nh×n theo I - I Nh×n theo híng F

gi÷a

(b)(a)(d)

11

I I

I I

I I

A 1 B 1

A 2 B 2

A 3 B 3

A 4 B 4

A 5 B 5

A 6 B 6

C1

C 2

C 3

C 4

C 5

C 6

1

4

E

F

B 1

B 2

B 3

B 4

B 5

B 6

A 1

A 2

A 3

A 4

A 5

A 6

R 2

R 1

7

1210

15

5

7

5

432

5

51

8

6

9

3

www.vncold.vn


0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,76

1 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0

b/a

K

AB

AB

AB a

by

BA

A

B

Biªn cè ®Þnh

Biªn gèi ®¬n gi¶n

§iÓm gi÷a c¹nh dµi biªn cè ®Þnh

§iÓm gi÷a c¹nh ng¾n biªn cè ®Þnh

x

mx A my A

my B mx B

( ) .( )

( ) .( )

σ = µ σ

σ = µ σ

H×nh 1-2. TrÞ sè K

0 - kho¶ng c¸ch gi÷a ®iÓm O, ®èi víi dÇm chèng ®¬n gi¶n 0 = 1. §èi víi

dÇm chèng liªn tôc, x¸c ®Þnh gÇn ®óng theo h×nh trªn;

ξ1 - øng víi h×nh m« men uèn d¬ng ®êng Parabon;

ξ2 - øng víi h×nh m« men uèn ©m h×nh tam gi¸c.

c) Khi tÝnh to¸n cêng ®é cña b¶n mÆt, nªn ®a øng suÊt σmx, σmy t×m ®îc theo

uèn côc bé nªu trªn céng víi øng suÊt σox t×m ®îc theo b¶n c¹nh c¸nh dÇm (hoÆc σoy).

øng suÊt tÝnh to¸n σzh sau khi ®∙ céng l¹i nªn tho¶ m∙n ®iÒu kiÖn sau ®©y:

[ ]zh 1,1.σ ≤ α α ; (1-4)

NÕu tû sè chiÒu dµi c¹nh cña b¶n mÆt b/a >1,5 mµ c¹nh dµi bè trÝ theo híng trôc dÇm (h×nh 1-4) th× chØ cÇn tÝnh øng suÊt cña ®iÓm A theo c«ng thøc:

( ) ( ) ( ) ( )2 2

zh my mx ox mx oxAσ = σ + σ − σ − σ − σ ; (1-5)

www.vncold.vn


b

δ

b

l 0=0,8l

l 0 =0,4l

l 0=0,6l

ll

ξ1

2ξ

0b

0b

0

b2

1b

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

0.2

0.4

0.6

0.8

1

ξ

l0/b

ξ1 bξ2 b

Trong ®ã: 2 2my kpa /σ = δ ;

mx my my0,3σ = µσ = σ ;

oxσ - øng suÊt uèn cña dÇm ®èi víi ®iÓm A;

mx my ox, ,σ σ σ - thèng nhÊt dïng trÞ tuyÖt ®èi.

H×nh 1-3. TrÞ sè ξ

NÕu tû sè dµi cña c¹nh b¶n mÆt c¾t b/a ≤ 1,5 hoÆc bè trÝ c¹nh ng¾n theo híng trôc dÇm (h×nh 1-5), ngoµi viÖc tÝnh øng suÊt cña ®iÓm A ra, cßn ph¶i tÝnh øng suÊt cña ®iÓm B theo c«ng thøc sau:

( ) ( ) ( ) ( )2 2

zh my mx oy my mx oxBσ = σ + σ + σ − σ σ + σ ; (1-6)

Trong ®ã: 2

mx 2

kpaσ =

δ.

my mx mx0,3σ = µσ = σ .

www.vncold.vn


( )oxM

1,5 0,5W

σ = ξ − .

M, W - m« men uèn vµ m« men kh¸ng cña mÆt c¾t dÇm ®èi víi vÞ trÝ cña ®iÓm tÝnh to¸n;

mx my ox, ,σ σ σ - thèng nhÊt dïng trÞ tuyÖt ®èi.

V× sö dông c«ng thøc (1-5) vµ (1-6) ®Ó tÝnh to¸n (σzh)A, (σzh)B t¬ng ®èi phiÒn phøc, rÊt khã bá ®i mét sè trêng hîp tÝnh to¸n kh«ng cÇn thiÕt nµo ®ã mét c¸ch trùc quan; §ång thêi còng do tÝnh to¸n phøc t¹p, dÔ sai xãt, v× thÕ cã thÓ ®æi thµnh c«ng thøc ®¬n gi¶n hãa díi ®©y (1-7) vµ (1-8) ®Ó thay thÕ c«ng thøc (1-4), (1-5) vµ (1-6).

§iÒu kiÖn tÝnh to¸n víi ®iÓm A:

[ ]ox my0,65 0,68σ + σ ≤ α σ ; (1-7)

§iÒu kiÖn tÝnh to¸n víi ®iÓm B:

[ ]ox mx0,9 0,8σ + σ ≤ α σ ; (1-8)

So s¸nh víi c«ng thøc ban ®Çu, sai sè lín nhÊt b»ng kho¶ng 1,2%.

H×nh 1-4. TÝnh to¸n øng suÊt t¹i ®iÓm A

H×nh 1-5. TÝnh to¸n øng suÊt t¹i ®iÓm B

σmy

σmx-σox

X

b

a

A§êng trôc dÇm

www.vncold.vn


1.9.2. Ph ¬ng ph¸p ph©n tÝch hÖ kÕt cÊu kh«ng gian

KÕt cÊu cöa van ph©n tÝch theo hÖ kh«ng gian ®îc coi träng sau khi m¸y tÝnh ®iÖn tö ra ®êi kÕt hîp víi ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n. Ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n, øng dông trong lÜnh vùc ph©n tÝch kÕt cÊu ngµy nay ®îc sö dông réng r∙i. Tõ kÕt qu¶ ph©n tÝch mµ xÐt, nã ph¶n ¸nh mét çch t¬ng ®èi s¸t thùc tr¹ng th¸i lµm viÖc cña kÕt cÊu, ®ång thêi cßn xö lý mét çch tù ®éng, nhanh chãng vµ tiªu chuÈn ho¸ rÊt tèt.

Trong ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n, cã mét vÊn ®Ò quan träng lµ lµm sao x©y dùng ®îc m« h×nh sè cña kÕt cÊu ph©n nhá cã gi¸ trÞ nh nhau víi kÕt cÊu thùc, sao cho mét hÖ kÕt cÊu cã ®é tù do v« h¹n chuyÓn ho¸ thµnh mét hÖ kÕt cÊu tù do h÷u h¹n.

Thêng c¨n cø vµo bè trÝ cô thÓ cña kÕt cÊu ®Ó ph¸n ®o¸n x¸c ®Þnh. v× vËy ngoµi viÖc

ph¶i n¾m v÷ng tr¹ng th¸i lµm viÖc chñ yÕu cña kÕt cÊu, cßn ph¶i xem xÐt lµm sao cho tÝnh chÊt phÇn tö cña kÕt cÊu sau khi ph©n nhá ph¶i t¬ng ®èi ®¬n gi¶n, dÔ tÝnh to¸n quan hÖ ®Æc tÝnh cña phÇn tö.

VÝ dô: §èi víi kÕt cÊu cña cöa van ph¼ng do b¶n mÆt, dÇm däc, dÇm ngang vµ çc bé phËn kh¸c t¹o thµnh, ph©n tÝch nh ph©n tÝch ph¬ng ph¸p hÖ mÆt ph¼ng ®∙ tr×nh bµy ë trªn, ®¬ng nhiªn cã thÓ xem nh mét lo¹i ph¬ng ¸n ph©n nhá.

Ch¼ng qua trong ph¬ng ¸n nµy tuy ®∙ xem xÐt tÝnh chÊt lµm viÖc chñ yÕu cña kÕt cÊu, nhng tÝnh chÊt phÇn tö cña kÕt cÊu sau khi ph©n nhá t¬ng ®èi phøc t¹p, khã cã thÓ x¸c ®Þnh quan hÖ ®Æc tÝnh phÇn tö cña nã. V× vËy, cã thÓ ®a kÕt cÊu cöa van tëng tîng nh mét tÊm b¶n ®îc gia cêng bëi hÖ thèng khung dÇm, còng chÝnh lµ mét hÖ kÕt cÊu kh«ng gian do b¶n hai chiÒu vµ dÇm mét chiÒu t¹o thµnh.

H×nh 1-6. S¬ ®å ph©n nhá kÕt cÊu cña cöa van ph¼ng

1

2

3

6

5

4

7

8

9

12

11

10

13

14

15

www.vncold.vn


Nh h×nh 1-6 b¶n mÆt 1-3-15-13 g¾n lªn dÇm ngang 1-3, 4-6,..., 13-15, trªn dÇm däc 1-13, 2-14, 3-15 mµ t¹o thµnh tæ hîp kÕt cÊu. Cã thÓ c¾t rêi toµn bé kÕt cÊu cöa van theo tuyÕn trôc däc, ngang ph©n chia thµnh rÊt nhiÒu phÇn tö b¶n vµ phÇn tö dÇm, do vËy mµ hoµn thµnh qu¸ tr×nh ph©n nhá kÕt cÊu.

H×nh vÏ cho thÊy phÇn tö kÕt cÊu cöa van ph¼ng, gåm cã 8 phÇn tö b¶n vµ 22 phÇn tö dÇm, çc phÇn tö ®îc liªn kÕt l¹i bëi çc nót 1, 2,..., 15.

Kh«ng nghi ngê g× n÷a, do kÕt cÊu lµ liªn tôc, trªn çc ®iÓm nót çc chuyÓn vÞ vµ néi lùc cña çc phÇn tö b»ng nhau.

Sau khi ®∙ chia nhá toµn bé kÕt cÊu, c«ng viÖc cña bíc sau tiÕn hµnh ph©n tÝch tÝnh to¸n tÝnh n¨ng ®èi víi çc lo¹i phÇn tö.

Do çc lo¹i phÇn tö chØ tiÕp xóc víi nhau t¹i çc ®iÓm nót. V× vËy cã quan hÖ c¬ b¶n tøc lµ thªm lùc trªn ®iÓm nót vµ chuyÓn vÞ do lùc ®ã sinh ra. Quan hÖ nµy cã thÓ dïng ®é cøng hoÆc ®é mÒm cña phÇn tö ®Ó diÔn ®¹t. Trong kÕt cÊu cã thÓ dïng nguyªn lý c«ng ¶o kÕt hîp víi ph¬ng tr×nh h×nh häc, ph¬ng tr×nh vËt lý ®Ó tiÕn hµnh diÔn to¸n.

Sau khi ®∙ tÝnh ®îc tÝnh n¨ng cña phÇn tö, cã thÓ tiÕn hµnh kÕt hîp l¹i kÕt cÊu, ®a kÕt cÊu ®∙ ph©n nhá, theo mét quan hÖ nhÊt ®Þnh t¸i tËp hîp l¹i, kh«i phôc l¹i diÖn m¹o nguyªn d¹ng cña kÕt cÊu. Lóc nµy cÇn thiÕt ph¶i tho¶ m∙n:

(1) §iÒu kiÖn c©n b»ng - Néi lùc t¸c dông lªn çc ®iÓm nót cÇn ®¶m b¶o c©n b»ng víi ngo¹i lùc t¸c dông lªn çc ®iÓm nót.

(2) §iÒu kiÖn t¬ng øng - Díi t¸c dông cña phô t¶i vµ ngo¹i lùc lªn phÇn tö, biÕn d¹ng t¹i çc ®iÓm nót (vµ trªn biªn) cÇn ph¶i duy tr× liªn tôc.

C¨n cø vµo nh÷ng yÕu tè nµy, cã thÓ viÕt ra ®îc toµn bé ph¬ng tr×nh nhiÒu biÕn sè ®Ó t×m lêi gi¶i. Quy m« nhãm ph¬ng tr×nh lu«n lu«n rÊt lín, chØ cã thÓ gi¶i ®îc trªn m¸y tÝnh ®iÖn tö. Sau khi ®∙ gi¶i ®îc biÕn sè cña nh÷ng ®iÓm nót nµy, theo tÝnh n¨ng cña phÇn tö ®∙ thu ®îc tõ ®Çu, cã thÓ t×m ra ®îc øng suÊt vµ chuyÓn vÞ cña bÊt kú mét ®iÓm nµo trong phÇn tö. H¹ng môc nµy còng do m¸y tÝnh ®iÖn tö ®¶m nhiÖm.

Tõ ®ã cã thÓ thÊy, dïng ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n ®Ó ph©n tÝch kÕt cÊu kh«ng gian hoµn toµn gièng nh ph©n tÝch kÕt cÊu siªu tÜnh trong c¬ häc kÕt cÊu. Çc bíc tiÕn hµnh cã thÓ quy n¹p thµnh:

Bíc 1: Ph©n chia nhá çc phÇn tö kÕt cÊu

Bíc 2: Chän biÕn sè cña phÇn tö kÕt cÊu vµ quy luËt thay ®æi bªn trong nã.

Bíc 3: TÝnh to¸n ®Æc tÝnh cña phÇn tö.

Bíc 4: TËp hîp tæng thÓ hoµn chØnh.

Bíc 5: T×m lêi gi¶i cña biÕn sè cña kÕt cÊu (VÝ dô chuyÓn vÞ vµ néi lùc cña ®iÓm nót).

Bíc 6: TÝnh to¸n biÕn sè kÕt cÊu cña çc ®iÓm néi bé çc phÇn tö (nh øng suÊt vµ biÕn d¹ng).

VÝ dô, ph¬ng ph¸p tiÕn hµnh tÝnh cöa van ph¼ng.

www.vncold.vn


1 2 3 4

5 6 7 8

2 29 10 11 12 13 14

3 2 2 3 3 315 16 17 18 19 20

u .x .y .x.y

v .x .y .x.y

.x .y .x .x.y y

x x y xy y x y xy

= α + α + α + α = α + α + α + α

ω = α + α + α + α + α + α ++α + α + α + α + α + α

(1) §a kÕt cÊu cña cöa van tiÕn hµnh ph©n chia nhá, nh h×nh 1-6, c¾t ra mét m¶nh nhá kÕt cÊu tæ hîp cña b¶n mÆt vµ dÇm, nh h×nh 1-7 vµ lÊy hÖ to¹ ®é tay ph¶i ®Ó lµm to¹ ®é.

(2) Dïng ph¬ng ph¸p chuyÓn vÞ: lÊy chuyÓn vÞ cña ®iÓm nót ®Ó lµm biÕn sè cña kÕt cÊu. Dïng hµm sè chuyÓn vÞ díi ®©y (®èi víi dÇm x, cho y = 0 ®èi víi dÇm y, cho x =0)

(1-9)

(3) Qua tÝnh to¸n thu ®îc ma trËn ®é cøng cña phÇn tö b¶n lµ:

[ ] [ ]T1 1

banK C . B . C− − = (1-10)

Trong ®ã [C -1], [B] ®îc x¸c ®Þnh tõ c«ng thøc (1-11) ®Õn c«ng thøc (1-14).

[C -1] T lµ biÓu thÞ ma trËn chuyÓn vÞ trÝ cña [C -1].

[ ] 1

1

B 0EB

0 B1

= − µ

(1-11)

H×nh 1-7. KÕt cÊu tæ hîp b¶n víi dÇm

by

yx

b

hx

a

B¶n mÆtt/2

t/2Z

uw

vw

v uDÇm híng y

DÇm híng x

www.vncold.vn


(1-12)

(1-13)

[ ]

22

1

22

0 0 0 0 0 0 0 0

b a1 0 0 0

2 21 1 1 1

a 0 0 b2 4 2 4

1 b 1 b 1a 0 a ab

6 3 4 2 8B abt0 0 0 0

1 10 b

2 4

a§èi xøng 1

2

a 1b

2 6

µ µ − µ − µ − µ − µ − µ − µ µ + µ + =

− µ − µ

− µ +

[ ]

x x x x

x x x x3 2 3 2

x x x x2

x dÇmx x

x x3 2

x

A S A S0 0 0 0 0 0

a a a a0 0 0 0 0 0 0 0 0

12I 6I 12I 6I0 0 0 0

a a a a0 0 0 0 0 0 0

4I S 6I 2I0 0

a a aaK EA S

0 0 0a a

0 0 0 0

12I 6I0

a a§èi xøng 0 0

4I

a

− − − − −

− =

www.vncold.vn


y y y y

y y y y

3 2 3 2

y y y y

2

y dÇm

y y

y y

3 2

y

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

A S A S0 0 0 0 0

b b b b12I 6I 12I 6I

0 0 0b b b b

4I S 6I 2I0 0 0

b b bb0 0 0 0 0 0

K E (1 14)0 0 0 0 0

A S0 0

b b12I 6I

0b b

§èi xøng 0 0

4I0

b

− − −

− = − − −

{ }

xi

yi

xi

xi

yi

xj

yj

zj

xj

6 þ

xk

yk

zk

xk

yk

xl

yl

zl

xl

yl

F0F0

F1M

b 6Ma 6

F0

F0

F 1

M b 6

a 6MR

0F0F1

Fb 6

Ma 6

M0

F0

F1

F b 6M a 6M

−

= = −

− −

20

0

0

8 10

b 15

a 18

0

0

3 10

b 15

a 18abp ab (

04 4

0

7 10

b 10

a 18

0

0

7 10

b 10

a 18

− γ

+ −

− −

1 15)−

www.vncold.vn


H×nh 1-8. ¸p lùc níc trªn b¶n mÆt cöa van

xt 2 h

xt / 2

A b ' dZ+

= ∫ , xt / 2 h

xt / 2

S b ' ZdZ+

= ∫ , xt / 2 h

2x

t / 2

I b ' Z dZ+

= ∫ lÇn lît lµ diÖn tÝch

mÆt c¾t, m«men lùc tÜnh vµ m«men qu¸n tÝnh cña dÇm theo trôc x, b lµ ®é réng cña dÇm, chØ cÇn khi tÝnh to¸n ®æi x thµnh y trong c«ng thøc lµ tÝnh to¸n ®îc.

NÕu cÇn ph¶i xÐt phô t¶i ngoµi, chØ cÇn ¸p lùc níc P0 +γy t¸c dông lªn b¶n mÆt cöa van (xem h×nh 1-8, trôc y víi híng mÆt ®Êt, trôc x vµ trôc z song song víi híng mÆt ®Êt, trôc z chØ xuèng híng h¹ lu).

Sau khi dÞch chuyÓn vÞ trÝ, lùc t¸c dông ®Òu lªn nót {R}e nh c«ng thøc (1-15) biÓu thÞ.

(4) Khi ®∙ cã ma trËn ®é cøng cña c¸c phÇn tö vµ lùc t¸c dông cña ®iÓm nót, cã thÓ tËp hîp chóng l¹i, h×nh thµnh tæng ma trËn ®é cøng cña kÕt cÊu, ®ång thêi theo ®iÒu kiÖn c©n b»ng cña lùc trªn ®iÓm nót, t¹o ra c¸c nhãm ch¬ng tr×nh sau ®©y:

{ }n

ij ij 1

K R=

δ =∑ (i = 1, 2, 3,..., n); (1-16)

Trong ®ã: m

sij

s 1K

=∑ - tæng ma trËn ®é cøng, nguyªn tè hµng i, cét thø j. s

ijK ph©n lîng

nguyªn tè ®ã do phÇn tö S cung cÊp (tæng sè phÇn tö lµ m);

ms

i ijs 1

R K=

= ∑ - tæng ngo¹i lùc t¸c dông lªn ®iÓm nót i do phô t¶i g©y ra, siR lµ

ph©n lîng ngo¹i lùc do phÇn tö S cung cÊp;

{ }δ - ma trËn cét chuyÓn vÞ cña ®iÓm nót lµ sè cha biÕt ®îc x¸c ®Þnh trong

nhãm ph¬ng tr×nh (tæng sè lµ n).

Tríc khi gi¶i ph¬ng tr×nh (1-18) cÇn ph¶i c¨n cø vµo ®iÒu ®iÒu kiÖn biªn, tiÕn hµnh xö lý ®iÒu kiÖn biªn, tøc lµ cÇn ph¶i ®Ò phßng sù vËn ®éng thÓ cøng cña tæng thÓ kÕt cÊu.

γby

x

zi

j

l

k

po

b

www.vncold.vn


VÝ dô: §èi víi biªn cña gèi cè ®Þnh

{ }T u, v, , , 0x y

∂ω ∂ωδ = ω =

∂ ∂

§èi víi biªn cña gèi ®¬n gi¶n ω = 0 §èi víi gèi biªn cña h×nh häc vµ phô t¶i ®èi xøng (1-17)

§èi xøng víi trôc x, v 0y

∂ω= =

∂

§èi xøng víi trôc y, u 0x

∂ω= =

∂

(5) Ch¬ng tr×nh m¸y tÝnh

T×m lêi gi¶i cña c«ng thøc (1-18) trªn m¸y tÝnh ®iÖn tö, ®ång thêi ë trong cïng mét ch¬ng tr×nh tÝnh to¸n xong toµn bé øng suÊt trong c¸c phÇn tö. VÝ dô, øng suÊt cña bÒ mÆt díi ®iÓm gi÷a trong phÇn tö e cña b¶n lµ:

{ } [ ] { }x

e1y S C−

σ σ = σ = δ

τ

(1-18)

Trong ®ã:

[ ]S xem c«ng thøc (1-19);

1C− xem c«ng thøc (1-11)

{ }eδ lµ chuyÓn vÞ cña ®iÓm nót cña phÇn tö e do m¸y tÝnh x¸c ®Þnh ®îc.

[ ]

( ) ( ) ( ) ( )

2

2 2

ES

1

b a0 1 0 0 0 0 0 0 t 0 t

2 2b a

0 0 0 0 1 0 0 0 t 0 t (1 19)2 2

1 1 1 1 10 0 a 0 0 b 0 0 0 t 0

2 4 2 4 2

3at bt at 3 bt 3abt 3 abt

2 2 2 2 4 4

3 at bt at 3bt 3 abt 3abt

2 2 2 2 4 4

1 at 1 bt 3 1 a t 3 1 b t0 0

2 2 8 8

= =− µ

µ µ − −µ

µ µ −µ − − − µ − µ − µ − µ − µ

− − −µ − µ − − µ

− µ −µ − − − µ −

− − µ − − µ − − µ − − µ

}

www.vncold.vn


øng suÊt cña biªn c¸nh trªn, díi ®iÓm gi÷a cña phÇn tö dÇm híng x vµ phÇn tö dÇm híng y, nh c«ng thøc:

(1 –20)

(1 –21)

Trong ®ã:

x xt

H h2

= + ; y yt

H h2

= + ;

{ } { }eex y,δ δ - chuyÓn vÞ ®iÓm nót cña phÇn tö dÇm do m¸y tÝnh ®iÖn tö x¸c ®Þnh.

1.9.3. Mét sè quy ®Þnh trong thiÕt kÕ kÕt cÊu cöa van Khi thiÕt kÕ kÕt cÊu cöa van thuû c«ng nªn cè g¾ng theo t×nh h×nh tæ hîp phô t¶i

bÊt lîi nhÊt cã thÓ ph¸t sinh trong thùc tÕ, tiÕn hµnh tÝnh to¸n c¸c mÆt: Cêng ®é, ®é cøng vµ tÝnh æn ®Þnh v.v...

trÞ sè øng suÊt lín nhÊt cña kÕt cÊu do tÝnh to¸n cêng ®é thu ®îc kh«ng vît qu¸ 5% øng suÊt cho phÐp cña vËt liÖu.

Tû sè f/L cña ®é vâng lín nhÊt cña cÊu kiÖn chÞu uèn víi khÈu ®é tÝnh to¸n cña nã. Tû sè L/r ®é d∙n dµi tÝnh to¸n cña cÊu kiÖn chÞu kÐo, chÞu nÐn víi b¸n kÝnh quay vÒ cña mÆt c¾t vµ kÝch thíc mÆt c¾t nhá nhÊt cña cÊu kiÖn chÞu t¶i träng, ®Òu ph¶i tu©n thñ ph¹m vi cho phÐp cña quy ph¹m.

1.10. Mét sè cöa van ®∙ nghiªn cøu vµ øng dông

HiÖn nay cã hµng chôc lo¹i cöa van ®∙ ®îc ¸p dông trong thùc tÕ, nhng trong sæ tay nµy chØ tr×nh bµy ®îc mét sè cöa van thêng ®îc ¸p dông phæ biÕn nhÊt, cßn mét sè cöa van kh¸c chØ xin ®îc giíi thiÖu s¬ ®å nguyªn lý.

1.10.1. Cöa van ph¼ng Lµ lo¹i ®îc øng dông réng r∙i, cã kÕt cÊu ®¬n gi¶n vµ vËn hµnh cã ®é tin cËy

cao, nhîc ®iÓm lµ lùc kÐo nÆng v× ph¶i kÐo toµn bé träng lîng cöa vµ ph¶i th¾ng ma s¸t do ¸p lùc níc g©y ra... vµ chiÕm kh«ng gian phÝa trªn ®Ëp.

{ } { }trªn

e

x xx x

díi x

1 t 1 t0 0 0 0 0 0

a 2a a 2aE

H H1 10 0 0 0 0 0

a a a a

− − σ σ = = δ

− −σ

{ } { }trªn

e

y yy y

díi y

1 t 1 t0 0 0 0 0 0

b 2b b 2bE

H H1 10 0 0 0 0 0

b b b b

− − σ σ = = δ − σ

www.vncold.vn


1.10.2. Cöa van cung - Cöa van cung trôc ngang: Lµ lo¹i cöa còng ®îc øng dông phæ biÕn bëi u ®iÓm

cña cöa cung lùc kÐo nhÑ v× chØ cÇn kÐo mét phÇn träng lîng cöa vµ ¸p lùc níc thêng ®i qua t©m quay nªn kh«ng trùc tiÕp c¶n trë lùc kÐo mµ chØ cã t¸c dông g©y ma s¸t ë cèi quay, vËn hµnh cã ®é tin cËy cao. Nhîc ®iÓm lµ chiÕm diÖn tÝch trªn c«ng tr×nh.

- Cöa van cung trôc ®øng: Thêng Ýt dïng v× cµng lµm viÖc theo s¬ ®å c«ng x«n, nªn kh«ng lµm ®îc khoang réng.

1.10.3. Cöa van Clape trôc d íi (cöa sËp) §©y lµ lo¹i cöa van cã nhiÒu u ®iÓm, lùc kÐo nhá, lùc ®îc ph©n ®Òu lªn çc mè

nªn cã thÓ lµm cöa réng, nhîc ®iÓm lµ trôc quay n»m trong níc.

1.10.4. Cöa van Clape trôc trªn Lo¹i cöa van nµy thêng dïng ®Ó tiªu óng vµ ng¨n triÒu hoÆc ng¨n lò tõ s«ng,

nhîc ®iÓm chØ ng¨n níc mét chiÒu vµ thêng øng dông cho lo¹i cèng nhá.

1.10.5. Cöa van h×nh qu¹t

§îc bè trÝ trªn çc ®Ëp trµn, khi më cöa n»m vµo trong th©n ®Ëp. u ®iÓm cã thÓ lµm khoang réng, cã thÓ hç trî ®ãng më b»ng thñy lùc. Nhîc ®iÓm cöa van cã kÕt cÊu phøc t¹p h¬n so víi cöa Clape nªn øng dông cßn Ýt.

1.10.6. Cöa van m¸i nhµ Lµ lo¹i cöa van ®îc ®ãng më b»ng thuû lùc, cã thÓ lµm khoang réng, ®îc øng

dông cho nh÷ng c«ng tr×nh ®iÒu tiÕt lò lín, nh ®∙ ¸p dông ë ®Ëp §¸y tõ n¨m 1937. Nhîc ®iÓm cã ®é tin cËy kh«ng cao.

1.10.7. Cöa van trô l¨n HiÖn nay Ýt sö dông.

1.10.8. Çc kiÓu cöa quay trôc ®øng §©y lµ lo¹i cöa van míi ®îc ph¸t triÓn ë níc ta trong hai thËp kû võa qua. - Cöa van çnh cöa tù ®éng. - Cöa van çnh cöa kh«ng tù ®éng. - Cöa b¶n lÖch.

1.10.9. Çc kiÓu cöa quay trôc ngang §©y còng lµ lo¹i cöa míi ®îc ph¸t triÓn trong thËp kû võa qua. - B¶n quay trôc gi÷a, b¶n quay kho¶ng 1/3 tõ díi lªn. - B¶n quay trôc gi÷a nhiÒu líp.

1.10.10. Çc kiÓu cöa van tù ®éng thñy lùc ®iÒu tiÕt trªn kªnh HiÖn cã nhiÒu lo¹i cöa van ®iÒu tiÕt mùc níc, ®iÒu tiÕt lu lîng ®∙ ®îc øng

dông trªn nhiÒu trªn nhiÒu hÖ thèng thñy n«ng trªn ThÕ giíi.

1.10.11. Çc kiÓu cöa van ©u tµu HiÖn cã nhiÒu lo¹i cöa van cã thÓ øng dông cho ©u tµu nh: Cöa ch÷ nh©n, cöa

ph¼ng ch×m, cöa ph¼ng ®øng, cöa ph¼ng kÐo, cöa clape, cöa ®Èy ngang, cöa cung ®øng, cöa mét phÇn h×nh trßn.

www.vncold.vn


Ch¬ng 1 11

Kh¸i niÖm chung vÒ Cöa van trong c«ng tr×nh thñy lîi 11

1.1. Vai trß nhiÖm vô cña cöa van 11

1.2. CÊu t¹o cöa van 11

1.3. Ph©n lo¹i cöa van 11

1.4. Chän lo¹i cöa van cho c«ng tr×nh 12

1.4.1. Vïng ven biÓn ®ång b»ng s«ng Cöu Long 12

1.4.2. Vïng ven biÓn Trung Bé 13

1.4.3. Vïng ®ång b»ng B¾c Bé 13

1.4.4. Cöa trªn ®Ëp trµn ë hå chøa vµ ®Ëp d©ng vïng Trung du vµ miÒn nói 13

1.5. Bè trÝ cöa van trong c«ng tr×nh 13

1.5.1. §èi víi cèng hë 13

1.5.2. §èi víi cèng kÝn 14

1.6. Lùc vµ tæ hîp lùc t¸c dông lªn cöa van 14

1.6.1. Lùc t¸c dông 14

1.6.2. Tæ hîp lùc 14

1.7.1. ThÐp 15

1.7.2. Gang 18

1.7.3. §ång 18

1.7.4. Cao su 18

1.7.5. VËt liÖu tæng hîp Composite 19

1.7.6. Bª t«ng cèt thÐp 19

1.8. Nh÷ng vÊn ®Ò cÇn l u ý trong thiÕt kÕ cöa van 19

1.9. Ph ¬ng ph¸p tÝnh to¸n 21

1.9.1. Ph¬ng ph¸p ph©n tÝch hÖ kÕt cÊu ph¼ng 22

1.9.2. Ph¬ng ph¸p ph©n tÝch hÖ kÕt cÊu kh«ng gian 28

1.9.3. Mét sè quy ®Þnh trong thiÕt kÕ kÕt cÊu cöa van 35

1.10. Mét sè cöa van ®∙ nghiªn cøu vµ øng dông 35



1.10.3. Cöa van Clape trôc díi (cöa sËp) 36

1.10.4. Cöa van Clape trôc trªn 36

1.10.5. Cöa van h×nh qu¹t 36

1.10.6. Cöa van m¸i nhµ 36

1.10.7. Cöa van trô l¨n 36

www.vncold.vn


1.10.8. Çc kiÓu cöa quay trôc ®øng 36

1.10.9. Çc kiÓu cöa quay trôc ngang 36

1.10.10. Çc kiÓu cöa van tù ®éng thñy lùc ®iÒu tiÕt trªn kªnh 36

1.10.11. Çc kiÓu cöa van ©u tµu 36

Ch¬ng 2 - Thñy lùc cöa van 37

Ch¬ng 2

Thñy lùc cöa van


2.1. Kh¸i niÖm chung

Cöa van lµ bé phËn chÞu lùc t¸c ®éng cña dßng ch¶y nªn cã tÝnh chÊt thñy lùc quan träng:

- N¨ng lùc x¶ níc tèt, nghÜa lµ ë ®é më kh¸c nhau - hÖ sè lu lîng t¬ng ®èi lín hoÆc cã hÖ sè c¶n t¬ng ®èi nhá.

- Lùc t¸c dông thñy ®éng æn ®Þnh râ rµng, lµm cho lùc ®ãng më t¬ng ®èi nhá vµ æn ®Þnh, tÝnh n¨ng ®ãng më t¬ng ®èi tèt, thao t¸c linh ho¹t thuËn tiÖn.

- Ph©n bè ¸p lùc níc ®Òu ®Æn vµ tr¹ng th¸i dßng ch¶y æn ®Þnh, t¹i cöa van vµ t¹i c«ng tr×nh thñy c«ng l©n cËn, kh«ng cã hiÖn tîng khÝ thùc.

- ¸p lùc m¹ch ®éng vµ cêng ®é ch¶y rèi cña dßng ch¶y t¬ng ®èi nhá, kh«ng g©y chÊn ®éng cã tÝnh nguy h¹i.

2.2. N¨ng lùc x¶ n íc

Cöa van mÆt nãi chung thêng ¸p dông cho c¸c trµn x¶ lò cña hå chøa vµ cèng ®ång b»ng. Tr¹ng th¸i dßng ch¶y khi ch¶y qua ®Ëp trµn vµ cèng thêng cã hai lo¹i: ch¶y trµn vµ ch¶y lç.

X¸c ®Þnh ®iÓm ph©n giíi cña ch¶y trµn vµ ch¶y lç lµ v« cïng quan träng, nã cã quan hÖ víi c¸c nh©n tè: H×nh thøc ®Ønh trµn, h×nh thøc cöa van, ®iÒu kiÖn mùc níc thîng h¹ lu vµ ®é më t¬ng ®èi cña cöa van v.v...

§èi víi lo¹i trµn vµ lo¹i cöa van thêng gÆp, ®iÒu kiÖn ph¸n ®o¸n ch¶y lç nªu trong b¶ng 2-1.

B¶ng 2-1. C«ng thøc ph¸n ®o¸n dßng ch¶y qua lç

Lo¹i ngìng trµn Lo¹i cöa C«ng thøc ph¸n ®o¸n

Trµn ®Ønh réng Cöa van ph¼ng hoÆc cöa van cung e/H ≤ 0,65

Cöa van ph¼ng e/H ≤ 0,75

Trµn thùc dông Cöa van cung

Khi q2/gH < 5 e/H ≤ 0,75

Khi q2/gH > 5 e/H ≤ 0,8

www.vncold.vn


Trong ®ã: e- cao ®é më cöa van (m);

H- ®é s©u níc thîng lu tõ ®Ønh ngìng trë lªn (m);

q- lu lîng ®¬n vÞ qua ngìng (m2/s);

g- gia tèc träng lùc (m/s2).

Khi ch¶y lç, lu lîng dßng x¶ qua miÖng lç ®îc tÝnh theo c«ng thøc:

1Q be 2gH= µ ; (2-1)

Trong ®ã: b- bÒ réng cña lç cèng (m);

e- ®é më cña cöa van (m);

µ1- hÖ sè lu lîng ch¶y lç. TrÞ sè cña nã cã quan hÖ tíi lo¹i h×nh ngìng trµn, lo¹i h×nh cöa van vµ ®é më t¬ng ®èi cña cöa van, xem b¶ng 2-2.

B¶ng 2-2. HÖ sè lu lîng ch¶y lç µ1

Lo¹i ngìng trµn Lo¹i cöa C«ng thøc tÝnh to¸n trÞ sè µ1

Cöa van ph¼ng µ1 = 0,6 – 0,18 n1

Trµn ®Ønh réng Cöa van cung

µ1 = (0,97 – 0,26θ)n1 Ph¹m vi thêng dïng:

0,44 < θ < π/2

n1 < 0,56

Trµn thùc dông Cöa van ph¼ng Cöa van cung

µ1 = 0,745 – 0,274n1

µ1 = 0,685 – 0,19n1

Trong ®ã: n1- ®é më t¬ng ®èi cña cöa van, 1n e H= ;

θ - gãc kÑp gi÷a tiÕp tuyÕn víi ®êng n»m ngang cña viÒn ®¸y cña cung khi ®é më lµ n1, tÝnh b»ng radian.

§èi víi cèng ®ång b»ng, nÕu díi cèng lµ dßng ch¶y ngËp, hÖ sè lu lîng µ1 tra

tõ b¶ng 2-2 nh©n thªm víi hÖ sè ch¶y ngËp σ.

HÖ sè σ tÝnh theo c«ng thøc:

( )

( )c

ln 1 Z H0,95

ln h" / H

− ∆σ = ; (2-2)

Trong ®ã:

∆Z- ®é chªnh mùc níc thîng h¹ lu (m);

h"c- ®é s©u níc t¹i mÆt c¾t thu hÑp nhÊt cña dßng ch¶y díi cöa van (m).

Dßng ch¶y d íi cöa s©u Cöa van s©u lµ lo¹i cöa van ®îc l¾p ®Æt ë c¸c lç th¸o níc díi s©u.

www.vncold.vn


N¨ng lùc th¸o níc cña cöa van ®Æt díi s©u cã quan hÖ víi tæng c¸c tæn thÊt ma s¸t theo dßng ch¶y vµ tæn thÊt côc bé. N¨ng lùc th¸o níc cña b¶n th©n cöa van b»ng cét níc t¹i vÞ trÝ tríc cöa van, thêng b»ng chiÒu cao èng (ch÷ nhËt) hoÆc b»ng ®êng kÝnh èng trßn trõ ®i ®é s©u co hÑp sau cöa van ®Ó lµm cét níc c«ng t¸c h÷u hiÖu H. TÝnh to¸n theo c«ng thøc:

2Q A 2gH= µ ; (2-3)

Trong ®ã:

A- diÖn tÝch miÖng lç khi cöa van më hÕt (m2).

µ2- hÖ sè lu lîng theo ®Þnh nghÜa diÖn tÝch A. Tøc lµ kh¸c víi µ1 cña c«ng thøc (2-1). TrÞ sè cña nã tÝnh theo c«ng thøc:

22

1

1µ =

+ ξ; (2-4)

ξ2- hÖ sè tæn thÊt cña cöa van. TrÞ sè ξ2 cña c¸c lo¹i cöa van cã thÓ tra trong b¶ng 2-3.

B¶ng 2-3. HÖ sè tæn thÊt thÊt cña cöa cèng ξ2

Lo¹i cöa Tr¹ng th¸i dßng ch¶y ë h¹ lu HÖ sè tæn thÊt ξ2

(a) 2

2 22

11,8 0,81n

n

ξ = −

Dßng ch¶y cã ¸p

(b) 2

2 22

1. n

n

ξ = η −

(chó thÝch 2)

(c) 2,23

2 22

10,78. 0,65.n

n

ξ = −

Cöa ph¼ng

Ch¶y tù do

H×nh thøc viÒn ®¸y

(d) 1,67

2 22

10,5. 0,65n

n

ξ = −

Ch¶y cã ¸p 2

2 33

10,3 1,3. n

n

ξ = + −

Cöa cung

Ch¶y tù do ξ2 tra theo h×nh 2-2

Van ®Üa ( )2 1000exp 5,57ξ = − β

www.vncold.vn


Trong ®ã:

n2 - ®é më t¬ng ®èi cöa van, tÝnh to¸n theo chiÒu cao lç h, n2 = e/h;

n3 - ®é më t¬ng ®èi cña cöa van h×nh cung, tÝnh to¸n theo gãc trung t©m ϕ,

n3 = ϕ/ϕ0 hoÆc n3 ≈ n2 – 0,05;

β - gãc quay khi më cöa van bím, tÝnh b»ng Radian, khi më hÕt β = π/2;

η= 1+0,43ϕ+0,41ϕ2, ϕ xem h×nh 2-1, tÝnh b»ng Radian.

H×nh d¹ng ®¸y cöa van ph¼ng, xem h×nh 2-1.

H×nh 2-1. H×nh d¹ng viÒn ®¸y cña cöa van ph¼ng

0

Dßng ch¶yDßng ch¶y Dßng ch¶y

R=0,875 t

0,9

t

t

0,125 t

( a ) ( b ) ( c )

30ϕ

www.vncold.vn


ξH

Ö sè

lùc

c¶n

1.00.90.80.70.60.50.40.30.20.10

0. 01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.08

0.1

0.2

0.3

0.5

0.06

0.6

0.8

1

2

3

4

52

1.81

hh

1.6

1.41.2

eh2n

e

h h1

H×nh 2-2. TrÞ sè hÖ sè lùc c¶n cña cöa van cung ξ2

www.vncold.vn


2.3. ¸p lùc n íc t¸c dông lªn cöa van ¸p lùc cña níc t¸c dông lªn cöa van lµ t¶i träng chñ yÕu nhÊt trong thiÕt kÕ cöa

van. ¸p lùc níc tÜnh t¬ng ®èi râ rµng ®¸ng tin tëng. TÝnh to¸n ¸p lùc nµy cã thÓ xem

ë c¸c tµi liÖu thñy lùc. ë ®©y chØ tËp trung giíi thiÖu khi x¶ níc qua miÖng lç, dßng

ch¶y m¹nh cña níc dÉn ®Õn ¸p lùc níc ®éng. ¸p lùc níc ®éng cã thÓ ph©n ra hai

lo¹i: ¸p lùc b×nh qu©n theo thêi gian vµ ¸p lùc m¹ch ®éng. VÊn ®Ò th¶o luËn díi ®©y lµ ¸p lùc b×nh qu©n thêi gian. Dïng ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n t¬ng tù nh ¸p lùc níc tÜnh.

2.3.1. Cöa van ph¼ng Do viÖc sö dông cét níc tríc cöa van ph¼ng lµ lùc bªn ngoµi ®Ó tÝnh lùc ®ãng

më cöa van cho nªn c«ng viÖc nghiªn cøu ¸p lùc níc ®éng t¸c dông lªn cöa van còng ®îc chó ý nhiÒu. Díi ®©y lµ ph©n biÖt tr×nh bµy ¸p lùc níc ®éng t¸c dông lªn c¸c bé phËn: MÆt b¶n thîng lu, dÇm ngang ®Ønh cöa vµ viÒn ®¸y cöa.

a) ¸p lùc níc ®éng t¸c dông lªn b¶n mÆt thîng lu

Ph©n bè ¸p lùc níc ®éng t¸c dông lªn b¶n mÆt thîng lu cña cöa van ph¼ng xem h×nh 2-3.

H×nh 2-3. Ph©n bè ¸p lùc thñy ®éng cña b¶n mÆt thîng lu

Trong h×nh 2-3a lµ cöa van ph¼ng hë, h×nh 2-3b lµ ch¶y ngËp ë hai cöa van x¶ níc gi¸n ®o¹n.

Theo ph©n tÝch lý thuyÕt vµ kÕt qu¶ thÝ nghiÖm, tæng ¸p lùc níc ®éng nhá h¬n tæng ¸p lùc níc tÜnh nhng chªnh lÖch kh«ng lín. V× vËy, khi ph©n tÝch kÕt cÊu, tÝnh to¸n theo cét níc tÜnh lµ thÝch hîp v× thiªn an toµn. NÕu cÇn thiÕt ph¶i tÝnh theo ¸p lùc

níc ®éng, th× cã thÓ dïng c«ng thøc (2-5) ®Ó tÝnh hÖ sè lùc ®éng ξ (®Þnh nghÜa lµ tû sè cña tæng ¸p lùc níc ®éng n»m ngang P§ vµ tæng ¸p lùc níc tÜnh n»m ngang PT) hoÆc gäi lµ hÖ sè lùc ®Èy n»m ngang.

www.vncold.vn


1§

T

P 2 2K 1 3 2K 1 1tg

1P 2 2 KK K1n

− ε + π +ξ = = − − − π

; (2-5)

Trong ®ã: k - hÖ sè thÝ nghiÖm;

n- ®é më t¬ng ®èi cña cöa van;

ε- hÖ sè co hÑp th¼ng ®øng cña dßng ch¶y ra díi cöa van.

§Ó tiÖn cho viÖc tÝnh to¸n, ®a c«ng thøc (2-5) vÏ thµnh ®êng cong ξ-n nh h×nh 2-4.

H×nh 2-4. §êng quan hÖ ξ vµ n

b) ¸p lùc níc ®éng trªn dÇm ngang cña ®Ønh cöa van

¸p lùc níc ®éng t¸c dông lªn dÇm ngang cña ®Ønh cöa van, cã hai trêng hîp tïy theo vÞ trÝ cña cöa van ph¼ng.

Cöa cèng bè trÝ trªn mÆt ®Ëp, ¸p lùc níc ®éng cña ®Ønh cöa cã quan hÖ víi h×nh d¹ng mÆt ®Ëp. Nãi chung, nÕu gi÷a cöa van vµ mÆt ®Ëp cã khe hë rÊt nhá th× ¸p lùc

1.0

0.9

0.8

0.7

0.6

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

HÖ

sè lù

c ®È

y n»

m n

gang

ξ

§é më t¬ng ®èi cöa van n

§êng cong tÝnh to¸n

ThÝ nghiÖm m« h×nh T©n An Giang

ThÝ nghiÖm m« h×nh Tam HiÖp

ThÝ nghiÖm m« h×nh V©n Phong

www.vncold.vn


níc ®éng ®Ønh cöa trªn c¬ b¶n b»ng ¸p lùc níc tÜnh. Cßn nÕu trªn mÆt ®Ëp kh«ng cã têng lâm, mµ gi÷a cöa van vµ mÆt ®Ëp h×nh thµnh ®êng th«ng níc th× ¸p lùc níc ®éng ®Ønh cöa h¹ xuèng, nhng ¶nh hëng kh«ng lín, vÉn cã thÓ xem xÐt theo ¸p lùc níc tÜnh. Sù tån t¹i têng lâm trªn mÆt ®Ëp, chñ yÕu ¶nh hëng ®Õn sù ph©n bè ¸p lùc trªn mÆt h¹ lu cöa van, lµm cho lùc ®ãng më cöa van cã thÓ ®îc h¹ thÊp.

c) Cöa van bè trÝ trong giÕng, h×nh (2-5b) vµ h×nh (2-6)

¸p lùc níc ®éng t¹i ®Ønh cöa thay ®æi tïy theo kÝch thíc t¬ng ®èi cña cöa van vµ giÕng ®Æt cöa van.

Cho h lµ ®é s©u níc tõ ®êng mÆt níc ë trong giÕng cöa tíi ®¸y lç, H0 lµ cét níc tríc giÕng sau khi ®∙ xÐt tíi tæn thÊt cét níc do qu¸ tr×nh ®êng ch¶y cña ®êng x¶ níc.

10

20

h 1

bH1

b

=+ µ

; (2-6)

(b)(a)

H×nh 2-5. Bè trÝ cöa van trong cèng

NÕu lÊy hÖ sè lu lîng, µ2 = 0,7 th× c«ng thøc (2-6) cã thÓ vÏ thµnh h×nh 2-7. Trong h×nh nµy cã ®a vµo mét sè tµi liÖu thùc ®o cña mét sè c«ng tr×nh ë Trung Quèc (Tïng Nguyªn, Th¹ch Khª, Song Bµi v.v...).

Khi 0 1b / b 3> , trÞ h/H0 gÇn æn ®Þnh, cã nghÜa lµ khi cã ¸p lùc níc ®éng ë ®Ønh

cöa t¬ng ®èi lín, nªn chän trÞ sè 0 1b / b t¬ng ®èi lín.

0 2b 5b≥ .

1 2b b≈ hoÆc b1 = 100 mm.

( ) 00,05 0,1 a∆ = ÷ mµ ∆ kh«ng nhá h¬n 300 mm.

www.vncold.vn


H×nh 2-6. KÝch thíc t¬ng ®èi cña cöa van vµ giÕng cèng

d) ¸p lùc níc ®éng trªn viÒn ®¸y cöa van

¸p lùc níc ®éng t¸c dông lªn viÒn ®¸y cöa van cã quan hÖ rÊt lín tíi h×nh d¹ng

viÒn ®¸y vµ ®é më cöa van. XÐt h×nh thøc viÒn ®¸y cña cöa van nh h×nh 2-6.

Theo ph©n tÝch lý thuyÕt, khi ®é më cöa van ®¹t ®Õn mét trÞ sè nµo ®ã, gãc

nghiªng thîng lu cña viÒn ®¸y α tån t¹i mét trÞ sè cùc h¹n αk.

NÕu kα < α th× trªn viÒn ®¸y xuÊt hiÖn lùc hót xuèng. Cßn nÕuk

αα > th× trªn

viÒn ®¸y xuÊt hiÖn lùc ®Èy lªn. Quan hÖ gi÷a chóng nh h×nh 2-8.

Cho β lµ hÖ sè lùc ®Èy lªn, biÓu thÞ tû sè lùc ®Èy lªn (trÞ sè ©m lµ lùc hót xuèng)

vµ ¸p lùc thñy tÜnh trªn mÆt chiÕu viÒn ®¸y (H0 - a). §a trÞ sè β cña c¸c gãc nghiªng

viÒn ®¸y kh¸c nhau thu ®îc qua thÝ nghiÖm vÏ thµnh h×nh 2-9 ÷ 2-12.

∆

e

Ho

h

Dßng ch¶y

§êng dèc

§êng mÆt níc giÕng cöa

b2

aα

'αao

T D

bbo b1

www.vncold.vn


H×nh 2-7.§êng cong 0 0 1h / H b b−

H×nh 2-8. Gãc nghiªng t¹m thêi cña viÒn ®¸y cöa van ph¼ng

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0 1 2 3 4 5

hHo

b1bo

www.vncold.vn


H×nh 2-9. §êng cong trÞ sè β

α = 50, 300, 450, v/T = 0, e/T = 0 (trong h×nh α nªn lµ α')

www.vncold.vn


β

4

5

6

7

8

9

10

3

2

1

02 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

Ta

Tao = 5.5

6.0

1.5

22

H×nh 2-10. §êng cong trÞ sè β (α' = 450, ν = 0, e = 0)

(Trong h×nh α lµ α')

H×nh 2-11. §êng cong trÞ sè β (α' = 52,50, ν = 0, e = 0)

www.vncold.vn


1

H×nh 2-12. §êng cong trÞ sè β (α' = 600, ν = 0, e = 0)

Theo quy ®Þnh cña quy ph¹m thiÕt kÕ cöa van thÐp, khi tÝnh to¸n lùc ®ãng cöa,

nªn xem xÐt theo tr¹ng th¸i cöa van gÇn nh ®ãng hoµn toµn, tøc lÊy β =1,0. Cßn khi

tÝnh to¸n lùc chèng ®ì, trÞ sè β ®îc xem xÐt theo c¸c ®é më cöa van kh¸c nhau. Tõ

®êng cong thÝ nghiÖm trªn, cã thÓ lÊy trÞ sè β mét c¸ch ®¬n gi¶n nh b¶ng 2-4.

B¶ng 2-4. TrÞ sè hÖ sè lùc ®Èy lªn β

a/T β

α' 2 4 8 12 16

600 0,8 0,7 0,5 0,4 0,25

52,50 0,7 0,5 0,3 0,15 0,25

450 0,6 0,4 0,1 0,05 0,25

Bëi v× nh÷ng trÞ sè β liÖt kª trong b¶ng thÝch dông víi trêng hîp ch¶y tù do ë h¹

lu cöa van, tøc yªu cÇu:

- §èi víi cöa van cña ®êng x¶ níc 0 < a <a0/2

- §èi víi cöa van ®ãng më nhanh cña tr¹m thñy ®iÖn 0 < a <aK (aK lµ ®é cao më

cöa van t¹m thêi khi dßng ch¶y hë ®Çy ë h¹ lu, cã thÓ dïng thÝ nghiÖm m« h×nh thñy

lùc x¸c ®Þnh, nÕu thiÕu tµi liÖu còng cã thÓ íc tÝnh theo a0/2).

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

Ta

Tao = 6

β8

11.5

22

24

www.vncold.vn


2.3.2. Cöa van cung

¸p lùc níc ®éng t¸c dông lªn b¶n mÆt thîng lu cöa van cung tÝnh to¸n theo c«ng thøc lý thuyÕt thÕ n¨ng dßng ch¶y:

( )2

1c 2cyD

1 2

K Kp H y H a

K K

= γ − − −

(2-7)

Trong ®ã:

1

1

2 2 2 2

yK

ysin tg

a a y 2y R a

−

= + − + −

;

2

1

2 2 2 2

yK

ysin tg

a a y 2y R a

−

= − + − + −

.

K1, K2 tra h×nh 2-15 t×m ®îc K1c, K2c lµ trÞ K1, K2 t¹i ®iÓm c, còng cã thÓ dïng

y=a tra h×nh 2-15 sÏ ®îc. C¸c ký hiÖu kh¸c, xem h×nh 2-14. ¸p lùc níc ®éng tÝnh to¸n theo c«ng thøc (2-7) t¬ng ®èi phï hîp víi kÕt qu¶ thÝ nghiÖm m« h×nh.

ViÒn ®¸y cña cöa van cung phÇn lín khi ng¨n níc cã d¹ng h×nh ®ao, ®é dµy rÊt nhá, diÖn tÝch tiÕp xóc víi níc ®éng kh«ng lín, ¶nh hëng tíi tÝnh to¸n lùc ®ãng më t¬ng ®èi nhá, nªn Ýt ®îc chó ý ®Õn. NÕu cÇn thiÕt ph¶i tÝnh to¸n, còng cã thÓ tiÕn hµnh theo ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n c¸nh cöa cèng ph¼ng, nhng lóc nµy ph¶i chó ý quan

hÖ gãc nghiªng α thîng lu viÒn ®¸y thay ®æi theo ®é më trong qu¸ tr×nh më cèng.

H×nh 2-14. ¸p lùc níc ®éng t¸c dông lªn b¶n mÆt thîng lu cöa van cung

H

δ a

γ.(H - a

)

y 2v

gy

2yDPγ

R

c

awww.vncold.vn


R a

48121620242832

4.0

3.8

3.6

16 14

ay3.

23.

02.

82.

62.

42.

22.

01.

81.

61.

41.

2

12 10 8 6 4 2 03.

4

H×n

h 2

-15a

. §

êng

con

g K

1

K1

www.vncold.vn


H×n

h 4

- 15.

§ê

ng c

ong

K , K

20 18

3.4

024681012

1.2

1.4

1.6

1.8

2.0

2.2

2.4

2.6

2.8

3.0

3.2

y a

1416

3.6

3.8

4.0

32 28 24 20 16 12 8 4

aR

12

H×n

h 2

-15b

. §

êng

con

g K

2

K2

www.vncold.vn


2.3.3. Cöa van qu¹t (h×nh 2-16)

Tõ yªu cÇu ch¶y trµn ®Ønh cöa van mµ nãi, ngo¹i h×nh cña cöa van qu¹t nªn thiÕt

kÕ theo ®êng cong ®Ønh trµn cña trµn phi ch©n kh«ng. Nhng xÐt vÒ gãc ®é chÕ t¹o ®¬n

gi¶n thêng t¹o thµnh mét ®o¹n cung trßn gÇn víi ®êng cong ®ã.

¸p lùc níc ®éng t¸c dông lªn b¶n mÆt thîng lu c¸nh cèng cña cöa cèng c¸nh

lìi, biÕn ®æi rÊt lín. NÕu ®a tû sè gi÷a tæng ¸p lùc níc ®éng trªn b¶n mÆt khi ®é më

θ vµ tæng ¸p lùc níc tÜnh (trong bè trÝ chung lÊy θ -600) khi ®ãng cöa van, ®Þnh nghÜa

lµ hÖ sè lùc ®éng ξ, th× quan hÖ gi÷a nã vµ gãc më θ nh h×nh 2-16.

§êng thùc ë trong h×nh lµ ®êng cong lý thuyÕt, ®iÓm ®en lµ kÕt qu¶ cña thÝ

nghiÖm m« h×nh.

Tõ kÕt qu¶ thÝ nghiÖm cã thÓ thÊy, khi θ < -100, ¸p lùc níc ®éng rÊt kh«ng

æn ®Þnh (khu g¹ch chÐo trong h×nh), xuÊt hiÖn ¸p lùc níc ©m, cöa van dÔ ph¸t sinh

chÊn ®éng.

H×nh 2-16. HÖ sè lùc ®éng cña cöa van qu¹t

2.3.4. ChÕ ®é thñy lùc khi trµn qua cöa sËp Dßng ch¶y qua cöa van sËp ®îc tÝnh nh ®Ëp trµn, cã thÓ tÝnh nh ®Ëp trµn ®Ønh

réng, vµ còng cã thÓ tÝnh nh ®Ëp trµn thùc dông tïy thuéc vµo chiÒu cao ®Ëp vµ chiÒu dµi cöa van khi më hÕt.

1.4

1.2

0.4

0.6

0.8

1.0

0.2

0- 20 0 20 40 60 80- 40

0 0 0 0 0 0 0

ξ

θ

+ θ − θ

www.vncold.vn


§iÒu ®¸ng lu ý lµ ¸p lùc trªn mÆt cöa van sËp khi dßng ch¶y trµn qua lµ ¸p lùc

níc ®éng vµ biÕn ®æi theo gãc më α cña cöa. Khi α trong kho¶ng 60° ÷ 75° th× ¸p lùc trªn mÆt cöa lµ ¸p lùc thñy ®éng nhá h¬n ¸p lùc thñy tÜnh, thêng tÝnh gÇn ®óng ¸p lùc thñy tÜnh h×nh thang. Nhng thùc tÕ ¸p lùc t¹i mÆt c¾t trªn mÆt cöa lµ:

2v

P h2.g

= − (2-8)

Trong ®ã: h - ®é s©u dßng ch¶y;

v - lu tèc t¹i mÆt c¾t tÝnh ¸p lùc.

§Ó cã trÞ sè ¸p lùc chÝnh x¸c thêng ngêi ta ph¶i tiÕn hµnh ®o trong m« h×nh thÝ

nghiÖm. Trong thiÕt kÕ tÝnh lùc kÐo cöa coi ¸p lùc trªn mÆt cöa lµ ¸p lùc thñy tÜnh, sÏ

thiªn an toµn cho kh¶ n¨ng kÐo cöa. Cßn ¸p lùc mÆt díi cöa khi cã dßng ch¶y qua cöa

bÞ gi¶m thÊp h¬n ¸p lùc khÝ trêi, hoÆc cã thÓ ch©n kh«ng v× dßng ch¶y ®∙ cuèn hót

kh«ng khÝ ra ngoµi. V× vËy ph¶i tÝnh to¸n vµ thÝ nghiÖm x¸c ®Þnh tiÕt diÖn èng th«ng khÝ

vµo díi cöa van ®ñ cho vïng nµy cã ¸p lùc khÝ trêi. §iÒu ®ã lµm cho viÖc tÝnh lùc kÐo

cöa ®îc chÝnh x¸c vµ cöa lµm viÖc æn ®Þnh.

H×nh 2-17. Dßng ch¶y qua cöa van sËp

BiÓu ®å ¸p lùc dßng ch¶y

www.vncold.vn


Ch¬ng 2 37

Thñy lùc cöa van 37

2.1. Kh¸i niÖm chung 37

2.2. N¨ng lùc x¶ n íc 37

2.3. ¸p lùc n íc t¸c dông lªn cöa van 42



2.3.3. Cöa van qu¹t 53

2.3.4. ChÕ ®é thñy lùc khi trµn qua cöa sËp 53

www.vncold.vn

Ch¬ng 3 - cöa van ph¼ng 55

Ch¬ng 3

cöa van ph¼ng


3.1. Cöa van ph¼ng

Cöa van ph¼ng lµ h×nh thøc cöa ra ®êi sím nhÊt trong çc lo¹i cöa van sö dông trong c«ng tr×nh Thñy lîi vµ ®Õn nay cßn ¸p dông réng r∙i do cöa van ph¼ng cã kÕt cÊu ®¬n gi¶n, dÔ gia c«ng chÕ t¹o, vËn hµnh thuËn lîi. Cöa ph¼ng ®îc sö dông nhiÒu trong çc c«ng tr×nh lÊy níc, tiªu níc, trªn ®Ëp trµn cÇn ®iÒu tiÕt lu lîng, trªn çc c«ng tr×nh ®iÒu tiÕt trªn kªnh. Cöa ®∙ ¸p dông cã chiÒu réng tõ 0,6 m ®Õn 80 m, th«ng dông nhá h¬n 20m. Cöa cã thÓ lµ b»ng gç, vËt liÖu tæng hîp, bª t«ng cèt thÐp vµ thÐp. HiÖn nay phÇn lín lµm b»ng thÐp.

3.1.1. u nh îc ®iÓm cña cöa van ph¼ng

a) ¦u ®iÓm

- Cã thÓ lµm cöa víi kÝch thíc lín

- KÝch thíc kh«ng gian nã chiÕm theo híng dßng ch¶y t¬ng ®èi nhá

- TÊm cöa cã thÓ di dêi khái miÖng lç, tiÖn cho viÖc kiÓm tra duy tu.

- DÔ sö dông m¸y ®ãng më kiÓu di ®éng.

b) Nhîc ®iÓm

- Yªu cÇu ®Æt m¸y t¬ng ®èi cao vµ trô pin cèng t¬ng ®èi dµy

- R∙nh cöa cã ¶nh hëng tíi dßng ch¶y, ®èi víi cöa cèng cã cét níc cao ®Æc biÖt bÊt lîi, dÔ x¶y ra hiÖn tîng khÝ thùc.

- Sè lîng cÊu kiÖn ch«n vµo bª t«ng t¬ng ®èi nhiÒu.

- Lùc ®ãng më t¬ng ®èi lín, chÞu ¶nh hëng nhiÒu cña lùc ma s¸t, do ®ã cÇn ph¶i dïng thiÕt bÞ ®ãng më cã c«ng suÊt lín.

- Khi kÐo lªn cöa van treo trªn cao, chÞu t¸c dông cña giã b∙o.

3.1.2. Çc bé phËn chÝnh cña cöa van ph¼ng - B¶n mÆt thêng lµm b»ng thÐp cã chiÒu dµy kh«ng nhá h¬n 4mm ®èi víi cöa cã

chiÒu réng bÐ h¬n hoÆc b»ng 2m vµ cét níc bÐ h¬n 2m; chiÒu dµy kh«ng nhá h¬n 6mm ®èi víi cöa cã chiÒu réng vµ chiÒu cao cét níc lín h¬n 2m. Vïng chua mÆn

chiÒu dµy b¶n mÆt lín h¬n 8 ÷ 10 mm, cã thÓ dµy h¬n ®Õn 14mm.

www.vncold.vn


- DÇm chÝnh ngang d¹ng ®Æc ®èi víi B ≤ 6m vµ kiÓu giµn víi B > 6m.

- DÇm biªn.

- TÊm trît g¾n vµo dÇm biªn hoÆc b¸nh xe l¨n.

- Tai kÐo.

- B¸nh xe c÷ hoÆc c÷ trît.

- Gio¨ng ch¾n níc.

3.1.3. CÊu t¹o cña c¸c bé phËn chÝnh

a) DÇm chÝnh

KÕt cÊu dÇm chÝnh thêng bè trÝ theo híng ngang 2 ®Çu tùa lªn dÇm biªn (ngµm ®µn håi). Víi cöa nhá dÇm chÝnh nhËn ¸p lùc trùc tiÕp tõ b¶n mÆt vµ dÇm phô ®øng truyÒn vµo, dÇm phô ngang kh«ng cã.

DÇm chÝnh kÕt cÊu theo hai d¹ng: DÇm ®Æc vµ dÇm kiÓu giµn. Th«ng thêng kÕt cÊu giµn theo h×nh (3-1a) chÞu ¸p lùc níc 1 chiÒu vµ theo h×nh (3-1b) chÞu ¸p lùc níc

2 chiÒu. α = 45o

h 1 1( )

L 6 8÷

H×nh 3-1

α

H×nh 3-2

Trong thiÕt kÕ dÇm chÝnh ®îc bè trÝ vÒ sè lîng vµ vÞ trÝ thÕ nµo ®Ó chóng nhËn

¸p lùc ®Òu nhau hoÆc gÇn ®Òu nhau. KÕt cÊu dÇm ®Æc, sè lîng dÇm ≥ 3. KÕt cÊu kiÓu giµn sè dÇm chÝnh thêng lµ 3.

Chó ý: KÕt cÊu dÇm ®Æc cÇn khoÐt lç tho¸t níc ®Ó khi n©ng cöa lªn níc kh«ng ®äng l¹i trong c¸c bông dÇm.

b) DÇm ngang ®¸y

§îc cÊu t¹o ®¶m b¶o liªn kÕt víi ch¾n níc ®¸y thuËn tiÖn. VÞ trÝ dÇm ®¸y cÇn

tu©n theo theo ®iÒu kiÖn lµ gãc α > 30o (h×nh 3-2). Tu©n thñ ®iÒu kiÖn nµy tr¸nh ®îc hiÖn tîng dßng xo¸y díi bông dÇm gi¶m rung ®éng vµ lùc ®ãng më. NÕu v× kÕt cÊu

bã buéc α < 30o th× bông dÇm cÇn khoÐt lç ®¶m b¶o tØ lÖ:

F lç rçng20% (F - diÖn tÝch)

F bông dÇm≥ .

www.vncold.vn


H×nh 3-3. S¬ ®å cÊu t¹o cöa van ph¼ng

1- b¶n ch¾n; 2- dÇm ngang ®Ønh; 3- dÇm ngang ®¸y; 4- dÇm chÝnh ngang; 5- dÇm phô ngang; 6- hÖ dÇm ®øng; 7- thanh gi»ng chÐo; 8- çc bé phËn tùa phô; 9- ®Öm kÝn níc; 10- bé phËn ®Ó treo; 11- trôc tùa hai bªn; 12- bé phËn tùa gèi ®éng.

c) Çc dÇm phô däc vµ ngang

Sau b¶n mÆt lµ çc dÇm phô däc vµ ngang; kÕt cÊu dÇm phô cã d¹ng ®Æc thêng

chän thÐp ch÷ I, T. Khi thiÕt kÕ cÇn bè trÝ çc dÇm phô däc vµ ngang sao cho a

nb

= cña

« b¶n mÆt n»m trong tØ lÖ 1 < n < 2. ë ®©y a lµ kho¶ng çch gi÷a çc dÇm phô däc, b lµ kho¶ng çch çc dÇm phô ngang.

d) DÇm biªn

DÇm biªn nhËn ¸p lùc tõ dÇm chÝnh, dÇm ngang ë ®¸y vµ ë ®Ønh céng víi mét phÇn tõ « b¶n mÆt truyÒn vµo. KÕt cÊu dÇm biªn thêng cã hai d¹ng: D¹ng ®Æc ch÷ C, I vµ d¹ng hép.

KiÓu dÇm ®Æc thêng dïng cho cöa trît, cöa b¸nh xe l¨n cã trôc kiÓu c«ng x«n. KiÓu dÇm hép bè trÝ cho cöa cã b¸nh xe n»m ngay trong hép, trôc b¸nh xe ng¾n kÕt cÊu ch¾c ch¾n.

1

5

4

6

5

7

11

1289

102 6

3

www.vncold.vn


H×nh 3-4. Cöa van ph¼ng ®¬n

H×nh 3-5. Cöa van ph¼ng 2 líp

e) Tai kÐo

Tai kÐo cña cöa lµ bé phËn nèi cöa víi ®Çu díi cïng cña thanh kÐo hoÆc mãc kÐo cña c¬ cÊu n©ng. Khi cöa cã chiÒu réng bÐ h¬n chiÒu cao nªn bè trÝ mét ®iÓm kÐo ë gi÷a cöa (1 tai kÐo). Khi cöa cã chiÒu réng lín h¬n chiÒu cao 1,5 lÇn nªn bè trÝ hai ®iÓm kÐo ë vÒ phÝa hai dÇm biªn. Nh÷ng cöa cã søc n©ng lín, trôc tai kÐo cã khèi lîng lín (> 50 kg) c¹nh chç tai cöa nªn bè trÝ gi¸ ®ì trôc ®Ó thuËn tiÖn khi l¾p r¸p vµ th¸o dì.

Trong thùc tÕ ngoµi bé phËn tai kÐo cßn cã bé phËn treo cöa sö dông vµo viÖc treo cöa trong thêi gian söa ch÷a c«ng tr×nh, b¶n th©n cöa hoÆc c¬ cÊu m¸y.

g) Bé phËn c÷

C÷ cã t¸c dông lo¹i trõ kh¶ n¨ng mÆt ®Çu cöa (dÇm biªn hoÆc ®Çu trôc b¸nh xe,...) ch¹m vµo bª t«ng ë khe cöa do cöa bÞ nghiªng lÖch.

C÷ cÊu t¹o theo hai h×nh thøc: b¸nh xe vµ trît. Trong mét cöa van hoµn chØnh thêng bè trÝ 4 c÷ bªn vµ 4 c÷ theo híng ngîc dßng ch¶y.

C÷ bªn cã thÓ bè trÝ phÝa t«n bng hoÆc phÝa ®èi diÖn víi t«n bng nÕu kh«ng cã

têng ngùc. ë mét sè trêng hîp c÷ bªn cßn bè trÝ trong lßng dÇm biªn. C÷ ngîc theo híng dßng ch¶y bè trÝ ngay trªn dÇm biªn phÇn n»m trong khe. T¸c dông cña lo¹i c÷ nµy lµ gi¶m rung ®éng cöa khi n©ng h¹ tõng phÇn.

1622

1400

2600

300

150

300

100

80

1412

1360

1250

1250

650

3.13

12.8

7

6.2

www.vncold.vn


3.1.4. T¶i träng vµ lùc t¸c dông lªn cöa van ph¼ng

a) ¸p lùc níc tÜnh

BiÓu ®å ¸p lùc C«ng thøc x¸c ®Þnh

¸p lùc níc P C«ng thøc x¸c ®Þnh vÞ trÝ ®Æt ¸p lùc (Hc)

2t

1. .H .L

2γ t

2.H

3

2 2t h

1. .(H H ).L

2γ −

2h

tt h

H1.(2.H )

3 H H−

+

Trong ®ã: Ht - chiÒu cao cét níc thîng lu;

Hh - chiÒu cao cét níc h¹ lu;

Hc - kho¶ng çch ®Æt tæng ¸p lùc P tÝnh tõ mÆt níc;

L - chiÒu réng khoang cèng.

b) ¸p lùc níc ®éng (thµnh phÇn n»m ngang)

XuÊt hiÖn khi më cöa tõng phÇn; trÞ sè ¸p lùc ®éng bÐ h¬n ¸p lùc thñy tÜnh (do tæn thÊt cét níc khi ch¶y qua cöa).

Trong tÝnh to¸n cÇn nhí: Khi cöa ®ãng trÞ sè ¸p lùc ®éng cña níc kh«ng cã, ngîc l¹i khi më tõng phÇn trÞ sè ¸p lùc thñy tÜnh sÏ kh«ng cã.

Khi tÝnh s¬ bé trÞ sè ¸p lùc ®éng lÊy b»ng trÞ sè ¸p lùc tÜnh ë vÞ trÝ t¬ng ®¬ng.

c) ¸p lùc bïn çt l¾ng

2 2 0bc bc bcP 0,5. .h .tg (45 ).L

2

ϕ= γ − ; (3-1)

Trong ®ã: hbc - chiÒu cao líp bïn çt;

ϕ - gãc nghiªng tù nhiªn cña bïn çt ë trong níc;

γbc - träng lîng riªng cña bïn çt ë trong níc;

L - chiÒu réng bïn çt t¸c dông lªn cöa.

d) Lùc hót ë ®¸y cöa

d aP P .b.L= , (kg); (3-2)

www.vncold.vn


Trong ®ã: Pa = 0,6 kg/cm2;

b - chiÒu réng phÇn ®¸y cöa tiÕp xóc v¬i ngìng;

L - chiÒu dµi.

e) Träng lîng b¶n th©n cña cöa (G)

S¬ bé cã thÓ x¸c ®Þnh träng lîng phÇn ®éng cöa theo biÓu ®å h×nh 3-6.

TC400

300

200

10080

605040

30

20

108

654

3

2

1

10 20 30 40 50 60 80 100

200

300

400

500

600

800

1000

2000

3000

4000

5000

6000

8000

1000

0

2000

0

3000

0

4000

050

000

6000

0

8000

010

0000

Q . L07

G = f ( Q . L )07

12

3

4

H×nh 3-6. BiÓu ®å s¬ bé tÝnh träng lîng cöa G

1- øng víi cöa b¸nh xe ë mÆt; 2- øng víi cöa trît ë mÆt; 3- øng víi cöa b¸nh xe ë s©u; 4- øng víi cöa trît ë s©u.

+ HoÆc cã thÓ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc A.R. Beredinski:

G 0,055.F. F= (3-3)

+ HoÆc cã thÓ theo c«ng thøc P.A. Ephim«p:

4G 0,157.F. F= (3-4)

Trong ®ã:

F - diÖn tÝch cöa van.

g) T¶i träng do giã (tÝnh phÇn cöa n»m trªn mÆt níc)

giã giãP F.q= , (kg); (3-5)

www.vncold.vn


TÊm trît

Trong ®ã:

F - diÖn tÝch bÒ mÆt chÞu t¸c dông giã cña cöa, (m2);

qgiã - cêng ®é ¸p lùc giã khu vùc ®Æt c«ng tr×nh, (qgiã = 25 ÷ 100 kG/m2, thêng tÝnh to¸n lÊy qgiã = 45 kG/m2).

3.1.5. C¸c kiÓu cöa van ph¼ng

a) Cöa ph¼ng trît

(1) §Æc ®iÓm:

+ Cöa van ph¼ng lo¹i nµy cã tÊm trît cè ®Þnh vµo dÇm biªn. TÊm trît nhËn toµn bé ¸p lùc ngang cña níc t¸c dông lªn cöa ®Ó truyÒn vµo khe cöa; v× vËy khi n©ng h¹ cÇn kh¾c phôc lùc ma s¸t trît.

CÊu t¹o tÊm trît cã thÓ lµ mét tÊm liªn tôc hoÆc nhiÒu ®o¹n tÊm cè ®Þnh trªn dÇm biªn. §Ó gi¶m nhÑ ma s¸t l¨n ngêi ta cã thÓ lµm c¬ cÊu nhÝp trît (mÆt trît cong).

+ VËt liÖu tÊm trît: ®èi víi cöa nhá thêng lµ ®ång БpAЖ 9-4 hoÆc thÐp kh«ng gØ 2X13, 1X18H9T; nhiÒu trêng hîp dïng thÐp thêng bªn ngoµi bäc mét líp m¹ kh«ng gØ. §èi víi cöa chÞu ¸p lùc níc lín dïng gç Ðp ký hiÖu ДCΠ-БГГ

chÞu t¶i träng ph©n bè tõ 500÷3000 kG/cm2.

+ TrÞ sè hÖ sè ma s¸t trît cña tÊm trît vµ gio¨ng ch¾n níc cho ë b¶ng 3-1.

H×nh 3-7. S¬ ®å bè trÝ tÊm trît

(2) TÝnh lùc n©ng h¹:

- Lùc n©ng:

1 2 dT K .G K .W.f P= + + ; (3-6)

Trong ®ã:

K1 = 1,1; K2 = 1,2;

W - tæng ¸p lùc níc t¸c dông vµo cöa;

f - trÞ sè hÖ sè ma s¸t trît;

Pd - lùc hót, xem c«ng thøc (3-2);

G - träng lîng b¶n th©n cña cöa.

- Lùc h¹:

'T 0,9.G 1,2.W.f= − (3-7)

www.vncold.vn


NÕu T’ > 0 cöa tù h¹.

T’ < 0 cöa kh«ng tù h¹ xuèng ®îc ph¶i Ên xuèng b»ng c¬ cÊu m¸y.

(3) Ph¹m vi sö dông:

Cöa trît lµ h×nh thøc cöa ®¬n gi¶n nhÊt trong c¸c lo¹i cöa. KÕt cÊu gän, khe cöa nhá cã lîi khi bè trÝ c«ng tr×nh v× vËy cöa trît ®îc ¸p dông nhiÒu ë c¸c c«ng tr×nh trªn kªnh.

B¶ng 3-1. HÖ sè ma s¸t f

TrÞ sè f Lo¹i VËt liÖu ma s¸t vµ ®iÒu kiÖn c«ng t¸c

Lín nhÊt BÐ nhÊt

1. ThÐp víi thÐp (tr¹ng th¸i kh« r¸o) 0,5~0,6 0,15

2. ThÐp víi gang ®óc (tr¹ng th¸i kh« r¸o) 0,35 0,16

3. Gç víi thÐp (trong níc trong) 0,65 0,3

4. Gç Ðp líp dÝnh keo ®èi víi thÐp kh«ng gØ (trong níc trong)(1)

Theo cêng ®é nÐn däc: q>2000 kG/cm 0,1~0,11 0,05

- q=2500~2000 kG/cm 0,11~0,12

Ma s¸t trît

- q=2000~1500 kG/cm 0,12~0,13

1. ThÐp víi ®ång ®en (tr¹ng th¸i kh« r¸o) 0,3 0,16

2. ThÐp víi ®ång ®en (cã b«i tr¬n) 0,25 0,12

3. ThÐp víi gç Ðp líp keo (cã b«i tr¬n) 0,16~0,20 0,08

Ma s¸t trôc ®ì trît

4. ThÐp kh«ng gØ ®èi víi gç Ðp líp keo (cã b«i tr¬n) 0,12~0,16 0,05

1. Cao su víi thÐp 0,65 0,3 Ma s¸t ng¨n níc

2. Cao su víi thÐp kh«ng gØ 0,5 0,2

1.ThÐp víi thÐp 0,1 Ma s¸t l¨n

2. ThÐp víi gang ®óc 0,1

Ghi chó: (1) §é tr¬n nh½n bÒ mÆt c«ng t¸c cña cÊu kiÖn thÝ nghiÖm: TÊm trît ∇6,

®êng trît ∇7.

b) Cöa ph¼ng b¸nh xe

(1) §Æc ®iÓm:

+ Kh¸c víi cöa trît ë chç b¸nh xe nhËn toµn bé ¸p lùc cña cöa vµ truyÒn lªn khe. Khi thiÕt kÕ thêng chän sè lîng b¸nh xe trong mét cöa lµ 4 vµ bè trÝ ®Ó mçi b¸nh xe chÞu lùc ®Òu nhau. KÕt cÊu cöa b¸nh xe cã phøc t¹p h¬n cöa trît nhng vÉn ®îc sö dông réng r∙i v× lùc n©ng h¹ nhá (hÖ sè ma s¸t l¨n nhá h¬n hÖ sè ma s¸t trît).

www.vncold.vn


a) b) H×nh 3-8. S¬ häa b¸nh xe cöa van

+ Côm b¸nh xe vµ trôc cè ®Þnh vµo cöa theo 2 d¹ng n»m trong hép cña dÇm biªn vµ kiÓu c«ng x«n. Khi bè trÝ b¸nh xe n»m trong hép, trôc b¸nh xe sÏ nhá h¬n so víi kiÓu bè trÝ c«ng x«n.

+ VËt liÖu chÕ t¹o:

- Víi ¸p lùc lªn b¸nh xe nhá P < 5T dïng gang x¸m cЧ18.36 cЧ21-40, ΓOCT1412-70.

- Víi P > 5T dïng thÐp 25Л; 45Л.

+ Trôc dïng thÐp 35, 45 ΓOCT 1050-60, hoÆc thÐp kh«ng gØ.

+ æ trôc cã 2 d¹ng: B¹c ®ång, gç Ðp hoÆc æ bi.

+ HÖ sè ma s¸t l¨n cña b¸nh xe vµ con l¨n cña cöa cã tÝnh ®Õn sù lµm viÖc trong níc: f1 = 0,1.

(2) TÝnh lùc n©ng h¹:

+ Lùc n©ng:

- Víi b¸nh xe æ trôc b»ng b¹c

1 2 x y aT K .G K .(T T ) P= + + + (3-8)

x 1 2W

T .(f f .r)R

= ± + (3-9)

- Víi b¸nh xe æ trôc b»ng æ bi

1 2 x y aT K .G K .(T T ) P= + + +

1x 1

1

RWT .f .( 1)

R r= ± + (3-10)

Trong ®ã: Tx - lùc sinh ra do ma s¸t ë côm b¸nh xe víi ®êng l¨n;

Ty - lùc sinh ra do ma s¸t cña vËt ch¾n níc víi ®êng trît;

y cpT 2.H .b.a.f= (3-11)

R - b¸n kÝnh b¸nh xe (cm);

r - b¸n kÝnh trôc (cm);

f1 - hÖ sè ma s¸t l¨n, f1 = 0,1;

r1 - b¸n kÝnh cña viªn bi (cm);

www.vncold.vn


R1 - b¸n kÝnh vßng ngoµi cña æ l¨n (cm);

f2 - hÖ sè ma s¸t trît gi÷a trôc vµ b¹c (xem b¶ng 3-1);

f - hÖ sè ma s¸t trît gi÷a gio¨ng vµ ®êng trît (xem b¶ng 3-1);

b - chiÒu dµi cña gio¨ng ch¾n níc chÞu t¸c dông cña cét níc H (cm);

Hcp - cét níc trung b×nh t¸c dông vµo gio¨ng (cm);

a - chiÒu réng mÆt gio¨ng Ðp vµo ®êng trît;

K1 = 1,1; K2 = 1,2.

H×nh 3-9. S¬ ®å tÝnh R1, R H×nh 3-10. S¬ ®å bè trÝ khíp ®iÒu chØnh

C¸c kÝ hiÖu xem c«ng thøc (3-2) vµ (3-4).

+ Lùc h¹:

'x yT 0,9.G 1,2.(T T )= − + ; (3-12)

(Tx tÝnh theo ®iÒu kiÖn ë c«ng thøc 3-9 vµ 3-10)

NÕu T’ > 0 cöa tù h¹;

T’ < 0 cöa kh«ng tù h¹ ®îc.

c) Cöa kiÓu Wagon (h×nh 3-10)

§èi víi cöa réng, ®Çu níc lín ®Ó gi¶m nhá ®êng kÝnh b¸nh xe, khi thiÕt kÕ thêng ¸p dông kiÓu Wagon.

u ®iÓm cña lo¹i cöa nµy lµ tuy sè b¸nh xe nhiÒu (8, 12...) nhng tiÕp xóc ®Ønh b¸nh xe víi ®êng l¨n ®Òu h¬n do bé phËn khíp tù ®iÒu chØnh vµ lùc t¸c dông lªn mçi b¸nh xe cã thÓ bè trÝ ®Òu nhau.

Nhîc ®iÓm chÝnh cña lo¹i cöa nµy lµ khe cöa réng vµ s©u ®ßi hái trô pin dµy. Lùc n©ng h¹ tÝnh nh cöa b¸nh xe.

d) Cöa 2 líp

Gäi cöa 2 líp v× nã cã hai líp ®Æt so le nhau cïng ch¾n mét khoang tho¸t níc. Mçi líp cöa cã thÓ lµ cöa trît hoÆc cöa b¸nh xe hoµn chØnh (h×nh 3-5).

Cöa lo¹i nµy thêng sö dông ë ©u thuyÒn hoÆc kh«ng thÓ sö dông 1 líp cöa v× cöa cã chiÒu cao qu¸ lín, lùc ®ãng më bÞ h¹n chÕ ®ßi hái ph¶i lµm 2 líp. Trong ®iÒu kiÖn ®ã dïng cöa 2 líp sÏ h¹ thÊp cÇu c«ng t¸c, gi¶m ®îc lùc ®ãng më (trong níc ta ®iÓn h×nh lo¹i cöa nµy lµ cöa van cèng cÇu xe).

www.vncold.vn


Khi thiÕt kÕ cöa 2 líp cÇn chó ý: §èi víi líp díi ph¶i cã b¸nh xe c÷ n»m trªn ®êng híng (thuéc khe cöa) ch¹y suèt tõ ngìng cöa lªn ®Ønh trô pin.

Ch¾n níc gi÷a 2 cöa theo híng ngang (chç tiÕp gi¸p cña ®Ønh cöa díi vµ ®¸y cöa trªn) thùc hiÖn theo d¹ng ë h×nh 3-11.

Cöa trªn

Cöa díi 150 - 180

100

60

®¸y khe cöa líp trªn

Thµnh khe cöa líp díi

H×nh 3-11. KÝn níc gi÷a hai líp cöa

3.1.6. KÕt cÊu phÇn èp ë ng ìng khe van vµ gio¨ng kÝn n íc

a) KÕt cÊu phÇn èp

Cïng víi cöa (phÇn ®éng), ®©y lµ phÇn tÜnh n»m ë díi níc khã söa ch÷a. V× vËy çc bÒ mÆt tiÕp xóc víi níc vµ kh«ng khÝ, ®îc s¬n, m¹ kh«ng gØ cÈn thËn. BÒ mÆt cña ®êng trît cho b¸nh xe l¨n thêng sö dông thÐp kh«ng gØ hoÆc m¹ mét líp thÐp kh«ng gØ bªn ngoµi.

H×nh 3-12. Bè trÝ thÐp khe cöa

a), b), c) Çc kÕt cÊu thÐp trong r∙nh phai; d), e), f) Çc kÕt cÊu thÐp ch«n g¾n trong bª t«ng.

www.vncold.vn


1040-60 605

10

a)b) c)

12 5

5

10

40-60 60

e)

512

d) f)

Khe cöa vµ çc chi tiÕt thÐp èp kh¸c cÇn thi c«ng chÝnh x¸c, nÕu kh«ng sÏ ¶nh hëng lín ®Õn ®iÒu kiÖn vËn hµnh qu¶n lý c«ng tr×nh, cã nhiÒu trêng hîp ph¶i ®ôc ®i lµm l¹i. KÕt cÊu phÇn èp thêng gÆp xem h×nh 3-12.

b) KÕt cÊu ch¾n níc

Bè trÝ gio¨ng ch¾n níc xem h×nh 3-13.

Çc h×nh tõ a) ÷ d) lµ ch¾n níc bªn cña cöa ph¼ng trît;

e) ÷ f) lµ ch¾n níc bªn cña cöa cã b¸nh xe.

Ch¾n níc ®¸y xem h×nh 3-18a, b.

H×nh 3-13. Çc kiÓu kÕt cÊu ch¾n níc

c) KÕt cÊu ch¾n níc kh«ng cã têng ngùc

§èi víi cöa ph¼ng vËt ch¾n níc ngîc víi dßng ch¶y (kh«ng cã têng ngùc) th× cÇn ph¶i cã biÖn ph¸p Ðp cìng bøc b»ng nªm thÐp, hoÆc çc biÖn ph¸p kü thuËt kh¸c nh bè trÝ b¸nh xe lÖch t©m vµ khe van cã ®é c«n v¸t t¹i vÞ trÝ ®ãng hÕt cña cöa (th«ng thêng b¸nh nªm v¸t, dÔ chÕ t¹o, dÔ l¾p ®Æt vµ kÝn níc tuyÖt ®èi), xem h×nh 3-14.

www.vncold.vn


H×nh 3-14. KiÓu kÕt cÊu ch¾n níc cìng bøc

3.2. Cöa van cung

Còng nh cöa ph¼ng, cöa cung ®îc sö dông réng r∙i trong çc c«ng tr×nh thñy lîi ®Æc biÖt lµ trªn trµn, ®Ëp d©ng vµ cèng vïng ¶nh hëng thñy triÒu, nhÊt lµ ë nh÷ng n¬i cã cét níc cao th× u ®iÓm cña nã cµng næi bËt.

3.2.1. ¦u nh îc ®iÓm cña cöa van cung

a) ¦u ®iÓm

(1) Cã thÓ bÞt kÝn khoang cèng cã diÖn tÝch t¬ng ®èi lín.

(2) §é cao cña gi¸ ®ì m¸y vµ ®é dµy cña trô pin cèng t¬ng ®èi nhá.

(3) R∙nh cöa kh«ng ¶nh hëng tíi tr¹ng th¸i dßng ch¶y.

(4) Lùc ®ãng më t¬ng ®èi nhá nhê ¶nh hëng cña lùc c¶n ma s¸t ®èi víi lùc ®ãng më kh¸ nhá vµ m« men sinh ra do ¸p lùc níc t¸c dông vµo cöa ®èi víi t©m quay kh«ng lín.

(5) Sè lîng cÊu kiÖn t¬ng ®èi Ýt.

b) Nhîc ®iÓm

(1) Trô pin cèng ®ßi hái dµi.

(2) VÞ trÝ kh«ng gian çnh cèng chiÕm t¬ng ®èi lín.

(3) Kh«ng thÓ ®a ra ngoµi khoang cèng ®Ó kiÓm tra söa ch÷a.

3.2.2. Nh÷ng kÕt cÊu chÝnh Cöa cung ®îc cÊu t¹o 2 phÇn: PhÇn ®éng vµ phÇn tÜnh.

a) KÕt cÊu phÇn ®éng

(1) B¶n mÆt

B¶n mÆt d¹ng h×nh cung cã t©m thêng trïng víi t©m quay cña cöa. B¶n mÆt nhËn toµn bé ¸p lùc níc vµ truyÒn vµo çc dÇm phô sau nã. ChiÒu dµy b¶n mÆt nhÊt thiÕt ph¶i lín h¬n 6 mm.

www.vncold.vn


a) b) c) d)

H×nh 3-15. Cöa van cung

1- b¶n mÆt; 2- çc dÇm phô; 3- dÇm ®øng; 4- dÇm chÝnh; 5- cµng van; 6- t«n gia cêng cµng; 7- cèi b¶n lÒ.

(2) Khung ®øng

Khung ®øng ®îc h×nh thµnh bëi dÇm phô cong ®øng sau t«n bng víi çc thanh gi»ng nèi dÇm chÝnh vµ thanh ®øng cña giµn ®ì phÝa sau.

(3) DÇm ®ì phÝa sau

DÇm ®ì phÝa sau cã h×nh d¹ng giµn cïng víi dÇm chÝnh t¹o cho cöa cã kÕt cÊu kh«ng gian chÞu xo¾n tèt. DÇm ®ì ®øng hîp thµnh do bé phËn cña dÇm chÝnh, khung ®øng vµ çc thanh xiªn.

(4) Cµng

H×nh 3-16. Çc d¹ng kÕt cÊu cµng cöa van

Cµng lµ bé phËn nhËn ¸p lùc tõ dÇm chÝnh truyÒn vµo cèi quay (trôc quay) cöa.

KÕt cÊu cµng cã d¹ng ph¼ng (h×nh 3-16b) vµ d¹ng kh«ng gian (h×nh 3-16a). Bè trÝ cµng cã thÓ th¼ng gãc víi dÇm chÝnh (thêng sö dông khi B ≤ 10 m), hoÆc bè trÝ xiªn gãc víi dÇm chÝnh (thêng sö dông khi B ≥ 10 m).

www.vncold.vn


(5) DÇm chÝnh

Cöa cung trªn mÆt thêng cÊu t¹o 2 dÇm chÝnh chÞu lùc ®Òu nhau. KÕt cÊu dÇm chÝnh cã d¹ng ®Æc vµ d¹ng giµn.

D¹ng ®Æc thêng lµ thÐp ch÷ I, T hoÆc thÐp tÊm ghÐp thµnh, kÕt cÊu nµy thÝch hîp

víi cöa cã B < 8m vµ ∆H < 5m. D¹ng giµn thÝch hîp víi cöa cã B ≥ 8m vµ ∆H ≥ 5m. Xem h×nh 3-16.

b) KÕt cÊu phÇn tÜnh

1450

14.3649

4050

10

00

250

H×nh 3-17. KÕt cÊu cèi b¶n lÒ cöa van cung

(1) §Õ cèi quay:

ChÕ t¹o bëi thÐp ®óc 25Л, 45Л ΓOCT hoÆc thÐp hµn.

(2) Trôc quay:

§îc cè ®Þnh vµo ®Õ cèi quay; chÕ t¹o b»ng thÐp CT5, thÐp 35 hoÆc thÐp 45.

Trôc vµ ®Õ cèi nhËn toµn bé ¸p lùc níc vµ träng lîng b¶n th©n cöa truyÒn vµo trô pin. §Õ cèi cöa van ®îc cè ®Þnh vµo trô pin nhê c¸c bu l«ng. Khi thiÕt kÕ cÇn chó ý viÖc bè trÝ c¸c bu l«ng nµy sao cho dÔ thay thÕ khi söa ch÷a.

(3) Gio¨ng ch¾n n- íc

Cöa cung ®îc ch¾n níc ë ®¸y vµ 2 bªn, vËt liÖu gio¨ng thêng b»ng cao su v× ®é ®µn håi lín dÔ kÝn níc.

KÕt cÊu kÝn níc cã d¹ng ë h×nh 3-18.

www.vncold.vn


110

10 14 10

a) b)

c) d)

20 5 20

5

H×nh 3-18. S¬ ®å bè trÝ kÝn níc cöa van a), b) KÝn níc ®¸y; c), d) KÝn níc bªn.

3.2.3. X¸c ®Þnh vÞ trÝ cña dÇm chÝnh

A

O

B D

C

1

2

3

4 P

P

5

6

7

8

b

P 8

7

6

5

3

1

2 P a

d

1 P

P 2

c

2 1

4

H

H×nh 3-19. S¬ ®å x¸c ®Þnh vÞ trÝ cöa dÇm chÝnh

Chia b¶n mÆt ra n ®o¹n tïy ý gÇn ®Òu nhau, trªn mçi ®o¹n t×m ph¬ng vµ ®é lín cña hîp lùc trong ®o¹n ®ã. §Æt nèi tiÕp c¸c vect¬ lùc tõ sè 1 ®Õn n (gi÷ nguyªn ph¬ng vµ theo cïng tû lÖ).

www.vncold.vn


Nèi ®iÓm ®Çu cña vect¬ thø nhÊt ®Õn ®iÓm cuèi cña vect¬ thø n ta cã ®îc ph¬ng

vµ ®é lín cña tæng hîp lùc ON . Tõ A ®Õn ®iÓm gi÷a cñaON kÎ ®êng th¼ng gãc gÆp

®êng cong t¹i B. BN vµ BO lµ ph¬ng bè trÝ dÇm chÝnh vµ gi¸ trÞ cña lùc ph©n bè ®Òu trªn dÇm chÝnh (h×nh 3-19).

3.2.4. C¸c kiÓu cöa van cung

a) Cöa van cung thêng (h×nh 3-20a, b)

b) Cöa van cung cã lìi trµn trªn (h×nh 3-20c)

Ngoµi cöa cung th«ng dông ta thêng gÆp cßn cã cöa cung cã lìi trµn bªn trªn. §©y lµ h×nh thøc cöa kÕt hîp gi÷a cöa cung vµ cöa sËp. Khi muèn th¸o lu lîng nhá, h¹ cöa sËp (bªn trªn cöa cung), níc trµn qua cöa cung. Khi muèn x¶ lu lîng lín, kÐo c¶ cöa cung lªn. H×nh thøc cöa nµy thêng sö dông ë c«ng tr×nh trµn cã lu lîng x¶ lò thay ®æi lín.

c) Cöa cung hai líp

(1) Cöa cung hai líp ®ång t©m vµ cïng ®- êng kÝnh (h×nh 3-20d)

H×nh 3-20. S¬ ®å cöa cung 2 líp ®ång t©m vµ cïng ®êng kÝnh

(2) Cöa cung hai líp ®ång t©m b¸n kÝnh kh¸c nhau (h×nh 3-21)

Cöa cung 2 líp ®Æt chång lªn nhau vµ quay cïng t©m quay. Trôc quay cã hai bËc, bËc cã ®êng kÝnh lín dµnh cho líp díi, bËc cã ®êng kÝnh nhá dµnh cho líp trªn. Lo¹i cöa cung 2 líp cã lîi ë chç khi cÇn th¸o lu lîng nhá th× më líp trªn, vÉn gi÷ níc trong hå cao h¬n ngìng cöa; khi x¶ lò lín më c¶ hai líp.

b)

c)d)

a)

www.vncold.vn


6.35

4.50G1

T

2G

l = 8500

a

a

5.10

1

2

H×nh 3-21. S¬ ®å cöa van cung 2 líp ®ång t©m kh¸c b¸n kÝnh

d) Cöa cung phao (h×nh 3-22)

T¸c dông cña phao lµ gi¶m nhÑ lùc n©ng h¹. Lo¹i cöa nµy thÝch hîp khi c«ng tr×nh cã têng ngùc vµ cã thÓ thiÕt kÕ thªm c¬ cÊu ®èi träng ®Ó ®ãng më tù ®éng hoÆc b¸n tù ®éng nh cèng La Khª V©n §×nh (Hµ T©y).

§èi träng

Phao

H×nh 3-22. S¬ ®å cöa cung phao

e) VÞ trÝ ®Æt t©m quay cöa cung

T©m quay cöa cung thêng ®Æt trªn trô pin, vÞ trÝ ®Æt cã kho¶ng c¸ch tíi ngìng cöa thêng x¸c ®Þnh theo h×nh 3-23.

www.vncold.vn


a)

R

H

> 0,

5m

(0,6

7 - 1

,10)

.H

b)

R

§êng mÆt níc

H

(0,5

0 - 0

,75)

.H

H×nh 3-23. S¬ ®å x¸c ®Þnh vÞ trÝ t©m quay cöa van

a) Cöa van trong khoang cèng; b) Cöa van trong khoang trµn.

3.2.5. X¸c ®Þnh ¸p lùc n íc tÜnh t¸c dông lªn cöa van cung

¸p lùc níc tÜnh t¸c dông lªn cöa cung trªn mÆt ®îc tr×nh bµy trong b¶ng 3-2.

Tæng ¸p lùc níc P

2 2ng dP P P= + ; (3-25)

α - gãc t¹o thµnh gi÷a P víi mÆt ngang

d

ng

Parctg

Pα = ; (3-26)

Trong ®ã:

L - chiÒu réng tÝnh to¸n cña cöa;

tngP - thµnh phÇn ¸p lùc theo híng ngang phÝa thîng lu;

hngP - thµnh phÇn ¸p lùc theo híng ngang phÝa h¹ lu;

tdP - thµnh phÇn ¸p lùc theo híng ®øng phÝa thîng lu;

hdP - thµnh phÇn ¸p lùc theo híng ®øng phÝa h¹ lu.

www.vncold.vn


B¶ng 3-2. ¸p lùc níc tÜnh t¸c dông lªn cöa cung trªn mÆt

ChiÕm 2 trang B¶ng ngang

www.vncold.vn


www.vncold.vn


3.2.6. TÝnh träng l îng b¶n th©n cöa cung Träng lîng cöa van cung phÇn chuyÓn ®éng cã thÓ x¸c ®Þnh gÇn ®óng theo biÓu

®å h×nh 3-6, c¸c c«ng thøc (3-3), (3-4) vµ thªm c¸c c«ng thøc sau:

2 0,8nG A.(h. .H )= ;

Trong ®ã:

h - chiÒu cao cöa van;

Hn - cét níc díi t©m cöa van;

- nhÞp cña cöa van;

A - hÖ sè øng dông,

§èi víi cöa van nhá lÊy 0,09; ®èi víi cöa van lín lÊy 0,052.

Träng lîng cöa van cung cã kÕt hîp cöa van Clape trªn ®Ønh th× träng lîng lµ:

Gcl = 1,25.G

Träng lîng cña phÇn tÜnh cã thÓ lÊy gÇn ®óng:

Gt = 0,15.G

3.2.7. TÝnh lùc n©ng h¹

a) Lùc n©ng

'

1 2 x y dn .G.g n .(T .r T .R) P .RT

+ + +=

ρ; (3-27)

Trong ®ã: n1 = 1,1; n2 = 1,2;

G - träng lîng b¶n th©n cöa van;

g - tay ®ßn cña G ®èi víi t©m quay;

x 2T P.f= ;

P - tæng ¸p lùc níc t¸c dông vµo cèi;

r - b¸n kÝnh trôc quay;

f - hÖ sè ma s¸t gi÷a trô vµ b¹c;

y cpT 2.H .b.a.f= ;

R - b¸n kÝnh mÐp ngoµi b¶n mÆt ®Õn t©m quay;

ρ - tay ®ßn cña lùc kÐo ®Õn t©m quay;

Pd - xem c«ng thøc (3-2);

R’ - tay ®ßn lùc Pd ®èi víi t©m quay.

www.vncold.vn


b) Lùc h¹

'

x y d'0,09.G.g 1,2(T .r T .R) P .R

T− + +

=ρ

(3-28)

NÕu T’ > 0 th× cöa tù h¹.

c) Lùc gi÷

'

x y d1,1.G.g (T .r T .R) P .RT

− + +=

ρ (3-29)

Khi tÝnh to¸n s¬ bé lùc n©ng h¹ cöa çnh tay ®ßn cña träng lîng lÊy b»ng 0,8R vµ ®iÓm ®Æt cña G n»m trªn ph¬ng cña P.

3.3. Cöa sËp (cöa Clape trôc díi) 3.3.1. §Æc tÝnh c¬ b¶n

Cöa sËp hay cßn gäi lµ cöa Clape trôc díi lµ cöa cã trôc phÝa díi g¾n víi b¶n ®Õ c«ng tr×nh, cã thÓ lµm khoang réng nhê cã nhiÒu gèi tùa trung gian ë ®¸y, kÕt cÊu ®¬n gi¶n, gän, kh«ng chiÕm kh«ng gian trªn cèng, khi më cöa n»m trong dßng ch¶y kh«ng bÞ ¶nh hëng giã b∙o, cã kh¶ n¨ng ®iÒu chØnh chÝnh x¸c mùc níc vµ cho phÐp x¶ vËt næi, kh¶ n¨ng lµm viÖc nhanh nh¹y. Nhîc ®iÓm lµ cöa n»m trong níc khã söa ch÷a.

3.3.2. Cöa sËp ®iÒu khiÓn b»ng c¬ khÝ

a) CÊu t¹o çc kiÓu cöa

(1) KiÓu b¶n sËp:

Cöa cã cÊu t¹o gåm mét dÇm chÝnh ngang (1) n»m ë phÇn ®Çu vµ cuèi hai ®Çu dÇm bè trÝ ®iÓm kÐo vµ neo cöa, çc dÇm ®øng (2), ®Çu trªn nèi víi dÇm chÝnh vµ ®Çu díi nèi víi cèi b¶n lÒ (3), çc dÇm phô liªn kÕt çc dÇm ®øng (4). §é ®ång t©m cña

çc cèi quay chØ cho phÐp sai sè ± 1,5 mm trªn suèt c¶ chiÒu dµi cöa. HiÖn nay ®Ó dÔ dµng thi c«ng th× çc cèi quay ®îc chÕ t¹o s½n trong nhµ m¸y trªn mét dÇm. §©y lµ kiÓu cöa ®îc øng dông ngµy cµng nhiÒu nhê tÝnh u viÖt cña nã nhÊt lµ khi sö dông xilanh thñy lùc ®Ó ®ãng më. M« h×nh kÕt cÊu lo¹i cöa b¶n sËp nµy ®îc øng dông ë c«ng tr×nh ng¨n mÆn gi÷ ngät Th¶o Long – HuÕ chiÒu réng 31,5 m (h×nh 3-24) vµ ë cèng Duy Thµnh (Qu¶ng Nam) chiÒu réng 20 m. www.vncold.vn


H×nh 3-24. KiÓu b¶n sËp g¾n trªn dÇm ®¸y cña ®Ëp Th¶o Long (Thõa Thiªn HuÕ)

1- dÇm chÝnh ngang; 2- dÇm ®øng; 3- côm cèi quay; 4- dÇm phô ngang.

(2) KiÓu qu¶ tr¸m (h×nh 3-25): KiÓu dÇm rçng

H×nh 3-25. Cöa sËp kiÓu qu¶ tr¸m

www.vncold.vn


Lo¹i nµy ®îc øng dông trªn ®Ëp trµn, b¶n th©n lµ mét dÇm rçng, kÕt cÊu cøng, chÞu xo¾n tèt, hiÖn t¹i Ýt ®îc sö dông.

b) X¸c ®Þnh lùc n©ng cöa

1,1.G.g P.a 1,2.R.f.r

Tt

+ +≥ ; (3-30)

Trong ®ã:

g, a, r, t - çnh tay ®ßn cña çc lùc: G, P, R vµ T ®èi víi t©m quay;

G - träng lîng b¶n th©n cöa;

P - tæng ¸p lùc níc t¸c dông lªn cöa;

R - ph¶n lùc t¹i gèi;

r - b¸n kÝnh trôc quay;

f - hÖ sè ma s¸t trît.

c) Ph¹m vi øng dông

KiÓu cöa b¶n sËp cã kÕt cÊu ®¬n gi¶n, ®îc øng dông ë çc ®Ëp thÊp cã cét níc

4 ÷7 m, thÝch hîp çc ®Ëp ë vïng trung du, çc cèng tiªu ë ®ång b»ng cÇn lµm khoang réng vµ cÇn ®ãng më nhanh ®Ó tho¸t lò. HiÖn nay ¸p dông xilanh thñy lùc ®Ó ®ãng më cöa cµng lµm cho viÖc ®iÒu khiÓn vËn hµnh cöa nµy thuËn lîi vµ ®¹t ®é tin cËy cao, khi cÇn thiÕt cã thÓ tiÕn tíi tù ®éng ho¸ ®ãng më.

3.3.3. Cöa sËp tù ®éng b»ng ®èi träng Nh÷ng cöa van nµy cã ®Æc trng lµ cã sù tham gia cña ®èi träng, lµm c©n b»ng víi

träng lîng cöa. Cã thÓ ph©n ra 3 lo¹i kh¸c nhau: Lo¹i c©n b»ng phÝa trªn, lo¹i c©n ngang vµ lo¹i c©n b»ng phÝa díi (h×nh 3-26, 3-27, 3-28).

- Lo¹i c©n b»ng phÝa trªn cã thÓ cã hai trêng hîp: Mét lµ (h×nh 3-26) ®èi träng n»m trªn kh«, ®îc lµm næi bëi níc thîng lu. Lo¹i nµy ph¶i chän lùa çnh tay ®ßn vµ ®èi träng sao cho trong mäi vÞ trÝ bÊt kú cña cöa vÉn ®¶m b¶o ®îc tÝnh c©n b»ng ®Ó gi÷ ®îc mùc níc d©ng cÇn thiÕt. Hai lµ ®èi träng ®îc ®Æt ë trong 1 hÇm cña trô pin, viÖc ®ãng më cöa van ®îc thùc hiÖn khi cã sù hç trî bëi lùc ®Èy næi ®èi träng cña níc ®∙ chøa ®Çy trong hÇm.

- Lo¹i c©n b»ng ngang th× ®èi träng n»m trong hÇm riªng cã cao tr×nh ngang víi cöa van (h×nh 3-27).

- Lo¹i c©n b»ng phÝa díi (h×nh 3-28) viÖc g¾n víi ®èi träng kh«ng ph¶i ë ®Çu cöa van mµ hµng lo¹t ®iÓm trung gian nhê sù liªn kÕt khíp quay cña trôc cöa van víi nhiÒu çnh tay ®ßn cña ®èi träng. §Ó h¹ cöa van, ph¶i cho níc vµo buång ®èi träng lµm ®èi träng næi lªn, cöa sÏ h¹ xuèng. Lo¹i cöa nµy phøc t¹p nªn Ýt sö dông.

www.vncold.vn


H×nh 3-26. Cöa sËp ®èi träng phÝa trªn

H×nh 3-27. C¾t ngang cöa sËp ®èi träng ngang

(§· ¸p dông ë cöa x¶ c¸t §« L¬ng)

www.vncold.vn


MNTL

0.54

1.40

30

0.91

H×nh 3-28. Cöa sËp cã ®èi träng phÝa díi

3.3.4. Cöa Clape phao (gäi t¾t lµ cöa sËp phao)

a) CÊu t¹o

Cöa sËp phao kh¸c víi cöa sËp thêng ë chç b¶n th©n cöa lµ 1 phao kÝn b»ng thÐp hoÆc b»ng vËt liÖu tæng hîp. Cã lç b¬m níc ra vµ cã lç b¬m níc vµo.

b) Nguyªn lý vËn hµnh

- Khi cÇn h¹ cöa ®Ó th¸o lò th× b¬m níc vµo bông phao, cöa van sÏ tù h¹ xuèng nhê träng lîng b¶n th©n vµ träng lîng níc trong phao.

- Khi cÇn ®ãng cöa th× b¬m hót hÕt níc trong bông cöa vµ cöa sÏ næi lªn nhê lùc ®Èy næi cña cöa.

- §iÒu kiÖn ®Ó ®ãng cöa:

[ ]f G 1W G V .K> − ; (3-31)

Trong ®ã:

Wf - søc ®Èy næi;

G - träng lîng cöa;

VG - thÓ tÝch cöa.

www.vncold.vn


- §iÒu kiÖn ®Ó më cöa:

( )n c G f 2G G V W .K + − > ; (3-32)

K1, K2 - hÖ sè an toµn lÊy b»ng 1,1÷1,15.

H×nh 3-29. Cöa sËp phao

c) Ph¹m vi øng dông

Lo¹i cöa nµy cã thÓ lµm víi khÈu diÖn lín réng tíi 30m vµ cao tíi 8 ÷ 10m. Cã thÓ øng dông cho çc c«ng tr×nh ng¨n s«ng ë vïng ®ång b»ng cã chªnh lÖch cét níc thîng h¹ lu kh«ng qu¸ lín. Tuy lo¹i cöa nµy cha øng dông réng nhng ®©y lµ lo¹i cöa cã triÓn väng ph¸t triÓn.

3.4. Cöa Clape trôc trªn (h×nh 3-30)

3.4.1. CÊu t¹o Lµ mét tÊm ph¼ng cã thÓ b»ng gç hoÆc b»ng thÐp hoÆc vËt liÖu tæng hîp ®îc liªn

kÕt bëi çc dÇm chÝnh phô ngang vµ ®øng. Cöa van ®îc treo vµo çc æ quay ®Æt ë dÇm ngang phÝa trªn hoÆc ë trô pin.

3.4.2. Nguyªn lý lµm viÖc Cöa van Clape trôc trªn ®îc tù ®éng ®ãng l¹i ®Ó ng¨n lò hoÆc ng¨n triÒu nhê

träng lîng b¶n th©n vµ ¸p lùc níc ë h¹ lu lín h¬n thîng lu. Cöa van ®îc tù ®éng më ra ®Ó tiªu lò nhê ¸p lùc níc ë thîng lu lín h¬n ¸p lùc níc h¹ lu do lò rót hoÆc triÒu xuèng.

3.4.3. Ph¹m vi ¸p dông

Lo¹i cöa van nµy ®îc ¸p dông nhiÒu ë çc cèng díi ®ª s«ng, ®ª biÓn. u ®iÓm

lµ tù ®éng tiªu lò kÞp thêi, tù ®éng ng¨n triÒu ng¨n lò nhanh nh¹y. Nhîc ®iÓm lµ kh«ng

www.vncold.vn


®iÒu tiÕt ®îc mùc níc trong ®ång, hay nãi ®óng h¬n lµ kh«ng gi÷ ®îc mùc níc trong ®ång vµ còng kh«ng lÊy ®îc níc tõ s«ng vµo ®ång. Do vËy lo¹i cöa nµy thêng dïng ®Ó ng¨n mÆn vµ tiªu lò phÝa s«ng, biÓn, cßn phÝa trong ®ång l¹i ph¶i cã cöa ph¼ng ®Ó gi÷ níc. §Ó t¨ng ®é më khi tiªu lò cã thÓ më cöa lÊy níc ngêi ta lµm ®èi träng phÝa trªn trôc quay vµ gäi lµ Clape ®èi träng.

H×nh 3-30. D¹ng cöa Clape trôc trªn

3.5. Cöa qu¹t 3.5.1. Ph¹m vi øng dông

Cöa qu¹t ®îc dïng nhiÒu trªn çc ®Ëp trµn cña nhµ m¸y thñy ®iÖn vµ cña çc c«ng tr×nh thñy n«ng. Cöa qu¹t ®îc dïng trong ®iÒu kiÖn cÇn thiÕt sö dông lùc níc ®Ó ®ãng më.

Cöa qu¹t cã tiÕt diÖn ngang d¹ng h×nh qu¹t, nã quay quanh trôc n»m ngang, ®îc g¾n chÆt víi ®Ëp phÝa thîng lu hoÆc h¹ lu; mét phÇn hoÆc toµn bé cöa van vµo trong th©n ®Ëp, cöa van chuyÓn ®éng ®îc lµ nhê cã mét phÇn hoÆc toµn bé ¸p lùc níc.

3.5.2. Çc lo¹i cöa qu¹t Cöa qu¹t thêng cã çc lo¹i sau:

- Lo¹i cöa qu¹t hë chuyÓn ®éng nhê t¸c ®éng thñy lùc

- Lo¹i cöa qu¹t kÝn chÞu t¸c ®éng thñy lùc

+ cã trôc quay ë thîng lu;

+ cã trôc quay ë h¹ lu.

Lo¹i cöa qu¹t ho¹t ®éng do thñy lùc cã thÓ réng tíi 60 ÷ 65m vµ cao tíi 9 ÷ 10m.

www.vncold.vn


- Lo¹i t¸c ®éng b»ng c¬ giíi vµ thñy lùc

Cöa qu¹t cã thÓ t¸c ®éng b»ng c¬ giíi cïng víi thñy lùc ®Ó t¨ng tÝnh chñ ®éng

khi vËn hµnh. Lo¹i nµy cã nhÞp réng 40 ÷ 50m vµ cao 8 ÷ 9m.

a) Cöa qu¹t hë do t¸c ®éng thñy lùc (h×nh 3-31)

Cöa qu¹t cã b¶n ch¾n theo 2 m¸i vµ trôc quay vÒ phÝa h¹ lu; çc cöa nµy h¹ vµo bông ®Ëp nhê t¸c dông cña träng lîng b¶n th©n (khi ph©n çch buång ¸p lùc víi thîng lu) vµ n©ng lªn díi t¸c dông cña ¸p lùc níc thîng lu (khi nèi buång ¸p lùc víi thîng lu). §Ó t¨ng tÝnh næi cña cöa van qu¹t, ë çc kÕt cÊu míi ®©y cã thÓ thªm phao ë trong gãc trªn cña cöa qu¹t.

-1.5

0.0

MNTL 5.5

MNHL

1

2

3

4

5

7 6 8

H×nh 3-31. Cöa qu¹t d¹ng hë

1- buång ¸p lùc; 2- èng dÉn trong trô pin; 3- giÕng trong trô pin; 4- èng nèi giÕng víi h¹ lu; 5- èng viÔn kÝnh cña m¸y ®iÒu chØnh (c©n b»ng ®èi träng vµ nèi víi ®Ønh cöa van vµ víi m¸y n©ng); 6- rßng räc n©ng èng viÔn kÝnh; 7- m« t¬ n©ng èng (®iÒu khiÓn nhê phao ®Æt ë phÇn vµo cöa buång); 8- m« t¬ th¶ èng.

b) Cöa van qu¹t kÝn trôc thîng lu (h×nh 3-32)

Cöa van ®ãng cöa b»ng çch më van (4) th«ng víi thîng lu, kho¸ van (5) th«ng víi h¹ lu, ¸p lùc níc thîng lu t¸c dông lªn b¶n mÆt (3) ®Èy cöa qu¹t lªn ®Ó ng¨n níc.

- Khi cÇn më cöa qu¹t th× chØ viÖc ®ãng van th«ng buång ¸p lùc víi thîng lu (4) vµ më van th¸o níc trong buång ¸p lùc ra h¹ lu (5) ¸p lùc níc lªn mÆt (1) sÏ Ên cöa sËp vµo hÇm van ®Ó th¸o lò.

- B¶n mÆt (1) kÐo dµi thµnh c«ng xon cã t¸c dông gi¶m bít träng lîng cöa.

www.vncold.vn


MNTL

1.40

0.0

12

3

4

5

H×nh 3-32. Cöa van h×nh qu¹t d¹ng kÝn vµ trôc quay phÝa thîng lu

c) Cöa van qu¹t d¹ng kÝn cã trôc quay ë h¹ lu (h×nh 3-33)

H×nh 3-33. Cöa qu¹t b»ng bª t«ng cèt thÐp d¹ng kÝn vµ trôc quay phÝa h¹ lu

www.vncold.vn


KiÓu qu¹t nµy cã mÆt cong ë thîng lu híng vµo t©m quay. Nguyªn lý ®ãng më nhê t¨ng vµ gi¶m ¸p lùc trong buång phao.

- §ãng cöa b»ng çch më van (1) ®ãng van (2) ®Ó cã ¸p lùc níc trong buång ®Èy cöa van lªn cao tr×nh cÇn thiÕt.

- H¹ cöa b»ng çch ®ãng van (1) më van (2) ®Ó gi¶m ¸p lùc níc trong buång, cöa qu¹t h¹ xuèng th¸o lò.

3.5.3. §iÒu kiÖn n©ng vµ h¹ cöa qu¹t

a) Cöa qu¹t hë

ThiÕt bÞ ®iÒu khiÓn thñy lùc ®Ó ®ãng më cöa qu¹t vÒ nguyªn t¾c kh«ng kh¸c çc thiÕt bÞ dïng cho cöa m¸i nhµ.

Tõ ®iÒu kiÖn c©n b»ng cña cöa van qu¹t hë ë vÞ trÝ n»m trªn (h×nh 3-34a) chóng ta cã:

d wGg W .= (3-33)

Ta thÊy r»ng ¸p lùc níc Ptl trªn b¶n mÆt h×nh trô kh«ng cã trong ph¬ng tr×nh

c©n b»ng, tøc lµ hîp lùc cña ¸p lùc Êy ®i qua t©m quay vµ v× thÕ kh«ng cã ¶nh hëng trùc tiÕp ®Õn sù di chuyÓn cña cöa van.

V× m« men cña lùc ma s¸t ë b¶n lÒ tùa kh«ng lín l¾m nªn cã thÓ bá qua ®îc.

H×nh 3-34. S¬ ®å tÝnh lùc t¸c dông lªn cöa qu¹t hë

Khi mùc níc trong buång ¸p lùc gi¶m th× ¸p lùc Wd sÏ gi¶m ®i, ®¼ng thøc (3-30) kh«ng cßn ®óng n÷a vµ cöa van b¾t ®Çu h¹ xuèng. Níc trµn qua cöa van sÏ g©y ra ¸p lùc Phl (h×nh 3-34b) vµ trong khi ®ã lµ ¸p lùc Wd sÏ gi¶m xuèng. Trong vÞ trÝ Êy ph¬ng tr×nh c©n b»ng cã d¹ng:

hl hl d wGg P . W .+ = (3-34a)

www.vncold.vn


Tõ ®ã ®Ó h¹ cöa van xuèng, cÇn ph¶i cã:

hl hl d wGg P . W .+ > (3-34b)

Vµ ®Ó n©ng cöa lªn cÇn ph¶i cã:

hl hl d wGg P . W .+ < (3-34c)

Trong ®ã:

Phl - ¸p lùc níc h¹ lu;

Wd - ¸p lùc thîng lu trong buång ¸p lùc;

w, hl - çnh tay ®ßn cña ¸p lùc thîng lu vµ ¸p lùc h¹ lu;

g - çnh tay ®ßn cña träng lîng G.

b) S¬ ®å cöa qu¹t kÝn

(1) Cöa qu¹t kÝn trôc ë h¹ l- u (h×nh 3-35)

Lhlhl

P

gtP

G

dW

g

G

a) b)

Wd

R

ld

ld

H×nh 3-35. S¬ ®å lùc t¸c dông trªn cöa qu¹t kÝn trôc quay ë h¹ lu

Muèn n©ng cöa van tõ díi lªn cÇn ph¶i cã mét ®é chªnh lÖch cét níc nhá trªn ®Ëp trµn; nÕu kh«ng ®ñ ®é chªnh lÖch cét níc th× cã thÓ cho khÝ nÐn vµo buång ¸p lùc.

Tõ ®iÒu kiÖn c©n b»ng cña lo¹i cöa van kÝn ë vÞ trÝ n»m trªn (h×nh 3-35a) chóng ta cã:

dR

G.g W .2

= (3-35)

§¼ng thøc nµy lu«n ®¹t ®îc vµ cöa van lu«n ®¶m b¶o næi. Ngoµi ra cßn ph¶i gi÷

ë vÞ trÝ trªn nã b»ng çch t¹o ra 1 ¸p lùc A. ë vÞ trÝ lng chõng (h×nh 3-35b) ®iÒu kiÖn n©ng vµ h¹ cöa van ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc (3-34b; 3-34c).

www.vncold.vn


(2) Cöa qu¹t kÝn trôc ë th- îng l- u (h×nh 3-36)

- Cöa qu¹t ®ãng ®Ó d©ng níc khi: d d g t ptW . G P .> + (3-36a)

- Cöa qu¹t më khi: d d g t ptW . G P .< + (3-36b)

H×nh 3-36. S¬ ®å lùc t¸c dông trªn cöa qu¹t kÝn trôc quay ë thîng lu

Trªn c¸c cöa van cã trôc quay ë thîng lu, ¸p lùc thîng lu Ptl sÏ sinh ra m« men cã xu híng ®ãng cöa l¹i (h×nh 3-36a), ®ång thêi ¸p lùc ®ã sÏ t¸c dông vµo c¹nh díi cña cöa van ®Õn møc ®Ó b¶o vÖ cho cöa khái bÞ lËt bëi ph¶n lùc A ngêi ta ph¶i dïng mét gèi tùa ®Æc biÖt ®Ó gi¶m nhá ph¶n lùc A. GÇn ®©y ngêi ta dïng kÕt cÊu lìi trai (h×nh 3-36c), lìi trai sÏ lµm t¨ng m« men cña lùc Ptl. S¬ ®å lùc t¸c dông khi cöa van më ë vÞ trÝ lng chõng tr×nh bµy ë h×nh (3-36b).

(3) Cöa qu¹t ®- îc n©ng lªn b»ng c¬ giíi vµ thñy lùc

H×nh 3-37. S¬ ®å lùc t¸c dông lªn cöa qu¹t díi t¸c dông cña c¬ giíi vµ thñy lùc

ptl

l pt

tPt

a)

G

Wdld

gA

P

b)

lddW

g G

c)

www.vncold.vn


Khi níc trµn qua cöa van, ¸p lùc níc t¸c dông ë mÆt díi b¶n CO (h×nh 3-37a).

¸p lùc nµy b»ng hiÖu sè biÓu ®å Wd vµ Pd (®êng g¹ch nÐt), nã lµm gi¶m lùc kÐo cña thiÕt bÞ n©ng cöa vµ lu«n lu«n t¨ng khi n©ng cöa lªn (h×nh 3-37b).

¸p lùc níc nãi trªn cã thÓ c¶n trë viÖc h¹ cöa van, vµ v× thÕ ngêi ta ph¶i dïng thiÕt bÞ hai chiÒu cã thÓ kÐo cöa van xuèng tËn ®¸y khoang.

- HiÖn nay khi thiÕt kÕ cöa qu¹t ngêi ta cã quan ®iÓm trang bÞ c¬ giíi ®Ó chñ ®éng ®iÒu khiÓn ®ãng më cöa van. Qua nghiªn cøu thÊy râ r»ng ®∙ lµ cöa qu¹t th× dï cã trang bÞ m¸y n©ng h¹ ngêi ta vÉn ph¶i quan t©m ®Õn ¸p lùc dßng ch¶y ë mÆt ngoµi vµ trong buång cöa van vµ chØ khi tÝnh ®óng nh÷ng lùc ®ã th× míi tÝnh ®îc lùc ®ãng më chÝnh x¸c.

H×nh 3-38. Cöa qu¹t ®ãng më b»ng c¬ giíi cã trî thñy lùc ë ®Ëp §¸y

Trªn ®Ønh lo¹i cöa van nµy ph¶i cã khoÐt hai hµng lç ®Ó khi kÐo th× chØ cÇn kÐo träng lîng G cña cöa qu¹t, cßn ¸p lùc níc trong vµ ngoµi c©n b»ng nhau, cßn khi h¹ cöa th× nhê träng lîng b¶n th©n. MÆc dï träng lîng cña cöa cã thÓ tù h¹ xuèng nhng thêng ta vÉn bè trÝ ®iÓm kÐo phÝa díi ®Ó dù phßng an toµn cho viÖc h¹ cöa nh ë ®Ëp §¸y (h×nh 3-38).

Trong trêng hîp nµy cã thÓ dïng xilanh thñy lùc th× mäi khã kh¨n sÏ ®îc gi¶i quyÕt.

3.5.4. KÕt cÊu cöa qu¹t - B¸n kÝnh b¶n mÆt h×nh trô cña lo¹i cöa van hë ®îc lÊy trong kho¶ng r = (1,4 ÷ 1,6)h,

®«i khi ®Õn 2h. Trôc quay ®Æt thÊp h¬n ngìng ®Ëp mét ®o¹n (0,1 ÷ 0,2)h. §èi víi c¸c

cöa van ph¶i cã trôc quay ë phÝa thîng lu th× r = (0,8 ÷ 1,3)h, cßn gèi tùa ®Æt cao h¬n

ngìng ë cuèi phÝa díi cöa van mét ®o¹n lµ (0,25 ÷ 0,30)h.

- PhÇn di chuyÓn cña cöa van gåm cã b¶n mÆt, giµn ngang th¼ng ®øng lµm b»ng nh÷ng dÇm chÝnh vµ ®Æt c¸ch nhau mét kho¶ng tõ 1,3 m ®Õn 3 m, ®îc nèi víi nhau

lç

G

T

R

www.vncold.vn


nhê çc thanh däc, çc cét gi÷a, çc thanh biªn n»m ngang ë trªn, ë díi vµ çc thanh gi»ng däc vµ ngang.

Trôc quay cña cöa van cã thÓ liªn tôc suèt c¶ chiÒu dµi cöa van hay cã mét sè b¶n lÒ tùa t¬ng øng víi sè giµn h×nh qu¹t th¼ng ®øng. Çc thiÕt bÞ chèng thÊm ë biªn vµ ®¸y lµm b»ng cao su, nhê cã ¸p lùc níc nã ®îc ¸p s¸t vµo b¶n mÆt vµ líp phñ cöa bª t«ng.

Trong tÝnh to¸n s¬ bé, hµm lîng thÐp cÇn cho phÇn di ®éng vµ phÇn kh«ng di ®éng cña cöa van (tÝnh b»ng tÊn) trong mét mÐt vu«ng bÒ mÆt cña khoang cèng ph¶i ®ãng cã thÓ lÊy nh b¶ng 3-3.

B¶ng 3-3. ChiÒu cao cöa van vµ kiÓu cöa van

ChiÒu cao cña (khoang) (m) KiÓu cöa van

3 5 7

- Cöa qu¹t hë cã trôc quay ë h¹ lu.

- Cöa qu¹t cã phao vµ trôc quay ë thîng lu.

- Cöa qu¹t t¸c ®éng b»ng c¬ giíi thñy lùc.

0,80

1,00

0,30

1,05

1,45

0,50

1,25

1,80

0,80

Trong çc kÕt cÊu míi ®©y cßn ph¶i tÝnh ®Õn träng lîng b¶n mÆt híng t©m cña cöa van, träng lîng Êy lÊy t¬ng øng víi chiÒu cao cña khoang nãi trªn lµ 0,09; 0,16; vµ 0,25 tÊn trªn mét mÐt vu«ng khoang ph¶i ®ãng. Träng lîng m¸y n©ng cöa van nµy tÝnh gièng nh cöa van h×nh cung.

3.5.5. §iÒu khiÓn cöa qu¹t M¸y ®iÒu khiÓn cöa qu¹t t¸c ®éng b»ng c¬ giíi thñy lùc cã 3 kiÓu:

a) ThiÕt bÞ ®iÒu chØnh ¸p lùc níc trong buång ¸p lùc víi mäi vÞ trÝ cña cöa van;

b) ThiÕt bÞ ®iÒu chØnh ¸p lùc níc trong buång ¸p lùc trong vÞ trÝ x¸c ®Þnh cña cöa van;

c) ThiÕt bÞ ®iÒu chØnh thÓ tÝch níc trong buång ¸p lùc.

LÊy s¬ ®å lµm viÖc cña m¸y ®iÒu khiÓn kiÓu ®Çu tiªn lµm vÝ dô; kiÓu nµy cã èng h×nh viÔn kÝnh, dïng ®Ó ®iÒu chØnh ¸p lùc ë buång cöa van. M¸y ®iÒu khiÓn ®îc tr×nh bµy s¬ lîc trªn h×nh 3-30, nã cã nhiÖm vô tù ®éng gi÷ níc ë møc ®∙ ®Þnh. Níc ë thîng lu ch¶y vµo buång ¸p lùc 1 theo èng dÉn 2 ë trong trô pin, èng nµy th«ng víi mÆt cña trô pin nhê giÕng 3, giÕng nµy l¹i nèi víi h¹ lu nhê èng 4. Trong giÕng 3 ®Æt èng viÔn kÝnh 5, èng ®ã sÏ c©n b»ng nhê ®èi träng vµ ®îc treo trªn d©y, cßn d©y th× nèi lªn rßng räc 6. Rßng räc 6 sÏ nhËn m« men quay theo hai chiÒu tõ ®éng c¬ 7 ®iÒu khiÓn b»ng phao ®Æt ë cöa vµo buång ®iÒu khiÓn vµ ®éng c¬ quay ngîc l¹i 8.

Khi møc níc thîng lu d©ng cao h¬n vÞ trÝ ®∙ ®Þnh, phao sÏ lµm nèi dßng ®iÖn

vµ ®éng c¬ 7 lµm viÖc, nhê vËy èng viÔn kÝnh 5 h¹ xuèng. èng viÔn kÝnh 5 võa nèi víi ®éng c¬ 7 võa nèi víi ®Ønh cña van nhê mét hÖ thèng rßng räc kÐp. NÕu h¹ cöa van b»ng hÖ thèng phao - ®éng c¬ ®iÖn th× èng viÔn kÝnh sÏ lµm to h¬n, cöa van ®îc nèi víi d©y vµ d©y nµy lµm cho èng chuyÓn ®éng theo chiÒu ngîc l¹i, sù chuyÓn ®éng nµy

www.vncold.vn


còng ®ång thêi do t¸c dông cña ®éng c¬ quay ngîc 8 ®∙ ®îc ph¸t ®éng b»ng çc nót ®iÖn lóc cöa van b¾t ®Çu chuyÓn ®éng. Nhê vËy mµ tèc ®é h¹ cöa van gi¶m dÇn cho ®Õn lóc cöa van dõng l¹i.

Khi ®ã ®éng c¬ 7 l¹i b¾t ®Çu h¹ èng 5 xuèng, vµ nh vËy cöa van vµ èng chuyÓn ®éng sÏ giao ®éng quanh mét vÞ trÝ trung gian nµo ®ã cho ®Õn khi møc níc ®¹t ®Õn møc quy ®Þnh.

Sù chuyÓn ®éng lín cña cöa van ®îc thùc hiÖn b»ng çch ®iÒu khiÓn b»ng tay qua çc khãa níc trong èng dÉn vµ èng th¸o níc.

3.6. Cöa van m¸i nhµ 3.6.1. Ph¹m vi øng dông

Cöa van m¸i nhµ ®∙ ®îc dïng tõ kho¶ng n¨m 30 cña thÕ kû XX, chñ yÕu lµ trªn nh÷ng ®Ëp cã cét níc kh«ng lín. Cöa van lo¹i m¸i nhµ dïng lîi nhÊt lµ trªn çc ®Ëp trµn ®Ønh réng vµ n¬i cã lò x¶y ra nhanh, dïng ®Ó th¸o çc vËt næi. Muèn cöa van sÏ lµm viÖc tèt trong trêng hîp níc cã bïn çt th× ph¶i ®¶m b¶o xãi röa bïn çt trong buång ¸p lùc. Cöa van m¸i nhµ cã gi¸ thµnh thÊp so víi çc lo¹i cöa kh¸c, ®Æc biÖt lµ trong trêng hîp ®Ëp kh«ng cao l¾m, kh«ng ®ßi hái cã cÇu c«ng t¸c vµ cã thÓ lµm

khoang réng 40 ÷ 45 m víi chiÒu cao 6 ÷ 7 m

3.6.2. Çc kiÓu cöa van m¸i nhµ Cöa van m¸i nhµ (h×nh 3-39) thêng lµm b»ng 2 tÊm thîng vµ h¹ lu quay quanh

çc trôc n»m ngang g¾n ë ®Ønh ®Ëp. Trong tr¹ng th¸i n©ng lªn (tr¹ng th¸i cã ¸p lùc) cöa van cã d¹ng nh hai m¸i nhµ, m¸i h¹ lu ®ì m¸i thîng lu vµ kho¶ng kh«ng gi÷a çc m¸i nhµ lµ buång ¸p lùc.

H×nh 3-39. Cöa van m¸i nhµ

Cöa van m¸i nhµ lµ lo¹i ®ãng më b»ng thñy lùc, ®Ó n©ng nã lªn ngêi ta nèi phßng ¸p lùc víi thîng lu b»ng èng dÉn, m¸i h¹ lu díi ¶nh hëng cña cét níc thîng lu sÏ n©ng m¸i thîng lu lªn vÞ trÝ giíi h¹n.

6,75

6,00

4,13

8,00

www.vncold.vn


§Ó h¹ cöa van ngêi ta kho¸ ®êng èng nèi buång ¸p lùc víi thîng lu vµ më khãa th«ng ®êng èng nèi buång ¸p lùc h¹ lu. Buång ¸p lùc ®îc th¸o níc ®Õn ®©u th× m¸i h¹ lu chÞu ¸p lùc níc ë thîng lu sÏ tù h¹ xuèng ®Ó cho m¸i thîng lu cïng h¹ xuèng: nh thÕ cöa van sÏ xÕp n»m trªn ®Ëp.

H×nh 3-40. Cöa van m¸i nhµ cã phao

Trªn h×nh 3-40 tr×nh bµy kÕt cÊu cã h×nh lu tuyÕn cña lo¹i cöa van m¸i nhµ, ë ®Çu trªn cña m¸i h¹ lu cã l¾p mét èng rçng.

èng Êy dïng lµm phao, cã t¸c dông lµm c©n b»ng mét phÇn träng lîng b¶n th©n

cöa van.

Nhê sù c©n b»ng Êy, khi vËn ®éng cöa van chØ cÇn cã mét ®é chªnh lÖch cét níc nhá gi÷a thîng lu vµ h¹ lu. M¸y ®iÒu khiÓn çc cöa van m¸i nhµ hiÖn ®¹i lµm viÖc hoµn toµn tù ®éng b»ng çch nèi çc khãa níc ë èng dÉn níc vµo vµ èng dÉn níc ra víi phao dïng ®Ó theo dâi mùc níc thîng lu. M¸y ®iÒu khiÓn ®Æt trong trô pin. ViÖc n©ng hay h¹ cöa van kh¸ nhanh chãng.

3.6.3. Lùc n©ng vµ h¹ cöa m¸i nhµ §iÒu kiÖn n©ng vµ h¹ cöa van ®îc x¸c ®Þnh qua sù kh¶o s¸t çc lùc t¸c dông trªn

cöa van. Çc lùc nµy rót ra tõ ®iÒu kiÖn c©n b»ng cña cöa van trong nh÷ng vÞ trÝ kh¸c nhau vµ ®îc biÓu diÔn trong d¹ng chung b»ng ®¼ng thøc:

t dM M 0= =

Trong ®ã Mt vµ Md - m« men cña tÊt c¶ çc lùc t¸c dông lªn 2 m¸i thîng h¹ lu ®èi víi trôc quay.

Çc lùc chÝnh gåm cã ¸p lùc ngoµi vµ trong (tõ buång ¸p lùc) cña níc lªn m¸i thîng lu (Pt vµ Wt) vµ m¸i h¹ lu (Pd vµ Wd) vµ träng lîng b¶n th©n cña çc m¸i (Gt vµ Gd).

5,60

5,50

1,00

1,30

13,2

9,73

0,95

www.vncold.vn


Lùc ma s¸t ë b¶n lÒ tùa, æ bi vµ çc thiÕt bÞ chèng thÊm v× kh«ng lín l¾m nªn cã thÓ bá qua.

§èi víi çc vÞ trÝ cña cöa van ®îc tr×nh bµy ë h×nh 3-41, ph¬ng tr×nh c©n b»ng cña çc lùc t¸c dông ®îc viÕt díi d¹ng sau ®©y:

α

B

A

C

MNTL

Li

Pt

pitW

witG

gt

Nd 90°

tN

GdWd

β

wd

gd

td

H

ld

Hdn

nt

m

Ht

D

a)

H×nh 3-41. S¬ ®å çc lùc t¸c dông lªn cöa van m¸i nhµ

www.vncold.vn


a) VÞ trÝ I (h×nh 3-41a)

d d d d d dG .g N .n W .+ = ω (3-37)

t t t t t t t tP p G .g W . N .n+ = ω + (3-38)

Trong tÝnh to¸n s¬ bé (sai sè kh«ng lín l¾m) cã thÓ tÝnh Wd vµ d xuÊt ph¸t tõ gi¶

thiÕt m¸i h¹ lu cã d¹ng ®êng th¼ng,

2

k k kd

H H H .W . .

sin 2 2.sin= γ − =

β β

(3-39)

kd

H

3.sinω =

β (3-40)

Trong ®ã: γ - träng lîng riªng cña níc;

- nhÞp cña cöa van;

Hk - cét níc trong phßng ¸p lùc.

Tõ ®ã rót ra:

3k

d d d d 2

H . .G .g N .n

6.sin

γ+ =

β

(3-41)

Vµ cét níc yªu cÇu trong buång ¸p lùc Hk b»ng:

2

3k d d d d

6.sinH (G .g N .n )

.

β≥ +

γ (3-42)

TrÞ sè cña ph¶n lùc ë chç tiÕp gi¸p cña m¸i Nd cã trÞ sè b»ng trÞ sè Nt nhng ngîc dÊu, ®îc tÝnh tõ ®iÒu kiÖn c©n b»ng cña m¸i thîng lu. Sau khi ®Æt c¸c trÞ sè Ptl, ptl, Wtl, ωt vµo ta cã:

3 3t k

t t t t2

.l . .sin . .(H t m)G .g N .n

6 6.sin

γ α γ + −+ = +

α

(3-43)

Tõ ®ã, biÕt trÞ sè Gt vµ gt cã thÓ x¸c ®Þnh Nt.

b) VÞ trÝ II (h×nh 3 - 41b)

' 'd d d d d d d d d dP .p P .p G .g N .n W .+ + + = ω (3-44)

' 't t t t t t t t t tP p G .g W . W . N .n+ = ω + ω + (3-45)

Khi níc trµn qua ®Ønh cöa van, ®Ó tÝnh to¸n chÝnh x¸c ¸p lùc cña m«i trêng ngoµi t¸c dông lªn lìi gµ, ngêi ta dïng c¸c kÕt qu¶ thÝ nghiÖm.

T¬ng tù nh trêng hîp trªn, ngêi ta gi¶i ph¬ng tr×nh (3-44) vµ (3-45) vµ t×m ®îc hÖ sè Hk cÇn thiÕt cho sù c©n b»ng.

c) VÞ trÝ III (h×nh 3-41c)

d d h h d d d dP .p G .g N .n W .+ + = ω (3-46)

www.vncold.vn


' ' ' 't t t t t t t t t t t tP p P .p G .g W . W . N .n+ + = ω + ω + (3-47)

Sau khi ®Æt trÞ sè Pd, pd, Wd, ωt vµo ph¬ng tr×nh (3-46) sÏ cã d¹ng:

' '2

'd dd d d d d t

. . . ..H G .g N . (H m t)

2 2

γ γ+ + = ± −

(3-48)

Tõ ®ã rót ra:

'2 '2d d

d t d d d'd

. . . .1N . (H m t) .H G .g

2 2

γ γ= + − − −

(3-49)

øng víi ph¬ng tr×nh (3-47) ta cã:

2'2 '3t

t t d t t t

2'2 '3t

t t t t t t

. . H(H ) (0,5. H 0,16. ). . G .g

2 2

..H (0,5. .H 0,16. ). . N .n

2

γ ∆− + − γ + =

γ= + + γ +

(3-50)

Cho hai trÞ sè Nt = Nd lÊy tõ ph¬ng tr×nh (3-49), cã thÓ tÝnh ®îc ®é chªnh lÖch

cét níc tèi thiÓu ∆H cÇn thiÕt ®Ó b¾t ®Çu më cöa van.

3.6.4. KÕt cÊu cöa van m¸i nhµ M¸i thîng lu n»m nghiªng so víi mÆt n»m ngang mét gãc 40o ÷ 45o, chiÒu dµi

cña nã b»ng (1,4 ÷1,6)h, trong ®ã h- chiÒu cao toµn bé cña cöa van. Mòi cña m¸i thîng lu dµi kho¶ng 0,4h, g¾n vµo m¸i theo mét gãc 90o vµ cã d¹ng ®êng th¼ng. Trôc quay cña m¸i h¹ lu ®Æt thÕ nµo cho khi cöa van xÕp l¹i th× m¸i h¹ lu ë vÞ trÝ n»m ngang; kho¶ng c¸ch th¼ng ®øng gi÷a c¸c trôc cña b¶n lÒ tùa cña hai m¸i b»ng kho¶ng

2,4h. ChiÒu s©u cña hè trong ®Ëp b»ng (0,7 ÷ 0,8)h, h×nh d¹ng chän s¬ bé cña cöa van ph¶i ®îc kiÓm tra b»ng thÝ nghiÖm thñy lùc, sau ®ã míi cã kÕt luËn quyÕt ®Þnh vÒ ph¬ng ¸n ®îc chän.

3.6.5. ThiÕt kÕ vµ ®iÒu khiÓn cöa van m¸i nhµ M¸y ®iÒu khiÓn cöa van ®Æt trong trô pin, nã tù ®éng ®iÒu khiÓn møc níc ë trong

buång ¸p lùc vµ ë thîng lu.

ViÖc n©ng hay h¹ cöa van m¸i nhµ kÐo dµi trong Ýt phót. Trong tÝnh to¸n s¬ bé cã thÓ lÊy sè chi phÝ vËt liÖu sau ®©y cho 1 m2 cña khoang cèng ®îc ®ãng më b»ng cöa van m¸i nhµ: Gç lµm b¶n mÆt cöa van 0,5 m3, kim lo¹i cña phÇn di ®éng vµ phÇn kh«ng di ®éng: Khi chiÒu cao lç 3 m lµ 0,4 tÊn, víi chiÒu cao khoang cèng 5 m lµ 0,7 tÊn, víi chiÒu cao khoang cèng 7 m lµ 1 tÊn.

ViÖc tÝnh to¸n ¸p lùc níc lªn mÆt ngoµi cöa van m¸i nhµ thùc tÕ rÊt phøc t¹p, thêng ph¶i ®o ¸p tõ m« h×nh thÝ nghiÖm thñy lùc míi ®ñ ®é tin cËy. MÆt kh¸c ¸p lùc níc trong buång ¸p lùc kh«ng ®¹t hoµn toµn b»ng thîng lu hay h¹ lu v× cã ®é rß rØ qua phÇn tiÕp xóc ë hai tÊm cöa. HiÖn tîng rß rØ níc ë phÇn tiÕp xóc lµ nguyªn nh©n quan träng lµm cho cöa van m¸i nhµ lµm viÖc trôc trÆc. Thêng cöa m¸i nhµ ®îc lµm theo kiÓu cã ®Çu lîn trßn (h×nh 3-40) ®Ó dßng ch¶y qua ®Ëp trµn ®îc thuËn.

www.vncold.vn


Cöa van m¸i nhµ lµ lo¹i cöa van ®ãng më b»ng thñy lùc cã nhiÒu u ®iÓm vµ cã thÓ lµm viÖc víi ®é tin cËy cao nÕu ®îc thiÕt kÕ vµ thi c«ng chÝnh x¸c. S¸u cöa van m¸i nhµ ë ®Ëp §¸y mçi cöa cã kÝch thíc 33,75 m x 5,5 m ®îc x©y dùng vµo n¨m 1937 nhng bèn lÇn vËn hµnh ®Òu kh«ng thµnh c«ng: cöa kh«ng lªn ®Õn cao tr×nh thiÕt kÕ vµ kh«ng h¹ xuèng ®îc ®Ó th¸o lò, cø l¬ löng ë cao tr×nh 10,25. Sau khi nghiªn cøu thÝ nghiÖm m« h×nh thñy lùc thÊy r»ng nguyªn nh©n chÝnh lµ do rß rØ ë phÇn tiÕp xóc çnh thîng vµ h¹ lu. Trong m« h×nh khi gi¶i quyÕt kÝn níc hai chiÒu ë phÇn tiÕp xóc ®ã th× viÖc vËn hµnh cöa ®óng nh ý muèn.

3.7. Cöa van trô l¨n 3.7.1. Ph¹m vi sö dông

Cöa van trô l¨n chñ yÕu dïng nhiÒu ë çc ®Ëp x©y, vïng cã ®iÒu kiÖn mïa ®«ng kh¾c nghiÖt, phï sa nhiÒu vµ nhiÒu vËt næi trong níc.

Tuy nhiªn v× cöa van trô l¨n cã gi¸ thµnh ®¾t, gia c«ng l¾p r¸p khã kh¨n, kÝch thíc cña mè ®Ó l¾p cöa van trô l¨n ph¶i rÊt lín, cho nªn ®ã lµ nh÷ng trë ng¹i lín trong viÖc sö dông réng r∙i lo¹i cöa van nµy.

D¹ng chung cña cöa van trô l¨n ®îc tr×nh bµy trªn h×nh 3-42. Cöa van cã d¹ng mét thanh h×nh èng rçng, ë 2 ®Çu cã nh÷ng vßng trît vµ nh÷ng vµnh ®ai r¨ng ca. Nhê xÝch n©ng, cöa van l¨n theo mét thµnh hoÆc ®êng ray cã r¨ng khÝa ®Æt nghiªng trong çc khe cña trô pin. Do lùc ma s¸t trît ®îc ®æi thµnh ma s¸t l¨n, cho nªn gi¶m bít ®îc lùc n©ng cöa, ngoµi ra ®é cøng rÊt lín cña cöa van h×nh trô ®¶m b¶o ®ãng ®îc

nh÷ng nhÞp rÊt lín (50 ÷ 60 m), cho phÐp dïng nh÷ng dông cô n©ng ®Æt mét bªn vµ ®¶m b¶o lµm viÖc thuËn lîi trong ®iÒu kiÖn cã nhiÒu vËt næi trong dßng ch¶y.

H×nh 3-42. Cöa van trô l¨n

MNmax

MNTL

D©y xÝch n©ng

Thíc c¨ng cöa

www.vncold.vn


3.7.2. Çc kiÓu cöa van trô l¨n

245

0750

215

0

δ=10

R3000

R1752

H×nh 3-43. Cöa van trô l¨n cã b¶n ch¾n díi

H×nh 3-44. Cöa van trô l¨n cã lìi trai phÝa tríc

Ngµy nay, kÕt cÊu cña cöa van trô l¨n th«ng dông nhÊt lµ lo¹i h×nh trô l¨n cã b¶n ch¾n díi (h×nh 3-43) hoÆc cã lìi trai phÝa tríc (h×nh 3-44). Trong kÕt cÊu hiÖn ®¹i b¶n ch¾n níc (lìi trai phÝa tríc) lµm t¸ch riªng khái h×nh trô, h×nh trô chØ lµ dÇm

chÞu lùc chÝnh. ChiÒu cao cöa van h×nh trô l¨n ®¹t 8 ÷ 9 m vµ khi cã lìi trai phÝa tríc chiÒu cao ®ã cã thÓ ®¹t ®Õn 13m.

3.7.3. KÕt cÊu cöa van trô l¨n XuÊt ph¸t tõ ®iÒu kiÖn ®é cøng cña cöa van, tû sè gi÷a ®êng kÝnh cña dÇm h×nh

trô vµ chiÒu dµi cña nhÞp ph¶i n»m trong giíi h¹n d

0,14 0, 08= ÷

. §Ó gi¶m khèi lîng

kim lo¹i (trªn 1 m2 cña khoang) nªn lÊy h×nh trô cã ®êng kÝnh lín.

Trong thùc tiÔn thiÕt kÕ, tØ sè d

h lÊy nh sau: Khi cã b¶n ch¾n díi

d0,7 0,8

h= ÷ ,

khi cã lìi trai phÝa tríc d

0,6 0,8h

= ÷ (h - chiÒu cao cña cöa van). §êng kÝnh cña

h×nh trô trong çc cöa van cã b¶n ch¾n díi ®¹t 5 ÷ 6 m, trong çc cöa van cã lìi trai

phÝa tríc thay ®æi tõ 1 ®Õn 3 ÷ 4 m.

Cöa van cã b¶n ch¾n díi dïng khi nhÞp dµi vµ chiÒu cao t¬ng ®èi kh«ng lín l¾m. Khi chiÒu cao lín th× tèt nhÊt lµ dïng lo¹i cöa van cã lìi trai phÝa tríc.

Gãc nghiªng cña thanh tùa ®Ó cho cöa van trô l¨n trît thêng lÊy b»ng α = 680 ÷ 700.

www.vncold.vn


DÇm h×nh trô cña cöa van lµm b»ng nh÷ng b¶n mÆt (vá máng) b»ng çc tÊm thÐp tùa lªn trªn nh÷ng thanh däc h×nh ch÷ U, ®Æt çch nhau 0,6 ÷ 1 m, vµ trªn nh÷ng giµn ngang díi d¹ng nh÷ng vßng cøng hoÆc nh÷ng thanh ph¼ng, ®Æt çch nhau tõ 1,5 ®Õn 1,8 m ®Ó ®¶m b¶o ®é cøng vµ kh«ng biÕn d¹ng cña kÕt cÊu. T¹i gèi tùa cña cöa van, çc giµn ngang lµm dµy lªn ®Ó ph©n chia ¸p lùc tùa vµ lùc kÐo vµ dïng ®Ó g¾n vßng cã r¨ng khÝa vµ çc gi÷ cöa. B¶n mÆt vµ çc dÇm däc dïng ®Ó nhËn øng suÊt do hiÖn tîng uèn cña h×nh trô sinh ra, nh mét thanh ®Æt trªn 2 gèi tùa, ®ång thêi bÞ uèn côc bé do ¸p lùc níc t¹i vïng tiÕp xóc trùc tiÕp víi níc, ngoµi ra b¶n mÆt cña h×nh trô cßn tiÕp nhËn øng suÊt xo¾n sinh ra do cöa van bÞ n©ng ë mét ®Çu.

B¶n ch¾n díi cña lìi trai phÝa tríc lµm thµnh mét ®êng cong gi÷ níc, thêng lµm b»ng mét b¶n mÆt vµ mét giµn, giµn nµy tiÕp nhËn trùc tiÕp ¸p lùc níc vµ truyÒn ¸p lùc l¹i cho h×nh trô nhê nh÷ng thanh chèng (lo¹i b¶n díi) hay nhê mét giµn th¼ng ®øng (lo¹i lìi trai phÝa tríc).

3.7.4. X¸c ®Þnh träng l îng b¶n th©n vµ lùc n©ng cöa van trô l¨n Trong lîng b¶n th©n phÇn di ®éng cña cöa van h×nh trô ®¬n (tÊn) khi tÝnh to¸n s¬

bé cã thÓ dïng c«ng thøc cöa V.V.DmitriÐp:

11200

G 0, 04. . H . . F .[ ]

=σ

(3-51)

HoÆc theo c«ng thøc cña P.A. Ephim«vÝch:

5,4

G F.(0,86 )= −

(3-52)

Trong ®ã: F - diÖn tÝch h÷u Ých cña khoang mµ cöa van ph¶i ®ãng, (m2);

- chiÒu dµi h÷u Ých cña nhÞp, (m);

H1 - cét níc trªn träng t©m khoang, (m);

[σ] - øng suÊt cho phÐp, (kG/cm2).

§èi víi cöa van trô l¨n cã lìi gµ Glg = 1,25G. Träng lîng phÇn kh«ng di ®éng cña cöa van cã thÓ lÊy gÇn ®óng b»ng 0,20G.

H×nh 3-45. S¬ ®å tÝnh lùc n©ng cöa van trô l¨n

r

r1

r2

e

PnPn

GR Q

S

1T

α

www.vncold.vn


Lùc n©ng tÝnh to¸n tÝnh theo c«ng thøc (h×nh 3-45):

1 2 3 4T K.(T T T T )= + + + (3-53)

Trong ®ã:

T1 - lùc ®Ó th¾ng träng lîng b¶n th©n G vµ ¸p lùc níc Pn,

11 2

R.eT

r r=

+; (3-54)

R - tæng hîp lùc cña träng lîng b¶n th©n vµ toµn bé ¸p lùc níc;

e - ®é lÖch t©m cña R so víi ®iÓm l¨n cña cöa van trªn ®êng ray tùa;

r1 - kho¶ng çch tõ ®iÓm cét d©y xÝch kÐo ®Õn t©m h×nh trô;

r2 - b¸n kÝnh cña mÆt l¨n;

T2 - lùc ®Ó th¾ng lùc ma s¸t ë çc thiÕt bÞ kÝn níc ë bªn,

b 22

1 2

P .f.(r r )T

r r

+=

+; (3-55)

Pb - ¸p lùc níc t¸c dông lªn kÝn níc ë hai bªn;

f - hÖ sè ma s¸t trît;

r - b¸n kÝnh h×nh trô;

T3 - lùc ®Ó th¾ng lùc ma s¸t l¨n cña h×nh trô,

31 2

Q.kT

r r=

+; (3-56)

Q - ¸p lùc thµnh phÇn cña h×nh trô, th¼ng gãc víi ®êng trît;

k - hÖ sè ma s¸t l¨n;

T4 - lùc ®Ó th¾ng lùc ma s¸t ë r¨ng cña thanh r¨ng khÝa,

41 2

S.f.zT

r r=

+; (3-57)

S - ¸p lùc thµnh phÇn cña h×nh trô theo ®êng l¨n;

f - hÖ sè ma s¸t cña r¨ng;

z - çnh tay ®ßn cña lùc ma s¸t ®èi víi ®êng l¨n cña h×nh trô;

K 1,25 1,50= ÷ .

Çc thµnh phÇn lùc n©ng cöa van T ph¶i tÝnh cho mét lo¹t vÞ trÝ cöa van:

- Víi trÞ sè e ©m: nghÜa lµ nÕu tæng hîp lùc R c¾t ®êng ray tùa ë trªn ®iÓm trît th× cöa van cã thÓ tù l¨n, trêng hîp nµy ®∙ cã mét vµi ®Ëp ë Nga.

- Cöa van n©ng lªn cao h¬n ngìng mét Ýt.

- Cöa van n©ng cao h¬n dßng ch¶y, ¸p lùc giã tõ phÝa thîng lu.

- Cöa van n©ng cao h¬n dßng ch¶y, ¸p lùc giã tõ phÝa h¹ lu.

www.vncold.vn


- Cöa van n©ng cao h¬n dßng ch¶y kh«ng chÞu t¸c dông cña giã.

Cßn trong c«ng thøc (3-51) th× lÊy c¸c trÞ sè t¬ng øng víi vÞ trÝ cöa van khi T ®¹t trÞ sè lín nhÊt. TÝnh gÇn ®óng cã thÓ lÊy T = 0,7G. Ph¶i kiÓm tra b»ng tÝnh to¸n sù æn ®Þnh cña cöa van ë vÞ trÝ díi vµ vÞ trÝ trªn, ®ång thêi cÇn ph¶i kiÓm tra sù b¶o ®¶m cña thiÕt bÞ kÝn níc.

3.7.5. M¸y n©ng cöa van trô l¨n Sù di chuyÓn cña cöa van trô l¨n thùc hiÖn ®îc lµ nhê m¸y n©ng mét bªn; m¸y

n©ng nµy ®Æt cè ®Þnh trªn trô pin vµ cã thÓ phôc vô cho hai cöa van c¹nh nhau. Tèc ®é

n©ng cöa van trô l¨n v = 0,2 ÷ 0,4 m/phót. Träng lîng cña m¸y n©ng cöa van ®¬n cã thÓ tÝnh theo c«ng thøc cöa A.R. Bªrªzinxki:

2mG 0,1.T.(4,5 v) 0, 0005.T= + − (3-58)

TÝnh gÇn ®óng cã thÓ lÊy Gm = 0,4T, trong ®ã T tÝnh b»ng tÊn.

3.8. Cöa van giµn quay Cöa van giµn quay ®îc dïng trong ®iÒu kiÖn ®Ó ch¾n c¸c s«ng vïng trung du cã

thÓ réng ®Õn 200 m. Trong mïa ma th¸o cöa van ®Ó x¶ lò, trong mïa kiÖt th× l¾p cña van ®Ó d©ng níc. Lo¹i cöa van giµn quay nh lµ mét ®Ëp l¾p ghÐp nªn cã thÓ tham kh¶o ®Ó thiÕt kÕ ®Ëp thêi vô.

H×nh 3-46. KÕt cÊu cöa van giµn quay

1- thanh tríc; 2- thanh sau; 3- thanh gi»ng ngang vµ trung gian; 4- thanh xiªn; 5- thanh dÇm ®¸y; 6- thanh trªn; 7- trôc quay; 8- tÊm ng¨n.

www.vncold.vn


Cöa van gåm cã nhiÒu giµn quay, quay chung quanh çc trôc n»m ngang, cÇu c«ng t¸c cã thÕ th¸o dì tùa trªn çc giµn th¼ng ®øng, vµ çc b¶n ch¾n tùa lªn çc giµn hoÆc nh÷ng thanh ®øng th× ®Çu díi tùa lªn ngìng ®Ëp vµ ®Çu trªn tùa lªn cÇu c«ng t¸c. Nhê thÕ mµ ¸p lùc cña níc t¸c dông lªn cöa van sÏ truyÒn lªn hé ®Õ. §Ó më cöa van hoµn toµn tríc tiªn ngêi ta h¹ çc b¶n ch¾n hay nh÷ng thanh ®øng xuèng, sau ®ã ngêi ta th¸o çc ®o¹n cÇu, råi tiÕp theo xÕp çc giµn cïng çc ®o¹n cÇu lªn trªn hé ®Õ b»ng çch nèi chóng l¹i b»ng d©y xÝch vµ dïng çc têi ®Æt ë trªn çc têng biªn máng. Trong têng biªn dµy phÝa ®èi diÖn cã mét hÇm ®Ó ®Æt khung ngoµi cïng. ViÖc ®ãng cöa lµm theo tr×nh tù ngîc l¹i.

§Ó ®iÒu tiÕt mùc níc ngêi ta th¸o bít sè thanh ®øng hay b¶n ch¾n cÇn thiÕt, nÕu thanh ®øng vµ b¶n ch¾n nÆng qu¸ ngêi ta dïng cÇn trôc ®i l¹i trªn cÇu c«ng t¸c. ViÖc chuyªn chë thanh ®øng hay b¶n ch¾n ®îc tiÕn hµnh nhê çc xe riªng.

Thanh ®øng: ®îc dïng víi cöa cã chiÒu cao (4 ÷ 5 m), nã lµ nh÷ng thanh gç tiÕt

diÖn h×nh ch÷ nhËt ®Æt h¬i nghiªng so víi trôc th¼ng ®øng (4:1 ÷ 8:1) (khi chiÒu dµi lín th× dïng thÐp rçng) vµ ®Æt çi nµy thËt s¸t vµo çi kia. Nh thÕ ®é kÝn khÝt cÇn thiÕt kh«ng ph¶i lóc nµo còng ®¹t ®îc, nªn trong mét vµi trêng hîp çc thanh ®øng ®îc bäc b»ng mét líp v¶i s¬n h¾c Ýn. Khi chiÒu réng cña thanh ®øng tõ 7 – 10 cm vµ cao tõ 3 – 3,5m th× cßn cã thÓ ®iÒu khiÓn b»ng tay, khi kÝch thíc lín h¬n th× ph¶i dïng ®ßn bÈy hay cÇn trôc di ®éng ®Ó n©ng çc thanh.

B¶n ch¾n: cho phÐp ®iÒu tiÕt møc níc chÝnh x¸c h¬n thanh ®øng. Çc b¶n ch¾n

gåm tõ 3 ÷ 5 tÊm v¸n, ®îc ghÐp khÝt vµo nhau, hoÆc ghÐp b»ng méng. ë mÆt trªn çc tÊm v¸n cã s½n nh÷ng m¶nh thÐp uèn cong lªn trªn, lµm thµnh mét çi vßng ®Ó cã thÓ mãc b¶n ch¾n lªn.

ViÖc chèng thÊm ë khe cña b¶n ch¾n ®îc thùc hiÖn b»ng çch Ðp çc b¶n ch¾n ®ã vµo ng¨n tùa ch©n tríc cña giµn. ThiÕt bÞ chèng thÊm gi÷a çc b¶n ch¾n ®îc ®¶m

b¶o b»ng çch tùa trùc tiÕp. ChiÒu cao cña b¶n ch¾n thêng lÊy 0,7 ÷ 1 m, chiÒu réng lÊy t¬ng øng víi nhÞp gi÷a çc giµn.

Giµn quay: cã d¹ng h×nh thang gåm cã ch©n tríc vµ ch©n sau, çc thanh chèng ngang, çc thanh chÐo, ngoµi ra cßn cã çc trôc quay vµ æ bi. Çc giµn ®Æt çch nhau

mét ®o¹n (1,25 ÷ 1,5 m) khi dïng b¶n ch¾n, hoÆc cã thÓ ®Õn 6 m khi dïng thanh ®øng);

chiÒu cao cña giµn cã thÓ lµ 8 ÷ 9 m. ChiÒu réng cña giµn: PhÝa trªn lÊy t¬ng øng víi chiÒu réng cÇu c«ng t¸c. ChiÒu réng nµy lÊy tïy theo ®iÒu kiÖn ®iÒu khiÓn thanh ®øng hay b¶n ch¾n - khi ®iÒu khiÓn b»ng tay th× chiÒu réng ®ñ dïng lµ 1m, khi cã cÇn trôc th×

cÇu réng 1,5 ÷ 2,5 m. ChiÒu réng cña ch©n giµn lÊy tïy theo chiÒu cao h cña dÇm vµ

thêng ë trong ph¹m vi (0,6 ÷ 0,7)h. Theo chiÒu cao, giµn chia ra lµm 2 ÷ 4 tÇng, thêng lµ 3. Ch©n tríc cña giµn khi dïng thanh ®øng gÇn nh th¼ng ®øng, cßn khi

dïng b¶n ch¾n th× nghiªng víi ®é dèc 7:1 ÷ 10:1.

Thanh chÐo: cã híng nghiªng lªn (thanh bÞ kÐo) hay nghiªng xuèng (thanh bÞ nÐn). Dïng thanh chÐo chÞu nÐn sÏ gi¶m nhÑ bít kÕt cÊu vµ thÐp dïng sÏ hîp lý h¬n, ®ång thêi thanh chÐo chÞu nÐn lµm cho giµn cøng h¬n, v× thÕ nã ®îc dïng trong çc

www.vncold.vn


giµn cao trong ®iÒu kiÖn phï sa rÊt nhiÒu ë n¬i ®Æt giµn, vµ cßn dïng khi cöa bÞ b¨ng ®ãng trong trêng hîp cöa van lµm viÖc vµo mïa ®«ng.

Giµn quay khi lµm viÖc sÏ chÞu t¸c dông cña çc lùc t¸c dông sau:

a) ¸p lùc níc;

b) Träng lîng b¶n th©n;

c) T¶i träng cña cÇu, çc cÇn trôc xe goßng vµ ngêi ë trªn cÇu;

d) Lùc kÐo khi n©ng b¶n ch¾n. Khi n©ng cöa van lªn, cöa van sÏ chÞu träng lîng b¶n th©n, träng lîng phï sa ®Ì lªn nã lóc míi b¾t ®Çu n©ng vµ lùc kÐo cña têi.

Träng lîng cña giµn quay (víi kho¶ng çch gi÷a çc giµn lµ 1,5 m) cã b¶n ch¾n, gåm c¶ träng lîng cÇu, cÇn trôc ®Ó n©ng vµ goßng ®Ó chë b¶n ch¾n, khi tÝnh to¸n s¬ bé cã thÓ lÊy (tÝnh cho mÐt dµi cña ®Ëp):

Víi chiÒu cao cöa h = 3 m:

Träng lîng kim lo¹i 0,55 tÊn

Träng lîng gç 0,15 tÊn







3.9. Cöa van çnh cöa tù ®éng (cvcct®) 3.9.1. XuÊt xø cöa van çnh cöa tù ®éng

Sau n¨m 1975 – miÒn Nam ®îc gi¶i phãng, mét sè cèng ng¨n mÆn gi÷ ngät ®îc x©y dùng ë ®ång b»ng s«ng Cöu Long theo kiÓu cèng cña miÒn B¾c cöa van ph¼ng ®ãng më b»ng trôc vÝt. Sau vµi n¨m x©y dùng cöa van ë çc cèng tiªu ®Òu kh«ng ®îc vËn hµnh lý do lµ kh«ng lµm ®îc nhiÖm vô g¹n triÒu tiªu óng víi chÕ ®é b¸n nhËt triÒu. §iÒu ®ã th«i thóc çc nhµ nghiªn cøu vµ thiÕt kÕ nh÷ng lo¹i cöa van thÝch hîp ë ®ång b»ng s«ng Cöu Long.

§Ò tµi nghiªn cøu cÊu tróc vµ ph¬ng ph¸p tÝnh cöa van tù ®éng thñy lùc cèng vïng triÒu m∙ sè 06 – 04 – 01 – 02 n¨m 1981 – 1985 ra ®êi trong hoµn c¶nh ®ã, ®∙ nghiªn cøu ®îc 6 kiÓu cöa van tù ®éng thñy lùc, nhng chØ cã cöa van çnh cöa tù ®éng ®îc øng dông réng r∙i cßn çc lo¹i cöa kh¸c cha ®îc ¸p dông phæ biÕn.

3.9.2. CÊu t¹o Cöa van lo¹i nµy cã d¹ng gièng çnh cöa nªn ®îc gäi lµ cöa van çnh cöa. NÕu

lµm b»ng thÐp cöa van çnh cöa lµ mét b¶n mÆt cã liªn kÕt çc dÇm chÞu lùc gÇn nh cöa van ph¼ng.

www.vncold.vn


Khi cöa lµm viÖc ng¨n mÆn hay gi÷ ngät th× s¬ ®å tÝnh to¸n chÞu lùc gièng nh s¬ ®å cöa van ph¼ng, ¸p lùc níc truyÒn lªn b¶n mÆt, b¶n mÆt truyÒn lªn çc dÇm ngang, vµ dÇm ngang truyÒn lªn dÇm biªn ë 2 bªn, 2 dÇm biªn truyÒn lùc vµo khung vµ khung truyÒn lùc vµo trô pin. ChiÒu réng cöa lµ b, chiÒu cao cöa lµ h, chiÒu dµy cöa lµ t.

Khi míi ra ®êi cöa van ®îc thö nghiÖm víi quy m« nhá cao 2 m, réng 1,5 m b»ng bª t«ng cèt thÐp dµy 6 cm (cèng C2 Phó H÷u - Thñ §øc - TP. Hå ChÝ Minh). Trong qu¸ tr×nh øng dông ®∙ ®îc bæ sung hoµn thiÖn çc bé phËn nh gèi ®ì trung gian kiÓu cµng cua ®Ó chèng biÕn d¹ng dÇm biªn, mét sè kiÓu khãa 2 chiÒu vµ khung l¾p s½n cöa van ®Ó tiÖn l¾p ®Æt vµ söa ch÷a. §ã lµ nh÷ng c¶i tiÕn do nhµ m¸y c¬ khÝ 276 ®Ò xuÊt vµ thùc hiÖn. Quy m« cöa van çnh cöa tù ®éng b»ng thÐp cã thÓ tõ 3 m, 5 m, 7 m, 8 m vµ ®Õn nay lµ 10 m ®îc øng dông rÊt réng r∙i ë ®ång b»ng s«ng Cöu Long cã hiÖu qu¶ lín (h×nh 3-47), ®¸p øng ®Çy ®ñ çc nhiÖm vô s¶n xuÊt ®Ò ra vµ tèn rÊt Ýt chi phÝ vËn hµnh.

H×nh 3-47. Cöa thÐp

1- b¶n mÆt; 2- dÇm ®øng gi÷a; 3- dÇm ®øng biªn; 4- dÇm ngang chÝnh; 5- dÇm ®Ønh; 6- dÇm ®øng; 7- dÇm ®øng phô; 8- cèi trªn; 9- cèi díi; 10- khung chøa van; 11- gio¨ng kÝn níc; 12- khãa.

Cöa van b»ng bª t«ng cèt thÐp thêng thiÕt kÕ d¹ng h×nh hép cã sên phÝa trong,

mÆt b¶n bª t«ng cèt thÐp dµy 8÷10 cm. DÇm biªn trôc quay ®Ó l¾p cèi trªn, cèi díi vµ dÇm biªn ®Ó g¾n khãa ®Òu ®îc thiÕt kÕ bª t«ng cèt thÐp ®Æc. M¸c bª t«ng cöa van thêng lÊy 300 vµ dïng phô gia hãa dÎo ®Ó t¨ng cêng ®é bª t«ng (h×nh 3-48).

-4.00

+3.30

+4.20

ng¨n mÆn, tho¸t lòCöa tù ®éng

Cöa tù ®éng

9

10

1 23 456 78

www.vncold.vn


Cöa tù ®éng bª t«ng

Cèi trªn Kho¸ chèt cöa

Cöa tù ®éng b»ng bª t«ng

H×nh 3-48. Cöa bª t«ng cèt thÐp

3.9.3. S¬ ®å bè trÝ cöa van c¸nh cöa tù ®éng a) Cöa van lµm viÖc mét chiÒu

H×nh 3-49. Cöa van c¸nh cöa tù ®éng trong khoang cèng lµm viÖc 1 chiÒu

1- cöa van; 2- khung; 3- trô pin; 4- gê tùa; 5- trôc quay; 6- khãa.

H×nh 3-50. C¾t ngang khoang cöa

1- cöa van; 2, 3- dÇm trªn díi cña khung; 4- dÇm ®øng cña khung; 5- r∙nh chøa khung.

www.vncold.vn


- Cöa van lµm viÖc mét chiÒu ¸p dông cho nh÷ng vïng chØ ng¨n triÒu gi÷ ngät, kh«ng cã triÒu ngät ®Ó lÊy, hoÆc kh«ng lÊy mÆn, thêng øng dông ë çc cèng miÒn Trung. Lo¹i nµy cã gê ch¾n cöa l¾p gio¨ng cao su ë c¶ 3 phÝa díi ®¸y vµ 2 bªn nªn ®¶m b¶o kÝn níc. Cã mét sè c«ng tr×nh lµm chi tiÕt kÝn níc b»ng gç lim dÔ bÞ h háng dï chØ bÞ va ®Ëp nhÑ

b) Cöa van çnh cöa tù ®éng lµm viÖc 2 chiÒu

Cã 2 trêng hîp cöa van cÇn lµm viÖc 2 chiÒu:

- ë nh÷ng vïng cã triÒu ngät thêng vµo cuèi lò nhê ¶nh hëng cña triÒu níc s«ng d©ng cao nªn cã thÓ lîi dông triÒu ®Ó lÊy níc vµo ®ång.

- ë nh÷ng cèng cÇn lÊy níc mÆn vµo ®ång ®Ó nu«i trång thñy s¶n.

H×nh 3-51. Cöa van çnh cöa trong khoang cèng lµm viÖc 2 chiÒu

1- cöa van; 2- cèi quay; 3- dÇm ngang khung; 4- dÇm ®øng khung; 5- r∙nh chøa khung.

H×nh 3-52. C¾t ngang khoang cöa lµm viÖc hai chiÒu

1- cöa van; 2- cèi quay; 3- dÇm ngang khung; 4- dÇm ®øng khung; 5- r∙nh chøa khung; 6- kÝn níc.

3.9.4. Nguyªn lý ho¹t ®éng vµ tÝnh lùc ®ãng më

a) Lùc c¬ b¶n t¸c dông lªn cöa van çnh cöa tù ®éng

- ¸p lùc níc thîng lu, ¸p lùc níc h¹ lu, lùc g©y më cöa lµ chªnh lÖch ¸p lùc thîng, h¹ hoÆc ngîc l¹i.

- Träng lîng cöa.

- Lùc ma s¸t do chªnh lÖch ¸p lùc níc vµ do träng lîng g©y ra.

- Lùc lÖch trôc do träng lîng cöa g©y ra vu«ng gãc víi mÆt cöa. §©y lµ lùc quan träng do ®Ò tµi 06 – 04 – 01 – 02 t×m ra n¨m 1982 ë Phßng ThÝ nghiÖm thñy lùc ViÖn Khoa häc Thñy lîi cã t¸c dông lµm cho cöa tù ®éng ®ãng l¹i ®îc khi ¸p lùc níc 2 bªn ngang nhau.

ChiÒu më khi tiªu nícChiÒu më khi lÊy níc

PhÝa ®ång PhÝa s«ng

www.vncold.vn


Khi tÝnh to¸n nguyªn lý vËn hµnh cöa van çnh cöa cha tÝnh çc lùc kh¸c nh sãng, giã vµ sù cè kÑt...

b) TÝnh lùc tù ®éng ®Ó ®ãng cöa

§Ó cã lùc lÖch trôc ta ®Æt cèi trªn vµ cèi díi lÖch nhau 1 gãc θ 0 trong mÆt ph¼ng cöa van, xem s¬ ®å h×nh 3-53.

Lùc lÖch trôc b»ng 0 khi cöa van th¼ng ®øng, tøc lµ cöa van ë vÞ trÝ ®ãng. Cöa van tù më ra nhê chªnh lÖch mùc níc thîng h¹ lu. Do lÖch trôc nªn khi më ra cöa van

nghiªng 1 gãc θ 0 vµ lóc ®ã träng lîng G sinh ra 1 lùc vu«ng gãc víi mÆt cöa van lµ

G sinθ cã xu híng kÐo cöa van vÒ vÞ trÝ ban ®Çu. §ã lµ lùc lÖch trôc N lt = Gsinθ,

m«men cña lùc lÖch trôc ®èi víi trôc quay lµ: Mot = b

2 Gsinθ (h×nh 3-53).

H×nh 3-53. S¬ ®å t¹o lùc lÖch trôc ë cöa van çnh cöa tù ®éng

M« men do lùc ma s¸t do träng lîng cña cöa g©y ra ë 2 æ trôc lµ:

ms t h db 1 1

M f. .[(P P ) G .cos .( )]2 b h

= − + θ + (3-59)

Trong c«ng thøc (3-59) thÓ hiÖn lùc ma s¸t lµ do chªnh lÖch ¸p lùc vµ do träng lîng cña cöa van g©y ra.

Khi cöa van ®ang ë vÞ trÝ më ®Ó tiªu lò, hoÆc më ®Ó lÊy níc mµ b¾t ®Çu cã c©n b»ng mùc níc thîng lu ht vµ h¹ lu hh, tøc lµ lóc chªnh lÖch mùc níc thîng, h¹ lu ∆h = 0, th× Pt - Ph = 0 do ®ã m« men cña lùc ma s¸t chØ do träng lîng g©y ra vµ m«men cña lùc lÖch trôc cã t¸c dông tù ®éng ®a cöa vÒ vÞ trÝ ®ãng nÕu trÞ sè m«men nµy th¾ng ®îc m«men cña lùc ma s¸t. KÕt qu¶ tÝnh ®îc trong biÓu thøc sau:

lt msG 1 1

M - M b. .[tg -f.d.( )].cos 2 b h

= θ + θ (3-60)

I

I

II

II

Cöa ®ãng (1)

PhÝa ®ång

PhÝa s«ng

(2)

(3)

ChiÒu më lÊy níc

ChiÒu më tiªu níc

Kho¸ cöa

I

I

I-I

G.sin

G.cosG

θ

θ

θ.Gãc lÖch trôc

II-IIæ trôc quay trªn

æ trôc quay díi

www.vncold.vn


Trong ®ã:

f - hÖ sè ma s¸t ë trôc quay;

d - ®êng kÝnh trôc quay.

Tõ biÓu thøc (3-60) ta rót ra ®îc ®iÒu kiÖn ®Ó cöa tù ®éng ®ãng l¹i khi ht = hh tøc lµ:

1 1

tg f.d.( )b h

θ > + (3-61)

Nh vËy víi 1 cöa van çnh cöa tù ®éng ®∙ x¸c ®Þnh kÝch thíc b, h, ®êng kÝnh trôc quay d vµ hÖ sè ma s¸t ë æ trôc f th× tõ ®iÒu kiÖn (3-61) ta dÔ dµng x¸c ®Þnh trÞ sè

gãc lÖch trôc θ ®Ó cöa tù ®ãng l¹i ®îc khi cã ht = hh.

Trong thÝ nghiÖm ®∙ nhËn thÊy lùc cña sãng ngîc chiÒu víi chiÒu quay cöa van lµm cöa van ®ãng vÒ chËm thªm 1/3 thêi gian so víi khi kh«ng cã sãng nhng cöa van vÉn ®ãng vÒ ®îc nªn tÝnh to¸n thiÕt kÕ thêng bá qua lùc do sãng.

c) TÝnh lùc tù ®éng më cöa

- ¸p lùc chªnh lÖch thîng, h¹ lu hoÆc ngîc l¹i lµ lùc ®Ó më cöa. Lùc c¶n l¹i sù

më lµ lùc ma s¸t ë æ quay vµ lùc lÖch trôc.

- Trêng hîp më ®Ó tiªu lò ht - hh = ∆h1, m« men më ®îc tÝnh theo biÓu thøc sau:

Mmë ( )2

t 1 1b b 1 1

2h . h h .G tg f.d cos4 2 b h

= ∆ − ∆ − θ + + θ

; (3-62)

Tõ biÓu thøc nµy ta x¸c ®Þnh ®îc trÞ sè ∆h1 cÇn thiÕt ®Ó cöa van tù ®éng më tiªu lò.

- Trêng hîp tù më cöa lÊy níc ngät phÝa s«ng, hoÆc lÊy mÆn th× hh – ht = ∆h2

Mmë ( )2

h 2 2b b 1 1

2h . h h .G. tg f.d. cos4 2 b h

= ∆ − ∆ − θ + + θ

; (3-63)

Còng nh trªn, tõ biÓu thøc nµy ta x¸c ®Þnh ®îc trÞ sè ∆h2 cÇn thiÕt ®Ó cöa më lÊy níc ngät phÝa s«ng hoÆc lÊy mÆn.

Qua thÝ nghiÖm m« h×nh cho thÊy víi θ ≈ 30 chØ cÇn ∆h = 2cm lµ cöa ®∙ tù më.

Thùc tÕ vËn hµnh çc cöa tù ®éng còng cho thÊy víi ∆h xÊp xØ 3cm lµ cöa ®∙ më ®îc.

d) Chän trÞ sè gãc lÖch trôc vµ kÝch thíc cöa van hîp lý

Trong thiÕt kÕ cöa van çnh cöa tù ®éng, viÖc chän gãc lÖch θ hîp lý rÊt quan

träng, v× nÕu chän θ lín lîi cho lùc tù ®ãng vÒ th× cöa tù ®ãng vÒ nhanh nh¹y, nhng

viÖc më cöa ra chËm vµ cã kh¶ n¨ng kh«ng më hÕt, chØ ®¹t 800 ÷ 850 vµ c©n b»ng ë vÞ trÝ 1-1 (h×nh 3-54), v× lùc lÖch trôc lu«n cã xu híng kÐo cöa ®ãng vÒ. Ngîc l¹i nÕu

chän θ qu¸ nhá lµm cho Mlt ≈ Mms th× kh¶ n¨ng tù ®ãng vÒ sÏ kÐm. HiÖn nay øng víi

b = 8m, h = 6m thêng lÊy θ ≈30.

www.vncold.vn


Muèn cöa më ra nh¹y th× ph¶i gi¶m Mlt tøc gi¶m gãc lÖch, nhng khi gi¶m gãc lÖch mµ muèn cöa tù ®ãng vÒ nhanh nh¹y th× ph¶i gi¶m m« men do ma s¸t g©y ra Mms. Tãm l¹i khi thiÕt kÕ cöa van çnh cöa tù ®éng ph¶i quan t©m ®Õn kÕt cÊu vµ vËt liÖu lµm cèi trôc trªn vµ cèi trôc díi sao cho cã lùc ma s¸t nhá nhÊt th× cöa van ho¹t ®éng tèt.

Trong çc biÓu thøc tÝnh lùc tù ®ãng vµ lùc tù më còng cho thÊy viÖc chän kÝch thíc b vµ h cña cöa van còng cã t¸c dông quan träng, b, h cµng lín th× ®é nh¹y ®ãng më cµng tèt. ChiÒu cao h cña cöa van thêng do ®Þa h×nh khèng chÕ, phæ biÕn tõ 4 m ®Õn 7 m. Cßn chiÒu réng b trong thùc tÕ ®∙ ®¹t tíi 10 m.

ViÖc t¨ng chiÒu réng cöa van kh«ng nh÷ng cã lîi vÒ lùc ®ãng më mµ cßn gi¶m ®îc khèi lîng x©y dùng trô pin. Trong nh÷ng cèng cã chiÒu réng tho¸t níc trªn 20m, cèng th«ng tho¸ng kh¶ n¨ng th¸o lò tèt h¬n. ViÖc t¨ng chiÒu réng cöa van ph¶i gi¶i quyÕt ®îc ®é bÒn cèi trôc, ®é sÖ cöa van khi träng lîng cöa van treo çch trôc

quay 1 kho¶ng çch 2b . §Ó gi¶m bít träng lîng cöa van, nh»m gi¶m lùc kÐo nÐn vµo

cèi trôc, ngêi ta lµm kho¶ng 1/3 cöa van phÇn díi níc thµnh hép phao cã søc ®Èy

næi lªn cöa kho¶ng (b.h.t)31 .

ViÖc cöa kh«ng më hÕt 900 cã t¸c h¹i chñ yÕu lµ g©y dßng xiªn tËp trung vÒ mét phÝa kh«ng lîi cho nèi tiÕp sau cèng vµ kh«ng ®¶m b¶o mü quan c«ng tr×nh, cßn ¶nh hëng kh¶ n¨ng th¸o th× kh«ng ®¸ng kÓ.

Nguyªn nh©n lµ do çc lùc t¸c dông lªn mÆt tríc Pt vµ çc lùc t¸c dông lªn mÆt sau Ph c©n b»ng nhau ë vÞ trÝ 1-1. Lóc ®ã níc ë mÆt tríc (thñy ®éng) thÊp h¬n mùc níc mÆt sau (thñy tÜnh). §Ó cöa van khi më ¸p s¸t trô pin cßn ph¶i nghiªn cøu kü h¬n vÒ sù c©n b»ng tæng lùc t¸c dông lªn 2 mÆt cöa van.

H×nh 3-54. §é më cöa van çnh cöa tù ®éng

Võa qua mét sè nghiªn cøu trong phßng thÝ nghiÖm thñy lùc thÊy r»ng khi lµm çc ngìng sau cöa van th× ®é më cöa t¨ng lªn gÇn Ðp s¸t vµo trô pin. T¸c dông cña ngìng lµ lµm cho ¸p lùc níc tríc cöa gÇn b»ng víi mùc níc sau cöa.

www.vncold.vn


3.9.5. ChÕ ®é vËn hµnh cña cöa van çnh cöa tù ®éng Cöa van çnh cöa tù ®éng thêng lµm viÖc ë 3 chÕ ®é nhê tÝnh chÊt tù më, tù

®ãng theo møc níc cña con triÒu vµ nhê thao t¸c vÞ trÝ khãa cho phï hîp víi 3 chÕ ®é ®ã.

a) Cöa van ®îc gi÷ chÆt c¶ 2 phÝa ®Ó ng¨n mÆn gi÷ ngät (h×nh 3-55a)

Thêi gian cöa ®ãng ®Ó ng¨n mÆn gi÷ ngät trong mïa kh« thêng tõ th¸ng 12 ®Õn th¸ng 5, thêi gian cô thÓ cßn tïy thuéc vµo tõng vïng.

b) Cöa van ®îc gi÷ chÆt khãa phÝa ®ång, më khãa phÝa s«ng ®Ó cöa van tù do më vÒ

phÝa s«ng nªn khi níc ®ång lín h¬n phÝa s«ng cöa van tù më ®Ó tiªu lò vµ khi triÒu lªn ngang phÝa ®ång cöa tù ®ãng l¹i nhê lùc lÖch trôc ®Ó ng¨n triÒu thêng gäi lµ g¹n triÒu tiªu óng, thêi gian cña chÕ ®é g¹n triÒu tiªu óng lµ vµo mïa ma thêng tõ th¸ng 5 ®Õn th¸ng 11 (h×nh 3-55b). ViÖc cöa van tù më ®Ó tiªu níc trong mïa ma cã t¸c dông

thau chua röa mÆn rÊt hiÖu qu¶ c¶i t¹o ®Êt ®èi víi vïng triÒu. ë ®ång b»ng s«ng Cöu

Long cöa van çnh cöa tù ®éng ®∙ ®îc tù ®éng më nhanh ®Ó thau chua kÞp thêi, nhÊt lµ nh÷ng trËn ma ®Çu mïa lµm ®Êt ®îc röa chua mét çch triÖt ®Ó. V× nÕu ®ãng më chËm th× phÌn chua sÏ ngÊm vµo ®Êt.

c) Cöa van ®îc gi÷ chÆt khãa phÝa s«ng, më khãa phÝa ®ång ®Ó cöa tù do më vÒ phÝa

®ång. Lóc triÒu cao th× níc triÒu ngät ®îc lÊy vµo ®ång vµ ®îc gi÷ l¹i. Thêi gian nµy thêng x¶y ra cuèi mïa ma ë mét sè vïng cã triÒu ngät (h×nh 3-55c).

H×nh 3-55. VÞ trÝ kho¸ víi çc chÕ ®é lµm viÖc cña cöa van çnh cöa tù ®éng

a) Cöa ng¨n triÒu gi÷ ngät; b) Ng¨n triÒu tiªu óng; c) LÊy triÒu ngät, hoÆc lÊy mÆn.

ë nh÷ng vïng nu«i trång thñy s¶n th× cèng cÇn lÊy mÆn còng t¬ng tù nh trêng

hîp lÊy triÒu ngät.

§Æc ®iÓm cña van çnh cöa tù ®éng lµ khi tù ®éng më ®Òu lµm viÖc theo con triÒu nhê ¸p lùc níc vµ lùc lÖch trôc, kh«ng ®îc phÐp vµ kh«ng thÓ dïng ngo¹i lùc ®Ó cìng bøc cöa më ra hoÆc ®ãng vµo.

12

3

PhÝa ®ång

PhÝa s«ng

a) b)

PhÝa s«ng

PhÝa ®ång

3

2 1

a)

PhÝa s«ng

PhÝa ®ång

32

1

www.vncold.vn


3.9.6. Çc bé phËn chÝnh cña cöa van vµ khung chøa van

a) Khung chøa van

§îc cÊu t¹o bëi 4 dÇm liªn kÕt víi nhau: 2 dÇm biªn, dÇm díi vµ dÇm trªn, thêng lµ h×nh hép do çc thÐp h×nh t¹o nªn. Khung cöa van ®îc ®Æt trong khe chøa khung ®Ó s½n, cã kÕt cÊu lµm kÝn níc gi÷a khung vµ khe chøa khung.

H×nh 3-56. Khung chøa van cöa tù ®éng

Yªu cÇu cña khung lµ ph¶i cøng v÷ng ®Ó ®Æt çc æ quay ë khung. Gi÷a cöa van vµ khung l¹i cã kÕt cÊu kÝn níc c¶ ë ®¸y vµ hai bªn. Khi ®∙ ®Þnh vÞ ®îc khung vµ cöa van vµo khoang cèng, thêng ngêi ta liªn kÕt 2 dÇm bªn víi trô pin th¸o dÇm trªn ra cÊt vµo kho, khi nµo cÇn kÐo cöa van lªn th× l¹i ®a dÇm trªn l¾p vµo nh ban ®Çu vµ t¸ch rêi khung víi trô pin ®Ó kÐo khung vµ cöa lªn (h×nh 3-56).

b) HÖ thèng çc dÇm cöa van (h×nh 3-57)

- DÇm ®øng biªn trôc (1);

- DÇm ®øng biªn khãa (2);

- DÇm ®øng trung gian (3);

- DÇm ngang chÝnh (4);

- B¶n mÆt hµn kÝn vµo hÖ thèng dÇm cöa van (5).

Gèi ®ì trung gian

Gèi ®ì trung gian §iÓm nèi khung

Côm cèi trôc díi

Côm cèi trôc trªn Côm neo khung

www.vncold.vn


H×nh 3-57. HÖ thèng dÇm van cöa tù ®éng

c) Cèi trôc

Cèi thêng g¾n víi khung, trôc g¾n víi cöa van, cèi díi thêng cã d¹ng h×nh nãn, cèi trªn thêng lµ cèi tù lùa.

d) KÕt cÊu kÝn níc

Thêng dïng gio¨ng cñ tái hoÆc cao su tÊm ®Ó lµm kÕt cÊu kÝn níc mét chiÒu, kÕt cÊu kÝn níc hai chiÒu.

e) Khãa cöa

Khãa cöa cã nhiÒu lo¹i, mçi lo¹i cã nh÷ng u nhîc ®iÓm riªng vµ ®Òu ®∙ ®îc øng dông trong thùc tÕ (h×nh 3-58).

Tai cöa

Cèi duíi Tai cöa KÝn nuíc bªn

1 23 4

4

5

Cèi trôc trªn

www.vncold.vn


H×nh 3-58. C¸c kiÓu khãa

www.vncold.vn


H×nh 3-58. C¸c kiÓu khãa (TiÕp theo)

www.vncold.vn


- KÕt cÊu chÞu lùc trung gian (KiÓu cµng cua): c¸c cöa van do nhµ m¸y c¬ khÝ 276 chÕ t¹o thêng dïng gèi chÞu lùc trung gian ®Ó chèng biÕn d¹ng cho dÇm g¸y biªn.

H×nh 3-59. Cöa van tù ®éng (øng dông t¹i c«ng tr×nh §ß §iÓm - Hµ TÜnh)

3.10. C¸c kiÓu cöa b¶n lÖch trôc ®øng tù ®éng vµ b¸n tù ®éng 3.10.1. CÊu t¹o

H×nh 3-60. S¬ ®å cöa b¶n lÖch

a) B¶n lÖch ch÷ nhËt; b) B¶n lÖch ch÷ nhËt khuyÕt b2 > b1; c) B¶n lÖch h×nh thang.

Cöa van b¶n lÖch lµ mét tÊm ph¼ng cã trôc quay ®øng chia tÊm ph¼ng thµnh 2 phÇn, diÖn tÝch mçi phÇn kh¸c nhau, khi cïng mét ®é s©u cña dßng ch¶y. Cã hai kiÓu

Cöa tù ®éng

Cöa tù ®éngng¨n mÆn, tho¸t lò

+4.20

+3.30

-4.00

www.vncold.vn


b¶n lÖch, b¶n lÖch ch÷ nhËt, phÇn 1 cã kÝch thíc b1.h1 vµ phÇn 2 cã kÝch thíc b2.h2 vµ b¶n lÖch h×nh thang (h×nh 3-60c) phÇn 1, cã mµi m vµ chiÒu réng ®¸y l + b phÇn 2 cã m¸i m vµ ®¸y réng b.

- æ trôc trªn vµ æ trôc díi ®îc ®Æt lÖch mét gãc θ0 n»m trong mÆt ph¼ng cöa van nh»m t¹o ra lùc ®êng híng cöa trë vÒ khi møc níc cöa van b»ng nhau.

3.10.2. Nguyªn lý lµm viÖc tù ®éng Cöa b¶n lÖch lµm viÖc dùa trªn nguyªn lý ¸p lùc tû lÖ thuËn víi diÖn tÝch ch¾n

níc, nghÜa lµ diÖn tÝch ch¾n níc lín h¬n th× ¸p lùc lín h¬n.

ë díi møc níc gi÷ ngät th× diÖn tÝch phÇn 1 lín h¬n diÖn tÝch phÇn 2 lóc ®ã ¸p

lùc níc ë phÇn 1 lín h¬n ¸p lùc níc ë phÇn 2 lµ P1 – P2 = ∆P1. Lùc ∆P1 nµy gi÷ cöa ë vÞ trÝ gi÷ ngät mét çch tù ®éng kh«ng ph¶i lµm khãa chèt nh cöa van çnh cöa. Khi lò

vÒ mùc níc thîng lu t¨ng lªn ®Õn mét trÞ sè ∆h nµo ®ã so víi mùc níc gi÷ ngät th×

¸p lùc níc ë phÇn 2 l¹i lín h¬n ¸p lùc níc ë phÇn 1 lµ ∆P2 vµ lùc nµy tù ®éng lµm cöa më ®Ó th¸o lò.

Khi mùc níc thîng h¹ lu ngang nhau lùc lÖch trôc sÏ ®a cöa vÒ vÞ trÝ ®ãng ban ®Çu. Nhê sö dông nguyªn lý nµy, cöa van b¶n lÖch cã thÓ tù ®éng ng¨n triÒu gi÷ ngät, th¸o lò kh«ng cÇn khãa chèt.

§Ó cã thÓ ®ãng më cöa cìng bøc ®Ó lÊy triÒu, hoÆc ®Ó x¶ níc lµm vÖ sinh b¶o vÖ m«i trêng, ta cã thÓ sö dông cöa van nhá S1 vµ S2 lµm thay ®æi ¸p lùc lªn phÇn 1 vµ phÇn 2 ®Ó t¹o ra lùc më cöa.

VÝ dô: Muèn më cöa ®Ó g¹n triÒu tiªu chua lóc mùc níc ®ång cßn thÊp díi møc níc gi÷ ngät th× chØ viÖc më van nhá S1 vµ sÏ cã diÖn tÝch phÇn 2 lín h¬n phÇn 1 nªn cöa sÏ lµm viÖc tù ®éng tiªu chua nh cöa van çnh cöa lÖch trôc. §Ó ®¹t ®îc ®iÒu ®ã cÇn ph¶i tÝnh to¸n diÖn tÝch S1 vµ S2 mét çch chi tiÕt theo ph¬ng tr×nh c©n b»ng ¸p lùc cña 2 phÇn.

§Ó viÖc chÕ t¹o vµ lµm kÝn níc dÔ dµng cã thÓ lµm b¶n lÖch ®ñ (h×nh 3-60a).

ë kiÓu cöa b¶n lÖch nµy cã thÓ bæ sung thiÕt bÞ ®ãng më hç trî khi cÇn thiÕt vµ lµm viÖc theo nguyªn lý b¸n tù ®éng thñy lùc.

3.10.3. Ph¹m vi ¸p dông KiÓu cöa b¶n lÖch trôc ®øng cã thÓ øng dông cho cèng ng¨n mÆn gi÷ ngät ë vïng

triÒu, hoÆc cèng ng¨n lò tiªu óng ë ven s«ng víi tiÕt diÖn cöa van nhá h¬n b x h = 8 m x 6 m vµ ®îc lµm b»ng thÐp, nÕu dïng vËt liÖu bª t«ng cèt thÐp th× nªn lµm cöa van nhá h¬n b x h = 6 m x 5 m ë nh÷ng vïng cÇn ph¶i ®ãng më cìng bøc vµ n¬i Ýt thuyÒn bÌ qua l¹i, cöa van nµy cã u ®iÓm h¬n cöa van çnh cöa lµ cã thÓ ®ãng më cìng bøc ®îc khi cÇn thiÕt nhng cã nh÷ng nhîc ®iÓm lµ cha lµm ®îc khoang réng, bè trÝ vËt kÝn níc khã kh¨n, thuyÒn qua l¹i kh«ng thuËn lîi, kÕt cÊu phøc t¹p. HiÖn nay, cöa nµy cßn Ýt ®îc sö dông.

www.vncold.vn


3.11. Çc kiÓu cöa van trôc ngang Trªn hÖ thèng kªnh tíi thêng cã çc cèng ®Ó ®iÒu tiÕt, nh»m gi÷ mùc níc tíi

cho tõng vïng cã cao tr×nh ®Êt kh¸c nhau. Do ®ã, ë çc cèng trªn kªnh thêng lµ cèng nhá, cã thÓ lµm van ph¼ng, van cung thêng, van clape trôc díi (van sËp) nhng nh÷ng lo¹i cöa van ®ã ®iÒu khiÓn kiÓu thñ c«ng nªn viÖc gi÷ mùc níc kh«ng ®îc chñ ®éng, ë mét sè níc ngêi ta thêng lµm çc cöa van tù ®éng thñy lùc ®Ó ®iÒu tiÕt níc thîng vµ h¹ lu trong hÖ thèng kªnh tíi vµ còng cã thÓ ¸p dông lµm cöa van d©ng níc ë çc s«ng trung du miÒn nói.

Sau ®©y xin nªu mét vµi d¹ng cöa van ®ã.

3.11.1. Cöa ph©n viªn (mét phÇn t h×nh trßn)

a) Ph¹m vi øng dông

§©y lµ lo¹i cöa van tù ®éng thñy lùc ®îc s¸ng t¹o ë níc Céng hßa KiÕc ghi di (Liªn X« cò) ®∙ ¸p dông ®Ó ®iÒu chØnh mùc níc trªn s«ng miÒn nói cã hiÖu qu¶ tèt.

b) CÊu t¹o

H×nh 3-61. Cöa van ph©n viªn

1- mÆt cung; 2- mÆt trªn; 3- mÆt nhËn ¸p thîng lu; 4- mÐp tùa kÝn níc phÝa bªn; 5- xi ph«ng tù th¸o; 6- bông cöa van; 7- trôc quay; 8- mÐp tùa kÝn níc phÝa díi; 9- bÓ tiªu n¨ng; 10- trô pin; 11- æ trôc quay; 12- lç lÊy níc; 13- van th¸o dù phßng.

www.vncold.vn


Cöa van lµ 1/4 h×nh trô, gåm mét mÆt ph¼ng chÞu ¸p, phÝa thîng lu lµm víi mÆt trªn mét gãc 900, nèi 2 mÆt ph¼ng nµy lµ mÆt trô trßn nhËn ¸p h¹ lu, 2 mÆt 2 bªn lµ 2 mÆt ph¼ng. §Ó ®¶m b¶o chÞu ¸p lùc níc vµ träng lîng b¶n th©n. PhÝa trong çc b¶n mÆt nµy lµ hÖ thèng khung chÞu lùc (h×nh 3-61).

c) Nguyªn lý vËn hµnh

(1) Khi b×nh thêng cÇn gi÷ níc thîng lu ë 1 cao tr×nh ®∙ ®Þnh th× mùc níc trong bông cöa b»ng mùc níc thîng lu, ¸p lùc 2 mÆt nµy b»ng nhau nªn träng lîng

cöa G g©y ra m« men ®ãng cöa lµ M® = G.g.

(2) Khi mùc níc thîng lu d©ng cao qu¸ møc quy ®Þnh sÏ cã 2 ph¬ng ph¸p ®Ó më cöa:

+ Ph¬ng ph¸p thø nhÊt lµ ®Æt xi ph«ng 5 trong bông khi mùc níc trong bông phao ®Çy lªn lµm xi ph«ng ®îc n¹p kÝn vµ sÏ th¸o níc trong bông cöa ra h¹ lu, lµm cho t¹i tÊm 3 ¸p lùc mÆt trong bông gi¶m nhá h¬n ¸p lùc mÆt ngoµi nªn cöa tù më ra. Khi mùc níc thîng lu trë vÒ møc quy ®Þnh th× xi ph«ng bÞ hë, níc trong bông cöa l¹i t¨ng lªn ngay ngang thîng lu, cöa tù ®éng ®ãng vÒ.

+ Ph¬ng ph¸p thø 2: lµ khi mùc níc thîng lu vît qu¸ møc quy ®Þnh th× phao næi lªn më n¾p ë ®¸y cöa van lµm níc bông cöa ch¶y ra h¹ lu vµ cöa l¹i më ra. Khi níc thîng lu trë vÒ møc quy ®Þnh th× n¾p ë ®¸y ®îc ®ãng l¹i, níc trong bông cöa l¹i ®îc phôc håi, cöa van l¹i ®îc ®ãng l¹i.

Çch vËn hµnh cöa nµy ®¬n gi¶n, cã ®é tin cËy cao nªn lo¹i cöa nµy ®îc øng

dông nhiÒu ë níc Céng hßa KiÕc ghi di vµ mét sè níc Trung ¸.

3.11.2. Cöa van Amil

a) Ph¹m vi øng dông

- Lo¹i cöa Amil do ngêi Ph¸p ®Ò xuÊt vµ ®∙ ®îc sö dông nhiÒu trong thùc tÕ víi môc ®Ých tù ®éng æn ®Þnh mùc níc thîng h¹ lu cña kªnh hoÆc s«ng.

b) CÊu t¹o

Gåm çc bé phËn chÝnh nh sau:

- MÆt ngoµi phao (1) g¾n víi mÆt bªn (2) cña phao, b¶n ch¾n níc h×nh cung trßn (4), b¶n nµy ®îc g¾n víi giµn khung chÞu lùc (3), trªn khung giµn cã çc thanh ®ì ®èi träng 6 vµ cuèi giµn cã ®èi träng (7). Khung giµn ®îc ®Æt trªn dÇm ngang (8) vµ trôc truyÒn ®éng (9) ®îc g¾n víi dÇm ngang (h×nh 3-62).

c) Nguyªn lý vËn hµnh (h×nh 3-63)

Cöa van Amil dïng ®Ó khèng chÕ mét mùc níc trªn kªnh, ®∙ ®îc quy ®Þnh. Khi mùc níc ë kªnh ngang møc quy ®Þnh th× cöa van t¹o ®îc c©n b»ng ®ãng lµ m« men

www.vncold.vn


cña träng lîng cöa cung vµ cöa phao lín h¬n m« men cña ®èi träng th× b¶n ch¾n ch×m xuèng ®Ó gi÷ níc. Khi mùc níc thîng lu vît t¨ng lªn qu¸ møc quy ®Þnh, lùc ®Èy næi F cña phao t¨ng lªn, lµm mÊt c©n b»ng m« men ®ãng ®∙ cã, cöa sÏ ®îc næi lªn ®Ó th¸o níc. §ã lµ c©n b»ng më. Khi níc thîng lu h¹ thÊp qu¸ møc quy ®Þnh lùc ®Èy F lªn phao gi¶m, sù c©n b»ng më sÏ mÊt ®i vµ trë l¹i sù c©n b»ng ®ãng nh ban ®Çu.

9 14

23

8

107 6 5

H×nh 3-62. Cöa van Amil

1- mÆt tríc phao; 2- mÆt bªn cña phao tríc; 3- giµn khung cöa van; 4- b¶n cung trßn ch¾n níc; 5- c¸c thanh ®ì ®èi träng; 6- ®èi träng gi÷a; 7- ®èi träng sau; 8- dÇm ®ì ngang; 9- trôc truyÒn ®éng; 10- m¸y ®iÒu chØnh dÇu.

H×nh 3-63. S¬ ®å nguyªn lý vËn hµnh cöa van Amil

www.vncold.vn


3.11.3. Cöa van cung ®èi träng tù ®éng ®iÒu tiÕt mùc n íc

a) CÊu t¹o vµ ph¹m vi øng dông

Lµ mét cöa cung b×nh thêng ®îc l¾p thªm c¸c bé phËn ®èi träng 2A vµ 2B, vµ mét hÖ thèng ®êng èng cã phao n»m trong buång nèi víi mùc níc thîng lu. Toµn bé c¬ cÊu nµy n»m trong trô pin hoÆc têng biªn nªn kh¸ gän.

Lo¹i cöa nµy ®îc øng dông trªn c¸c kªnh, s«ng ®Ó gi÷ æn ®Þnh mùc níc quy ®Þnh.

H×nh 3-64. Cöa van cung ®èi träng tù ®éng mùc níc

1- cöa cung; 2A- ®èi träng tríc; 2B- ®èi träng sau; 3- giÕng; 4- phao; 5- èng níc vµo; 6- èng níc ra; 7- van khèng chÕ; 8- trôc quay.


B×nh thêng cöa ë vÞ trÝ ®ãng víi mùc níc quy ®Þnh ë ngang ®Ønh cöa van. Khi níc thîng lu t¨ng lªn, phao 4 næi lªn, lµm cho van 7 më ra níc thîng lu sÏ vµo trong buång ®èi träng 2A. §èi träng 2A næi lªn lµm cho ®èi träng 2B h¹ xuèng, cöa cung ®îc më ra ®Ó tiªu. Khi níc thîng lu thÊp xuèng ngang møc quy ®Þnh, phao 4 h¹ xuèng, van 7 ®îc ®ãng l¹i, níc trong buång 2A tôt xuèng, ®èi träng 2A chuyÓn ®éng xuèng, kÐo ®èi träng 2B lªn vµ cöa cung ®îc ®ãng l¹i.

3.11.4. Cöa van b¶n quay trôc ngang

a) CÊu t¹o

Cöa van lµ mét tÊm ph¼ng quay quanh trôc n»m ngang ®Æt ë hai biªn cöa van.

æ quay ®Æt ë trêng biªn vµ trô pin. Khi gi÷ ngät cöa van lµm víi mÆt ph¼ng ngang mét

gãc α = 75 ÷ 80 0, t©m quay thêng n»m ë trong kho¶ng 1/3 ®é s©u cÇn gi÷ níc ë thîng lu. Cöa van cã thÓ ®îc chÕ t¹o b»ng thÐp hoÆc bª t«ng cèt thÐp. ChiÒu dµy

www.vncold.vn


cña van cã thÓ lµm ®Òu nhau hoÆc h×nh tam gi¸c trªn nhá díi lín ®Ó lµm ®èi träng lu«n thÓ (xem h×nh 3-65).

aa

ht

hh

hh

ht

H×nh 3-65. Cöa van b¶n quay trôc ngang


Cöa van b¶n quay trôc ngang tù ®éng ®ãng më ®îc lµ nhê sù thay ®æi trÞ sè vµ ®iÓm ®Æt cña ¸p lùc níc thîng lu P so víi t©m quay O.

- Khi mùc níc thîng lu ë møc gi÷ ngät th× ®iÓm ®Æt cña ¸p lùc níc P1 ë díi t©m quay, h×nh 3-66.

- Khi lò vÒ mùc níc thîng lu lªn cao th× ®iÓm ®Æt ¸p lùc níc thîng lu P2 vît lªn trªn t©m quay O, lóc ®ã lùc P2 ®∙ lµm cho cöa quay ®Ó th¸o lò.

H×nh 3-66. S¬ ®å lùc cöa van b¶n quay trôc ngang khi gi÷ ngät

c) Ph¬ng tr×nh m«men cña ¸p lùc níc thîng vµ h¹ lu khi gi÷ ngät vµ th¸o lò

- ¸p lùc níc thîng lu g©y ra m«men cã t¸c dông ®ãng cöa van lµ:

www.vncold.vn


2t t

t.h h

M a2 3

γ = −

;

- ¸p lùc níc h¹ lu g©y ra m«men më cöa van lµ:

( )2

t th

h h h hM a

2 3

γ − ∆ − ∆ = −

;

- M«men do träng lîng g©y ra cã t¸c dông ®ãng cöa van:

MG = G.G;

Tæng hîp çc m« men nµy:

M0 = Mt – Mh + MG = 23

2t tt G

h 2hh ah ah h G.

6 6 2 6

∆ − + ∆ + − ∆ +

; (3-64)

NÕu M > 0: Cöa van ®îc ®ãng ®Ó gi÷ ngät.

M < 0: Cöa van ®îc më ®Ó th¸o lò.

M = 0: Cöa van ®øng yªn ë vÞ trÝ ®∙ cã

Kh¶o s¸t hµm sè bËc 3 nµy ta biÕt ®îc dÊu cña M vµ biÕt ®îc tr¹ng th¸i lµm viÖc cña cöa.

Tõ yªu cÇu gi÷ ngät phÝa ®ång ta ®Þnh ®îc ht vµ tõ yªu cÇu th¸o lò ta ®Þnh ®îc

∆h cho trêng hîp ®ang gi÷ ngät mµ lò ®Õn vµ cÇn x¶ lò. BiÕt ®îc çc trÞ sè ®ã ta tÝnh

®îc trÞ sè a, G, ®Ó cöa van lµm viÖc tù ®éng.

d) ¦u nhîc ®iÓm vµ ph¹m vi øng dông

¦u ®iÓm cña cöa van b¸n quay trôc ngang lµ cã cÊu t¹o ®¬n gi¶n vµ cã thÓ lµm b»ng çc vËt liÖu dÔ kiÕm, cã thÓ tù ®éng th¸o lò, ng¨n triÒu gi÷ ngät nhng nã cã nh÷ng nhîc ®iÓm lµ cho thuyÒn qua sÏ khã kh¨n, ®é kÝn níc kÐm vµ dÔ va ®Ëp lµm gi¶m ®é bÒn.

B¶ng 3-4. Çnh cöa b¶n quay trôc ngang

Tªn c«ng tr×nh BÒ réng x chiÒu cao khoang (m)

Cét níc thiÕt kÕ (m)

ThuyÕt minh

Kú D¬ng - Hå Nam 10 x 6,5 6,42 Cöa b»ng bª t«ng cèt thÐp

Tróc M· Tr¹m - Hµ Nam 6 x 5 5 Cöa b»ng bª t«ng cèt thÐp

Çp NhÜ T©n - H¾c Long Giang 6 x 4,6 4,6 Cöa b»ng bª t«ng cèt thÐp

Cèng Kim Tr¶n - B¾c Kinh 6 x 3,7 3,56 Cöa b»ng thÐp

www.vncold.vn


Cöa van nµy cã thÓ ¸p dông cho nh÷ng cèng trªn ®Ëp trµn vµ còng cã thÓ ¸p dông

trªn kªnh. ë Trung Quèc ®∙ ¸p dông kh¸ nhiÒu lo¹i cöa van nµy b»ng bª t«ng cèt thÐp vµ thÐp (b¶ng 3-4).

øng dông nguyªn lý nµy ViÖn Khoa häc Thñy lîi ®∙ thiÕt kÕ cöa van b¶n quay gi÷ níc vµ th¸o lò ë ®Ëp CÇu Nha (Thanh Hãa) víi chiÒu réng16m, cao 3,5m.

3.12. Cöa ©u tµu 3.12.1. Çc lo¹i cöa ©u

Cöa ©u tµu lµ kÕt cÊu ng¨n níc ë 2 phÝa ®Çu ©u ®Ó tµu, thuyÒn di chuyÓn tõ thîng lu xuèng h¹ lu, hoÆc ngîc l¹i nhê cã níc trong bông ©u ngang víi thîng lu hoÆc ngang víi h¹ lu chø kh«ng ph¶i dïng lùc c¬ giíi n©ng h¹ tµu, thuyÒn.

a) Cöa ch÷ nh©n (h×nh 3-67a)

Cöa ch÷ nh©n thêng dïng ë phÝa ®Çu ©u h¹ lu ®èi víi ©u thuyÒn mét cÊp. §èi víi ©u thuyÒn kiÓu giÕng hoÆc ©u thuyÒn nhiÒu cÊp cã thÓ dïng ë ®Çu ©u thîng lu vµ çc ®Çu ©u trung gian. §èi víi ®Çu ©u thîng lu khi cã cét níc dao ®éng lín th× dïng cöa ch÷ nh©n kh«ng kinh tÕ v× kÕt cÊu cång kÒnh vµ néi lùc còng nh c¬ cÊu ®ãng më ph©n bè kh«ng hîp lý.

H×nh 3-67. Çc lo¹i cöa ©u tµu

www.vncold.vn


Cöa ch÷ nh©n cßn dïng lµm cöa söa ch÷a ë ®Çu ©u thîng lu còng nh ®Çu ©u h¹ lu. Do tÝnh chÊt kÕt cÊu, cöa ch÷ nh©n kh«ng thÓ lµm viÖc theo chÕ ®é níc 2 chiÒu, nh çc vïng cã níc thñy triÒu lªn xuèng. §Ó tËn dông çc u ®iÓm cña cöa ch÷ nh©n trong mét sè trêng hîp ngêi ta dïng cöa ch÷ nh©n kÐp hoÆc cöa ch÷ nh©n cã cµng chèng. §èi víi ©u thuyÒn dïng cöa ch÷ nh©n nhÊt thiÕt ph¶i bè trÝ hµnh lang vµ cöa van phô ®Ó lµm ®Çy hoÆc th¸o c¹n níc trong bông ©u.

b) Cöa ph¼ng ch×m (h×nh 3-67b)

Cöa ph¼ng nµy thêng bè trÝ ë ®Çu ©u thîng lu, ®îc th¶ ch×m xuèng trong khe van ®Ó cho thuyÒn bÌ tõ phÝa thîng lu ®i xuèng h¹ lu hoÆc ngîc l¹i. Cho níc ®Çy bông ©u b»ng çch kÐo cöa van lªn vµ sö dông cét níc chªnh lÖch ®∙ t¹o thµnh dßng ch¶y tõ phÝa thîng lu vµo bông ©u. Cét níc chªnh lÖch kh«ng lín h¬n 15 m, thêng

dïng kho¶ng 5 ÷ 6 m.

c) Cöa ph¼ng kÐo lªn (h×nh 3-67c)

Cöa ph¼ng dïng cho çc ©u thuyÒn kiÓu giÕng cã cét níc chªnh lÖch cao, thêng bè trÝ phÝa ®Çu ©u h¹ lu vµ tríc têng ngùc. Cöa ph¼ng kÐo lªn lµm viÖc trong ®iÒu kiÖn níc c©n b»ng nhê cã hµnh lang th¸o níc.

d) Cöa cung (h×nh 3-67d)

Cöa cung dïng ë ©u thuyÒn lµ lo¹i cöa cung ch×m sËp xuèng ®Ó thuyÒn bÌ ®i qua phÝa trªn, thêng dïng ë ®Çu ©u thîng lu. Cöa cung dïng ë ©u thuyÒn còng gièng nh cöa ph¼ng ch×m ®Òu dïng ®Ó th¸o níc ®Çy bông ©u. Cöa dïng xÝch n©ng h¹ tõ 2 bªn.

Lo¹i cöa nµy ®∙ dïng ë çc ©u thuyÒn cã chiÒu réng ®Õn 30 m, víi chiÒu cao

tõ 5 ÷ 8 m.

e) Cöa quay ë ®¸y (h×nh 3-67e)

Lµ mét lo¹i cöa ph¼ng xoay chung quanh çc trôc tùa n»m ngang, cöa thêng dïng ë ®Çu ©u thîng lu. Do kÕt cÊu cöa cã çc gèi tùa còng nh b¶n th©n cöa ®Òu n»m díi níc nªn viÖc kiÓm tra vµ söa ch÷a cã nhiÒu khã kh¨n.

g) Cöa ®Èy ngang (h×nh 3-67g)

Lµ mét lo¹i cöa ph¼ng, mét ®Çu phÝa trªn cã g¾n b¸nh xe l¨n, mét ®Çu phÝa díi còng g¾n b¸nh xe l¨n vµ ch¹y trªn çc ®êng ray t¬ng øng. Cöa ®ãng më ®îc nhê mét hÖ thèng xÝch kÐo liªn tôc. Lóc cöa ®ãng, nã chÞu ¸p lùc níc vµ toµn bé ¸p lùc ®ã ®îc chuyÓn vµo bª t«ng ®Çu ©u qua 2 dÇm ®øng ë 2 ®Çu cöa. Khi më cöa cho thuyÒn bÌ qua l¹i, cöa ®îc kÐo vµo buång bªn c¹nh.

Cöa ph¼ng ®Èy ngang ®îc dïng lµm cöa chÝnh, cöa sù cè hoÆc cöa söa ch÷a. Van th«ng níc c©n b»ng bông ©u thêng bè trÝ ngay trªn cöa chÝnh mµ kh«ng bè trÝ hµnh lang vµ cöa th«ng níc riªng.

www.vncold.vn


h) Cöa cung ®øng (h×nh 3-67h)

Lµ mét lo¹i cöa cung kÐp xoay xung quanh trôc ®øng, kÕt cÊu chÞu lùc kháe thÝch dïng ë çc ©u thuyÒn s©u ®ång thêi còng thÝch dïng ë vïng chÞu ¶nh hëng cña thñy triÒu chÞu lùc níc 2 chiÒu.

ViÖc tÝnh to¸n thiÕt kÕ çc lo¹i cöa ph¼ng, cöa cung... ®∙ ®îc tr×nh bµy trong çc phÇn t¬ng øng ë trªn. Díi ®©y chñ yÕu ®i s©u nãi vÒ lo¹i cöa ch÷ nh©n thêng hay dïng ë ©u thuyÒn.

3.12.2. Cöa ch÷ nh©n

a) KÕt cÊu vµ ph¬ng thøc ®ãng më

Cöa ch÷ nh©n lµ lo¹i h×nh thøc cöa ©u thuyÒn ®îc dïng phæ biÕn nhÊt. Cöa lµm viÖc theo nguyªn t¾c quay xung quanh 2 trô ®øng vµ khi ®ãng th× tùa vµo nhau, t× vµo

têng ®Çu ©u. Gãc nghiªng thêng dïng lµ θ = 200.

H×nh 3-68. KÕt cÊu cöa ch÷ nh©n

Cã 2 d¹ng kÕt cÊu chÝnh cña cöa ch÷ nh©n: lo¹i dÇm chÝnh ®Æt ngang, thêng dïng ë çc ©u thuyÒn cã cét níc t¬ng ®èi cao vµ lo¹i ®Çm chÝnh ®Æt ®øng (h×nh 3-68) thêng dïng ë çc ©u thuyÒn cã cét níc thÊp.

H1

h0

H'o

γ.H 'o γ.H1

P

N

N

N

NP

dBd

θθ

N

Ny

Nx

2θ

a

hc

a1

0

www.vncold.vn


H×nh 3-69. KÕt cÊu cöa ch÷ nh©n

1- b¶n mÆt; 2- dÇm ngang; 3- dÇm ®øng; 4- dÇm ngang chÝnh; 5- trôc quay díi; 6- neo trªn; 7- khíp kÝn níc.

H×nh 3-70. S¬ ®å thiÕt bÞ ®ãng më

bn

L n

hn

hk

H

www.vncold.vn


Cöa ch÷ nh©n thêng cã kÕt cÊu thÐp, nhng còng cã lóc dïng cöa b»ng bª t«ng cèt thÐp cho nh÷ng ©u thuyÒn lo¹i nhá, cét níc thÊp ë vïng triÒu chÞu mÆn.

Cöa gåm cã çc bé phËn: tÊm bng, hÖ thèng dÇm chÝnh ngang vµ ®øng, bé phËn trôc quay, bé phËn tùa vµ lµm chuÈn çc thiÕt bÞ ch¾n níc b»ng cao su.

Cöa ch÷ nh©n ®îc ®ãng më ®ång bé, do çc cÇn t¸c dông vµo tai cöa. Lùc ®ãng më t¸c dông vµo çc cÇn cã nhiÒu lo¹i nh kiÓu cÇn ®Èy d¹ng biªn, cÇn ®Èy kiÓu thanh r¨ng cÇn ®Èy kÐo b»ng xÝch.

b) Lùc t¸c dông vµ ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n

- KÝch thíc tÝnh to¸n cña cöa ch÷ nh©n (h×nh 3-69):

ChiÒu dµi tÝnh to¸n cña cöa n ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:

nn

b d

2.cos

+=

θ (3-65)

Trong ®ã: bn - chiÒu réng tho¸t níc cña ®Çu ©u thuyÒn; d - chiÒu s©u hèc cöa;

θ - gãc ®Æt khi ®ãng çnh cöa, θ = 200.

H×nh 3-71. S¬ ®å mÆt b»ng bè trÝ cöa ch÷ nh©n

H×nh 3-72. S¬ ®å bè trÝ thiÕt bÞ têi

www.vncold.vn


H×nh 3-73. S¬ ®å bè trÝ thiÕt bÞ neo

ChiÒu cao tÝnh to¸n cña cöa van ®îc x¸c ®Þnh víi c¸c th«ng sè nh sau (h×nh 3-68):

c 1 o o 1h H a h a= + + + (3-66)

Trong ®ã:

H1 - cét níc lµm viÖc;

ao - ®é cao gia t¨ng trªn mÆt níc cao nhÊt, thêng lÊy ao = 0,3;

ho - ®é s©u møc níc h¹ lu;

a1 - ®é cao gia t¨ng díi ®¸y cña cöa phÝa h¹ lu.

ChiÒu dµy cña tÊm bng thÐp cã thÓ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:

δ = 2qa0 .

2 2[ ]a1 ( )

b

µ

σ+

(3-67)

Trong ®ã:

µo - hÖ sè kinh nghiÖm, thêng lÊy b»ng 0,75;

a - chiÒu hÑp cña mÆt bng tÝnh to¸n;

b - chiÒu dµi cöa mÆt bng tÝnh to¸n;

q - ¸p lùc níc ph©n bè ®Òu;

[σ] - øng suÊt cho phÐp cña vËt liÖu.

δ kh«ng nªn lÊy nhá h¬n 10 hoÆc lín h¬n 30 mm.

(1)- Ph- ¬ng ph¸p tÝnh to¸n cöa ©u theo kÕt cÊu dÇm ngang

C¸c dÇm ngang ®îc tÝnh to¸n theo s¬ ®å chuyÒn lùc nh sau:

www.vncold.vn


- ¸p lùc níc t¸c dông vµo tÊm bng vµ truyÒn vµo çc dÇm ngang ®îc ph©n bè ®Òu theo t¶i träng.

- Çc dÇm ngang chÞu uèn vµ nÐn däc, truyÒn ¸p lùc vµo têng ®Çu ©u qua çc bé phËn ch«n vµo c«ng tr×nh.

Sè lîng dÇm ngang ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:

( )1 1 0 1 0

1

.H H 2h H 2hn 1 1

2 H .b 2.b

γ + += + ≅ +

γ (3-68)

Trong ®ã: b- kho¶ng çc gi÷a çch dÇm. §Ó b¶o ®¶m l¾p r¸p vµ hµn, çc dÇm phÝa díi b < 1,0. §Ó ®¶m b¶o ®é æn ®Þnh vµ v÷ng ch¾c çc dÇm phÝa

trªn, b >1,5 ÷ 2,0 m.

H1 - cét níc lµm viÖc;

h0 - ®é s©u mùc níc h¹ lu.

ChiÒu cao cña dÇm thêng lÊy t¬ng øng víi chiÒu dµi hoÆc chiÒu cao cña cöa,

t = (1/7 ÷ 1/9)c; c - chiÒu dµi cña cöa.

DÇm ®îc xem nh ®Æt trªn 2 ®iÓm tùa vµ chÞu çc lùc t¸c dông sau ®©y (h×nh 3-74).

H×nh 3-74. S¬ ®å lùc vµ tÝnh søc bÒn

+ Lùc ph©n bè ®Òu trªn dÇm:

q = γ.H1.b (3-69)

+ Lùc nÐn däc trôc dÇm:

N 1

N 0

(0,8 -1,0) t l

(0,8 - 1,0) t (0,12 ÷ 0,15) t

N 1

N 0

0

0

l

N 0 + N 1

M 0 M 0

N 0 + N 1

www.vncold.vn


co

q.N

2tg=

θ

; (3-70)

+ ¸p lùc níc t¸c dông vµo 2 ®Çu dÇm:

1 1N .H .b.t= γ ; (3-71)

t - chiÒu dµy chÞu ¸p lùc níc 2 ®Çu dÇm.

Lùc N1 thêng lÊy b»ng 10% No.

DÇm thêng cÊu t¹o b»ng hµn ghÐp, cã c¸c kÝch thíc t¬ng øng nh h×nh 3-74.

Do cÊu t¹o sinh ra m«men uèn lÖch t©m trªn dÇm:

N o 1 1 2M N .e N .e= + ; (3-72)

H×nh 3-75. S¬ ®å cÊu t¹o kÕt cÊu cöa

1- dÇm ®øng; 2- dÇm ngang chÝnh; 3- dÇm ngang phô; 4- b¶n dông ©u; 5- thanh ®øng ®Çu; 6- ®iÓm tùa trªn; 7- giµn c«ng t¸c; 8- neo trªn; 9- dÇm däc biªn; 10- gèi tùa trung gian

M«men do ¸p lùc níc t¸c dông ph©n bè ®Òu lªn trªn dÇm:

MP = Mq – MN (3-73)

Trong ®ã: MP - trÞ sè m«men uèn cña dÇm,

www.vncold.vn


2c

qq.

M8

=

(3-74)

§Ó cho øng suÊt ph©n bè t¬ng ®èi hîp lý trªn dÇm, phÝa thîng lu dÇm chÞu nÐn, phÝa h¹ lu dÇm chÞu kÐo, cÇn x¸c ®Þnh ®êng t©m trung hßa cña dÇm.

Trong tÝnh to¸n cã thÓ s¬ bé chän:

o ob 50.≤ δ (khi b/a >2)

0b 0,5.a≤ (khi b/a <2)

ob 0,5.b≤

ChiÒu réng çnh nhá cña dÇm bn thêng lÊy (20 ÷ 30)δn;

δn - chiÒu dµy çnh nhá cña dÇm.

øng suÊt cña dÇm cã thÓ x¸c ®Þnh ®îc theo c«ng thøc:

[ ]P 1n

M .yN

F Jσ = + ≤ σ (3-75)

[ ]p 2o

M .yN.

.F Jσ = − − σ

ϕ (3-76)

Trong ®ã: N - tæng lùc nÐn däc dÇm, N = N0 + N1;

σn - øng suÊt ë çnh nhá cña dÇm;

σ0 - øng suÊt phÝa çnh to cña dÇm;

ϕ - hÖ sè æn ®Þnh nÐn däc trôc;

y1 vµ y2 - kho¶ng çch tõ t©m trung hßa ®Õn çc mÐp cña 2 çnh dÇm;

[σ] - øng suÊt cho phÐp cña vËt liÖu;

J - m«men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn dÇm.

CÇn kiÓm tra thªm øng suÊt c¾t cña dÇm:

τ = c

Q.S

J.δ≤ [τc] (3-77)

Trong ®ã: S - m«men tÜnh cña tiÕt diÖn dÇm;

δc - chiÒu dµy cña th©n dÇm;

τc - øng suÊt c¾t cho phÐp cña vËt liÖu.

(2)- TÝnh to¸n çc lùc t¸c dông lªn çc gèi tùa cña cöa

Muèn thiÕt kÕ tèt çc kÕt cÊu tùa vµ quay cña cöa van cÇn x¸c ®Þnh ®îc çc lùc t¸c dông lªn nã. S¬ ®å tÝnh to¸n çc lùc nµy xem h×nh 3-76.

www.vncold.vn


h1

h4

G Ph3

h2

Tx

yT

α

R

Cy

xC

Z

y

x

Qx

zQ

yQ

h5

h6

H×nh 3-76. S¬ ®å lùc t¸c dông H×nh 3-77. S¬ ®å lùc kh«ng gian

Çc lùc t¸c dông bao gåm:

∆h - ¸p lùc chªnh lÖch cña níc; G - khèi lîng b¶n th©n cöa van; h’ - cao ®é cña cöa trªn mÆt níc; Pg - ¸p lùc cña giã trªn cöa van; Pn - ¸p lùc t¸c dông cña níc.

Çc ph¶n lùc bao gåm:

C - lùc kÐo ë gi»ng phÝa trªn; Q - ph¶n lùc ë gèi tùa díi; T - lùc t¸c dông cña m¸y ®ãng më.

NÕu lÊy täa ®é kh«ng gian Oxyz th× çc lùc trªn ®îc ph©n gi¶i trªn 3 trôc täa ®é vµ hÖ thèng ph¬ng tr×nh c©n b»ng cña cöa van sÏ lµ (h×nh 3-77):

1. ΣX = Cx + Tx + Qx = 0;

2. ΣY = Qy + Ty + Cy – P = 0;

3. ΣZ = Cz + Qz – G = 0;

4. ΣMx = 0; Cy.h1 + Ty.h1 – P.h6 = 0; (3-78)

5. ΣMy = 0; Cx.h1 + G.h3 + Tx.h1 = 0;

6. ΣMz = 0; Tyh4 + Tx.h5 – P.h3 = 0; (a)

Trong ®ã: P = Pg + Pn.

Víi Tx = T.cosα vµ Ty = T.sinα thay vµo ph¬ng tr×nh ®îc:

3

4 5

P.hT

h sin h cos=

α + α; (3-79)

www.vncold.vn


Gi¶i hÖ 5 ph¬ng tr×nh trªn sÏ t×m ®îc 5 Èn sè vµ t×m ®îc trÞ sè çc lùc C, Q vµ ph¬ng cña chóng råi tõ ®ã thiÕt kÕ çc kÕt cÊu gi»ng trªn, gèi tùa díi thÝch hîp.

(3)- Ph- ¬ng ph¸p tÝnh to¸n cöa ©u theo kÕt cÊu dÇm ®øng

Cöa ©u theo kÕt cÊu dÇm ®øng chÞu lùc nh sau:

+ T«n bng truyÒn lùc ®Õn çc thanh ®øng.

+ Thanh ®øng g¾n liÒn víi hÖ thèng dÇm, truyÒn phÇn nhá lùc lªn dÇm trªn vµ phÇn lín lùc xuèng dÇm díi.

+ DÇm trªn lµ dÇm chÝnh chÞu lùc tõ çc dÇm ®øng truyÒn ®Õn vµ lµm viÖc tùa víi nhau nh mét vßm 3 ®iÓm tùa, truyÒn lùc ®Õn v¸ch têng ©u.

+ DÇm díi tùa vµo ngìng díi vµ truyÒn lùc tõ çc dÇm ®øng vµo ngìng.

S¬ ®å truyÒn lùc nh ë h×nh 3-77.

¸p lùc ph©n bè ®Òu trªn 1 mÐt dµi cña cöa cã trÞ sè:

2.H

q2

γ= ;

Toµn bé lùc t¸c dông lªn cöa:

P = q.c (3-80)

Kho¶ng çch chia ®Òu lùc tÝnh tõ ngìng cöa:

Z = H

3

¸p lùc ph©n bè ®Òu trªn 1 mÐt dµi ë dÇm trªn:

d tq q q= − (3-81)

d tP P P= −

Lùc t¸c dông trªn 1 thanh ®øng:

P1 = q. b1 (3-82)

b1 - kho¶ng çch gi÷a 2 thanh ®øng.

TrÞ sè m«men uèn trªn thanh ®øng:

M ≈ 0,128.P1.h1 (3-83)

h1 - chiÒu cao cña thanh ®øng.

TÝnh to¸n dÇm trªn cña lo¹i cöa ©u nµy còng cã thÓ dïng çc c«ng thøc ®∙ dïng ë cöa ©u cã dÇm ngang vµ ®é vâng cña dÇm kh«ng nªn lÊy vît qu¸ trÞ sè 1/500.

Çc trÞ sè cña lùc gi»ng trªn Rt ph¶n lùc gèi tùa díi Rd cã thÓ x¸c ®Þnh ®îc theo

ph¬ng ph¸p tÝnh cña cöa ©u kÕt cÊu dÇm ngang.

Trong tÝnh to¸n cöa ©u theo kÕt cÊu dÇm ®øng cÇn chó ý bè trÝ vµ tÝnh to¸n dÇm chÐo ®Ó ®¶m b¶o æn ®Þnh cho kÕt cÊu cöa.

www.vncold.vn


(4)- TÝnh to¸n lùc ®ãng më

Lùc ®ãng më cöa ch÷ nh©n ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau ®©y:

M

T =

; (3-84)

Ht PHc

H×nh 3-78. S¬ ®å tÝnh lùc ®ãng më

Trong ®ã: T - lùc kÐo, ®Èy cÇn thiÕt ®Ó më, ®ãng cöa (T); M - m«men c¶n tÝnh to¸n khi ®ãng më cöa (T.m);

- c¸nh tay ®ßn tõ ®iÓm kÐo ®Õn t©m quay (m).

TrÞ sè m«men c¶n tÝnh to¸n M ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:

M = M1 + M2 + M3 + M4 + M5

Trong ®ã:

M1 - m«men c¶n do ma s¸t ë gèi tùa trªn vµ gèi tùa díi,

( )1 1 2M 0,5.f C.d 0,5G.d= + ;

f - hÖ sè ma s¸t, f = 0,4 ÷ 0,5;

C - lùc kÐo ë gi»ng gèi tùa trªn (T);

d1 - ®êng kÝnh trôc gèi tùa trªn (m);

G - träng lîng cöa van (T);

d2 - ®êng kÝnh ngâng gèi tùa díi (m);

M2 - m«men do ¸p lùc cña cét níc thñy tÜnh chªnh lÖch lóc më cöa,

M2 = 0,5∆h.c.Hn

∆h - cét níc thñy tÜnh chªnh lÖch lóc më cöa, thêng lÊy 0,2m tèi ®a 0,4m;

c - chiÒu dµi tÝnh to¸n cña cöa (m);

Hn - chiÒu cao cña cöa ng©m trong níc (m);

M3 - m«men qu¸n tÝnh cña khèi níc do sù di chuyÓn cña c¸nh cöa van t¹o ra,

2 23 n c bqM 0,15.H . .V= ;

Vbq- vËn tèc b×nh qu©n cña cöa khi di chuyÓn (m/s);

cbq

o

.V

2.t

ϕ=

;

ϕ - gãc quay cña cöa (radian); to - thêi gian më cöa (s);

M4 - m«men qu¸n tÝnh cña cöa khëi ®éng tõ vÞ trÝ ban ®Çu,

2c

4 2o

G.M 0,15

t=

;

www.vncold.vn


M5 - m«men do t¶i träng giã, tÝnh theo c«ng thøc:

25 K c 1M 0,47.H . .q= ;

Hk - chiÒu cao trªn mÆt níc cña cöa (m);

q1 - ¸p suÊt cña tèc ®é giã, thêng lÊy q1 = 40kg/m2.

c) KÕt cÊu gèi tùa cña cöa ch÷ nh©n

Cöa ch÷ nh©n nãi chung khi ®ãng më cöa quay quanh 2 gèi tùa trªn vµ gèi tùa díi. Khi lµm viÖc (ch¾n níc thîng lu) ngoµi 2 gèi tùa trªn vµ gèi tùa díi chÞu mét bé phËn ¸p lùc cña níc vµ träng lîng b¶n th©n cöa, cßn gèi tùa trung gian truyÒn toµn bé ¸p lùc cña níc vµo 2 bªn têng ©u vµ ®¶m b¶o cho çnh cöa lµm viÖc trong tr¹ng th¸i vßm 3 khíp. Çc gèi tùa trung gian ®îc bè trÝ t¬ng øng víi vÞ trÝ t©m dÇm ngang.

H×nh 3-79 vµ 3-80 chØ râ kÕt cÊu gèi tùa díi cã ngâng h×nh cÇu vµ bè trÝ lÖch t©m e ®Ó ®ãng më nhÑ. Ngâng h×nh cÇu vµ bÖ tùa ®îc tÝnh to¸n theo s¬ ®å (h×nh 3-81) vµ theo çc c«ng thøc trong hÖ ph¬ng tr×nh (3-78).

Gèi tùa trªn ®îc cè ®Þnh b»ng hÖ thèng gi»ng gi÷ cho cöa ®øng v÷ng khi quay vµ æn ®Þnh khi ®ãng kÝn hoÆc më hoµn toµn cöa ©u.

5°20°

70

a) b)

H×nh 3-79. S¬ ®å cÊu t¹o gèi cöa

H×nh 3-79a chØ râ hÖ thèng gi»ng ®¬n gi¶n b»ng 2 t¨ng ®¬ cã ªcu ®iÒu chØnh khi l¾p r¸p ban ®Çu. Lo¹i nµy lµm viÖc kh«ng tèt l¾m, chØ dïng ë çc cöa van lo¹i nhá kh«ng quan träng. Trong nh÷ng nh÷ng n¨m gÇn ®©y ngêi øng dông réng r∙i lo¹i gi»ng cã khíp kiÓu tam gi¸c nh h×nh 3-79b vµ h×nh 3-80. H×nh 3-80 chØ râ mét kÕt cÊu gi»ng ë mét cöa ©u t¬ng ®èi lín. Khi cöa quay chèt 7, 6 vµ kh«ng cïng trªn mét ®êng th¼ng mµ thµnh mét gãc cã t©m ë chèt 6 lµm cho khi ®ãng më cöa quay nhÑ nhµng.

H×nh 3-81 chØ râ kÕt cÊu gèi tùa trung gian cña cöa ©u truyÒn kiÓu ch÷ nh©n hiÖn ®¹i.

www.vncold.vn


A

A

10

7

12

5

1

2

4

6 8 11 9 7

10

2 9 12

A - A

112000

1500

H×nh 3-80

H×nh 3-81

www.vncold.vn


90

41

10

610

610

750

750

6

A

A

600

40

Φ 1800

950

500

40

1

5B B

9

2 3

48A - A

B - B

7 6

H×nh 3-82

H×nh 3-83 H×nh 3-84

www.vncold.vn


Ch¬ng 3 55

cöa van ph¼ng 55

3.1. Cöa van ph¼ng 55

3.1.1. u nhîc ®iÓm cña cöa van ph¼ng 55

3.1.2. Çc bé phËn chÝnh cña cöa van ph¼ng 55

3.1.3. CÊu t¹o cña çc bé phËn chÝnh 56

3.1.4. T¶i träng vµ lùc t¸c dông lªn cöa van ph¼ng 59

3.1.5. Çc kiÓu cöa van ph¼ng 61

3.1.6. KÕt cÊu phÇn èp ë ngìng khe van vµ gio¨ng kÝn níc 65

3.2. Cöa van cung 67

3.2.1. ¦u nhîc ®iÓm cña cöa van cung 67

3.2.2. Nh÷ng kÕt cÊu chÝnh 67

3.2.3. X¸c ®Þnh vÞ trÝ cña dÇm chÝnh 70

3.2.4. Çc kiÓu cöa van cung 71

3.2.5. X¸c ®Þnh ¸p lùc níc tÜnh t¸c dông lªn cöa van cung 73

3.2.6. TÝnh träng lîng b¶n th©n cöa cung 76


3.3. Cöa sËp (cöa Clape trôc díi) 77

3.3.1. §Æc tÝnh c¬ b¶n 77

3.3.2. Cöa sËp ®iÒu khiÓn b»ng c¬ khÝ 77

3.3.3. Cöa sËp tù ®éng b»ng ®èi träng 79

3.3.4. Cöa Clape phao (gäi t¾t lµ cöa sËp phao) 81

3.4. Cöa Clape trôc trªn (h×nh 3-30) 82

3.4.1. CÊu t¹o 82

3.4.2. Nguyªn lý lµm viÖc 82

3.4.3. Ph¹m vi ¸p dông 82

3.5. Cöa qu¹t 83


3.5.2. Çc lo¹i cöa qu¹t 83

3.5.3. §iÒu kiÖn n©ng vµ h¹ cöa qu¹t 86

3.5.4. KÕt cÊu cöa qu¹t 89

3.5.5. §iÒu khiÓn cöa qu¹t 90

3.6. Cöa van m¸i nhµ 91


3.6.2. Çc kiÓu cöa van m¸i nhµ 91

www.vncold.vn


3.6.3. Lùc n©ng vµ h¹ cöa m¸i nhµ 92

3.6.4. KÕt cÊu cöa van m¸i nhµ 95

3.6.5. ThiÕt kÕ vµ ®iÒu khiÓn cöa van m¸i nhµ 95

3.7. Cöa van trô l¨n 96


3.7.2. Çc kiÓu cöa van trô l¨n 97

3.7.3. KÕt cÊu cña cöa van trô l¨n 97

3.7.4. X¸c ®Þnh träng lîng b¶n th©n vµ lùc n©ng cöa van trô l¨n. 98

3.7.5. M¸y n©ng cöa van trô l¨n 100

3.8. Cöa van giµn quay 100

3.9. Cöa van çnh cöa tù ®éng (cvcct®) 102

3.9.1. XuÊt xø cöa van çnh cöa tù ®éng 102

3.9.2. CÊu t¹o 102

3.9.3. S¬ ®å bè trÝ cöa van çnh cöa tù ®éng 104

3.9.4. Nguyªn lý ho¹t ®éng vµ tÝnh lùc ®ãng më 105

3.9.5. ChÕ ®é vËn hµnh cña cöa van çnh cöa tù ®éng 109

3.9.6. Çc bé phËn chÝnh cña cöa van vµ khung chøa van 110

3.10. Çc kiÓu cöa b¶n lÖch trôc ®øng tù ®éng vµ b¸n tù ®éng 114

3.10.1. CÊu t¹o 114

3.10.2. Nguyªn lý lµm viÖc tù ®éng 115

3.10.3. Ph¹m vi ¸p dông 115

3.11. Çc kiÓu cöa van trôc ngang 116

3.11.1 Cöa ph©n viªn (mét phÇn t h×nh trßn) 116

3.11.2. Cöa van Amil 117

3.11.3. Cöa van cung ®èi träng tù ®éng ®iÒu tiÕt mùc níc 119

3.11.4. Cöa van b¶n quay trôc ngang 119

3.12. Cöa ©u tµu 122

3.12.1. Çc lo¹i cöa ©u 122

3.12.2. Cöa ch÷ nh©n 124

www.vncold.vn

Ch¬ng 4 - cöa van s©u 137

Ch¬ng 4

cöa van s©u


4.1. Mét sè vÊn ®Ò cÇn chó ý khi thiÕt kÕ cöa van s©u

- ë nh÷ng c«ng tr×nh ®Çu mèi cã ®Çu níc cao, sö dông c«ng tr×nh x¶ s©u ®Ó th¸o lu lîng cÇn thiÕt lµ u viÖt v× nã cã kh¶ n¨ng th¸o lín vµ ë ®©y thêng dïng cöa van s©u. Song cöa van s©u cã nhîc ®iÓm lµ khã quan s¸t, söa ch÷a khã kh¨n h¬n cöa van mÆt; ®Ó ®¶m b¶o an toµn trong nhiÒu trêng hîp ë c«ng tr×nh ®Çu mèi bè trÝ c¶ x¶ s©u vµ x¶ mÆt.

- Trong ®êng hÇm x¶ lò, cöa bè trÝ ë ®o¹n ®Çu hoÆc ®o¹n gi÷a thêng x¶y ra ph¸ ho¹i ë trong buång cöa, hoÆc theo chiÒu dµi èng, hoÆc sau cöa van do t¸c dông cña hiÖn tîng khÝ thùc vµ rung ®éng. Do ®ã ph¶i cã gi¶i ph¸p kh¾c phôc ®îc khÝ thùc vµ rung ®éng.

- ChÕ ®é lµm viÖc thñy ®éng cña cöa cÇn ®îc nghiªn cøu thiÕt kÕ trªn c¬ së thÝ nghiÖm m« h×nh thñy lùc tríc lóc ®a vµo x©y dùng. Ngoµi ra cÇn xem xÐt so s¸nh kÕt qu¶ nghiªn cøu m« h×nh víi sè liÖu thùc tÕ, ®Æc biÖt lµ qu¸ tr×nh th«ng h¬i vµ khÝ thùc ë nh÷ng khu vùc cã liªn quan.

ë nh÷ng c«ng tr×nh x¶ s©u ¸p dông cöa ph¼ng s©u cã u ®iÓm lµ gän vµ kÕt cÊu ®¬n gi¶n. Nhng nhîc ®iÓm lµ khi më cöa ph¼ng tõng phÇn ®Ó ®iÒu chØnh lu lîng khe cöa thêng bÞ ph¸ ho¹i v× bÞ rung ®éng do kÕt cÊu cã bËc tù do díi ¶nh hëng cña dßng ch¶y vµ lùc ®ãng më kh¸ lín.

§èi víi c«ng tr×nh x¶ s©u ¸p dông cöa van cung s©u cã nh÷ng u ®iÓm sau:

+ H×nh d¹ng cöa t¹o dßng ch¶y thuËn.

+ Cöa g¾n chÆt vµo khèi bª t«ng c«ng tr×nh, nªn khi më tõng phÇn ®iÒu chØnh lu lîng hiÖn tîng rung ®éng nhá v× kÕt cÊu kh«ng cã bËc tù do.

+ Lùc ®ãng më cöa nhá h¬n cöa ph¼ng cïng ®iÒu kiÖn.

- Khi cÇn ®iÒu chØnh lu lîng chÝnh x¸c, nh÷ng n¨m gÇn ®©y ngêi ta sö dông van kim, van c«n.

4.2. Cöa ph¼ng s©u 4.2.1. CÊu t¹o

V× cét níc cao, nhÞp cöa kh«ng lín nªn cöa ®îc kÕt cÊu nhiÒu dÇm chÝnh, d¹ng ®Æc. §é cøng cöa yªu cÇu cao ®Ó h¹n chÕ rung ®éng khi cã dßng ch¶y bªn díi nã. MÆt

www.vncold.vn


kh¸c do vËn tèc cña dßng ch¶y lín nªn phÝa sau cöa thêng x¶y ra ch©n kh«ng do ®ã ph¶i cã th«ng h¬i. Lu lîng khÝ ®a vµo lÊy kho¶ng 30% lu lîng níc ch¶y qua lç cöa, diÖn tÝch lç dÉn khÝ kho¶ng 1/10 diÖn tÝch tho¸t níc.

KÕt cÊu tùa cña cöa cÊu t¹o theo 3 d¹ng: trît, b¸nh xe vµ xÝch l¨n.

¦u ®iÓm cña cöa trît: khe cöa hÑp gi¶m rung ®éng vµ gi¶m x©m thùc khe. Song hÖ sè ma s¸t trît lín nªn m¸y ®ãng më cÇn søc n©ng lín. Lo¹i b¸nh xe khe cöa réng dÔ g©y chÊn ®éng cöa vµ hÌm cöa dÔ bÞ x©m thùc nhng v× hÖ sè ma s¸t l¨n nhá nªn m¸y ®ãng më cã søc n©ng nhá h¬n so víi cöa trît. Trêng hîp cöa chÞu ®Çu níc cao,

chiÒu cao cöa lín h¬n 4 ÷5m, thiÕt kÕ ph¶i chia cöa ra nhiÒu tÊm chång lªn nhau, mçi tÊm cã 4 b¸nh xe vµ nèi gi÷a c¸c tÊm b»ng khíp. KÕt cÊu nh vËy thuËn lîi cho l¾p r¸p vµ tr¸nh ®îc t×nh tr¹ng cã b¸nh xe kh«ng lµm viÖc.

B

A-A

AA

B

B-B

H×nh 4-1. Cöa ph¼ng s©u H×nh 4-2. KiÓu b¸nh xe trùc tiÕp

1- b¶n mÆt; 2- trôc b¸nh xe; 3- b¸nh xe.

§Ó kh¾c phôc nhîc ®iÓm vÒ ®êng kÝnh b¸nh xe to, hÌm cöa réng ngêi ta sö dông lo¹i cöa xÝch l¨n.

Lo¹i cöa nµy kh¾c phôc ®îc nhîc ®iÓm cña 2 lo¹i trªn song nhîc ®iÓm chÝnh cña nã lµ kÕt cÊu phÇn tùa phøc t¹p, yªu cÇu chÕ t¹o chÝnh x¸c cao. Víi môc ®Ých gi¶m khã kh¨n vÒ chÕ t¹o cña lo¹i cöa xÝch l¨n, mét h×nh thøc cöa míi ra ®êi (h×nh 4-2).

B¸nh xe chÞu lùc ®îc g¾n ngay trªn ®Çu èng, kh«ng qua kÕt cÊu trung gian do ®ã chÞu lùc tèt, cho phÐp t¨ng t¶i träng lªn cöa.

C¸i míi cña kÕt cÊu nµy lµ nã ®îc cÊu t¹o bëi 2 phÇn, khi h¹ cöa ®Õn ngìng th¸o níc trong kho¶ng gi÷a b¶n mÆt vµ èng (A), cöa chÞu lùc tùa hoµn toµn vµo 2 dÇm bªn, b¸nh xe kh«ng lµm viÖc. Khi kÐo cöa, ®a níc vµo kho¶ng gi÷a (A) níc Ðp èng ®a b¸nh xe vµo vÞ trÝ lµm viÖc, gi¶m nhÑ lùc ®ãng më.

www.vncold.vn


4.2.2. T¶i träng vµ lùc t¸c dông lªn cöa

a) ¸p lùc níc tÜnh

BiÓu ®å ¸p lùc C«ng thøc x¸c ®Þnh P C«ng thøc x¸c ®Þnh vÞ trÝ

®Æt hîp lùc H0

( )T 0 00,5. 2H H H .Lγ − 0 T 0T

T 0

H 3H 2HH .

3 2H H

−−

−

( )T H 0H H H .Lσ − T 0H 0,5H−

b) Träng lîng b¶n th©n, khi tÝnh s¬ bé xem biÓu ®å h×nh 3-6

c) T¶i träng do ®éng ®Êt

d) TÝnh lùc n©ng h¹

Lùc n©ng: T = K1.G + K2.(Tx + Ty) + Pa + Pd (4-1)

Lùc h¹: T’ = 0,9.G – 1,2 (Tx + Ty) + Pd (4-2)

NÕu T’ > 0 cöa tù h¹.

T’ < 0 cöa kh«ng tù h¹ ph¶i Ên xuèng b»ng c¬ cÊu m¸y.

Lùc gi÷: Tg = K1.G – (Tx + Ty) + Pd (4-3)

Trong ®ã: Pd - ¸p lùc níc theo híng ®øng;

K1 = 1,1; K2 = 1,2;

C¸c ký hiÖu kh¸c nh tríc.

e) Khe cöa

Khe cöa lµ bé phËn quan träng ®èi víi cöa ph¼ng s©u v× nã cã thÓ lµm cho cöa bÞ m¾c kÑt khi vËn hµnh, lµm t¨ng lùc n©ng, h¹ cña c¬ cÊu m¸y, hoÆc g©y ra x©m thùc, rß níc... v× vËy, phÇn bª t«ng ë khe vµ ngìng cöa còng nh ë têng ngùc cÇn thiÕt kÕ m¸c bª t«ng thÝch hîp, R > 300, gia c«ng cÈn thËn, l¾p r¸p ®¶m b¶o dung sai cho phÐp cña thiÕt kÕ. KÕt cÊu khe cöa ë s©u thêng theo mÊy d¹ng nh cöa ph¼ng mÆt, nhng thÐp dµy h¬n (xem h×nh 3-12).

H×nh 4-3

Ho P Ht

Hh P Ht Ho

www.vncold.vn


g) TÝnh thÐp ë khe cöa

C«ng thøc thêng dïng ®Ó tÝnh ®êng l¨n chÞu t¶i träng tËp trung

- øng suÊt uèn ®êng ray (h×nh 4-3):

u3.N.h

8.Wσ = (4-4)

- øng suÊt Ðp côc bé:

CMN

3.t.σ =

δ (4-5)

- øng suÊt nÐn díi ®¸y ray t¸c dông vµo bª t«ng:

IMN

3.h.bσ = (4-6)

4.2.3. Ph¹m vi sö dông Cöa ph¼ng s©u thêng ¸p dông réng r∙i ë ®Çu miÖng lÊy níc vµo nhµ m¸y thñy

®iÖn, cöa ®ãng nhanh ®Çu ®êng èng, c«ng tr×nh x¶ lò s©u hoÆc ë c¸c ®êng hµnh lang dÉn níc cña ©u tµu. Do kÕt cÊu gän, ®¬n gi¶n nªn cöa ph¼ng s©u vÉn ®îc nghiªn cøu c¶i tiÕn ®Ó ®îc sö dông réng r∙i.

4.3. Cöa van cung s©u 4.3.1. CÊu t¹o

9000

4

7

56

1

2 8

39

H×nh 4-4. Cöa van cung s©u

www.vncold.vn


Kh¸c víi cöa cung mÆt, cöa cung s©u thêng ®îc ®Æt ë phÇn ®Çu cña c«ng tr×nh th¸o níc (h×nh 4-4), cöa cung ë s©u cã nhÞp cha ®îc réng, chiÒu cao cöa cha ®îc

cao, nhng chÞu ®Çu níc lªn ®Õn 100m, trôc b¶n lÒ ®êng kÝnh ®¹t ®Õn Φ1000.

T«n bng cña cöa dµy ®Õn 40mm vµ sè dÇm chÝnh kh«ng ph¶i chØ 2 mµ 3 hoÆc 4; dÇm d¹ng ®Æc. Ch©n cµng thêng cÊu t¹o b»ng thÐp tÊm ghÐp l¹i d¹ng h×nh hép cã khoÐt lç thÝch hîp cho viÖc l¾p r¸p.

Cèi b¶n lÒ cÊu t¹o theo hai kiÓu: trôc ®ång t©m vµ trôc lÖch t©m. Cöa trôc ®ång t©m khi ®ãng më mÐp ngoµi cöa t«n bng chuyÓn ®éng trªn 1 quü ®¹o nhÊt ®Þnh; nhîc ®iÓm lµ khi më cöa tõng phÇn níc sÏ ch¶y theo khe hë gi÷a mÆt bng cöa vµ gio¨ng g©y chÊn ®éng vµ khÝ thùc bëi nh÷ng tia b¾n vµo têng hai bªn. MÆt kh¸c gio¨ng ch¾n níc bÞ mµi mßn chãng háng. KiÓu trôc quay lÖch t©m ®∙ kh¾c phôc nhîc ®iÓm trªn.

12000

0.0

0.5

39.0

46.52

3

4

H×nh 4-5. Cöa cung s©u bè trÝ ë phÇn ®Çu c«ng tr×nh th¸o níc

1- líi ch¾n r¸c; 2- têi th¶ phai; 3- phai; 4- m¸y n©ng.

www.vncold.vn


4.3.2. Mét sè tÝnh to¸n c¬ b¶n

a) T¶i träng do ¸p lùc níc tÜnh (thµnh phÇn ®øng)

R

d

tH

Pdh h

ngP

tngP

P t

βϕ

hH

β

1

2ϕϕ

1

ho

nH

Khi t©m quay cao h¬n ®Ønh cöa cèng

( )

( )

t 2d 1 20

1 2

n1 2

1 n.P . .R L 2sin .cos

2 180

1sin2 sin2

2

H2 cos sin

r

ϕ= γ + ϕ ϕ −

− ϕ + ϕ +

+ ϕ + ϕ

(4-7)

Khi t©m quay ngang b»ng ®Ønh cöa cèng

( )

t 2d 0

n

1 n sin2P . .R L

2 2180

H1 cos

R

ϕ ϕ= γ − +

+ − ϕ

(4-8)

Khi t©m quay thÊp h¬n ®Ønh cöa cèng

( )

t 2d 1 20

21 2

n1 2

1 nP .R L. 2sin cos

2 180

1(sin2 sin )2

H2 cos cosR

ϕ= γ − ϕ ϕ +

+ ϕ − ϕ +

+ ϕ − ϕ

(4-9)

www.vncold.vn


b) Träng lîng b¶n th©n xem biÓu ®å h×nh 3-6 (¸p dông ®Ó tÝnh s¬ bé)

c) TÝnh lùc ®iÒu khiÓn trôc lÖch t©m

Ph¬ng tr×nh c©n b»ng m«men xo¾n:

R ms chM M M Mγ= + + , (4-10)

Mms - m«men trªn trôc do ma s¸t ë æ bi, ms tr p zM M M M= + + ;

Mch - m«men trªn trôc do ma s¸t ë gio¨ng cña æ, ch ch.tr ch.p ch.zM M M M= + + :

Mγ - m«men xo¾n do t¶i träng tÜnh vµ ®éng;

y

P

Qo

8

45 o

1060

1000750

H×nh 4-6. Trôc lÖch t©m

Mtr + Mp - m«men trªn trôc do ma s¸t ë æ bi cña tùa kh«ng chuyÓn ®éng bªn tr¸i vµ bªn ph¶i;

Mz - m«men trªn trôc do ma s¸t ë æ bi cña tùa chuyÓn ®éng ë gi÷a

Mtr + Mp = Q.f.rtq

Mz = Q.f.rz (4-11)

c ®Q QQ

2

+=

Trong ®ã: f- hÖ sè ma s¸t;

rtq - b¸n kÝnh cña trôc tùa tÜnh;

Qc- t¶i träng tÜnh lªn gèi;

Q® - t¶i träng ®éng lªn gèi;

rz - b¸n kÝnh cña trôc tùa ®éng.

M«men xo¾n do t¶i träng tÜnh Mcm

Mcm = cQ

2rγ (rγ -b¸n kÝnh lÖch t©m) (4-12)

www.vncold.vn


Mγ = Mcm. c ®

c

Q Q

Q

+ (4-13)

Lùc t¸c dông lªn c¬ cÊu m¸y:

P =M.

r

γ (4-14)

r - tay ®ßn cña c¬ cÊu m¸y ®Õn t©m 0.

d) TÝnh tÇn sè dao ®éng riªng cña cöa theo híng ngang

C«ng thøc cã d¹ng:

1 K

d .2. 2. M

ϖ= =

π π (4-15)

K - hÖ sè phô thuéc ®é cøng cña cöa:

1000

K =∆

(kg/cm)

M = G

9,81(kg)

G - träng lîng cña phÇn ®éng;

∆ - chuyÓn vÞ ngang cña cöa t¹i ®iÓm B khi ®Æt lùc.

P = 1000kg.

NÕu tÇn sè dao ®éng riªng cña cöa lín h¬n tÇn sè dao ®éng cña t¶i träng theo híng ngang th× æn ®Þnh cöa ®¶m b¶o. Theo kinh nghiÖm tÇn sè dao ®éng cña t¶i träng

theo híng ngang biÕn thiªn tõ 0÷6,7Hz. Trong ®ã 90% tÇn sè dao ®éng cã biªn ®é

3÷4Hz.

TÝnh lùc n©ng h¹ xem c«ng thøc (37-43), (37-44), (37-45).

4.3.3. Ph¹m vi øng dông Cöa cung s©u ®îc ¸p dông réng r∙i trong c«ng tr×nh x¶ s©u, c«ng tr×nh lÊy níc

®iÒu tiÕt lu lîng.

4.4. Van ®Üa 4.4.1. CÊu t¹o

Cöa van ®Üa (h×nh 4-7) lµ mét c¸i ®Üa ph¼ng quay ®îc, thêng cã h×nh trßn, quay quanh mét trôc th¼ng ®øng hay trôc n»m ngang, trôc nµy nèi chÆt víi ®Üa (thÝ dô t¹i gi÷a ®Üa). Trôc xuyªn qua vá cöa van vµ ®îc nèi víi m¸y ®iÒu chØnh. Khi quay trôc nµy, ®Üa cã thÓ n»m ë mét vÞ trÝ bÊt kú, v× vËy mµ tiÕt diÖn èng ®îc më réng hay thu hÑp l¹i. Trôc quay cña ®Üa ph¶i ®Æt thÕ nµo ®Ó ¸p lùc ë hai phÇn cña ®Üa gÇn nh b»ng nhau, do ®ã khi quay cöa van chØ cÇn mét lùc t¬ng ®èi nhá. §Üa lµm b»ng thÐp ®óc,

www.vncold.vn


trôc còng b»ng thÐp cã æ ®ì vµ æ b¹c b»ng ®ång ë hai ®Çu, vá b»ng gang, vËt ch¾n níc lµ nh÷ng gio¨ng cao su, gio¨ng ®îc lãt gi÷a çc mÆt mµi nh½n cña vá.

Khi lç chØ më ®îc mét phÇn th× phÝa sau ®Üa h×nh thµnh mét vïng ¸p suÊt thÊp, ®ã lµ vïng níc xo¸y, v× vËy cöa van bÞ chÊn ®éng vµ cã thÓ x¶y ra hiÖn tîng bÞ x©m thùc. §Ó tr¸nh hiÖn tîng ch©n kh«ng, ngêi ta dÉn kh«ng khÝ trùc tiÕp vµo díi cöa, lµm t¨ng ¸p lùc phÝa díi cöa van b»ng çch lµm hÑp tiÕt diÖn ra cña cèng x¶ hoÆc lµm cho ®Üa cã d¹ng thu«n, lµm cho d¹ng cña lç ®îc hoµn thiÖn khi lç më ra hoµn toµn (b»ng çch ®Æt tríc vµ sau ®Üa çc ®êng dÉn dßng cã d¹ng thuËn).

Khu vùc xo¸y

H×nh 4-7. Cöa van ®Üa

Cöa van ®Üa ®îc sö dông réng r∙i t¹i çc c«ng tr×nh th¸o níc, dïng lµm cöa van chÝnh øng víi mäi lo¹i cét níc kh¸c nhau, nÕu nh kh«ng ®ßi hái ®iÒu tiÕt lu lîng

níc. Khi cÇn ®iÒu tiÕt lu lîng th× cöa van ®Üa ®îc dïng cho cét níc díi 25÷30m khi ®ã cöa ®îc ®Æt ë díi c«ng tr×nh th¸o níc, vµ nã ®îc ®Æt lé h¼n ra ngoµi. Nhê lùc ®ãng më nhÑ vµ më cöa nhanh nªn lo¹i van ®Üa ®îc sö dông khi cÇn ®iÒu tiÕt lu lîng (víi cét níc thÊp) vµ ®Ó ®¶m b¶o ®ãng kÝn lç th× cöa van chÝnh cã thÓ sÏ lµ mét lo¹i cöa van kh¸c, v× cöa van ®Üa kh«ng ®îc kÝn níc. Ngµy nay nhê c«ng nghÖ chÕ t¹o hiÖn ®¹i nªn ®é kÝn cña van ®Üa t¬ng ®èi tèt h¬n.

Cöa van ®Üa ®îc dïng víi cét níc ®Õn 800m, ®êng kÝnh 0,7m vµ lín h¬n; ®êng kÝnh lín nhÊt ®∙ dïng cöa van lµ 8,2m (khi cét níc 25m).

KÕt cÊu van ®Üa gåm 2 phÇn chÝnh: vá vµ ®Üa quay. PhÇn vá gåm 2 nöa liªn kÕt víi nhau b»ng çc bul«ng; vËt liÖu b»ng thÐp (hµn, ®óc) hoÆc b»ng gang ®óc.

Nöa díi cã bé phËn g¾n vµo nÒn vµ phÝa trong vá cã g¾n gio¨ng ch¾n níc.

PhÇn ®Üa thêng cÊu t¹o 2 kiÓu:

KiÓu 1: b¶n lít lµ 1 tÊm ph¼ng ®îc gia cêng bëi çc g©n ngoµi vµ hµn vµo trôc.

KiÓu 2: b¶n lít gåm 2 tÊm trªn vµ díi cã çc g©n kÑp bªn trong.

Tû lÖ d

D c¶ 2 kiÓu chän tõ 0,05 ÷ 0,3; thêng gÆp

d

D = 0,15.

4.4.2. T¶i träng vµ lùc t¸c dông - Träng lîng b¶n th©n: Khi lËp nhiÖm vô thiÕt kÕ vµ lËp ®¬n hµng thiÕt bÞ, träng

lîng van ®Üa ®îc tÝnh theo c«ng thøc:

www.vncold.vn


2,25 0,28G 0,91.D .H= , (T); (4-16)

(PhÇn tÜnh 60% toµn bé)

1) ¸p lùc níc tÜnh khi cöa ®ãng hoµn toµn:

P = γ.H.F (4-17)

2) M«men lùc tÜnh khi cöa ®ãng hoµn toµn (Khi trôc quay cña ®Üa n»m ngang):

4P. .D

M64

γ= , (T.m). (4-18)

4.4.3. TÝnh søc bÒn cña vá vµ ®Üa

a) Vá

KiÓm tra ®é bÒn theo c«ng thøc:

- øng suÊt vßng σz = p.D

2.δ (4-19)

- øng suÊt trôc σx =N

S (4-20)

H×nh 4-8. MÆt c¾t ngang van ®Üa

b) §Üa vµ trôc

σu1 =B

1

M

W; (4-21)

MB - m«men uèn ë tiÕt diÖn th¼ng gãc víi trôc ngâng,

3

BD

M 1,36. .H12

= γ ; (4-22)

W1 - m«men kh¸ng uèn cña trôc,

W1= 0,1d3.

σu2 = A

2

M

W; (4-23)

MA - m«men uèn ë tiÕt diÖn trïng víi trôc ngâng,

3

AD

M .H.12

= γ ; (4-24)

W2 - m«men kh¸ng uèn cña ®Üa theo mÆt c¾t A – A.

Ký hiÖu trong c¸c c«ng thøc nh sau:

D - ®êng kÝnh van ®Üa (m);

H - cét níc tÝnh to¸n khi cöa ®ãng (m);

F - diÖn tÝch chÞu lùc cña ®Üa (m2);

D

B

B

A A

www.vncold.vn


p - ¸p lùc cña níc bªn trong khi ®ãng vai van ®Üa (kg);

δ - chiÒu dµy vá (cm);

N - lùc theo híng trôc (kg);

S - tiÕt diÖn ngang cña vá èng (cm2);

d- chiÒu dµy ®Üa (mm).

4.4.4. Ph¹m vi øng dông Van ®Üa sö dông réng r∙i ®Ó ®ãng c¸c cöa th¸o níc nh ®Æt tríc tuabin, cöa

®ãng nhanh b¶o vÖ ®êng èng ®Æt ë ®Çu ®êng èng ¸p lùc víi mäi cét níc. ¦u ®iÓm: KÕt cÊu gän, ®¬n gi¶n trong chÕ t¹o vµ l¾p r¸p, song nhîc ®iÓm lµ chØ më cöa khi 2 bªn cöa ¸p lùc c©n b»ng vµ kh«ng dïng van ®Üa ®Ó ®iÒu tiÕt lu lîng nªn cã thÓ lµm cöa dù tr÷ thø 2 khi cÇn ®iÒu tiÕt lu lîng. HiÖn nay van ®Üa ®∙ thi c«ng víi:

Φ8m23 H – 27m

Φ6m H – 120m

Φ5m H – 170m

4.5. Van cÇu 4.5.1. CÊu t¹o

Van cÇu gåm 2 phÇn chÝnh: phÇn vá vµ phÇn quay. PhÇn vá hîp thµnh bëi 2 nöa, 2 ®Çu d¹ng h×nh trô cã mÆt bÝch, ë gi÷a d¹ng cÇu cã khoÐt lç ®Ó cè ®Þnh ë trôc quay (h×nh 4-9).

4

3

2

15

H×nh 4-9. CÊu t¹o van cÇu

1- vá ngoµi; 2- cÇu cã khoÐt lç; 3- trôc quay; 4- tay ®ßn, 5- b¸nh vÝt trôc vÝt.

PhÇn cÇu quay lµ qu¶ cÇu cã khoÐt lç h×nh trô, ®êng kÝnh lç khoÐt b»ng ®êng kÝnh trong cña èng dÉn níc. Khi cöa më hoµn toµn, níc trong èng ch¶y qua lç cña cÇu quay vÒ phÝa sau; dßng ch¶y kh«ng gÆp trë ng¹i g× nªn tæn thÊt cét níc qua van cÇu rÊt nhá.

www.vncold.vn


§Ó ®ãng më van cÇu ngêi ta sö dông c¬ cÊu kiÓu pitt«ng dÇu. Liªn kÕt gi÷a pitt«ng vµ cöa bëi tay ®ßn mét ®Çu nèi víi trôc quay cã r∙nh then, mét ®Çu nèi pitt«ng cã khíp quay. Cã thÓ ®ãng më van cÇu b»ng c¬ cÊu m¸y theo kiÓu b¸nh vÝt trôc vÝt. B¸nh vÝt g¾n vµo trôc quay cã r∙nh then, trôc vÝt ¨n khíp víi b¸nh vÝt vµ dùng trong hép kÝn cã dÇu, g¾n vµo vá. Khi ®éng c¬ chuyÓn ®éng lµm quay trôc vÝt vµ dÉn ®Õn quay b¸nh vÝt.

4.5.2. Ph¹m vi sö dông Van cÇu thêng ®Æt tuabin, thÝch hîp víi tr¹m cã ®Çu níc cao.

¦u ®iÓm: tæn thÊt cét níc bÐ, kÕt cÊu chÞu lùc ch¾c ch¾n æn ®Þnh.

Nhîc ®iÓm: kh«ng ®iÒu tiÕt lu lîng, khèi lîng van lín, kÕt cÊu phøc t¹p so

víi van ®Üa; v× vËy van cÇu sö dông kh«ng ®îc réng r∙i nh van ®Üa.

§Ó x¸c ®Þnh s¬ bé träng lîng van cÇu cã thÓ dïng c«ng thøc:

n m1 maxG K.D .H= , (T); (4-25)

K = 0,058; n = 2,4; m = 0,9;

D1 - ®êng kÝnh van.

4.6. Cöa Van h×nh kim 4.6.1. CÊu t¹o vµ vËn hµnh

1

2

3 45

6789 10

11

12

13

14

15

16

17

1819

20

H×nh 4-10. Cöa van h×nh kim

1- vá; 2- lâi; 3- phÇn h×nh nãn cña lâi; 4- pitt«ng; 5- ®Çu h×nh kim cña pitt«ng; 6- lìi gµ h×nh kim cña pitt«ng (®ãng lç th¸o níc cña khoang pitt«ng); 7- khoang pitt«ng; 8- thíc r¨ng ca cña pitt«ng; 9- b¸nh xe r¨ng khÝa cña pitt«ng; 10- trôc th¼ng ®øng cña pitt«ng; 11- bé phËn ®iÒu khiÓn pitt«ng; 12- èng dÉn níc vµo khoang pitt«ng; 13- èng th¸o níc tõ khoang pitt«ng ra; 14- lç th¸o níc cña khoang pitt«ng; 15- khoang cña lâi; 16- lç th¸o níc cña khoang trong lâi; 17- èng th¸o níc cña khoang trong lâi; 18- vßng chèng rß rØ; 19- vßng nh« ra cña pitt«ng; 20- èng dïng ®Ó th¸o níc tõ khoang trèng h×nh khuyªn gi÷a vá vµ lâi tõ pitt«ng ra.

www.vncold.vn


Cöa van h×nh kim gåm cã mét çi vá cè ®Þnh h×nh bÇu dôc vµ mét çi h×nh thu«n: lèi ra ë gi÷a hai vá nµy ®îc ®ãng l¹i b»ng çch di chuyÓn mét pitt«ng h×nh kim ®Æt trong lç. Çc lo¹i cöa van h×nh kim kh¸c nhau ®∙ dïng ®îc ph©n biÖt theo ph¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn hoÆc theo cÊu t¹o cña pitt«ng; theo ph¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn çc cöa van h×nh kim cã thÓ chia thµnh 2 nhãm: (1) §iÒu khiÓn b»ng søc níc, hoÆc lµ lo¹i c©n b»ng (vÒ ph¬ng diÖn ¸p lùc níc t¸c dông lªn h×nh trô) vµ (2) ®iÒu khiÓn b»ng m¸y, hay lµ kh«ng c©n b»ng. Lo¹i th«ng dông nhÊt lµ çc cöa van c©n b»ng.

Trªn h×nh 4-10 tr×nh bµy mét kiÓu cña cöa van h×nh kim c©n b»ng hoµn chØnh. Cöa van gåm cã vá 1, lâi 2 g¾n vµo vá b»ng nh÷ng sèng híng t©m, lâi cã ®Çu h×nh nãn 3 vµ pitt«ng 4 víi ®Çu cã d¹ng kim 5. Pitt«ng cã lìi gµ h×nh kim 6 dïng ®iÒu tiÕt níc ch¶y tõ khoang 7 ra, t¹i ®Çu tr¸i cña nã cã mét thíc r¨ng ca 8, thíc ®ã ¨n khíp víi b¸nh xe 9 nhê trôc th¼ng ®øng 10 cña b¸nh xe vµ tiÕp nhËn t¸c dông cña bé phËn ®iÒu khiÓn 11. Níc cã ¸p sÏ ch¶y vµo khoang 7 theo èng 12 (khi më cöa van) vµ ch¶y ra khái khoang theo lç 14, lç nµy ®îc ®ãng b»ng lìi gµ h×nh kim 6. ViÖc th¸o kh« hoµn toµn khoang 7 cã thÓ tiÕn hµnh nhê èng 13. Níc ch¶y vµo khoang 15 nhê lç 16, vµ ch¶y ra khái khoang 15 nhê èng 17. ViÖc th¸o kh« cho khoang trèng h×nh khuyªn gi÷a vá 1, lâi 2 vµ pitt«ng 4 ®îc tiÕn hµnh nhê èng 20.

§Ó ®ãng cöa van ngêi ta th¸o níc tõ khoang 15 ra vµ cho níc cã ¸p vµo khoang 7. Níc g©y ¸p lùc lªn mÆt trong cña pitt«ng lµm cho nã di chuyÓn sang bªn ph¶i cho ®Õn khi nã tùa lªn vßng chèng thÊm 18. §Ó më cöa van ngêi ta th¸o níc cña khoang 7 ra, vµ cho níc cã ¸p vµo khoang 15. Níc sÏ g©y ¸p lùc lªn vßng nh« ra cña pitt«ng vµ lµm cho nã di chuyÓn sang phÝa tr¸i ®Õn ph¶i më hoµn toµn vßng trèng n»m gi÷a vá 1 vµ pitt«ng 4. ViÖc ®iÒu chØnh ®é më hoÆc ®ãng cöa van ®îc tiÕn hµnh nhê lìi gµ h×nh kim 6. Trong lìi gµ, diÖn tÝch cña lç nµy lín h¬n diÖn tÝch lç cña èng dÉn vµo 12.

Cöa van cã mÆt c¾t h×nh lu tuyÕn nªn tr¸nh ®îc kh¶ n¨ng bÞ ch©n kh«ng vµ x©m thùc; tæn thÊt cét níc t¹i cöa van nhá.

Çc cöa van h×nh kim lo¹i c©n b»ng ®¶m b¶o ®îc kh¶ n¨ng ®iÒu tiÕt lu lîng, ®ãng kÝn, kh«ng bÞ chÊn ®éng vµ lµm viÖc ch¾c ch¾n. Ngêi ta ®∙ dïng lo¹i cöa van nµy víi ®êng kÝnh ®Õn 0,5m vµ cét níc ®Õn 100m. Ngoµi ra ngêi ta thêng ®Æt chóng ë phÝa sau c«ng tr×nh th¸o níc, ë ®ã níc ®îc phun thµnh tia vµo kh«ng khÝ, h¬n n÷a l¹i cã l¾p mét bé phËn ®Æc biÖt, lµm níc phun thµnh bôi ®Ó tiªu n¨ng cña tia níc. Nhîc ®iÓm cña cöa van h×nh kim lµ gi¸ thµnh cao, kÕt cÊu vµ chÕ t¹o phøc t¹p. Khi trong níc nhiÒu phï sa th× lo¹i cöa van nµy ho¹t ®éng kh«ng tèt. Cöa van h×nh kim lµ lo¹i cã cÊu t¹o hoµn chØnh nhÊt, chóng cã thÓ dïng ®Ó ®ãng më çc cöa díi s©u cã cét níc cao vµ dïng ®Ó ®iÒu chØnh lu lîng mét çch chÝnh x¸c.

4.6.2. Ph¹m vi sö dông Van kim t¹o dßng ch¶y thuËn, tæn thÊt ®Çu níc nhá, ®iÒu tiÕt lu lîng tèt nªn

thêng dïng ë çc èng tíi ë s©u hoÆc ®Æt tríc tuabin ®Ó lµm nhiÖm vô söa ch÷a vµ sù cè b¶o vÖ tuabin. Song kÕt cÊu van kim phøc t¹p, gia c«ng khã, khèi lîng lín, ®¾t tiÒn nªn phÇn sö dông cã h¹n chÕ.

www.vncold.vn


4.7. Van c«n 4.7.1. CÊu t¹o

Van c«n gåm 3 phÇn chÝnh (h×nh 4-11).

a) PhÇn tÜnh b»ng thÐp ®óc hoÆc thÐp hµn (1) (cã thÓ gang ®óc) cã tõ 4 ®Õn 8 g©n

(2) gãc nèi víi ®Çu tùa h×nh c«n (3), gãc c«n α lÊy trong kho¶ng α = 900 ÷ 1200. MÆt ®Çu vá (1) cã bÝch vµ trong nhiÒu trêng hîp cã bè trÝ vâng «m cã lç th«ng khÝ.

b) Bé phËn ®éng lµ èng h×nh trô (4) chuyÓn ®éng trît trªn vá (1) nhê c¸c thanh trît g¾n vµo c¸c g©n. Gi÷a (1) vµ (4) cßn cã bé phËn dÉn híng (5) vµ gio¨ng ch¾n níc (6). ChiÒu dµi di chuyÓn cña (4) chÝnh lµ chiÒu dµi ®ãng më cña van c«n (S).

Trong thiÕt kÕ thêng chän S = 0,6 ÷ 0,7D (D - ®êng kÝnh èng); víi hÖ sè lu lîng s¬ bé chän m = 0,8.

325

4

1

5 6

H×nh 4-11. CÊu t¹o cöa van c«n

c) Bé phËn thø ba lµ c¬ cÊu m¸y ®iÒu khiÓn ®ãng më. Kh¸c víi van kim, c¬ cÊu ®ãng më van c«n g¾n bªn ngoµi bé phËn ®éng, chuyÒn chuyÓn ®éng theo 2 d¹ng: trôc vÝt vµ pitt«ng thñy lùc ®Æt song song 2 bªn trong mÆt ph¼ng ngang chøa tim cöa.

4.7.2. TÝnh ®é bÒn - Vá kiÓm tra theo c«ng thøc:

σz = P.D

2.δ

σx = N

F

- G©n cøng kiÓm tra æn ®Þnh theo c«ng thøc thùc nghiÖm cña Mercer:

P

Q.CP 0,115

D.T .E= ≤ ; (4-26)

Trong ®ã: P - trÞ sè giíi h¹n cho phÐp;

www.vncold.vn


Q - lu lîng qua cöa, lÝt/s;

D - ®êng kÝnh èng (van), m;

TP - chiÒu dµy g©n, cm;

Tc - chiÒu dµy vá, cm;

E - m«®un ®µn håi, kg/cm2;

G - hÖ sè kh«ng thø nguyªn, lÊy tõ 2,22 ÷ 2,75.

4.7.3. TÝnh lùc ®ãng më T = T1 + T2 + T3 + P (4-27)

Trong ®ã:

T - lùc cÇn di chuyÓn van c«n (phÇn ®éng);

T1 - lùc ma s¸t cña phÇn ®éng lªn phÇn vá;

T2 - lùc ma s¸t ë gio¨ng ch¾n níc (6);

T3 - lùc ma s¸t ë gio¨ng Ðp ë cuèi phÇn c«n;

P - søc kh¸ng kh¾c phôc lùc thñy ®éng.

2.DP . . .H;

4

π= β γ β = 0,08.

4.7.4. Çc h×nh thøc bè trÝ vµ ph¹m vi sö dông

a) Bè trÝ

Van c«n thêng bè trÝ cuèi ®êng èng. HiÖn nay ®∙ cã nghiªn cøu ®a van c«n vµo gi÷a ®êng dÉn níc t¹o thµnh h×nh thøc níc ch¶y vßng, ®Ó tiªu n¨ng ngay sau cöa ë trong èng.

b) Ph¹m vi sö dông

§Õn nay cöa van c«n lµ h×nh thøc cöa ®îc ¸p dông kh¸ réng r∙i sau van ®Üa nhê çc u ®iÓm c¬ b¶n: ®iÒu tiÕt lu lîng tèt, kÕt cÊu ®¬n gi¶n, dÔ lµm tiªu n¨ng tèt.

H×nh 4-12. Mét d¹ng van c«n ®¬n gi¶n

4.8. Cöa van h×nh trô 4.8.1. CÊu t¹o vµ vËn hµnh

Çc cöa van h×nh trô ®Æt th¼ng ®øng dïng ®Ó ®ãng nh÷ng lç trßn cña nh÷ng ®o¹n th¼ng ®øng trong nh÷ng c«ng tr×nh x¶ níc vµ nh÷ng c«ng tr×nh lÊy níc. Tïy theo çc kÕt cÊu mµ cöa van h×nh trô th¼ng ®øng cã thÓ chia ra lo¹i cöa cao vµ lo¹i cöa thÊp.

www.vncold.vn


Çc lo¹i cöa cao kh¸c víi çc lo¹i cöa thÊp ë chç lµ chiÒu cao cña nã thêng lín h¬n ®êng kÝnh nhiÒu, ngoµi ra khi cöa van ®ang ë tr¹ng th¸i ®ãng th× mÐp trªn cña nã nh« lªn trªn møc níc thîng lu, trong khi ®ã th× mÐp trªn cña cöa van lo¹i thÊp bÞ ngËp trong níc.

Çc cöa van trô lo¹i cao gåm mét h×nh trô rçng ®Æt th¼ng ®øng, ®Çu trªn vµ ®Çu díi ®Ó trèng, bëi vËy níc cã thÓ ch¶y vµo tõ mÆt ngoµi cña h×nh trô (h×nh 4-13a) hoÆc

ch¶y tõ trong ra (h×nh 4-13b). ¸p lùc cña níc lªn cöa van cã híng chÝnh t©m, bëi vËy so víi trôc h×nh trô ¸p lùc níc ®îc c©n b»ng, nhê ®ã lóc n©ng cöa van lªn chñ yÕu chØ cÇn kh¾c phôc ®îc träng lîng b¶n th©n cña cöa van. Trong trêng hîp lÊy níc tõ ngoµi vµo (h×nh 4-15a), khi cöa ®îc n©ng lªn níc sÏ ch¶y qua mét lç vµo n»m ngang vµ híng xuèng díi hµnh lang. Khi dÉn níc tõ trong cöa ra (h×nh 4-15b) khi cöa van ë vÞ trÝ ®ãng kÝn níc cho¸n ®Çy bªn trong cöa van, cßn khi n©ng cöa van lªn th× níc cho¸n ®Çy khoang 1 vµ ch¶y theo hµnh lang dÉn níc 2. Cöa van trô lo¹i cao chØ nªn dïng trong trêng hîp cét níc kh«ng lín l¾m tøc lµ dïng cho çc cöa lÊy níc, bëi v× trong trêng hîp cét níc cao cöa cÇn cã mét chiÒu cao rÊt lín, cho nªn chóng kh«ng ®îc th«ng dông.

Th«ng dông h¬n lµ çc cöa van h×nh trô thÊp lo¹i dÉn níc tõ ngoµi vµo (h×nh 4-13c). Tïy theo kÕt cÊu mµ cöa van trô cã thÓ chia ra lo¹i trèng lo¹i kÝn. KÕt cÊu cña cöa van h×nh trô thÊp, lo¹i trèng (h×nh 4-14), gåm cã: 1- mÆt cöa b»ng kim lo¹i; 2- nhiÒu trôc ®øng ®Ó mÆt cöa t× lªn çc trô nµy; 3- nhiÒu tÊm trßn ®Æt ngang gi÷ cho cöa van ®îc cøng; 4- çc vËt ch¾n níc bªn trªn vµ bªn díi; 5- çc b¸nh xe hoÆc thanh trît ®Þnh híng ®îc g¾n vµo h×nh trô t¹i mét vµi m¶nh ph¼ng ®Æt th¼ng ®øng vµ di chuyÓn cïng víi çc cöa van theo çc thanh ray ®Æt s½n.

ViÖc n©ng cöa van h×nh trô ®îc tiÕn hµnh nhê vµo ba thanh kÐo cøng vµ nèi víi ba m¸y n©ng ho¹t ®éng ®ång bé.

3

4

21

2

MNTLMNTLMNTL a) b) c)

H×nh 4-13. Çc s¬ ®å cöa van h×nh trô ®Æt th¼ng ®øng

a) Lo¹i cao, dÉn níc tõ ngoµi vµo; b) Lo¹i cao dÉn níc tõ trong ra; c) Lo¹i thÊp dÉn níc tõ ngoµi vµo; 1- khoang; 2- hµnh lang dÉn níc; 3- cöa h×nh trô t¹i vÞ trÝ ®îc n©ng lªn; 4- èng dÉn kh«ng khÝ.

www.vncold.vn


R = 2,3

15

1 2

5

A

A

1,96

5

1

C¾t theo A - A

6

4

1,0

2

0,460,7

6

3,053

1,960,0

2,60

H×nh 4-14. Cöa van h×nh trô thÊp ®Æt th¼ng ®øng lo¹i trèng

1- mÆt cöa b»ng kim lo¹i; 2- çc trô th¼ng ®øng; 3- çc tÊm gi÷ cho cöa ®îc cøng; 4- vËt ch¾n níc; 5- çc khung hoÆc thanh trît ®Þnh híng; 6- thanh n©ng.

Çc cöa van h×nh trô thÊp lo¹i trèng ®îc dïng t¹i c«ng tr×nh x¶ níc vµ çc c«ng tr×nh lÊy níc kiÓu thÊp; t¹i mét c«ng tr×nh, lo¹i cöa van nµy ngËp s©u díi mÆt níc ®Õn 100m, nã cã ®êng kÝnh 9,15 m vµ chiÒu cao 2,76 m. Khi cét níc cao, ®Ó tr¸nh hiÖn tîng ch©n kh«ng th× tèt nhÊt lµ dïng èng ®Ó dÉn kh«ng khÝ vµo qua khu n»m thÊp h¬n çc lç vµo cña giÕng th¼ng ®øng chót Ýt.

Çc cöa van thÊp lo¹i kÝn c¶ bªn trªn vµ bªn díi. Chóng chia lµm hai phÇn: phÇn cè ®Þnh vµ phÇn di chuyÓn. PhÇn di chuyÓn trùc tiÕp ®iÒu tiÕt lu lîng níc th¸o qua. Trong ®a sè trêng hîp, çc h×nh trô thÊp lo¹i kÝn ®îc ®ãng më nhê t¸c dông cña níc, trong çc trêng hîp ç biÖt, cã l¾p bé phËn ®ãng më c¬ giíi.

§Ó lµm vÝ dô ë ®©y cã tr×nh bµy s¬ ®å h×nh trô thÊp kiÓu kÝn ®ãng më nhê t¸c dông cña níc (h×nh 4-15). Cöa van nµy gåm h×nh trô cè ®Þnh 1 vµ h×nh trô rçng di ®éng ®îc ®Æt bªn trong 2, cuèi h×nh trô nµy cã mét mÆt h×nh nãn ®Ó ®¶m b¶o níc ch¹y cho thuËn. Bªn díi cña h×nh trô di ®éng cã l¾p mét vßng ch¾n níc 3. Khi cöa ®ãng l¹i vßng nµy n»m s¸t vßng ch¾n cña khung ®ì 4. H×nh trô di ®éng chia thÓ tÝch bªn trong cña h×nh trô cè ®Þnh ra lµm hai khoang cã ¸p; khoang trªn (lín) cã thÓ liªn l¹c

www.vncold.vn


víi thîng lu vµ víi ®êng x¶ níc, khoang díi (h×nh vµnh khuyªn) lu«n lu«n chØ nèi liÒn víi thîng lu. Khi nèi khoang 5 víi thîng lu, ¸p lùc cña phÇn trªn cña h×nh trô 2 sÏ lín h¬n ¸p lùc t¹i khoang 6 vµ h×nh trô sÏ h¹ thÊp xuèng cho ®Õn khi çc vËt ch¾n 3 vµ 4 gi¸p nhau. NÕu nh khoang 5 ®îc nèi víi ®êng x¶ níc, th× díi ¸p lùc cña níc ë thîng lu trong khoang 6 h×nh trô sÏ t¸ch ra khái vËt ch¾n níc 4 vµ ®îc n©ng lªn. Khi mùc níc thîng lu thÊp qu¸, tøc lµ cét níc kh«ng ®ñ ®Ó cho cöa van di chuyÓn, cöa van ®îc ®iÒu khiÓn nhê ¸p lùc dÇu; DÇu ®îc dÉn vµo khoang 7 hoÆc khoang 8 cña mét h×nh trô kh«ng lín l¾m ®Æt phÝa trªn cöa van. Nhê cã thiÕt bÞ ®Æc biÖt mµ cã thÓ ®¶m b¶o më mét phÇn cöa van.

Vµo

®\'e

ang h

Çm

tË

p tru

ng

Cung cÊp

Th¸o

Tõ m

¸y

b¬m

ra

Vµo

m¸y

b¬m

Tõ m

¸y

b¬m

ra

Vµo

m¸y

b¬m

1

23

4

56

8

7

H×nh 4-15. Cöa van h×nh trô thÊp ®Æt th¼ng ®øng lo¹i kÝn

1- h×nh trô cè ®Þnh; 2- h×nh trô di chuyÓn rçng bªn trong; 3- vßng ch¾n níc; 4- khung ®ì; 5- khoang trªn (lín); 6- khoang díi (h×nh vµnh khuyªn); 7- khoang ®iÒu tiÕt trªn; 8- khoang ®iÒu tiÕt díi.

Trong çc cöa van h×nh trô thÊp kiÓu kÝn cã lo¹i kÕt cÊu kh¸c lo¹i h×nh trô bªn trong cè ®Þnh cßn h×nh trô trªn (cã d¹ng çi chu«ng) cã thÓ di chuyÓn ®îc, h×nh trô di ®éng nµy sÏ ®ãng më cöa.

¦u ®iÓm cña lo¹i cöa h×nh trô lµ ¸p lùc níc tù c©n b»ng, n©ng h¹ cöa chØ kh¾c phôc träng lîng b¶n th©n vµ lùc ma s¸t ë gio¨ng ch¾n níc.

4.8.2. X¸c ®Þnh øng suÊt vµ æn ®Þnh cña vá h×nh trô Vá h×nh trô chÞu ¸p lùc tõ bªn ngoµi theo híng ®êng kÝnh vµ lùc cña c¬ cÊu

n©ng theo híng trôc. øng suÊt kiÓm tra theo c«ng thøc:

- øng suÊt vßng: zvo vo

N M

F Wθ θ

σ = +

; (4-28)

www.vncold.vn


- øng suÊt híng trôc: x 1 zT

p .F

σ = σ +

- æn ®Þnh cña vá èng kiÓm tra b»ng c«ng thøc:

3 2

kpP 0,92Er

δ δ =

; (4-29)

Trong ®ã:

Nθ - lùc ph¸p tuyÕn;

Mθ - m«men t¹i tiÕt diÖn nghiªn cøu cña vá èng hîp víi trôc y, mét gãc 0 0.

Fvá, Wvá - diÖn tÝch vµ m«men kh¸ng cña tiÕt diÖn èng (híng kÝnh tuyÕn) hîp víi trôc y gãc 00;

E = 2.1 x106 kG/cm2;

σ - chiÒu dµi vá èng;

- kho¶ng çch çc ®ai phô bªn trong èng víi ®iÒu kiÖn vËn dông cña c«ng

thøc lµ /(0,5 ÷ 2)r;

r - b¸n kÝnh èng;

T - lùc n©ng cöa;

F - diÖn tÝch mÆt c¾t ngang èng.

4.8.3. TÝnh lùc n©ng h¹

Lùc n©ng: T = 1,1G + 1,2 Fms

Lùc h¹: T’ = 0,9G – 1,2 Fms

Fms - lùc ma s¸t ë chç gio¨ng ch¾n níc.

4.8.4. Ph¹m vi ¸p dông Cöa van h×nh trô ®øng thêng dïng ë çc lç th¸o níc trong çc hµnh lang cña ©u

thuyÒn hoÆc ë lç lÊy níc h×nh phÔu trong çc ®êng hÇm. Ngoµi ra ta còng thêng gÆp trong çc cöa ®iÒu khiÓn ®Æt ë trô pin ®Ó ®ãng më cöa van chÝnh.

4.9. Chän kiÓu cöa van d íi s©u

Néi dung cña viÖc chän cöa van ®Òu ®ãng çc lç díi s©u ®∙ lµ x¸c ®Þnh çc yÕu tè sau ®©y: 1. Sù cÇn thiÕt ph¶i ®iÒu tiÕt lu lîng; 2. TrÞ sè cét níc; 3. X¸c ®Þnh kÝch thíc cña lç; 4. Møc ®é cÇn thiÕt ph¶i ®ãng kÝn lç; 5. Møc ®é cÇn thiÕt ph¶i ®iÒu khiÓn tù ®éng; 6. Cã phï sa kh«ng;7. Gi¸ thµnh cña van.

Cöa van h×nh kim ®iÒu chØnh lu lîng tèt nhÊt øng víi mäi cét níc; Çc kiÓu cöa

van kh¸c cã thÓ dïng víi môc ®Ých Êy khi nµo cét níc kh«ng lín l¾m (tõ 20 ÷ 25m), h¬n n÷a ph¶i cã biÖn ph¸p ®Ó chèng l¹i t¸c h¹i cña lùc thñy ®éng.

www.vncold.vn


§èi víi cét níc lín vµ trung b×nh (h¬n 25 m) øng víi çc lç lín (D > 3 m), lo¹i hîp lý nhÊt lµ cöa van h×nh l¨ng trô th¼ng ®øng vµ cöa van h×nh kim, øng víi çc lç trung b×nh vµ nhá (D < 3 m) th× dïng cöa van ®Üa vµ khãa níc. §èi víi çc cét níc kh«ng lín l¾m (díi 25 m) vµ øng víi çc lç lín th× nªn dïng cöa van ph¼ng, cöa van h×nh cung, cöa van ®Üa còng nh cöa van h×nh trô ®Æt th¼ng ®øng; øng víi çc lç trung b×nh vµ nhá th× dïng cöa van ph¼ng, van ®Üa vµ khãa níc.

VÒ ph¬ng diÖn kÝn níc khi ®ãng cöa (øng víi mäi cét níc) th× tèt nhÊt lµ cöa van h×nh kim, sau ®ã lµ cöa van h×nh trô ®Æt th¼ng ®øng. Lo¹i cöa van ph¼ng cã thanh trît vµ khãa níc ®¶m b¶o chèng rß rØ rÊt tèt khi cét níc thÊp. Víi cét níc cao chóng chØ sö dông khi di chuyÓn kh«ng cã ¸p khi çc mÆt thanh trît kh«ng bÞ mßn nhanh. Çc cöa van h×nh cung vµ cöa van ph¼ng cã b¸nh xe chèng rß rØ còng kh¸ tèt khi cét níc thÊp vÒ ph¬ng diÖn nµy th× øng víi cét níc, cöa van ®Üa lµ lo¹i kÐm nhÊt.

Çc cöa van h×nh kim, cöa van ®Üa vµ h×nh trô ®Æt th¼ng ®øng cã thÓ ®iÒu khiÓn tù ®éng.

Khi cã çc phï sa so víi çc lo¹i kh¸c cöa van h×nh cung cöa van ph¼ng vµ khãa níc ho¹t ®éng tèt h¬n c¶, xÊu nhÊt lµ cöa van h×nh kim. VÒ mÆt gi¸ thµnh (tÝnh cho 1m lç ph¶i ®ãng) th× ®¾t nhÊt lµ cöa van h×nh kim, sau ®ã lµ khãa níc, cöa van h×nh cung vµ cöa van ®Üa.

www.vncold.vn


Ch¬ng 4 137

cöa van s©u 137

4.1. Mét sè vÊn ®Ò cÇn chó ý khi thiÕt kÕ cöa van s©u 137

4.2. Cöa ph¼ng s©u 137

4.2.1. CÊu t¹o 137

4.2.2. T¶i träng vµ lùc t¸c dông lªn cöa 139


4.3. Cöa van cung s©u 140

4.3.1. CÊu t¹o 140

4.3.2. Mét sè tÝnh to¸n c¬ b¶n 142


4.4. Van ®Üa 144

4.4.1. CÊu t¹o 144

4.4.2. T¶i träng vµ lùc t¸c dông 145

4.4.3. TÝnh søc bÒn cña vá vµ ®Üa 146


4.5. Van cÇu 147

4.5.1. CÊu t¹o 147


4.6. Cöa Van h×nh kim 148



4.7. Van c«n 150

4.7.1. CÊu t¹o 150

4.7.2. TÝnh ®é bÒn 150

4.7.3. TÝnh lùc ®ãng më 151

4.7.4. C¸c h×nh thøc bè trÝ vµ ph¹m vi sö dông 151

4.8. Cöa van h×nh trô 151


4.8.2. X¸c ®Þnh øng suÊt vµ æn ®Þnh cña vá h×nh trô 154


4.8.4. Ph¹m vi ¸p dông 155

4.9. Chän kiÓu cöa van d íi s©u 155

www.vncold.vn

Ch¬ng 5 - thiÕt bÞ ®ãng më cöa van 157

Ch¬ng 5

ThiÕt bÞ ®ãng më cöa van

Biªn so¹n: PGS. TS. NguyÔn §¨ng Cêng

5.1. §Æc ®iÓm, cÊu t¹o vµ ph©n lo¹i thiÕt bÞ ®ãng më cöa van 5.1.1. §Æc ®iÓm cña thiÕt bÞ cöa van trªn c«ng tr×nh thñy lîi, thñy ®iÖn

- Ph¶i phï hîp víi lo¹i kÕt cÊu, quü ®¹o chuyÓn ®éng, t¶i träng n©ng h¹, m«i trêng kh¾c nghiÖt n¾ng giã Èm ít vµ c¸c ®iÒu kiÖn cô thÓ cña tõng c«ng tr×nh thñy lîi, thñy ®iÖn.

- T¶i träng t¸c ®éng lªn thiÕt bÞ ®ãng më biÕn thiªn rÊt phøc t¹p theo ®é ®ãng më cña cöa van, thêi gian lµm viÖc ng¾n, thêi gian nghØ dµi.

- §«i khi lùc ®ãng më cöa van cßn lín h¬n lùc më cöa van, do vËy cã nhiÒu trêng hîp ®ßi hái ph¶i cã lùc ®ãng më ®îc c¶ hai chiÒu.

- Kh«ng lµm viÖc thêng xuyªn mµ chØ ®ãng më khi cÇn thiÕt, ®iÒu ®ã dÔ dÉn ®Õn han gØ, ho¹t ®éng kh«ng tr¬n tru.

- VÞ trÝ ®Æt m¸y thêng kh«ng b»ng ph¼ng, rÊt dÔ g©y ra sai sè khi l¾p r¸p, g©y ra lùc ®ãng më lín ngoµi kh¶ n¨ng ®∙ tÝnh to¸n.

- NhiÖm vô cña thiÕt bÞ ®ãng më cöa van thùc hiÖn nhiÒu môc ®Ých kh¸c nhau:

+ Trong qu¸ tr×nh vËn hµnh cöa van, chóng lµm nhiÖm vô ®ãng më cöa theo yªu cÇu.

+ Trong qu¸ tr×nh söa ch÷a c«ng tr×nh, chóng lµm nhiÖm vô th¶ vµ kÐo phai.

+ Trong mét sè cöa van tù ®éng thñy lùc, chóng lµm nhiÖm vô chèt khãa cöa, hç trî ®ãng më ®èi víi cöa van b¸n tù ®éng, sö dông lµm thiÕt bÞ gi¶m chÊn, ®iÒu chØnh t©m quay cña cöa van cung lo¹i lín, kÕt hîp n©ng h¹ c¸c thiÕt bÞ kh¸c trªn c«ng tr×nh thñy ®iÖn.

5.1.2. CÊu t¹o chung cña thiÕt bÞ Gåm cã bèn phÇn chÝnh:

a) Bé phËn dÉn ®éng

Bé phËn dÉn ®éng lµ bé phËn t¹o ra n¨ng lîng hay c¬ n¨ng ban ®Çu ®ñ ®Ó cung cÊp cho bé c«ng t¸c thùc hiÖn nhiÖm vô ®ãng më hay gi÷ cöa van. Bé phËn dÉn ®éng thêng lµ ®éng c¬ ®iÖn, lùc c¬ b¾p cña con ngêi, ®éng c¬ ®èt trong.

www.vncold.vn


§éng c¬ ®iÖn dïng cho thiÕt bÞ ®ãng më cöa van lµ lo¹i xoay chiÒu 3 pha d©y quÊn. Thêng ®îc s¶n xuÊt chuyªn dïng, cã kh¶ n¨ng qu¸ t¶i lín, cã c«ng suÊt øng víi thêi gian lµm viÖc x¸c ®Þnh lµ 10, 15, 30, vµ 60 phót, chÞu ®îc m«i trêng ma, giã kh¾c nghiÖt.

Lùc c¬ b¾p cña con ngêi bÞ h¹n chÕ, lùc cña mçi ngêi chØ ®Õn 400N, b¸n kÝnh tay quay ®Õn 300 mm, ®îc dïng cho lo¹i cöa van cã t¶i träng n©ng nhá h¬n 10 tÊn, tèc ®é quay chËm vµ kh«ng ®Òu. §èi víi cöa van cã t¶i träng ®ãng më trªn 10 tÊn th× c¬ cÊu quay tay lµm c«ng t¸c hç trî khi mÊt ®iÖn vµ ®iÒu chØnh khi l¾p r¸p.

b) Bé phËn truyÒn ®éng

Bé phËn truyÒn ®éng lµ phÇn trung gian nhËn, biÕn ®æi, ph©n phèi vµ truyÒn n¨ng lîng hay c¬ n¨ng tõ bé phËn dÉn ®éng ®Õn bé c«ng t¸c. Trong thiÕt bÞ ®ãng më cöa van thêng sö dông çc hÖ thèng truyÒn ®éng:

+ TruyÒn ®éng c¬ khÝ: gåm çc khíp nèi, çc bé truyÒn ®ai, hép gi¶m tèc;

+ TruyÒn ®éng ®iÖn: gåm m¸y ph¸t ®iÖn, ®êng d©y truyÒn dÉn, ®éng c¬ ®iÖn;

+ TruyÒn ®éng thñy lùc: m¸y b¬m, ®êng èng dÉn chÊt láng, hÖ thèng ph©n phèi.

c) Bé c«ng t¸c

Bé c«ng t¸c lµ bé phËn nhËn n¨ng lîng hoÆc c¬ n¨ng cña bé phËn tríc nã truyÒn cho ®Ó trùc tiÕp thùc hiÖn ®ãng, më hoÆc gi÷ cöa. §ã lµ tang çp (xÝch) trong thiÕt bÞ ®ãng më kiÓu d©y mÒm, vÝt me - ®ai èc, thanh r¨ng, xilanh thñy lùc.

d) HÖ thèng ®iÒu khiÓn

HÖ thèng ®iÒu khiÓn lµ hÖ thèng nhËn tÝn hiÖu, xö lý vµ ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh ho¹t ®éng cña çc bé phËn cña thiÕt bÞ theo yªu cÇu ®Æt ra vµ ®¶m b¶o an toµn cho qu¸ tr×nh ho¹t ®éng.

Mçi lo¹i ho¹t ®éng, truyÒn ®éng vµ bé phËn c«ng t¸c cã nh÷ng u nhîc ®iÓm riªng vÒ kü thuËt vµ kinh tÕ vµ ph¹m vi øng dông. V× vËy khi lùa chän cÇn quan t©m tíi çc th«ng sè lµm viÖc nh c«ng suÊt, tèc ®é, ®Æc tÝnh ®éng lùc häc, ph¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn, m«i trêng sinh th¸i, kh¶ n¨ng qu¸ t¶i, kh¶ n¨ng tiªu chuÈn hãa vµ tù ®éng hãa, kh¶ n¨ng l¾p ®Æt, vËn hµnh, an toµn, chØ tiªu kinh tÕ nh gi¸ thµnh, chi phÝ s¶n xuÊt, khÊu hao, b¶o dìng, söa ch÷a.

5.1.3. Ph©n lo¹i vµ ph¹m vi øng dông

a) Theo nguån ®éng lùc ®ãng më cöa van

(1) §ãng më b»ng søc ng- êi: dïng cho çc trêng hîp:

- Cöa van lo¹i nhá, kh«ng yªu cÇu ®ãng më nhanh.

- C«ng tr×nh ë xa nguån ®iÖn hoÆc thiÕu ®iÖn.

- CÇn ph¶i hç trî cho thiÕt bÞ ®ãng më b»ng ®iÖn hoÆc thñy lùc ®Ó ®¶m b¶o tuyÖt ®èi an toµn cho c«ng tr×nh thiÕt bÞ ®iÖn hoÆc thñy lùc cã sù cè kh«ng lµm viÖc ®îc.

www.vncold.vn


(2) §ãng më b»ng ®iÖn

Dïng lùc cña çc ®éng c¬ ®iÖn ®Ó n©ng h¹ cöa van. Lo¹i nµy thêng dïng ®ãng më çc cöa van cã cét níc lín chç ®ãng më nhanh çc cöa sù cè vµ cã thÓ duy tr× bÊt cø ®é më nµo mµ kh«ng sî chÊn ®éng do dßng ch¶y sinh ra.

Trong trêng hîp mÊt ®iÖn, lo¹i chuyÓn ®éng nµy còng cã thÓ ®ãng chÆt cöa van.

(3) §ãng më b»ng thñy lùc: cã 3 d¹ng díi ®©y:

- §ãng më hoµn toµn b»ng thñy lùc, kh«ng cã thiÕt bÞ vµ ngêi qu¶n lý, dïng ë çc c«ng tr×nh ®¬n thuÇn chèng lò hoÆc hå chøa cã cét níc thÊp, nhÊt lµ trêng hîp ë xa, lò vÒ nhanh, ngêi qu¶n lý kh«ng ®Õn kÞp. Khi møc níc thîng lu vît qu¸ møc quy ®Þnh cöa van tù ®éng sËp xuèng (më cöa) ®Ó x¶ níc ®¶m b¶o an toµn cho ®Ëp, lo¹i nµy thêng Ýt dïng ®iÒu chØnh lu lîng.

- §ãng më b»ng thñy lùc nhng ph¶i nhê hÖ thèng thiÕt bÞ c¬ ®iÖn khi ®iÒu khiÓn, cã thÓ ®iÒu chØnh ®é më nh»m ®iÒu tiÕt mùc níc vµ lu lîng thîng h¹ lu c«ng tr×nh, nh dïng ë çc lo¹i cöa van m¸i nhµ, cöa van h×nh qu¹t.

- §ãng më tù ®éng b»ng thñy lùc nhê cã çc thiÕt bÞ c¬ khÝ ph¶n ¸nh møc níc thîng lu thay ®æi, cã thÓ tù ®éng ®iÒu chØnh ®é më cöa van, nh dïng ë çc cöa van ®îc khèng chÕ tù ®éng b»ng thñy lùc.

b) Theo ph¬ng ph¸p l¾p ®Æt thiÕt bÞ

(1) Lo¹i m¸y ®ãng më cè ®Þnh, dïng cho çc c«ng tr×nh cã sè lîng cöa van Ýt yªu cÇu ®ãng më nhanh, ®iÒu khiÓn tõ xa.

(2) Lo¹i m¸y ®ãng më di ®éng, dïng cho çc c«ng tr×nh cã sè lîng cöa van nhiÒu, yªu cÇu tèc ®é ®ãng më kh«ng cao. Lo¹i nµy khã ®iÒu khiÓn tõ xa mµ thêng ph¶i lµm 2 bé ®Ó cã thÓ thay thÕ lÉn nhau khi cã sù cè.

c) Theo ph¬ng thøc thao t¸c

(1) §iÒu khiÓn t¹i chç, dïng cho çc c«ng tr×nh yªu cÇu ®ãng më kh«ng thêng xuyªn vµ tèc ®é chËm.

(2) §iÒu khiÓn tõ xa, dïng cho çc cöa van sù cè cÇn ®ãng më nhanh vµ tù ®éng nh»m b¶o vÖ c«ng tr×nh vµ thiÕt bÞ trong nhµ m¸y thñy ®iÖn.

d) Ph©n theo kiÓu thiÕt bÞ

(1) ThiÕt bÞ ®ãng më b»ng d©y mÒm: çp vµ xÝch

+ Têi çp bao gåm c¶ têi ®iÖn vµ têi tay. Lo¹i nµy cã thÓ dïng mét tang hoÆc hai tang quÊn çp, ®Æt cè ®Þnh trªn giµn kÐo van ®Ó ®ãng më trùc tiÕp. Thêng sö dông cho cöa van cã kh¶ n¨ng tù ®ãng do träng lîng b¶n th©n cöa.

+ Pal¨ng: cã thÓ çp hoÆc xÝch dïng ®Ó n©ng h¹ phai, l¾p r¸p, söa ch÷a thiÕt bÞ.

+ CÇu trôc, cæng trôc, cÇn trôc dïng kÕt hîp ®ãng më nhiÒu van l¾p r¸p söa ch÷a çc thiÕt bÞ c¬ ®iÖn trªn c«ng tr×nh.

www.vncold.vn


(2) ThiÕt bÞ ®ãng më kiÓu me - ®ai èc (m¸y vÝt)

Cã hai lo¹i ch¹y ®iÖn vµ quay tay. Cïng kiÓu kÕt cÊu cøng nµy cßn cã lo¹i thiÕt bÞ ®ãng më kiÓu b¸nh r¨ng thanh r¨ng. Thêng chØ dïng cho cöa van ph¼ng ®Æt cè ®Þnh trªn ®Ønh cöa van ®Ó ®ãng më trùc tiÕp. Quay tay ®Õn 10 tÊn, ch¹y ®iÖn ®Õn 100 tÊn.

(3) ThiÕt bÞ ®ãng më kiÓu xilanh thñy lùc

Dïng ®Ó ®ãng tõng cöa riªng, sö dông cho tÊt c¶ c¸c lo¹i cöa, t¶i träng ®ãng më ®Õn 1000 tÊn.

5.2. M¸y ®ãng më kiÓu vÝt ®ai èc 5.2.1. Nguyªn lý m¸y ®ãng më kiÓu vÝt ®ai èc

a) Nguyªn lý chung

M¸y ®ãng më kiÓu vÝt dùa trªn nguyªn lý lµm xoay ªcu chÞu lùc xung quanh t©m trôc vÝt, ªcu ®îc cè ®Þnh vµ truyÒn lùc ®Õn trôc vÝt, lµm trôc vÝt tÞnh tiÕn theo híng t©m trôc kÐo theo cöa van lªn (më) hoÆc Ên cöa van xuèng (®ãng). M¸y ®ãng më kiÓu vÝt th«ng thêng cã c¸c bé phËn chñ yÕu:

- £cu chÞu lùc lµm nhiÖm vô truyÒn lùc.

- Trôc vÝt, g¾n liÒn víi tai cöa van lµm nhiÖm vô n©ng h¹ cöa.

- Bé phËn truyÒn ®éng lùc (søc ngêi hoÆc søc ®iÖn) ®Ó lµm quay ªcu chÞu lùc;

- Bé phËn chØ thÞ vµ khèng chÕ ®é më.

b) Nguyªn lý sö dông

Sö dông nguyªn lý ®ai èc quay t¹i chç vµ vÝt tÞnh tiÕn kÐo theo cöa van ®ãng më. Trôc vÝt cã t¶i träng ®ãng më Q t¸c dông, b¸n kÝnh trung b×nh cña vÝt lµ r, bíc vÝt lµ t, ®Ó quay ®îc ®ai èc khi n©ng vµ h¹ cÇn mét m« men c©n b»ng.

( ) ( )1 1P .a M r.dP r.dQ.tg r.Q.tg= = = α ± ϕ = α + ϕ∫ ∫ (5-1)

HiÖu suÊt truyÒn ®éng vÝt ®ai èc: HiÖu suÊt lµ tû sè cña c«ng cã Ých trªn tæng c«ng vµ ®îc biÓu hiÖn qua c«ng thøc:

ci

tc

A Q.2 .r.tg tg

A Q.2 .r.tg( ) tg( )

π α αη = = =

π α + ϕ α + ϕ (5-2)

Khi α ≤ ϕ th× truyÒn ®éng vÝt ®ai èc cã kh¶ n¨ng tù h∙m. HiÖu suÊt trong trêng

hîp nµy rÊt thÊp chØ b»ng 0,3÷0,5. VËy lùc ®ãng më Q ®¹t ®îc lín hay nhá phô thuéc tû sè:

i.a

r.tg( )α + ϕ

C«ng suÊt yªu cÇu khi dïng ®éng c¬:

n

v c

Q.VN

60.1000. .=

η η (5-3)

www.vncold.vn


Trong ®ã:

a - çnh tay ®ßn, (m);

i - tû sè truyÒn;

Vn - vËn tèc n©ng cña vÝt me, Vn = nq.t (m/ph);

t - bíc vÝt, (m).

Trong m¸y n©ng vÝt, th«ng thêng ph¶i sö dông hép chÞu lùc trong ®ã l¾p cÆp b¸nh r¨ng nãn hay b¸nh vÝt trôc vÝt; còng cã thÓ quay trùc tiÕp khi lùc n©ng nhá. Trôc vÝt mét ®Çu g¾n víi cöa van, ®Çu thø hai l¾p ¨n khíp víi ®ai èc ®Æt trong hép chÞu lùc. §ai èc cã nhiÖm vô truyÒn m« men tõ çc bé truyÒn tríc nã hay tõ tay quay ®Õn trôc vÝt. §ai èc l¾p liªn ®éng víi bé truyÒn ®éng.

αt

a

dR

d

ϕ dP

dQ dR

P

Q H×nh 5-1. TÝnh vÝt me

5.2.2. ¦u, nh îc ®iÓm cña thiÕt bÞ ®ãng më kiÓu vÝt ®ai èc

a) ¦u ®iÓm

Gi¸ thµnh rÎ, chÕ t¹o, b¶o dìng, qu¶n lý vËn hµnh dÔ dµng, thuËn lîi, cã thÓ ¸p dông tèt c¶ ë nh÷ng n¬i cã hoÆc kh«ng cã ®iÖn, mÆt b»ng bè trÝ thiÕt bÞ hÑp, cã thÓ ®ãng më cöa van ë ®é më bÊt kú nªn cã thÓ ®iÒu tiÕt ®îc lu lîng qua cèng cÇn thiÕt, chÞu ®îc rung ®éng cöa van do thñy ®éng cña dßng ch¶y g©y nªn, lµm viÖc hai chiÒu. Lo¹i m¸y vÝt kÐp n©ng c©n cöa, kh«ng bÞ lÖch khi h¹ xuèng ngìng, gi¶m ®îc lùc ma s¸t cña c¹nh lªn thµnh khe van nªn lùc n©ng nhÑ.

b) Nhîc ®iÓm

HiÖu suÊt rÊt thÊp. Khi vÝt me vµ ®ai èc chÕ t¹o kh«ng chÝnh x¸c, çc bíc vÝt kh«ng ®Òu nhau, kh«ng th¼ng gãc, sÏ g©y ra ma s¸t vµ lùc kÑt lín. NÕu chiÒu cao n©ng lín, vÝt me dµi cao kh«ng ®¶m b¶o mü thuËt, dÔ bÞ cong trôc khi ph¶i Ên. Khi t¶i träng lín, kÕt cÊu cña m¸y nÆng nÒ, c«ng suÊt ®éng c¬ lín, quay tay rÊt nÆng vµ chËm. §èi víi çc cöa van ph¼ng trªn çc cèng lÊy níc cã cét níc thÊp, khÈu ®é 2,5 m trë xuèng th× ph¬ng ¸n ¸p dông hiÖu qu¶ nhÊt lµ dïng vÝt (1 trôc hoÆc 2 trôc tïy vµo t¶i träng vµ kh«ng gian c«ng tr×nh cho phÐp).

www.vncold.vn


5.2.3. TÝnh to¸n thiÕt bÞ vÝt ®ai èc

a) TÝnh to¸n thiÕt bÞ vÝt ®ai èc ch¹y ®iÖn

Khi thiÕt kÕ m¸y n©ng ph¶i xuÊt ph¸t tõ t¶i träng n©ng Qn vµ h¹ Qh. VËn tèc n©ng cã thÓ chän theo yªu cÇu; còng cã thÓ tÝnh tõ sè liÖu thùc tÕ trªn c«ng tr×nh:

nH

Vt

= , (m/ph);

Trong ®ã:

H - chiÒu cao n©ng cÇn thiÕt ®Ó më hÕt, (m);

t - thêi gian cÇn thiÕt ®Ó n©ng cöa khi më hÕt, (s).

C«ng suÊt cÇn thiÕt ®Ó n©ng cöa:

n

c

Q.VN

60.1000.=

η, (kW); (5-4)

Trong ®ã:

cη - hiÖu suÊt bé truyÒn ®ai, b¸nh r¨ng, vÝt, ®ai èc vµ æ ®ì, c d br v o. . .η = η η η η ;

i - tû sè truyÒn chung, dc

do

ni

n= ;

Ndc - tèc ®é quay cña ®éng c¬, (vg/ph);

ndo - vËn tèc vßng cña ®ai èc ¨n khíp víi trôc vÝt me:

ndo

Vn

t= .

b) TÝnh to¸n m¸y n©ng kiÓu vÝt ®ai èc quay tay

Khi dïng m¸y vÝt quay tay, sö dông c«ng thøc m« men tay quay:

Mtq = P.R.m.k; (5-5)

Trong ®ã:

m - sè ngêi quay;

k - hÖ sè quay kh«ng ®Òu;

P - lùc quay cña tõng ngêi, (N);

R- c¸nh tay ®ßn, (m).

M« men cÇn thiÕt khi quay ®ai èc trªn vÝt me:

Mdo = r.Q.tg(α ± ϕ ); (5-6)

Tû sè truyÒn chung:

do

tq c

Mi

M .=

η

www.vncold.vn


c) TÝnh trôc vÝt me

TÝnh ®êng kÝnh trung b×nh cña ren vÝt vµ chän gi¸ trÞ gÇn nhÊt theo c«ng thøc:

[ ]H h

Qd 2r

. . . q= =

πψ ψ; (5-7)

Trong ®ã:

ψH - hÖ sè chiÒu cao ®ai èc, ψH = H/d, (ψH = 1,2 ÷ 3,5). Gi¸ trÞ lín cho ®ai èc ghÐp;

ψh - hÖ sè chiÒu cao ren, cho ren thang, ψh = h/t1, (ψh = 0,5);

H - chiÒu cao ®ai èc;

h - chiÒu cao lµm viÖc cña ren;

t1 - bíc ren;

[q] - ¸p suÊt cho phÐp cña vËt liÖu vÝt vµ ®ai èc; (thÐp – gang [q] = 5 ÷ 6 Mpa,

thÐp - ®ång thanh [q] = 8 ÷10 mpa, thÐp t«i - ®ång thanh [q] = 10 ÷12 Mpa).

Gãc vÝt:

α = arctg(t1/π.d)

Trôc vÝt me thêng bÞ nÐn vµ xo¾n hay chÞu kÐo vµ xo¾n. Do vËy trong khi tÝnh bÒn vÝt me ph¶i kiÓm tra ®iÒu kiÖn æn ®Þnh ¥ le:

S0 = Nth/QnÐn ≥ [S0] = 2,5 ÷ 4; (5-8)

Trong ®ã:

Nth - t¶i träng tíi h¹n vµ phô thuéc ®é mÒm λ = µl/i cña vÝt me;

[S0] - hÖ sè an toµn vÒ æn ®Þnh cho phÐp, [S0] = 2,5 ÷ 4;

µ - hÖ sè chiÒu dµi t¬ng ®¬ng, (µ = 0,7 mét ®Çu cè ®Þnh b»ng b¶n lÒ, mét ®Çu ngµm);

l - chiÒu dµi tÝnh to¸n cña vÝt, (vÝt mét gèi tùa th× l lµ kho¶ng c¸c tõ gi÷a ®ai

èc ®Õn gèi);

i - b¸n kÝnh qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn vÝt (tÝnh ®Õn ch©n ren d1), 21i 4J .d= π ;

Khi λ ≥ 100 th×:

2

th 2

.E.JN

.l

π=

µ, (N)

E - m«®un ®µn håi, (N/m2)

J - m« men qu¸n tÝnh, 21.d

J64

π= , (m4).

www.vncold.vn


5.2.4. M¸y ®ãng më kiÓu vÝt dïng cho cöa van s©u M¸y cã thÓ dïng cho mét sè cöa van s©u trong trêng hîp kh«ng thÓ dïng träng

lîng cöa ®Ó h¹ xuèng th× cã thÓ dïng trôc vÝt ®Ó Ên cìng bøc ®ãng cöa hoÆc gi÷ cöa van ë mét ®é më nµo ®ã ®Ó ®iÒu tiÕt lu lîng qua ®êng dÉn. Nhê ®Æc tÝnh cña kÕt cÊu nªn m¸y ®ãng më kiÓu vÝt chÞu ®îc rung ®éng do chÕ ®é dßng ch¶y qua cöa van sinh ra. §èi víi lo¹i cöa van ph¼ng (cã khi c¶ cöa cung) cã khÈu ®é réng cÇn 2 ®iÓm kÐo hoÆc cöa van trô ®øng díi s©u cÇn 3 ®iÓm kÐo th× m¸y ®ãng më kiÓu vÝt dÔ dµng thùc hiÖn viÖc ®ång bé hãa n©ng h¹ c¸c ®iÓm kÐo b»ng c¬ khÝ, nhê cã mét sè c¬ cÊu chuyÓn ®éng ®¬n gi¶n h×nh 5-3 chØ mét m¸y ®ãng më kiÓu vÝt cã 2 ®iÓm kÐo vµ h×nh 5-4 chØ mét m¸y ®ãng më kiÓu vÝt cã 3 ®iÓm kÐo ®îc ®ång bé hãa b»ng c¬ khÝ.

Nhîc ®iÓm cña m¸y ®ãng më kiÓu vÝt lµ tèc ®é n©ng h¹ chËm hiÖu suÊt t¬ng ®èi thÊp, ®é më thêng bÞ h¹n chÕ do chiÒu dµi trôc vÝt khã gia c«ng vµ chÞu uèn däc

kÐm (thêng dïng tû sè λ ≤ 200).

Trôc vÝt

§éng c¬ ®iÖn

Tay quay

B¸nh vÝt

Ly hîp

H×nh 5-2. S¬ ®å m¸y ®ãng më kiÓu vÝt me ®ai èc

H×nh 5-3. VÝt kÐp

1- tay quay, 2- hép chÞu lùc, 3- trôc truyÒn ®éng, 4- vÝt me, 5- m¸y vÝt.

www.vncold.vn


3

4

5

3

1

2

H×nh 5-4. VÝt me ba ®iÓm kÐo

1- ®éng c¬ ®iÖn, 2- khíp nèi, 3- trôc truyÒn ®éng, 4- hép chÞu lùc, 5- vÝt me.

5.3. M¸y ®ãng më kiÓu d©y mÒm M¸y ®ãng më van kiÓu d©y mÒm lµ dïng çp hoÆc xÝch cuèn lªn tang hoÆc rßng

räc xÝch ®Ó ®ãng më cöa. Tang cuèn vµ nh¶ çp ®îc lµ nhê ®éng c¬ ®iÖn (hay quay tay) truyÒn qua çc cÆp b¸nh r¨ng ®Õn tang cuèn çp. Cã hai lo¹i: di ®éng (lµ mét lo¹i m¸y trôc võa dïng ®ãng më cöa võa n©ng h¹ thiÕt bÞ kh¸c vµ têi l¾p cè ®Þnh.

5.3.1. KÕt cÊu chung cña m¸y ®ãng më kiÓu d©y mÒm

a) Bé phËn ®ãng më cöa: gåm d©y çp, tang cuèn çp, rßng räc tÜnh vµ ®éng (trong

trêng hîp cÇn t¨ng béi suÊt pal¨ng) vµ kÑp çp. §èi víi cöa van nhá dïng lo¹i têi tang kÐp, cßn ®èi víi cöa van cã khÈu ®é lín, chÞu t¶i träng lín thêng dïng lo¹i hai tang ®ång trôc vµ hai tang song song. Trêng hîp dïng hai tang song song ph¶i cã hai rßng räc cè ®Þnh ®Ó çp kÐo th¼ng gãc víi cöa. Trong c¶ hai trêng hîp, mçi cöa ®Òu cã hai ®iÓm kÐo çp ®Ó b¶o ®¶m cöa lªn xuèng ®Òu ®Æn, kh«ng bÞ kÑt.

b) Bé phËn truyÒn ®éng: çc khíp nèi, c¬ cÊu phanh, hép gi¶m tèc vµ çc bé phËn

truyÒn b¸nh r¨ng ngoµi cho tíi tang cuèn çp. Phanh thêng sö dông lµ lo¹i hai m¸ ®iÖn tõ hoÆc ®iÖn thñy lùc. Çc lo¹i nµy ®Òu lµ phanh thêng ®ãng vµ chØ më ra khi cã ®iÖn. Phanh ®îc l¾p trªn nöa khíp nèi gi÷a trôc ®éng c¬ vµ trôc vµo hép gi¶m tèc. Mét sè trêng hîp cã thÓ l¾p phanh ¸p trôc vµo mét phÝa trôc cña ®éng c¬.

www.vncold.vn


Tèc ®é ®ãng më chËm nªn hép gi¶m tèc cã tØ sè truyÒn lín, cã thÓ sö dông b¸nh r¨ng trô hay b¸nh vÝt trôc vÝt. Bé truyÒn b¸nh r¨ng trô thêng cã bé truyÒn trong vµ çc cÆp b¸nh r¨ng truyÒn ngoµi: lo¹i nµy cã hiÖu suÊt cao nhng kÝch thíc lín. Hép gi¶m tèc b¸nh vÝt trôc vÝt cã tû sè truyÒn lín, nhá gän nhng hiÖu suÊt thÊp.

c) Bé phËn dÉn ®éng: gåm ®éng c¬ ®iÖn vµ c¬ cÊu quay tay. §èi víi cöa cã khÈu ®é nhá, võa thêng dïng mét ®éng c¬ dÉn ®éng chung cho hai tang cuèn çp; cöa cã khÈu ®é vµ t¶i träng lín sö dông dÉn ®éng riªng tõng côm ®Æt vÒ hai phÝa çp kÐo (h×nh 5-5). ViÖc khëi ®éng vµ ®ång tèc ®îc gi¶i quyÕt trªn s¬ ®å ®iÖn ®iÒu khiÓn vµ thêng gäi lµ trôc ®iÖn. N¬i cha cã ®iÖn vµ cöa van nhá cã thÓ quay tay.

Cöa van

Çp kÐo

Têi kÐo cöa Pu ly dÉn híng Tay quay

H×nh 5-5. S¬ ®å m¸y ®ãng më cöa van kiÓu d©y mÒm

d) Bé phËn ®iÒu khiÓn: gåm hÖ thèng ®iÖn, çc c¬ cÊu ®o lêng, çc c«ng t¾c kiÓm so¸t khèng chÕ kh¸c. Tïy vµo møc ®é c«ng tr×nh cã thÓ ®iÒu khiÓn trùc tiÕp, b¸n tù ®éng hay tù ®éng hoµn toµn.

5.3.2. ¦u, nh îc ®iÓm cña thiÕt bÞ ®ãng më kiÓu d©y mÒm

a) ¦u ®iÓm

DÔ l¾p ®Æt vµ ®iÒu chØnh, linh ho¹t khi mãc t¶i. Cã kh¶ n¨ng t¨ng béi suÊt pal¨ng ®Ó gi¶m lùc trong d©y çp. Kh«ng bÞ h¹n chÕ tèc ®é n©ng hiÖu suÊt bé truyÒn cao, tiÕt kiÖm ®îc c«ng suÊt m¸y. Cã kh¶ n¨ng tù ®éng hãa thêi gian ®ãng më cöa van nhanh, an toµn khi h¹ cöa, l¾p ®Æt trªn c«ng tr×nh gän gµng, gi¸ thµnh rÎ, kh«ng bÞ ¶nh hëng bëi kho¶ng çch tõ ®Ønh cöa ®Õn cao tr×nh ®Æt m¸y, ¸p dông hiÖu qu¶ cao cho cöa van cung trªn trµn khi kho¶ng çch nµy lín, cã thÓ ¸p dông tèt c¶ ë nh÷ng n¬i kh«ng cã ®iÖn.

www.vncold.vn


b) Nhîc ®iÓm

Khã sö dông trong trêng hîp cöa van kh«ng tù ®ãng. S¬ ®å bè trÝ hÖ thèng d©y çp kh¸ phøc t¹p, nhÊt lµ ®èi víi çc cöa van chÞu t¶i lín cÇn t¨ng béi suÊt pal¨ng, hay víi çc lo¹i cöa van ph¼ng nhiÒu tÇng vµ cöa van díi s©u khi ®ãng cÇn lùc Ên, khã b¶o dìng çp.

c) Sö dông

§ãng më cöa van ph¼ng, cöa van cung, cöa kiÓu èng l¨n, kiÓu m¸i nhµ, h×nh trô. Còng cã thÓ dïng trong c¬ cÊu ®ãng më cöa van ch÷ nh©n song ph¶i cã çch m¾c thÝch hîp, ¸p dông hiÖu qu¶ cho çc cöa van khÈu ®é lín h¬n 3 m. Khi träng lîng cöa kh«ng ®ñ ®Ó tù ®ãng, hoÆc ph¶i thªm gia träng hoÆc ph¶i m¾c çp phøc t¹p. ThiÕt bÞ ph¶i ®Æt trªn cÇu c«ng t¸c phÝa trªn ®Ønh cöa van.

5.3.3. TÝnh to¸n çc th«ng sè c¬ b¶n

a) TÝnh to¸n çp thÐp

Çp thÐp ®îc bÖn tõ çc sîi d©y thÐp cã ®êng kÝnh tõ 0,2 ÷5 mm, cã thµnh phÇn cacbon cao vµ ®îc gia c«ng b»ng c«ng nghÖ kÐo nguéi, lÌn ®i lÌn l¹i nhiÒu lÇn, giíi h¹n bÒn cña d©y thÐp cã thÓ ®¹t tíi 2500 N/mm2.

a) b) c) e)

d)

H×nh 5-6. Çp

a) BÖn ®¬n; b) BÖn ®«i; c) BÖn ba; d) BÖn ngîc; e) BÖn xu«i.

Çp thÐp cã nhiÒu u ®iÓm lµ khèi lîng riªng nhá, gi¸ thµnh thÊp, dÔ uèn cong, cã ®é mÒm cao, t¹o nªn sù gän gµng cho kÕt cÊu m¸y, chuyÓn ®éng nhÑ nhµng, kh«ng g©y ån trong qu¸ tr×nh lµm viÖc, sö dông an toµn, cã tuæi thä cao. Khi bÞ gÊp khóc çp dÔ bÞ gÉy, dÔ bÞ han gØ do diÖn tÝch tiÕp xóc m«i trêng lín. Çp bÖn xu«i mÒm h¬n, dÔ uèn vµ bÒn l©u h¬n çp bÖn chÐo; nhng do nhîc ®iÓm lµ dÔ bÞ trît, ®é d∙n dµi lín h¬n bÖn chÐo khi cïng treo t¶i träng.

- TÝnh to¸n çp: TCVN 5864-1995 ®∙ quy ®Þnh çch tÝnh chän çp xÝch thÐp theo t¶i träng kÐo ®øt gi¸ trÞ tèi thiÓu Fo:

0 max pF S .n= ; (5-9)

www.vncold.vn


Trong ®ã:

Smax - lùc c¨ng çp lín nhÊt trong d©y çp, maxp

QS

a.=

η;

Q - t¶i träng n©ng (t¶i khi më, träng lîng mang vËt vµ çp), Q = Qo + Qv + Qc (N);

a - béi suÊt pal¨ng;

ηp - hiÖu suÊt chung pal¨ng;

np - hÖ sè an toµn, çp (np = 3,15 ÷ 9); xÝch (np = 7 ÷ 8).

- Pal¨ng çp, béi suÊt pal¨ng çp: Khi muèn gi¶m lùc c¨ng S trong d©y çp, ta lÇn lît luån d©y çp sau tang qua çc rßng räc ®éng vµ tÜnh vµ ®Þnh vÞ ®Çu çp ®ã lªn ®Çu tang thø hai hay mét vÞ trÝ cè ®Þnh bÊt kú. Ta cã biÓu thøc tÝnh béi suÊt pal¨ng çp:

c

n

VQ La

S H V= = =

b) TÝnh to¸n tang çp cuèn

Tang çp cuèn lµ mét h×nh trô rçng bªn trong, cã trôc ®ì, dïng ®Ó cuèn çp. Nhê sù truyÒn m« men vµ vËn tèc tõ ®éng c¬ qua hép gi¶m tèc, tang biÕn chuyÓn ®éng quay (cuèn, nh¶ çp) ®Ó thùc hiÖn ®ãng më cöa van).

H×nh 5-7. Tang cuèn çp a) Tang tr¬n; b) Tang cã r∙nh.

Tang cã hai lo¹i: tr¬n vµ r∙nh vµ ®îc chÕ t¹o tõ ph¬ng ph¸p ®óc gang, thÐp hoÆc b»ng ph¬ng ph¸p hµn. Tang dïng cho pal¨ng ®¬n gäi lµ tang ®¬n vµ tang dïng cho pal¨ng kÐp ®îc gäi lµ tang kÐp. Tang kÐp cã d¹ng xo¾n èc tõ hai ®Çu tang vµo gi÷a. Tang cã r∙nh sö dông ®Ó cuèn mét líp ¸p vµ phï hîp víi viÖc ®ãng më cöa van v× tèc ®é n©ng ®Òu, øng suÊt tiÕp xóc nhá, tuæi thä cao h¬n tang tr¬n.

§êng kÝnh danh nghÜa tèi thiÓu cña tang

D1 ≥ h1.d (5-10)

www.vncold.vn


ChiÒu dµi lµm viÖc cña tang:

Lt = n.t = H .a

(2 3) t.D . t

+ ÷π

Trong ®ã:

n - sè vßng (ren) çp cuèn lªn tang;

t - bíc çp;

H - chiÒu cao n©ng;

a - béi suÊt pal¨ng çp;

Dt - ®êng kÝnh tang.

1

2

3

H×nh 5-8. S¬ ®å liªn kÕt çp vµ cöa van

1- çp; 2- chèt; 3- cöa van.

- Rßng räc çp: §èi víi chÕ ®é nÆng thêng sö dông thÐp ®óc ®óc liÒn, víi ®êng

kÝnh D ≤ 600mm, hoÆc hµn víi ®êng kÝnh D > 600mm. Rßng räc lín thêng ®óc hoÆc hµn cã g©n ®Ó t¨ng ®é bÒn vµ gi¶m nhÑ träng lîng.

§êng kÝnh rßng räc ®îc tÝnh theo TCVN 5864-1995 víi c«ng thøc:

D2 ≥ h2.dc cho ®êng kÝnh rßng räc dÉn híng; h2 - hÖ sè ®êng kÝnh rßng räc;

dc - ®êng kÝnh çp.

TÊt c¶ çc lo¹i trªn ®Òu sö dông çp hoÆc xÝch. Khi tÝnh c«ng suÊt ®éng c¬ ®Òu sö dông c«ng thøc (5-4).

c) TÝnh to¸n bé truyÒn

TÝnh bé truyÒn b¶o ®¶m c«ng suÊt truyÒn vµ tû sè truyÒn gi÷a trôc vµo trôc ra cña bé truyÒn. Çc trôc vµo cña bé truyÒn cã tèc ®é quay nhanh nªn dïng r¨ng trô nghiªng, çc bé truyÒn ®Ó hë cÊp chËm dïng b¸nh r¨ng trô th¼ng. Tû sè truyÒn ®îc tÝnh:

Dïng ®éng c¬ ®iÖn:

www.vncold.vn


dc

tg

ni

n= ;

Quay tay:

tg

qt

Mi

M= ;

Trong ®ã:

ndc, ntg - tèc ®é quay cña ®éng c¬ vµ tang cuèn çp (hay rßng räc xÝch);

tgtg

60.V.m.an

.D=

π;

Mtg, Mqt - m« men trªn tang cuèn çp vµ m« men trªn trôc tay quay;

tg

tgc

Q.DM

2.a.η; (5-11)

Mqt = P.R.m.k; (5-12)

cη - hiÖu suÊt truyÒn ®éng chung (hiÖu suÊt æ bi, b¸nh r¨ng vµ tang),

c 0 br tg. .η = η η η ;

P - lùc quay tay cña mét ngêi (P = 80 ÷ 400 N);

R - b¸n kÝnh tay quay (R = 250 ÷ 300 mm);

m - sè ngêi quay;

k - hÖ sè kh«ng ®Òu gi÷a çc ngêi quay.

- C«ng suÊt cÇn thiÕt khi më cöa:

N = mQ.V

60.1000.η (KW); (5-13)

Trong ®ã:

Q - t¶i träng më cöa lín nhÊt, (N);

Vm - tèc ®é më cöa yªu cÇu, (m/ph);

ηc - hiÖu suÊt chung.

C«ng suÊt trªn chØ tÝnh trong trêng hîp ®ang lµm viÖc, cÇn kiÓm tra m«men khëi ®éng khi tÝnh to¸n:

( )22

i i itg tg 1 im 2 2 m m

c m c m

G .D .nQ.D Q.D .nM

2.a.i. 375.a .i .t . 375.t

β= + +

η η

∑; (5-14)

www.vncold.vn


§éng c¬ ®iÖn dïng cho çc m¸y më kiÓu d©y còng nh kiÓu vÝt thêng chän lo¹i r«to quÊn d©y cã m«men khëi ®éng cao. Trêng hîp cha s¶n xuÊt lo¹i nµy cã thÓ chän lo¹i ®éng c¬ th«ng dông, nhng cÇn kiÓm tra çc hÖ sè an toµn vÒ m«men khëi ®éng vµ m«men ®Þnh møc lµm viÖc. Th«ng thêng cã thÓ lÊy:

k®®ck®

c¶n

MK

M= = 2,8 ÷ 1,8

®m®c®m

c¶n

MK

M= = 1,7 ÷1,5

Trong ®ã:

M®m®c - m«men ®Þnh møc trªn trôc ®éng c¬ ®iÖn ®îc ghi trªn b¶ng th«ng sè kü thuËt cña s¶n phÈm ®éng c¬;

Mk®®c - m«men khëi ®éng cña ®éng c¬ ®iÖn ®îc ghi trªn b¶ng th«ng sè kü thuËt cña s¶n phÈm ®éng c¬;

Mc¶n - m«men c¶n (m«men tÜnh) trªn trôc cuèi cïng nèi liÒn víi ®éng c¬ ®iÖn ;

Kk® - hÖ sè an toµn khëi ®éng;

K®m - hÖ sè an toµn ®Þnh møc.

- C¬ cÊu phanh: lµ bé phËn quan träng kh«ng thÓ thiÕu ®îc trong m¸y ®ãng më kiÓu d©y vµ thêng sö dông mét trong hai lo¹i sau ®©y:

+ Phanh ®iÖn tõ hoÆc phanh ®iÖn tõ- thñy lùc, khi cã ®iÖn ®éng c¬ quay th× nh¶ phanh; khi mÊt ®iÖn m¸ phanh gi÷ chÆt kh«ng cho vËt n©ng r¬i xuèng ®iÖn víi ®Çu trôc bÞ dÉn cña hép gi¶m tèc m¸y ®ãng më.

+ Phanh ma s¸t b»ng c¬ khÝ thêng sö dông tÝnh tù h∙m cña mét hép gi¶m tèc b¸nh vÝt trôc vÝt mét ®Çu ren. §Çu bÞ dÉn cña trôc vÝt cña hép gi¶m tèc nµy thêng g¾n trùc tiÕp víi ®éng c¬ ®iÖn. Còng cã thÓ bè trÝ trôc cña h×nh vÏ trùc tiÕp g¾n víi trôc chÝnh cña bé phËn n©ng vËt nh h×nh 5-9 vµ h×nh 5-10. Cã khi ®Ó t¨ng thªm ®é an toµn phanh h∙m cßn bè trÝ mét c¬ cÊu phanh ¸p trôc ë trªn trôc ®éng c¬ ®iÖn.

Tïy theo kh¶ n¨ng chÕ t¹o cô thÓ cã thÓ chän 1 trong 2 lo¹i c¬ cÊu phanh h∙m ®ã.

- Hép gi¶m tèc: dïng trong m¸y ®ãng më kiÓu d©y thêng dïng kim lo¹i ng©m trong dÇu ®îc b¶o qu¶n tèt cã hiÖu qu¶ cao. Th«ng thêng dïng gi¶m tèc b¸nh r¨ng h×nh trô, r¨ng nghiªng. Còng cã lóc dïng hép gi¶m tèc b¸nh trôc vÝt hay hép gi¶m tèc vi sai cã 2 tèc ®é kÕt hîp víi bé phËn quay tay ®Ó phßng khi mÊt nguån ®iÖn ë líi vÉn cã thÓ n©ng h¹ cöa tríc b»ng thñ c«ng.

Thêi gian gÇn ®©y ngêi ta cßn dïng ®éng c¬ thñy lùc ch¹y b»ng dÇu cã ¸p lùc cao g¾n liÒn víi trôc quÊn çp ®Ó n©ng h¹ cöa.

M¸y ®ãng më kiÓu d©y thêng chän tiÕt diÖn d©y xÝch hoÆc çp theo çc sè an toµn sau ®©y:

www.vncold.vn


Q®øt ≤ P. k ; ( 5-15) k - hÖ sè an toµn, thêng lÊy:

kxÝch = 7 ÷ 8

kçp = 5 ÷ 7

Q®øt - lùc ph¸ ho¹i;

P - lùc kÐo ®Çu d©y.

11

223

1

4

5

1

6

4

1

3

7

4

7

65

8

7

I

I

I-I

H×nh 5-9. S¬ ®å m¸y ®ãng më kiÓu d©y mÒm

1- ®éng c¬ ®iÖn; 2- khíp nèi kÕt hîp phanh; 3- hép gi¶m tèc; 4- trôc truyÒn; 5- æ ®ì; 6- cÆp b¸nh r¨ng; 7- khíp nèi; 8- tang cuèn çp.

H×nh 5-10. S¬ ®å truyÒn ®éng m¸y ®ãng më kiÓu d©y mÒm hai tang ®ång trôc

1- ®éng c¬ ®iÖn; 2- khíp nèi; 3- hép gi¶m tèc; 4- trôc truyÒn; 5- cÆp b¸nh r¨ng; 6- tang cuèn çp.

www.vncold.vn


- Pal¨ng tay vµ pal¨ng ®iÖn

Pal¨ng lµ mét lo¹i m¸y n©ng cao dïng ®Ó n©ng h¹ vËt, th«ng thêng ®îc treo trªn cao, cã thÓ treo t¹i chç hoÆc cã l¾p thªm c¬ cÊu di chuyÓn ®Ó ch¹y ®îc trªn c¹nh díi cña dÇm ch÷ I. Pal¨ng cã kÝch thíc gän nhÑ, hiÖu qu¶ cao vµ ®Æc biÖt c¬ ®éng, cã thÓ th¸o l¾p nhanh chãng vµ dÔ dµng, thêng ®îc sö dông cho viÖc l¾p ®Æt hay thay thÕ söa ch÷a, hay trong trêng hîp cöa van cã sù cè vÒ thiÕt bÞ ®ãng më t¹m thêi. Pal¨ng còng cã thÓ ®îc dïng ®Ó ®ãng më hç trî cho cöa van ë nh÷ng c«ng tr×nh dïng h×nh thøc cöa van tù ®éng thñy lùc.

Pal¨ng lµ thiÕt bÞ cã u ®iÓm lµ rÎ, dÔ vËn chuyÓn, th¸o l¾p vµ vËn hµnh. Tuy nhiªn nã còng kh«ng ®îc dïng nhiÒu do tån t¹i mét sè nhîc ®iÓm.

Pal¨ng cã hai lo¹i: Pal¨ng xÝch: thêng dÉn ®éng b»ng tay ®îc dïng n¬i kh«ng cã ®iÖn, sö dông kh«ng thêng xuyªn, kh«ng ®ßi hái tèc ®é n©ng lín, chiÒu cao n©ng thÊp. HiÖn nay pal¨ng xÝch kÐo tay ®îc chÕ t¹o cã søc n©ng tõ 0,5 ÷ 20T.

Pal¨ng ®iÖn cã c¬ cÊu di chuyÓn ®Ó ch¹y ®îc trªn c¹nh díi cña dÇm ch÷ I. Lo¹i nµy thêng sö dông cho cÇu trôc, cÇu treo, cæng trôc mét dÇm, hoÆc dÇm I ®îc g¾n trªn trÇn nhµ tr¹m b¬m. Do sö dông ®éng c¬ ®iÖn nªn lo¹i nµy cã tû sè truyÒn lín, ph¶i sö dông nhiÒu bé truyÒn, sè r¨ng vµ kÝch thíc ph¶i nhá nªn vËt liÖu cña b¸nh r¨ng thêng chÕ t¹o tõ thÐp hîp kim cr«m, cr«m nicken. Ngµy nay pal¨ng ®iÖn ®∙ chÕ t¹o ®îc ®Õn 32t, chiÒu cao n©ng ®Õn 30m, tèc ®é n©ng lªn 20m/ph.

d) CÇu trôc

CÇu trôc cã 4 b¸nh xe ®Ó di chuyÓn trªn hai ®êng ray song song ®Æt trªn vai cét nhµ xëng. CÇu trôc ®îc sö dông rÊt réng r∙i vµ tiÖn dông ®Ó n©ng h¹ vËt n©ng, hµng ho¸ trong çc nhµ xëng, ph©n xëng c¬ khÝ, nhµ kho bÕn b∙i, trong nhµ m¸y thñy ®iÖn, tr¹m b¬m võa ®Ó n©ng cöa van vµ l¾p r¸p çc thiÕt bÞ kh¸c. CÇu trôc ®îc chÕ t¹o víi t¶i träng Q = 1 ÷ 500 tÊn, khÈu ®é dÇm chÝnh tõ L = 4,5 ÷ 32m. ChiÒu cao n©ng ®Õn 16m, tèc ®é n©ng v = 2 ÷ 40m/ph, tèc ®é di chuyÓn xe con ®Õn 60m/ph vµ tèc ®é di chuyÓn cÇu trôc ®Õn 125m/ph.

Cæng trôc lµ lo¹i m¸y trôc mµ phÇn kÕt cÊu thÐp cã d¹ng cæng. Cæng trôc thêng ®îc sö dông trªn çc c«ng tr×nh thñy lîi thñy ®iÖn trong viÖc kÕt hîp ®ãng më cöa van vµ n©ng h¹ çc thiÕt bÞ c¬ khÝ kh¸c.

CÇn trôc lµ lo¹i cã cÇn vµ v¬n dµi ®Ó n©ng cöa phai, cöa van, l¾p r¸p çc thiÕt bÞ.

5.4. ThiÕt bÞ ®ãng më b»ng xilanh thñy lùc 5.4.1. CÊu t¹o chung vµ nguyªn lý ho¹t ®éng

ThiÕt bÞ ®ãng më b»ng xilanh thñy lùc lµm viÖc dùa trªn nguyªn lý thñy lùc thÓ tÝch (thñy tÜnh). M«i trêng truyÒn lùc lµ chÊt láng; ¸p lùc chÊt láng ®îc b¬m vµo xilanh Ðp lªn pitt«ng, ®Èy pitt«ng chuyÓn ®éng qua l¹i trong xilanh. Mét ®Çu cña pitt«ng liªn kÕt víi cöa van, do vËy cöa van còng ®îc chuyÓn ®éng theo. Trong khi lµm viÖc, xilanh thñy lùc thùc hiÖn hai chuyÓn ®éng: tÞnh tiÕn vµ quay. Xilanh thñy lùc cã thÓ l¾p ®Æt ë mäi t thÕ kh¸c nhau: ®Èy, kÐo, n©ng, h¹. ThiÕt bÞ ®ãng më cöa van b»ng xilanh thñy lùc lµm viÖc c¶ hai chiÒu rÊt linh ho¹t. ThiÕt bÞ cã 4 bé phËn chÝnh:

www.vncold.vn


H×nh 5-11. S¬ ®å hÖ thèng thñy lùc ®iÒu khiÓn ®ãng më cöa van

ThiÕt bÞ ®ãng më cöa van kiÓu xi lanh thñy lùc: 1- van x¶ ®¸y; 2- bÓ dÇu; 3- møc dÇu; 4, 20- van bi; 5- b¬m tay; 6, 18, 27, 28- van an toµn; 7- b¬m b¸nh r¨ng; 8, 9- c«ng t¾c ¸p lùc møc dÇu; 10- bé läc; 11- c«ng t¾c ¸p lùc b¸o bé läc; 12- n¾p dÇu; 13- läc khÝ; 14, 22- van mét chiÒu; 15, 21- ¸p kÕ; 16- van bi; 17, 19- van mét chiÒu t¸c ®éng chËm; 23, 24- c«ng t¾c ¸p lùc; 25- van ph©n phèi; 26, 31- c¶m biÕn tiÖm cËn; 29, 30- bé ®ång tèc; 32- xilanh thñy lùc; 33, 34- van chèng r¬i.

- HÖ thèng ®éng lùc: ®éng c¬ ®iÖn, b¬m b¸nh r¨ng cã ¸p suÊt ®Õn 320 bar, lu

lîng ®Õn 400 l/ph.

- HÖ thèng ph©n phèi, truyÒn ®éng: gåm c¸c lo¹i van ph©n phèi, hÖ thèng èng dÉn dÇu cao ¸p.

18

4

65 t

7

p

2221

p20

19

3 2 1

78 9

10

t

21 19

20p t

18

11

12 13

17

16

15 14

t

23 24

26

31

27

32

t

25

tp

p

ba

28

30

p

29

tp

28

27

t p

29

33 34 34

30

26

31

33

32

www.vncold.vn


- Bé c«ng t¸c: hÖ thèng xilanh pitt«ng thñy lùc cã ¸p lùc lín, tèc ®é chuyÓn ®éng thÊp. HiÖn nay ®∙ chÕ t¹o xilanh víi ¸p lùc dÇu ®Õn 320 bar, ®êng kÝnh xilanh ®Õn 800mm, chiÒu dµi xilanh ®Õn 17m.

- HÖ thèng ®iÒu khiÓn: Van an toµn, ®ång hå ®o ¸p bé ®ång tèc, thiÕt bÞ ®o, hÖ thèng nhËn vµ xö lý tÝn hiÖu. Van an toµn ë ®©y ®ãng vai trß quan träng khi trêng hîp x¶y ra sù cè qu¸ t¶i hay cöa cèng bÞ kÑt. Van mét chiÒu nh»m môc ®Ých gi÷ nguyªn vÞ trÝ cña xilanh (hay cöa cèng) khi hÖ thèng ngõng ho¹t ®éng vµ dßng chÊt láng chØ ®i theo mét chiÒu.

5.4.2. ¦u ®iÓm cña xilanh thñy lùc - C¬ cÊu xilanh thñy lùc cã thÓ ®ãng më ë mäi t thÕ cña cöa van. Cã kÝch thíc

nhá gän nhng n©ng ®îc lùc lín; cã lùc qu¸n tÝnh nhá; cã kh¶ n¨ng ®iÒu chØnh vËn tèc ®ãng më theo ý muèn, an toµn cho c¬ cÊu n©ng vµ c¸c bé phËn kh¸c, dÔ ®iÒu khiÓn, dÔ tù ®éng hãa vµ khèng chÕ vµ kiÓm tra lùc ®ãng më cña m¸y.

5.4.3. Nh îc ®iÓm cña thiÕt bÞ ®ãng më b»ng xilanh thñy lùc 950

570

1970

1200

800

1950

700

950

1240

011

0071

010

00

2770

650

1600

0

1

2

3

H×nh 5-12. Xilanh thñy lùc trªn c«ng tr×nh thñy lîi, thñy ®iÖn

1- cÇu trôc; 2- xilanh ®ãng më cöa van; 3- xilanh chØnh t©m.

www.vncold.vn


- Gi¸ thµnh thiÕt bÞ kh¸ cao so víi çc thiÕt bÞ kh¸c, hÇu nh ph¶i nhËp ngo¹i, ¸p dông hiÖu qu¶ cho çc c«ng tr×nh ®∙ cã nguån ®iÖn. §ßi hái çn bé qu¶n lý vËn hµnh khai th¸c cã tr×nh ®é nhÊt ®Þnh. §ßi hái ®é chÝnh x¸c cao trong chÕ t¹o, l¾p r¸p thiÕt bÞ, vËt liÖu cã chÊt lîng tèt. HÖ thèng ®êng èng dÉn dÇu thêng rÊt phøc t¹p vµ rÊt dµi v× xilanh c«ng t¸c ®Æt ra m¸y b¬m vµ bÓ dÇu, do ®ã tæn thÊt thñy lùc ®êng èng kh¸ lín vµ dÔ x¶y ra sù cè rß rØ dÇu qua çc cót nèi. Khi cã rß rØ xilanh khã kh¾c phôc.

5.4.4. TÝnh to¸n çc th«ng sè c¬ b¶n thiÕt bÞ ®ãng më xilanh thñy lùc - Lùc ®ãng (chiÒu ®Èy pitt«ng ra) cöa cèng:

( ) 2d tl 1 1 2 2 1 1 1. 1

pP P . p .F p .F . F . p F p . (N)

= η = − η = − η ≈ η ψ

; (5-16)

- Lùc më (chiÒu co l¹i) cña cöa van:

( ) 2 2c tl ck 2 2 1 1 ck 1 1 ck 1 ck

p pP P . p .F p .F F p F .

= η = − η = − η ≈ η ψ ψ

; (5-17)

- Khi x¸c ®Þnh tríc lùc ®ãng më cöa van ta cã thÓ x¸c ®Þnh ®îc ¸p suÊt lµm viÖc:

Khi ®ãng: d d 2 d1 2 2

1 1 1

P P p P1p p .F

F F . F .

= + = + ≈ η η ψ η

; (5-18)

Khi më: m m m2 1 1 1

2 2 2

P P p1p p .F p .

F F . F .

= + = + ψ ≈ η η η

; 5-19)

- Çc pitt«ng chØ chÞu lùc däc trôc, lóc tÝnh bÒn cÇn kiÓm tra æn ®Þnh chiÒu chÞu nÐn.

- Khi tÝnh chän xilanh thñy lùc thêng cho tríc çc kÝch thíc c¬ b¶n:

* Hµnh tr×nh pitt«ng: S(mm).

* Lùc (víi 1 xilanh): (cã tÝnh ®Õn ma s¸t khi chuyÓn ®éng)

* §êng kÝnh xilanh:

+ §êng kÝnh trong D (mm). + §êng kÝnh cÇn: ψ = d/D = 0,5 ÷ 0,8 → chän: d (mm).

* DÇu thñy lùc dïng cho hÖ thèng thêng chän lµ dÇu Castron Hyspin ACVS.

- Lu lîng dÇu cÇn thiÕt cung cÊp cho nguån:

ThÓ tÝch lµm viÖc h÷u Ých cña khoang trªn xilanh: V1 = F1.S, (mm3).

Víi 1 bé nguån cung cÊp lu lîng cho 1 cöa (trong trêng hîp 2 XL/1 cöa):

12VQ

t= ; (5-20)

- TÝnh to¸n vËn tèc ®ãng më cöa van:

VËn tèc khi ®ãng: 1 21 xl

Q 4QV

F .D= =

π, m/ph; (5-21)

VËn tèc khi më:( )2 2 2

2 xl c

Q 4QV

F D d= =

π −, m/ph; (5-22)

www.vncold.vn


- TÝnh to¸n vËn tèc, dßng ch¶y trong èng:

VËn tèc chÊt láng trong èng hót: h 2h

4QV

.d=π

, m/ph; (5-23)

VËn tèc chÊt láng èng ®Èy: d 2d

4QV

.d=π

, m/ph; (5-24)

Trong ®ã:

dh, dd - ®êng kÝnh trong cöa èng hót vµ èng ®Èy.

- TÝnh to¸n chän b¬m lµm viÖc cho hÖ thèng: tõ kÕt qu¶ tÝnh ë trªn, x¸c ®Þnh ®îc

¸p suÊt yªu cÇu pyc (bar) vµ lu lîng yªu cÇu Q (l/ph).

B¬m lµm viÖc cho hÖ thèng ph¶i tháa m∙n lu lîng ®îc x¸c ®Þnh qua biÓu thøc:

Qh = 1,1.Q (l/ph); (5-25)

Víi lu lîng vµ ¸p suÊt nh trªn ta cã thÓ chän ®îc lo¹i b¬m phï hîp nhÊt. C«ng suÊt ®éng c¬ ®iÖn cho m¸y b¬m lµ:

b b®c

b

Q .pN =

η; (5-26)

ηb - hiÖu suÊt cña b¬m, ηb = 0,75 ÷ 0,85.

5.5. HÖ thèng ®iÒu khiÓn ®ãng më cöa van

Bé biÕn ®æi §éng c¬ ThiÕt bÞ ®ãng më

ThiÕt bÞ ®Çu vµo

Bé ®iÒu khiÓn C¶m biÕn, thiÕt bÞ ®o

®iÒu khiÓn

NgêiThiÕt bÞ ®Çu ra

TruyÒn th«ng tin

H×nh 5-13. S¬ ®å ®iÒu khiÓn c¬ ®iÖn

Çc lo¹i cöa van dïng trong çc c«ng tr×nh thñy lîi, thñy ®iÖn rÊt ®a d¹ng. Nh vËy viÖc ®iÒu khiÓn ®ãng më cöa van trong çc c«ng tr×nh thñy lîi, thñy ®iÖn tïy theo yªu cÇu khai th¸c, yªu cÇu sö dông níc, tÝnh chÊt quan träng vµ ®é phøc t¹p mµ bè trÝ çc ph¬ng thøc ®ãng më t¹i chç hay tù ®éng ®iÒu khiÓn tõ xa mét kh©u nµo ®ã hoÆc c¶ c«ng tr×nh.

www.vncold.vn


- §iÒu khiÓn t¹i chç: ®îc thùc hiÖn t¹i hiÖn trêng, cã thÓ lµ quay tay, c¬ ®iÖn hoÆc b¸n tù ®éng. B¸n tù ®éng lµ con ngêi trùc tiÕp t¸c ®éng mét phÇn. Khi ®ãng më cöa van ch¹y ®iÖn, con ngêi ph¶i bÊm nót nèi m¹ch ®iÖn ®Ó m¸y ch¹y. ViÖc dõng khi ®ãng hÕt, më hÕt hoÆc theo mét c÷ ®ãng më ®Þnh tríc ®îc thùc hiÖn tù ®éng. Ph¬ng thøc nµy thÝch hîp cho çc c«ng tr×nh thñy lîi. Tr×nh ®é ngêi sö dông kh«ng cÇn cao.

Tù ®éng hãa ®ãng më cöa van lµ mét phÇn trong hiÖn ®¹i hãa çc c«ng tr×nh thñy lîi, thñy ®iÖn. C«ng t¸c thñy lîi hÕt søc phøc t¹p kÓ c¶ vÒ kü thuËt vµ x∙ héi, nã t¸c ®éng tíi sù hµi hßa cña x∙ héi, n«ng nghiÖp, n¨ng suÊt c©y trång vËt nu«i, c«ng nghiÖp, n¨ng lîng tiªu thô, chÊt lîng m«i trêng sinh th¸i. §èi víi m¸y ®ãng më cöa van sÏ gi¶m ®îc søc lao ®éng nÆng nhäc cho con ngêi, lo¹i trõ ®îc tÝnh chñ quan cña ngêi vËn hµnh, dÔ dµng trong vËn hµnh mang l¹i hiÖu qu¶ vµ t¨ng tÝnh linh ho¹t, gi¶m ®îc sù cè.

- C¬ së ®iÒu khiÓn tù ®éng ®ãng më cöa van: trªn çc c«ng tr×nh thñy lîi viÖc bè trÝ cöa van ®Ó ®iÒu tiÕt mùc níc dùa trªn çc nguyªn lý thñy lùc c¬ b¶n. Môc ®Ých ®iÒu tiÕt lµ ®Ó tÝch tr÷ níc, cung cÊp níc theo yªu cÇu tíi tiªu, sinh ho¹t, c«ng nghiÖp, b¶o vÖ an toµn c«ng tr×nh, an toµn cho vËn hµnh, tiÕt kiÖm níc. Nh vËy muèn tù ®éng ®ãng më cöa ph¶i biÕt ®îc çc d÷ liÖu cÇn thiÕt vµ xö lý ®Ó ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh lµm viÖc cña thiÕt bÞ nh gi¸ trÞ ®ãng më cöa lín nhÊt vµ nhá nhÊt, mùc níc cao nhÊt thÊp nhÊt, hoÆc ®ãng më theo d÷ liÖu cÇn cung cÊp níc... D÷ liÖu ®îc thùc hiÖn trùc tiÕp t¹i vÞ trÝ ®iÒu khiÓn vµ còng cã thÓ thùc hiÖn tõ xa. Trong hiÖn ®¹i hãa, ®iÒu khiÓn tõ xa cã thÓ hiÓu lµ sù tham gia cña thiÕt bÞ ngoµi çc ho¹t ®éng trªn thùc tÕ do con ngêi lµm. Mét hÖ thèng ®iÒu khiÓn tõ xa cã thÓ cã tÝn hiÖu ®îc truyÒn tõ ngoµi c«ng tr×nh vÒ phßng ®iÒu khiÓn trung t©m vµ ngîc l¹i. §Ó cã çc sè liÖu toµn hÖ thèng c«ng tr×nh, ngêi ta ®Æt çc tr¹m quan tr¾c tõ xa. §©y lµ thiÕt bÞ ho¹t ®éng mét chiÒu. ThiÕt bÞ ë phßng ®iÒu khiÓn ®îc hiÓn thÞ hoÆc ghi l¹i mét sè ho¹t ®éng trªn c«ng tr×nh nh quan tr¾c mùc níc tõ xa t¹i mét sè ®iÓm quan träng.

5.5.1. Tù ®éng ®iÒu khiÓn, tù ®éng hãa b»ng ®iÖn vµ ®iÖn tö m¸y tÝnh Lµ mét hÖ thèng ®îc thÓ hiÖn bao gåm ®o ®¹c d÷ liÖu, truyÒn th«ng tin, xö lý,

truyÒn lÖnh ®ãng më cöa.

Tõ nguyªn t¾c thñy lùc vÒ mùc níc ®Þnh tríc max, min; lu lîng, dßng ch¶y kh«ng æn ®Þnh hay ¸p lùc chÊt láng trong m¸y ®ãng më, tèc ®é vßng quay cña çc trôc, ®é më cña van vµ møc ®é tù ®éng hãa ®Ó lùa chän ®Çu ®o vµ s¬ ®å ®iÒu khiÓn thÝch hîp.

5.5.2. §iÒu khiÓn tõ xa Lµ ®iÒu khiÓn mét thiÕt bÞ trªn c«ng tr×nh hoÆc trªn ®ång tõ mét ®Þa ®iÓm nhÊt

®Þnh. Nh vËy muèn ®iÒu khiÓn ®ãng më cöa van cÇn cã hÖ thèng th«ng tin liªn l¹c. ViÖc ®ãng më cã thÓ tù ®éng hoÆc thñ c«ng.

www.vncold.vn


Phô lôc. Mét sè thiÕt bÞ ®ãng më cöa van

1. M¸y vÝt

Th«ng sè kü thuËt KÝch thíc

Kho¶ng c¸ch

t©m bul«ng

Khèi lîng

Lo¹i m¸y

Søc n©ng

(t)

Tû sè truyÒn

i

VËn tèc n©ng v (m/ph)

Lùc tay

quay P (N)

B¸n kÝnh

quay R (m)

ChiÒu cao

m¸y H (m)

ChiÒu dµi m¸y

L (m)

ChiÒu réng

m¸y B (m) L1 (m) L2 (m) kg

V0 0,5 2 0,05 20 0,40 2,12 400 0,40 0,125 18

V1 1 2 0,05 20 0,40 2,62 450 0,45 0,180 36

V3 3 4 0,024 20 0,40 5,00 0,9 0,7 0,07 0,6 273

V5 5 6 0,02 20 0,40 5,00 1,01 0,80 0,10 0,60 410

V8 8 8 0,015 20 0,40 5,00 1,01 0,80 0,14 0,70 415

V10 10 8 0,015 30 0,40 5,00 1,01 0,80 0,14 0,70 511

V20 20 14 0,01 30 0,40 5,00 1,01 0,80 0,14 0,70 613

10V§1 10 70,37 0,116 30 0,40 6,00 1,43 1,15 0,14 0,70 619

20V§1 20 70,37 0,116 30 0,40 6,00 1,43 1,15 0,20 0,70 650

30V§1 30 352 0,027 30 0,40 6,00 1,55 1,45 0,20 0,55 1722

50V§2 50 352 0,043 60 0,40 6,00 3,55 1,45 0,45 0,55 3250

100V§2 100 12,3 60 0,40 6,00 2,10 2,10 0,45 4782

www.vncold.vn


2. Xilanh thñy lùc (320 bar)

OD

OB

OO

BD

OL OHB

MD

L

SD

SLSHAK

AH

AB

A

D.

Pitt«ng

d c¸n P.T

d1 d2 d3 x

A AB BD SL AK L1 L2 MD 00 0B 0D 0HB 0L SH SD AH

G/BSP φ φ φ E8 M

25 16 - - 3/8’’ 13 35 16 57 185 - 35 15 30 20 40 15 15 16x1,5 38

32 18 22 3/8’’ 13 42 16 60 188 - 42 15 30 20 40 15 15 16x1,5 41

40 22 28 3/8’’ 13 55 16 60 208 - 55 20 40 25 40 20 20 16x1,5 48

50 28 35 3/8’’ 13 65 22 60 213 - 55 30 50 30 45 30 20 22x1,5 53

65 35 45 1/2’’ 15 80 35 64 243 - 80 40 70 40 60 40 20 35x1,5 65

80 45 55 800 1/2’’ 15 95 45 83 283 318 100 50 80 50 70 45 20 45x1,5 75

100 60 70 800 3/4’ 19 120 58 93 327 367 110 60 100 70 80 55 30 55x1,5 90

125 70 80 90 1200 3/4’’ 19 150 58 98 382 432 150 70 120 80 105 65 30 55x1,5 105

140 80 90 100 1200 3/4’’ 19 165 65 108 413 473 170 80 140 98 120 75 30 65x1,5 115

160 90 100 110 1500 1’’ 23 190 80 118 458 528 200 90 160 108 135 85 35 80x 2 130

180 100 110 125 1500 1’’ 23 220 90 120 510 590 220 100 180 118 150 100 35 90x 2 140

200 110 125 140 1500 11/4’’ 23 254 100 130 530 610 254 120 200 138 160 110 35 100x 2 157

220 125 140 160 2000 11/4’’ 28 273 110 145 595 695 273 130 220 158 190 125 35 110x 2 172

250 140 160 180 2000 11/4’’ 28 323 120 145 612 712 323 150 230 176 190 135 35 120x 2 197

280 160 180 200 2000 11/2’’ 28 355 125 165 682 802 355 170 270 196 230 160 35 125x 3 213

320 160 180 2500 11/2’’ 40 406 125 205 795 915 426 190 300 216 260 190 40 125x 3 243

320 200 220 2500 11/2’’ 40 406 135 205 795 915 426 190 300 216 260 190 40 135x 3 243

360 180 200 2500 11/2’’ 43 445 135 220 860 1010 445 210 320 236 280 210 50 135x 3 263

360 220 250 2500 11/2’’ 43 445 150 220 860 1010 445 210 320 236 280 210 50 150x 3 263

400 200 220 2500 11/2’’ 43 508 150 235 910 1060 578 240 380 256 280 250 50 150x 3 294

400 250 280 2500 11/2’’ 43 508 170 235 910 1060 578 240 380 256 300 250 50 170x 3 294

450 220 250 3000 11/2’’ 50 559 170 250 1030 1210 559 260 420 296 350 270 60 170x 3 320

450 280 320 3000 11/2’’ 50 559 190 250 1030 1210 559 260 420 296 350 270 60 170x 4 320

500 250 280 3000 11/2’’ 50 622 190 270 1105 1285 622 300 460 316 380 290 60 190x 4 351

500 320 360 3000 11/2’’ 50 622 240 270 1105 1285 622 300 460 316 380 290 60 240x 4 351

www.vncold.vn


Têi 2 tang song song quay tay vµ ch¹y ®iÖn

Th«ng sè kü thuËt KÝch thíc

VËn tèc n©ng (m/ph)

TØ sè truyÒn i

Kho¶ng c¸ch t©m bul«ng

Khèi lîng Lo¹i

m¸y

Søc n©ng

(t)

Lùc quay tay (N)

Ch¹y ®iÖn

Quay tay

Ch¹y ®iÖn

Quay tay

Dung lîng c¸p trªn tang

(m)

Dµi x réng x cao (m)

L1 (mm)

L2 (mm)

G (kg)

T3 3 15 0,4 52 20 1290 x

740 x 1170

590 620 400

T62 6 15 0,4 55 12 1795 x

800 x 1128

730 750 694

T§62 6 15 0,5 0,4 3280 64,7 24 1828 x 1140

x 1328 730 750 960

www.vncold.vn


Tµi liÖu tham kh¶o

1. Sæ tay kü thuËt thñy lîi - TrÇn TuÊn Böu - Phan Kh¸nh - N¨m 1986.

2. Sæ tay kü thuËt thñy lîi Trung Quèc cöa van trong c«ng tr×nh thñy lîi (b¶n dÞch)- N¨m 2002.

3. CÈm nang kü thuËt thñy c«ng Nga (b¶n dÞch).

4. B¸o ço tæng kÕt ®Ò tµi n¨m 1985 06 - 04 - 01 - 02.

5. Çc ®å ¸n thiÕt kÕ Cöa van tù ®éng çnh cöa cña mét sè c«ng tr×nh.

6. Tiªu chuÈn ViÖt Nam: TCVN 5864 - 1995.

7. ChÕ t¹o vµ l¾p r¸p thiÕt bÞ c¬ khÝ - kÕt cÊu thÐp cña c«ng tr×nh thñy lîi, 14 TCN - 2004.

8. ThiÕt kÕ chÕ t¹o, l¾p ®Æt, nghiÖm thu vµ bµn giao - yªu cÇu kü thuËt, 14 TCN 117 -1999.

9. AWWA CtandarD for SLuise gates American national Standard 1980.

10. Gi¸o tr×nh KÕt cÊu thÐp - Trêng §¹i häc Thñy lîi, Hµ Néi.

www.vncold.vn


Nhµ xuÊt b¶n N«ng NghiÖp 167/6 - Ph¬ng Mai - §èng §a - Hµ Néi

§T: 8524506 - 8523887 Fax: (04) 5760748 Email: [email protected]

Chi nh¸nh NXB N«ng NghiÖp 58 NguyÔn BØnh Khiªm - Q.1, TP. Hå ChÝ Minh §T: 8297157 - 8299521 Fax: (08) 9101036

ChÞu tr¸ch nhiÖm xuÊt b¶n: nguyÔn cao doanh

Phô tr¸ch b¶n th¶o: Ph¹m kh«i - Hoµng Nam B×nh

Tr×nh bµy b×a: Ngäc nam

M· sè: −

− −−

63 630 231 05145NN 2005

In 250 b¶n khæ 19 x 27 cm t¹i Xëng in NXB N«ng nghiÖp. GiÊy chÊp nhËn ®¨ng ký kÕ ho¹ch xuÊt b¶n sè 231/145XB - QLXB do Côc XuÊt b¶n cÊp ngµy 03/02/2005. In xong vµ nép lu chiÓu quý III/2005.

www.vncold.vn


Ch¬ng 5 157

ThiÕt bÞ ®ãng më cöa van 157

5.1. §Æc ®iÓm, cÊu t¹o vµ ph©n lo¹i thiÕt bÞ ®ãng më cöa van 157

5.1.1. §Æc ®iÓm cña thiÕt bÞ cöa van trªn c«ng tr×nh thñy lîi, thñy ®iÖn 157

5.1.2. CÊu t¹o chung cña thiÕt bÞ 157

5.1.3. Ph©n lo¹i vµ ph¹m vi øng dông 158

5.2. M¸y ®ãng më kiÓu vÝt ®ai èc 160

5.2.1. Nguyªn lý m¸y ®ãng më kiÓu vÝt ®ai èc 160

5.2.2. ¦u, nhîc ®iÓm cña thiÕt bÞ ®ãng më kiÓu vÝt ®ai èc 161

5.2.3. TÝnh to¸n thiÕt bÞ vÝt ®ai èc 162

5.2.4. M¸y ®ãng më kiÓu vÝt dïng cho cöa van s©u 164

5.3. M¸y ®ãng më kiÓu d©y mÒm 165

5.3.1. KÕt cÊu chung cña m¸y ®ãng më kiÓu d©y mÒm 165

5.3.2. ¦u, nhîc ®iÓm cña thiÕt bÞ ®ãng më kiÓu d©y mÒm 166

5.3.3. TÝnh to¸n c¸c th«ng sè c¬ b¶n 167

5.4. ThiÕt bÞ ®ãng më b»ng xilanh thñy lùc 173

5.4.1. CÊu t¹o chung vµ nguyªn lý ho¹t ®éng 173

5.4.2. ¦u ®iÓm cña xilanh thñy lùc 175

5.4.3. Nhîc ®iÓm cña thiÕt bÞ ®ãng më b»ng xilanh thñy lùc 175

5.4.4. TÝnh to¸n c¸c th«ng sè c¬ b¶n thiÕt bÞ ®ãng më xilanh thñy lùc 176

5.5. HÖ thèng ®iÒu khiÓn ®ãng më cöa van 177

5.5.1. Tù ®éng ®iÒu khiÓn, tù ®éng hãa b»ng ®iÖn vµ ®iÖn tö m¸y tÝnh 178

5.5.2. §iÒu khiÓn tõ xa 178

5.5.3. Tù ®éng b»ng thñy lùc Error! Bookmark not defined.

Phô lôc. Mét sè thiÕt bÞ ®ãng më cöa van 179

Tµi liÖu tham kh¶o 182

www.vncold.vn

Download - 01 Bia Gia (7 Files Merged)

Top Related