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厂房通风机关于渐开式翻板闸门几个问题的讨论(1)超净台工作原理
摘要：针对漂浮物的问题提出解决方案，分析了影响闸门运行稳定的身分，并论证了连杆的长度对运行稳定的影响，优化了连杆的尺寸，使闸门运行加倍稳定。
关头词：水闸闸门连杆滚轮式翻板闸门优化稳定
渐开式水力自动翻板闸门靠水压力及闸门自重自动启闭，无需启闭机械及其他动力，只需少许人员经管，可节省年夜量工程投资及经管费用，与机械启闭闸门相比可节省投资50以上。尤其在偏远的陡涨陡落的河流，水位低时闸门自动关闭，蓄水浇灌；汛期水位高时闸门自动开启、泄洪；洪水事后，水位下降，闸门自动实时回关，可充实哄骗水利资本，提高水的哄骗率。它能保证较年夜的过水能力和上游水位较小的壅高值，使堤防工程量年夜为削减。正是由于以上的特点，渐开式水力自动翻板闸门在交通航道工程和水利工程中获得越来越普遍的运用。例如临沂市费县北石沟拦河闸、引黄济青年夜沽河水利枢纽工程、沂南县黄埠拦河闸等都采用这类形式的翻板闸门。可是这类闸门在运行中也存在着一些问题，本文下面将针对连杆滚轮式翻板闸门（如图1）的一些常见的问题例如漂浮物的梗塞、闸门运行的稳定问题，闸门的结构优化问题进行研究进而探讨其解决方式。
图1
1.常见的几个问题及其解决方式
1.1漂浮物梗塞铰座
当闸门建在山区河流上时，河流行洪时具有来势猛，速度年夜，冲洗强，漂浮物多等特点。当杂草、树枝、树干等杂物梗塞在铰座周围，会影响闸门的回关，严重的将在闸门与底板之间形成裂缝，闸前蓄不上水。汛后清算这些杂物也比力坚苦，需要千斤顶、吊车或滑轮组把闸门开启起来断根，给经管工作带来很年夜的麻烦，还会造成一定的经济损失。是以若何解决排漂的问题是翻板闸门能否在山区河流运用的关头问题。
图2
解决方式有以下几种：（1）在上游设置导流墩，将漂浮物导向铰座双方，削减漂浮物对铰座的梗塞。错误谬误由于回流等身分的影响仍有残剩漂浮物会冲到铰座里。（2）是在门前设置拦污栅，错误谬误是要定期的断根栅前的漂浮物。（3）是在连杆上焊接一个弧形的拦污栅，年夜小视庇护的范围而定，在闸门开启或关闭时，连杆和拦污栅一起运动，这类方案效果比力好。翻板闸门弧形拦污栅剖面示意图如图2所示。
1.2运行稳定问题
水力自控翻板门因其能随水位涨落而自动启闭、结构简单、运行靠得住、便于经管和造价低廉等优点，在中小型闸坝、山塘水库的溢洪道、山区渠道排洪建筑物和人工湖中获得普遍的运用，阐扬了很好的效益。然而，由于这类闸门的运行情况和受力情况比力复杂，而其设计计较理论今朝尚不十分完善，运行中普遍存在着诸多不稳定现象，如突然翻倒、频仍摆动和“拍打”现象，这些就是凡是所说的“失稳”。所有这些失稳现象，对闸门的正常运行长短常有害的，轻者能引发工程结构的整体振动，发生噪音，重者可致使闸门破坏。
影响闸门稳定的身分很多，其中主要有：（1）闸门面板上的溢流水舌与闸下孔流间形成空腔，空腔中的空气被水流带走形成不稳定的负压。（2）闸门两侧边壁使过闸水流两侧形成漏斗，带进空气使空腔压力不稳。（3）闸门刚开启时远驱水跃在闸门底部发生的负压。（4）闸门开度小时形成的波状水跃。（5）闸门全开时临界淹没水跃（6）风浪造成闸上游水位不稳定也影响闸门的运行稳定。
为了保证闸门的稳定运行可在闸门后设置两道通气孔，通气孔面积应跨越闸门淹没面积的5。在水工结构上要保证水流流态平顺，边墙头部、闸墩、支墩、防护墩等的迎水部门尽量做成流线型。要从结构上保证闸门自身的阻尼作用从而保证闸门的稳定运行，例如连杆滚轮式翻板闸门的连杆长度和后支点高度要合适。而连杆长度及其后支点纵坐标对稳定的影响则需要论证。以下将经由过程工程实例具体分析计议。
1.3结构优化问题
连杆滚轮式翻板闸门哄骗连杆的阻尼作用，使闸门的稳定性有了极年夜的改善，阻尼越年夜，抗“拍打”的能力越强，这类闸门的连杆、滚轮的尺寸年夜小和位置设置适当时，基本不会发生拍打现象。是以，在进行闸门设计时，要合理肯定滚轮的直径、连杆的长度及连杆后支点位置，选择连杆阻尼作用年夜，启闭水位低的尺寸作为设计值，从结构上连结闸门自身的阻尼作用，保证其运转的稳定性。在以下的工程实例中，针对连杆滚轮式水力自动翻板闸门的连杆长度，经由过程对几个方案的比力，得出一个较好的方案，进而说明连杆长度对运行稳定的影响。
2.工程实例
某闸，门高2.6米，门宽6米，挡水高度2.51米。运行特征水位：（均以相对高程暗示）门底坎高程0.00米，闸门顶高程2.51米，启动水位2.60米，全开水位2.87米，全开角度78度，关闭水位2.51米，最年夜设计水头6.50米。滚轮的直径d=0.53m、连杆的长度l=1.487m，
在门重g，门叶上游面、底缘、顶缘和下流面所承受的水压力协力p1、p2、p3、p4，门下空腔负压的下拉力p5，和滚轮的支承力n及连杆的内力t的作用下，凭据力的平衡关系（m开＝m关），计较出上游水位h不竭变化进程中闸门的开度a，获得h～a关系曲线。
闸门在开关门进程中上游水位与闸门转角的关系曲线如图3所示。从图中可以看出，闸门在肆意开度位置，其开门水位较关门水位高，差值基本为2ｃｍ左右。可见闸门对避免“拍打”有一定的阻尼作用。这类阻尼作用主要是由滚轮、连杆机构自己决议的。连杆滚轮式翻板闸门哄骗连杆的阻尼作用，使闸门的稳定性有了极年夜的改善，阻尼越年夜，抗“拍打”的能力越强，闸门的连杆和滚轮设计合理时，基本不会发生拍打现象。
当开门力矩与关门力矩总和为零，闸门处于稳定状态。若来流量稍有增加，动水压力增年夜，开门力矩有一细小增量，这时候连杆会发生反力，形成阻抗力矩来阻止其旋转，该阻抗力矩随着来水流量的增加而逐渐增年夜，当其到达最年夜值时，则闸门将处于向右转动前的极限平衡状态。反之，若来水流量稍有削减，动水压力减小，则发生一细小关门力矩，这时候连杆将发生拉力，拉力形成的力矩使闸门维持稳定。连杆的位置随闸门的开启(或关闭)是会发生变化的。当动水压力增加(或削减)到一定值时，闸门将增加(或削减)其开度，从而使动水压力增量又发生改变，闸门在新的位置经由过程新的连杆反力矩(或拉力矩)重新维持稳定。是以，连杆的反力不是不变的，而是以不竭改变的量来使闸门在新的变量中维持稳定。同时，由于连杆的存在，缓冲了闸门的转动速度，使闸门必需在克服连杆反力矩(或拉力矩)的最年夜值后才能转到新的开度。这样，就保证了闸门的开启和关闭到达相对稳定。
为了便于分析连杆长度对闸门运行的影响，本文设计了五种典型方案，即连结翻板闸门的滚轮半径和连杆后支点高度不变，后支点向上下流水平移动，各方案间的后支点水平距离距离为5cm，方案①：l＝1.581m，方案②：l＝1.534m，方案③：l＝1.487m，方案④：l＝1.439m，方案⑤：l＝1.393m，如图4所示。
图4改变连杆长度的五种典型方案
经由过程自己编写的开门运行法式open.for的运算，可以获得各方案闸门在开门进程中上游水位h与闸门的角度f的关系曲线，如图5所示。
图5分歧连杆长度的开门曲线
图5反映了连杆长度的变化对闸门开门曲线的影响，从图中可看出：连杆长度设计不合理，连杆长渡过长，翻板闸门启动后迅速到达全开位置，翻板闸门运行不稳定，如方案①。连杆长度不够，闸门的开门曲线过于平缓，闸门最年夜开度较小，影响泄洪排涝，且全开水位较年夜，上游水位涨幅过年夜，会造成上游农田的淹没，如方案⑤。方案③的开门曲线较平稳滑腻，闸门最年夜开度也较年夜，讲明闸门运行较稳定，且全开水位较低，上游水位涨幅较小。各方案对应的各项指标如表1所示。
表1各方案对应的各项指标
方案
方案①
方案②
方案③
方案④
方案⑤
连杆长度（m）
1.581
1.534
1.487
1.439
1.393
最年夜开门角度（°）
79.79
79.85
79.96
79.92
79.91
上游启动水位（m）
2.55
2.55
2.55
2.55
2.55
上游全开水位（m）
2.78
2.81
2.85
2.87
2.92
上游水位涨幅（m）
0.27
0.30
0.34
0.36
0.41
对应分歧的连杆长度，翻板闸门运行时所能到达的最年夜开门角度θm也分歧，其变化纪律如图6所示。
图6连杆长度与闸门最年夜开度的关系曲线
图中曲线有唯一的极值点（1.477，79.97），即θm最年夜值为79.97，对应的l＝1.477m。是以，l＝1.477为连杆的优化长度。
3.结论
在平原地域，尤其是城市的水渠中运用翻板闸门，由于水流比力清澈，漂浮物和杂物都比力少，所以没必要斟酌排漂的问题，但在山区中，由于山上冲下来的树枝、杂草很多，所以都要斟酌用拦污栅来避免铰座被缠住而影响翻板闸门的运行稳定。
经由过程以上的分析，我们认为连杆长度，和后支点的高度对翻板闸门运行稳定的影响很年夜，是以对翻板闸门的设计中，应当斟酌连杆长度的优化问题，找一个合适的连杆长度和后支点的位置以便使翻板闸门的开启角度最年夜，从而保证翻板闸门的运行稳定。
参考文献
1.任广云等，渐开式翻板闸门的几个设计问题[j]，水利水电科技进展，1999，10
2.李宗健等，水力自动闸门，水利水电出书社，1987，8
超净台的优点是操作方便自如，比较舒适，工作效率高，预备时间短，开机１０分钟以上即可操作，基本上可随时使用。在工厂化生产中，接种工作量很大，需要经常长久地工作时，超净台是很理想的设备。超净台由三相电机作鼓风动力，功率１４５～２６０Ｗ左右，将空气通过由特制的微孔泡沫塑料片层叠合组成的“超级滤清器”后吹送出来，形成连续不断的无尘无菌的超净空气层流，即所谓“高效的特殊空气”，它除去了大于０．３μｍ的尘埃、真菌和细菌孢子等等。超净空气的流速为２４～３０ｍ／ｍｉｎ，这已足够防止附近空气可能袭扰而引起的污染，这样的流速也不会妨碍采用酒精灯或本生灯对器械等的灼烧消毒。工作人员就在这样的无菌条件下操作，保证无菌材料在转移接种过程中不受污染。但是万一操作中途遇到停电，暴露在未过滤空气中的材料便难以避免污染。这时应迅速结束工作，并在瓶上作出记号，内中的材料如处于增殖阶段，则以后不再用作增殖而转入生根培养。如为一般性生产材料，因其极其丰富也可弃去。如处于生根过程，则可留待以后种植用。
超净台电源多采用三相四线制，其中有一零线，连通机器外壳，应接牢在地线上，另外三线都是相线，工作电压是３８０Ｖ。三线接入电路中有一定的顺序，如线头接错了，风机会反转，这时声音正常或稍不正常，超净台正面无风可用酒精灯火焰观察动静，不宜久试，应及时切断电源，只要将其中任何两相的线头交换一下位置再接上，就可解决。三相线如只接入两相，或三相中有一相接触不良，则机器声音很不正常，应立即切断电源仔细检修，否则会烧毁电机。这些常识应在开始使用超净台时就向工作人员讲解清楚，免除不应造成的事故与损失。
超净台进风口在背面或正面的下方，金属网罩内有一普通泡沫塑料片或无纺布，用以阻拦大颗粒尘埃，应常检查、拆洗，如发现泡沫塑料老化，要及时更换。除进风口以外，如有漏气孔隙，应当堵严，如贴胶布，塞棉花，贴胶水纸等。工作台正面的金属网罩内是超级滤清器，超级滤清器也可更换，如因使用年久，尘粒堵塞，风速减小，不能保证无菌操作时，则可换上新的。
超净台使用寿命的长短与空气的洁净程度有关。在温带地区超净台可在一般实验室使用，然而在热带或亚热带地区，由于大气中含有高量的花粉，或多粉尘的地区，超净台则宜放在较好的有双道门的室内使用。任何情况下都不应将超净台的进风罩对着开敞的门或窗，以免影响滤清器的使用寿命。
无菌室应定期用７０％酒精或０．５％苯酚喷雾降尘和消毒，用２％新洁尔灭抹拭台面和用具７０％酒精也可，用福尔马林４０％甲醛加少量高锰酸钾定期密闭熏蒸，配合紫外线灭菌灯每次开启１５分钟以上等等消毒灭菌手段，以使无菌室经常保持高度的无菌状态。接种箱内部也应装有紫外线灯，使用前开灯１５分钟以上照射灭菌，但凡是照射不到之处仍是有菌的。在紫外线灯开启时间较长时，可激发空气中的氧分子缔合成臭氧分子，这种气体成分有很强的杀菌作用，可以对紫外线没有直接照到的角落产生灭菌效果。由于臭氧有碍健康，在进入操作之前应先关掉紫外线灯，关后十多分钟即可入内。
在超净工作台上亦可吊装紫外线灯，但应装在照明灯罩之外，并错开照明灯平行排列，这样在工作时不妨碍照明。若将紫外线灯装入照明灯罩玻璃板里面，这是毫无用处的，因为紫外线不能穿透玻璃，它的灯管是石英玻璃，而不是硅酸盐玻璃制成的。
接种室内力求简洁，凡与本室工作无直接关系的物品一律不能放入，以利保持无菌状态。接种室内的空气与外界空气应绝对隔绝，预留的通气孔道应尽量密闭。通气孔道可设上下气窗，气窗面积宜稍大，需覆上４层纱布作简单滤尘。在一天工作之后，可开窗充分换气，然后再予以密闭。总之，既要清洁无尘无菌，又要空气新鲜，适宜工作。覆在通气窗上的纱布应经常换洗。但是上述种种措施只是理想的设计方案，往往不易全面做到，其实只要严格无菌操作手续，在门窗敞开的室内，有超净台的保护，接种的污染率仍可控制在生产上可以容忍的水平。
超净工作台的使用管理
１．目的：维持屏障工程的生物洁净度，保护工作人员的安全，维护动物福利，保障机组的正常运转，尽量减少可影响科研成果的各种可变因素。
２．原则：屏障工程内的超净工作台只能用于建立动物模型的手术、转基因小鼠的日常操作。
３．使用管理：
（１）每次使用超净工作台时，实验人员应先开启超净工作台上的紫外灯，紫外照射２０分钟后使用。
（２）开启超净工作台工作电源，关闭紫外灯，并用７５％的酒精或０．５％过氧乙酸喷洒擦拭消毒工作台面。
（３）整个实验过程中，实验人员应按照无菌操作规程操作。
（４）实验结束后，用消毒液擦拭工作台面，关闭工作电源，重新开启紫外灯照射１５分钟。
（５）如遇机组发生故障，应立即通知动物实验室，由专业人员检修合格后继续使用。
（６）实验人员应注意保持室内整洁。
（７）超净工作台的滤材每２年更换一次，并作好更换记录。
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