- Loại tác động bằng cơ giới và thủy lực
b) Sơ đồ cửa quạt kín
(1) Cửa quạt kín trục ở hạ l-u (hình 3-35)
Lhl hl P g t P G d W g G a) b) Wd R ld ld
Hình 3-35. Sơ đồ lực tác dụng trên cửa quạt kín trục quay ở hạ lưu
Muốn nâng cửa van từ dưới lên cần phải có một độ chênh lệch cột nước nhỏ trên đập tràn; nếu không đủ độ chênh lệch cột nước thì có thể cho khí nén vào buồng áp lực.
Từ điều kiện cân bằng của loại cửa van kín ở vị trí nằm trên (hình 3-35a) chúng ta có:
d R
G.g W . 2
= (3-35)
Đẳng thức này luôn đạt được và cửa van luôn đảm bảo nổi. Ngoài ra còn phải giữ ở vị trí trên nó bằng cách tạo ra 1 áp lực A. ở vị trí lưng chừng (hình 3-35b) điều kiện nâng và hạ cửa van được xác định theo công thức (3-34b; 3-34c).
(2) Cửa quạt kín trục ở th-ợng l-u (hình 3-36)
- Cửa quạt đóng để dâng nước khi: Wd.d >Gg +Pt.pt (3-36a) - Cửa quạt mở khi: Wd.d <Gg +Pt.pt (3-36b)
Hình 3-36. Sơ đồ lực tác dụng trên cửa quạt kín trục quay ở thượng lưu
Trên các cửa van có trục quay ở thượng lưu, áp lực thượng lưu Ptl sẽ sinh ra mô men có xu hướng đóng cửa lại (hình 3-36a), đồng thời áp lực đó sẽ tác dụng vào cạnh dưới của cửa van đến mức để bảo vệ cho cửa khỏi bị lật bởi phản lực A người ta phải dùng một gối tựa đặc biệt để giảm nhỏ phản lực A. Gần đây người ta dùng kết cấu lưỡi trai (hình 3-36c), lưỡi trai sẽ làm tăng mô men của lực Ptl. Sơ đồ lực tác dụng khi cửa van mở ở vị trí lưng chừng trình bày ở hình (3-36b).
(3) Cửa quạt đ-ợc nâng lên bằng cơ giới và thủy lực
Hình 3-37. Sơ đồ lực tác dụng lên cửa quạt dưới tác dụng của cơ giới và thủy lực
pt l l pt t Pt a) G Wd ld g A P b) ld d W g G c)
Khi nước tràn qua cửa van, áp lực nước tác dụng ở mặt dưới bản CO (hình 3-37a).
áp lực này bằng hiệu số biểu đồ Wd và Pd (đường gạch nét), nó làm giảm lực kéo của thiết bị nâng cửa và luôn luôn tăng khi nâng cửa lên (hình 3-37b).
áp lực nước nói trên có thể cản trở việc hạ cửa van, và vì thế người ta phải dùng thiết bị hai chiều có thể kéo cửa van xuống tận đáy khoang.
- Hiện nay khi thiết kế cửa quạt người ta có quan điểm trang bị cơ giới để chủ động điều khiển đóng mở cửa van. Qua nghiên cứu thấy rõ rằng đ∙ là cửa quạt thì dù có trang bị máy nâng hạ người ta vẫn phải quan tâm đến áp lực dòng chảy ở mặt ngoài và trong buồng cửa van và chỉ khi tính đúng những lực đó thì mới tính được lực đóng mở chính xác.
Hình 3-38. Cửa quạt đóng mở bằng cơ giới có trợ thủy lực ở đập Đáy
Trên đỉnh loại cửa van này phải có khoét hai hàng lỗ để khi kéo thì chỉ cần kéo trọng lượng G của cửa quạt, còn áp lực nước trong và ngoài cân bằng nhau, còn khi hạ cửa thì nhờ trọng lượng bản thân. Mặc dù trọng lượng của cửa có thể tự hạ xuống nhưng thường ta vẫn bố trí điểm kéo phía dưới để dự phòng an toàn cho việc hạ cửa như ở đập
Đáy (hình 3-38).
Trong trường hợp này có thể dùng xilanh thủy lực thì mọi khó khăn sẽ được giải quyết.
3.5.4. Kết cấu cửa quạt
- Bán kính bản mặt hình trụ của loại cửa van hở được lấy trong khoảng r = (1,4 á 1,6)h, đôi khi đến 2h. Trục quay đặt thấp hơn ngưỡng đập một đoạn (0,1 á 0,2)h. Đối với các cửa van phải có trục quay ở phía thượng lưu thì r = (0,8 á 1,3)h, còn gối tựa đặt cao hơn ngưỡng ở cuối phía dưới cửa van một đoạn là (0,25 á 0,30)h.
- Phần di chuyển của cửa van gồm có bản mặt, giàn ngang thẳng đứng làm bằng những dầm chính và đặt cách nhau một khoảng từ 1,3 m đến 3 m, được nối với nhau
lỗ
G T
nhờ các thanh dọc, các cột giữa, các thanh biên nằm ngang ở trên, ở dưới và các thanh giằng dọc và ngang.
Trục quay của cửa van có thể liên tục suốt cả chiều dài cửa van hay có một số bản lề tựa tương ứng với số giàn hình quạt thẳng đứng. Các thiết bị chống thấm ở biên và đáy làm bằng cao su, nhờ có áp lực nước nó được áp sát vào bản mặt và lớp phủ cửa bê tông.
Trong tính toán sơ bộ, hàm lượng thép cần cho phần di động và phần không di động của cửa van (tính bằng tấn) trong một mét vuông bề mặt của khoang cống phải đóng có thể lấy như bảng 3-3.
Bảng 3-3. Chiều cao cửa van và kiểu cửa van
Chiều cao của (khoang) (m)
Kiểu cửa van
3 5 7