排水管防倒灌拍门的制作方法
技术领域本实用新型涉及一种排水管防倒灌拍门，属于排水工程领域，特别涉及排水管道排入河道防止河水倒灌的排水管件。
背景技术城市雨水排放一般都是有组织排水，道路及街区的 雨水通过排水管道排入河道。河道的防洪标准较高，排水管道标准低于河流，中小雨量的降雨时，即使排水管道水位较高，而河道的水位也相对较低，雨水可通过管道排入河道。在地势平坦的地区，排水管道出水口与河道的高差较小，大暴雨时河道水位上涨，河水倒灌至排水管道就有造成内涝的危险。因此，许多地势平坦地区排水管道排入河道的位置都设有拍门。拍门是一种单向阀，可以自动启闭防止河水倒灌。现有技术的拍门的闸板采用铰轴安装闸体上，与闸体呈一定的倾角，依靠闸板的重力将管口封闭，管内有水流出时，管内水压将闸板顶开，雨水排入河道。河道水位上涨，超过排水管道的出口时，河道的水压力大于管内水压力，加上闸板的重力，闸板将管口封闭，达到防止河水倒灌的目的。但现有技术的拍门存在一定的缺陷，闸板是靠重力封闭的，水头损失较大，要有一定的水位才能顶开闸板，不利于水流顺畅排出。当管内水流较小时，水压不能顶开闸板，只有水聚集水位达到一定高度时，才能顶开闸板，排水管道容易造成淤积。
发明内容本实用新型的目的是提供一种排水管防倒灌拍门，其有益效果为可以根据河道水位自动开启和关闭拍门，在河道水位较低时完全打开拍门，雨水顺利排出，没有水头损失，不会造成管道淤积，当河道水位上涨超过管口时，拍门自动关闭，防止河水倒灌。本实用新型是通过以下技术实现的在排水管道排入河道的出口位置设置排水管防倒灌拍门，拍门主要包括基座I、管口 2、闸板3、浮子4、齿轮箱5、主动齿轮6、从动齿轮7。闸板3通过主动齿轮6、从动齿轮7与浮子4相连，闸板3随浮子4的升降而关闭和开启。基座I与管口 2相连成一体,基座I上方安装齿轮箱5。闸板3的内侧镶嵌一道密封胶圈9，闸板3与从动齿轮7相连，浮子4通过连杆10与主动齿轮6相连，主动齿轮6的直径比从动齿轮7直径大，两者相互咬合。中小雨量时，河道的水位较低，浮子4、连杆10在自重作用下下落，与连杆10连接的主动齿轮6带动从动齿轮7旋转，从动齿轮7与闸板3相连，闸板3在从动齿轮7的带动下开启。反之，当河道水位水位上涨，浮子4上浮，通过连杆10、主动齿轮6带动从动齿轮7旋转，闸板3关闭，闸板3上安装密封胶圈9，闸板3与管口 2之间被密封，防止河水倒灌到排水管道内。
附图说明
图I为本实用新型正视图；图2为本实用新型侧视图；[0008]图3为拍门开启状态的实施例；图4为拍门关闭状态的实施例。图中1-基座，2-管口，3-闸板，4-浮子，5-齿轮箱，6-主动齿轮，7-从动齿轮，8-安装孔，9-密封胶圈，10-连杆，11定位槽，12-调节钮，13-端墙，14-管道，15-固定螺栓，16-防洪墙，17-河道水位，18-检查井。
具体实施方式
本实用新型为排水工程的一种构件，可以制作成不同的管径，以适合各种管径的排水管道。本实用新型正视图见图1，侧视图见图2，基座I 采用铸钢加工，四周有安装孔8，管口 2与基座I 一体铸造，闸板3也采用铸钢加工。齿轮箱5、主动齿轮6、从动齿轮7、连杆10采用不锈钢加工。齿轮箱5为门字形，采用螺丝固定在基座I上，齿轮箱5内安装主动齿轮6和从动齿轮7，主动齿轮6的直径比从动齿轮7直径大，两者相互咬合。闸板3与从动齿轮7采用螺丝连接，浮子4采用泡沫塑料制作。浮子4的上浮与下落，通过连杆10、主动齿轮6、从动齿轮7带动闸板3的开启与闭合，由于主动齿轮6的直径比从动齿轮7直径大，如果按照大三倍进行制造，浮子4上下运动带动主动齿轮6旋转30°，从动齿轮7就可带动闸板3旋转90°，浮子4用较小的行程完成闸板3的整个开启过程。主动齿轮6上有一道弧形的定位槽11，通过调节钮12调整连杆10与主动齿轮6在定位槽11的位置，可以调整闸板3关闭时浮子4的位置。实施例排水管道在排入河道的位置安装拍门，拍门应推进河道边沿，管道14出口处砌筑端墙13，在对应安装孔8的位置预埋固定螺栓15。在管道14与管口 2接触面涂抹密封胶，将固定螺栓15拧紧将拍门固定。河道边缘设置防洪墙16，浮子4的上方设置检查井18以便进修。本实用新型工作原理如下正常雨量时，河道水位17较低，在浮子4、连杆10重力的作用下下落，带动主动齿轮6顺时针转动，从动齿轮7逆时针转动，闸板3被带动开启，雨水自然排放，见图3。暴雨时，河道水位17上升，浮子4浮起，带动连杆10、主动齿轮6逆时针转动，从动齿轮7被带动顺时针转动，闸板3在被带动关闭，闸板3周边镶嵌的密封胶圈9贴紧在管口 2上，使河道的水不能倒灌至管道14内，起到防倒灌作用，见图4。当暴雨逐渐减小，河道水位17下降，浮子4下落，闸板3也随之逐渐开启，雨水排放恢复正常。
权利要求1.一种排水管防倒灌拍门，主要包括基座(I)、管口(2)、闸板(3)、浮子(4)、齿轮箱(5)、主动齿轮(6)、从动齿轮(7)，其特征是所述的闸板(3)通过主动齿轮(6)、从动齿轮(7)与浮子(4)相连，闸板(3)随浮子(4)的升降而关闭和开启。
2.根据权利要求I所述的排水管防倒灌拍门，其特征是所述的基座(I)与管口(2)相连成一体，基座(I)上方安装齿轮箱(5 )。
3.根据权利要求I所述的排水管防倒灌拍门，其特征是所述的闸板(3)的内侧镶嵌一道密封胶圈(9)。
4.根据权利要求I所述的排水管防倒灌拍门，其特征是所述的闸板(3)与从动齿轮(7)相连。
5.根据权利要求I所述的排水管防倒灌拍门，其特征是所述的浮子(4)通过连杆(10)与主动齿轮(6)相连。
6.根据权利要求I所述的排水管防倒灌拍门，其特征是所述的主动齿轮(6)的直径比从动齿轮(7)直径大，两者相互咬合。
专利摘要本实用新型涉及一种排水管防倒灌拍门，属于排水工程领域，特别涉及排水管道排入河道防止河水倒灌的排水管件。主要包括基座、管口、闸板、浮子、齿轮箱、主动齿轮、从动齿轮。闸板随浮子的升降而关闭和开启。在河道水位较低时完全打开拍门，雨水顺利排出，没有水头损失，不会造成管道淤积，当河道水位上涨超过管口时，拍门在浮子的带动下自动关闭，防止河水倒灌。

张庄提排站工程位于河南省台前县吴坝乡北张庄村西北约100m临黄河大堤的背河处，担负提排金堤河洪涝水入黄河的任务。金堤河是黄河下游一条支流，根据《金堤河流域综合治理规划》，泵站能力需排除金堤河五年一遇洪涝灾害，泵站总的排水规模为104 m3/s，以保障金堤河滞洪区安全度汛的需要。

工程主要由旧泵站、新泵站及进出口工程、变电站、围站堤及进水涵洞、金堤河分水闸、进水渠、退水渠、管理房等部分组成。

旧泵站于1978年建设投运，装有8台64ZLB-50立式轴流排水泵（由上海水泵厂于1976年生产），单机设计流量为8m3/s，设计扬程为7m，目前排水规模为64m3/s，水泵转轮直径为1.54m，配套电动机型号为TDL215/31-24，电压为6.3kV，额定转速为250r/min，功率因数为0.9（超前），单泵配套电动机容量为800kW，配套电动机总容量为6400kW。配套出口拍门采用卷扬机悬挂式拍门。规格为2200mm×2200mm。由于运行多年，黄河和金堤河河势变化，泵站引出水两侧河床高程淤积，泵站的运行条件已随此变化。

泵站投运至今已有30年，电站各种机电设备使用年限均超过水利部颁布执行的《泵站技术管理规程》SL255-2000有关规定。因此，在保证进出水流道及水泵基础埋件不作变动的情况下，对8台轴流泵和拍门进行更新改造，以满足泵站运行的要求。

新建泵站的排水规模为40m3/s，新泵站装设4台立式轴流排水泵，单泵流量为10m3/s，单泵配套电动机容量为1000kW，电压为10.0kV，配套电动机总容量为4000kW。装有由湖南力威制造的节能型自由侧开式拍门4台，型号为：LVH7416HX-15C 规格为2200×2200。对旧泵站8台拍门进行了改造,型号同样为: LVH7416HX-15C规格为2200×2200.新旧两个泵站共安装拍门12台。
2、泵站的主要参数

2.1：水位：内河水位：*运行水位 40.5m，设计水位 39.5m，*运行水位38.0m。外河水位：*运行水位 45.87m，设计水位44.95m。

2.2：扬程：泵站特征参数：*净扬程7.87m，设计净扬程 5.45m，最小净扬程 4.45m。

2.3流量：旧泵站设计流量  8×8 m3/s 。

新泵站设计流量  4×10 m3/s 。2.4流道水力损失：水泵在设计净扬程，设计流量运行时：新泵站水力损失△h＝0.77mH2O，旧泵站水力损失△h＝0.51mH2O。新泵站水泵在其它工况运行时，流道水力损失△h＝7.72×10-3Q2（mH2O）；旧泵站水泵在其它工况运行时，流道水力损失△h＝7.95×10-3Q2（mH2O），其中Q为水泵流量。

注：上述水力损失计算从水泵出水管(弯管)出口开始至河道拍门处。
3、节能型侧开式拍门的特点和技术参数      
节能型侧开式拍门是由水资源与水电工程科学国家重点实验室（武汉大学）研制的创新产品，荣获2007年度大禹水利科学技术奖二等奖，2008年水利部*推广价值的创新产品。其主要特点和技术参数如下：

3.1：门瓣较轴采用上下同轴原理，防止因上下铰链不同轴产生拍门因磨损造成的安全事故，采取竖向布置，并向内倾斜一定角度，利用门瓣的自重水平分力作为闭门动力，达到减少拍门开启阻力和自动闭门的目的。

3.2：阻力系数≤0.1，水头损失≤0.04m，拍门的*开启角度可达到85o-100o以上，装置效率可达73%以上，与悬挂式拍门相比，介质流速高1/3，流量大1/3，节约电能22.5%以上。

3.3：设计理念新颖，运行轨迹独特，由于选择了*竖向倾角，阀板先慢关，后快关，所以形成了拍门的*启闭速度，采用双门侧翻设计，运行行程是悬挂式的1/2，而且消除了水锤。

3.4：门铰主体为碳钢结构件材料，铰轴为不锈钢材料，轴套是以铜合金为基体的防水含石墨润滑铜套，配合偶件不会锈蚀，使用寿命可达30年以上。

3.5：无论是淹没状态还是不淹没状态，都能启闭自如。涵洞内介质压力大于拍门外部背压时，拍门就自动开启，涵洞内介质压力小于拍门外部背压时拍门自动关闭。

3.6：无需辅助装置，降低设备投资和土建成本，不需要人工操作，维护保养方便，运行安全可靠，又能消除撞击力和水锤。

3.7：既有法兰连接式安装，新建泵站采取预埋式安装，改造旧泵站采取法兰连接式安装，既简单又牢靠。3.8节能型自由侧开式拍门，设计理念新颖，创新性强，是对传统拍门结构设计的突破，整体结构达到了国际先进水平，设计理念先于国际水平。       
4、新建泵站拍门遇到的问题解决方法，对于新建泵站4台拍门来说，由于设计和施工都按照原定计划进行，非常顺利。具体进程如下：

4.1：对出水口按照泵站设计规范使用垂直角10度，保证了拍门自重能够在无内压时可靠关闭。

4.2：侧开式拍门上下铰链采用不锈钢同轴技术。由于拍门运行周期达到一定时间，如某止回装置由于上下铰链不同轴受力不均匀，铰链和轴会产生磨损偏移，轻则产生密封不严，重则产生门瓣掉落，易引发安全事故。

4.3：新泵站安装拍门采用一次预埋。首先保证安装垂直角度和水平角度和设计一致，其次对施工进度可以有效保证，当意外情况外河水位暴涨时，拍门起到防患作用。一般情况要考虑到拍门交货周期为40天到60天，如果工期较紧，可以先装预埋件，一般交货周期在15天左右。

4.4泵站拍门安装在封闭型压力水箱时，应考虑拍门吊装入口尺寸大于拍门*外形尺寸。
 5、泵站拍门改造中遇到的问题解决方法，对于旧泵站8台拍门改造来说主要体现在以下几点：

5.1与泵站旧拍门的安装连接方式的选择，先要对原建筑物预埋基础进行评估，由于旧泵站从1978年运行以来已经具有30年时间，要评估的主要内容有：

5.2橡胶密封件的老化问题；

5.3预埋件的锈蚀程度；

5.4预埋件尺寸对拍门的影响．经过和金提河建设管理局和黄河设计院的三方现场评估和试验：基础主体完好，可以继续保留，橡胶密封件因老化问题完全去除。由于长期淹没水中，锈蚀程度不严重，对锈蚀部分进行了除锈防护处理，采用法兰连接。由于以前的安装图纸已经完全找不到，所以对所有预埋螺栓孔距尺寸必须重新测量。  
6、结语     
张庄电排站是黄河流域河南省*的泵站之一，泵站总的排水规模为104m3/s 。总装机 10400kW，因为2009年汛期处于干涸，没有实际运行，按照理论估算如下：按照比悬挂式拍门节约电能22.5%计算，如：一年连续运行按三个月合2160小时，电费按0.4元/度计算，采用由湖南力威生产的节能型侧开式拍门12台，可以节约电能：505.44万度．可以节约电费：202.176万元。

通过对张庄电排站的新泵站建设和旧泵站的改造，明显看出,节能效果显著,值得各泵站大力推广使用节能型侧开式拍门,为我国泵站节能降耗事业做出更大的贡献！金提河建设工程管理局在张庄电排站采用节能型侧开式拍门，不仅为国家节约能源，积极响应国家提倡资源节约型、环境友好型号召，而且对实现水资源合理开发、有效保护、高效利用，确保经济社会又好又快的发展具有重要意义，同时为金提河两岸人民造福子孙后代。