实用新型系列放水阀门

63
75 90
0.60
0.60 0.60
110
125 160
0.60
0.60 0.61
六、给水栓经济性分析
同一规格的给水栓与蝶阀相比，隐蔽式 给水栓比蝶阀制作成本低43.1%--52.8%。可 节省一半左右的投资
DN
63
给水栓
32.8
蝶阀
57.6
给水栓比蝶阀低
43.1％
75 90 110 125 160
54% 积 32%
滴灌面积 2%
喷灌面积 12%
图 3-8 2000年全省节水灌溉发展面积及类型构成图
二、现有给水栓存在问题 （一）给水栓需用量巨大

一个给水栓控制0.67 hm ； 2 全国600万hm ，需895万个； 2 山东116万hm ，需173万个； 给水栓性能好坏直接影响着工 程正常运行
二、现有给水栓存在问题
（二）存在问题
四是水力性能较差
低压管灌系统，水头宝贵
局部水头损失大，适宜流量小
三、全隐蔽式给水栓结构形式 阀体(Байду номын сангаас体、阀瓣)、 出水短管、 手柄
四、给水栓结构设计计算 （一）材料选用 栓体，HT200； 手柄，优质A3钢； 阀瓣，加强ABS塑料； 出水短管，ZL101 密封胶垫，复合橡胶
四、给水栓结构设计计算 （三）密封副设计计算
阀瓣设计为扁圆形， 厚度由中间向四周逐渐 变薄。为一次注合而成， 与阀轴组装方便而且强 度满足设计要求，与阀
座密封好
四、给水栓结构设计计算 （四）阀杆的设计计算
1、阀杆的总轴向力：QFZ=QMF+QMJ+QT 2、阀杆的力矩：MF=MFT+MFD 3、阀杆的强度校核：
四、闸门结构设计计算 （三）密封副设计计算
2、闸板结构形式
闸板设计为扁圆形，厚度由中间向四 周逐渐变薄。一次注合而成
四、闸门结构设计计算 （三）密封副设计计算
3、闸板的尺寸确定
（1）公式：b/D＝0.0543(H)1/2 （2）结果：
DN（mm） 闸板（mm） DN（mm） 闸板（mm） 300 400 500 600 285.0 380.0 475.0 570.0 700 800 900 1000 665.0 760.0 855.0 950.0
四、给水栓结构设计计算 （二）栓体设计计算
3、阀体壁厚
（1）计算公式： SB=P DN/（2［σL］－P）+C； （2）结果：考虑铸造、加工工艺等因素，通 过计算确定了栓体最小壁厚为4～6mm
四、给水栓结构设计计算 （二）栓体设计计算
4、栓体与地下管道、地面软管连接形式设计

与地面软管外承插式连接； 出水接头采用快速接头式连接； 与地下管道采用内承插式连接； 整体外护混凝土保护墩
灌区放水闸门：启闭机螺杆式占
60%，钢闸板、砼或木制闸板式
占35%，简易式放水口占5%
二、现有放水闸门型式及存在问题
（二）存在问题
※ 关闭不严、密封性差、渗漏水，蓄不 住水，发挥不出应有效益 ※ 不便于保护，易盗易损 ※ 维护费用比较高 工程改造需要大量性能优良的放水闸门
三、新型闸门的结构形式
一、小型水库和灌区建设现状
（二）灌区建设现状
1、量大面广
万亩以下灌区6229处，分布在74个县 （市区）；
2 设计灌溉面积 万 64.1 hm ，占全省总 灌溉面积的12％； 2 有效灌溉面积 万 40.3 hm ，占全省总 有效灌溉面积的8.3％
一、小型水库和灌区建设现状
（二）灌区建设现状
四、闸门结构设计计算 （三）密封副设计计算
4、闸板的强度计算
（1）公式：
WA
MA w WA
WB
MB w WB
（2）结果：闸板的最大荷载是在关闭 的最终瞬时和开启的最初瞬时。通过计算 校核，在内水压力≤0.20MPa情况下，闸板 各处的强度均满足材料许用应力要求
通过计算校核各点的压应力、扭转应力 及合成应力，阀杆强度满足启闭荷载求
五、给水栓性能测试 铸件质量的检查 各部件主要尺寸的检查 阀体强度试验 密封试验 倒密封试验 水力性能测试
五、给水栓性能测试 水力性能试验结果
DN （mm） 局部水头 损失系数 DN （mm） 局部水头 损失系数
一、小型水库和灌区建设现状
（一）小型水库塘坝建设现状
3、隐患严重
大都建于20世纪50至70年代。 限于当时的经济、技术条件和长期 重建轻管思想的影响，工程病险率高， 存在安全问题
一、小型水库和灌区建设现状
（一）小型水库塘坝建设现状
4、高度重视
2002年，福建，国家专门召开小型水库安全管理会 议 2002年，省水利、发改委、财政联合发《关于做好 病险水库除险加固工作的通知》 2004年，省水利、财政厅出台《山东省小型病险水 库加固管理办法》 2004年10月，省水利厅在沂源召开全省小型水库加 固工作现场会 各地编制除险加固规划，年度实施计划
四、给水栓结构设计计算 （二）栓体设计计算
1、设计原则
①结构简单、合理； ②操作灵活，运行管理方便； ③年运行费用低； ④局部水头损失小； ⑤密封压力大； ⑥便于与地面移动管道连接
四、给水栓结构设计计算 （二）栓体设计计算
2、设计基本参数
（1）公称压力：0.25～1.0MPa； （2）公称直径：DN63、75、90、110、 125、160mm
2、试验结果
内容 阀体强度试验 阀杆与阀体间 阀板密封压力
≯0.22MPa接 ≯0.22MPa阀 DN300－ ≯0.3MPa阀 触处无水珠渗 瓣密封面处无 1000 体无潮湿现象 出 渗漏
试验要求 持续60s，压 持续15s，压 力1.5PN 力1.1 PN 持续60s，压 力1.1 PN
五、闸门性能测试 （四）水力性能试验
2
二、现有给水栓存在问题
（二）存在问题
一是结构不合理，形式五花八门
二、现有给水栓存在问题
（二）存在问题
二是保护性能差，易盗易损
一年损失率达30%，五年后所剩无几
二、现有给水栓存在问题
（二）存在问题
三是达不到“三化”标准要求
自己开发、自己加工、自己使用， 没有通过技术鉴定，形成不了系列， 难以定型，影响了管灌技术的推广
1、数量众多
小型水库5381座。塘坝3万多座。 大型 中型 小型水库占水库 1% 3% 总数的96%以上。
小一型 16%
小二型 80%
一、小型水库和灌区建设现状
（一）小型水库塘坝建设现状
2、地位重要
全省防洪工程体系和水利基础设 施的不可或缺的重要组成部分。 在防洪、灌溉、供水、水产养 殖、保护生态等方面发挥了不可替代 的作用，为当地经济社会的发展做出 了很大贡献
五、闸门性能测试 （二）闸门主要尺寸的检查
应逐件进行闸门的内外径、 闸板直径、阀杆直径、阀杆长、 手柄直径检查
五、闸门性能测试 （三）阀体强度试验、密封试验
1、试验装置
压力表 闸阀
温度计
与试件连接
空气压缩机(泵) ( )压力系统
水
( )闸门强度试验
五、闸门性能测试 （三）阀体强度试验、密封试验
渠道实有率仅为58.9％； 渠系建筑物完好率仅为67.2％
4、灌溉设计保证率和灌溉 水利用率低
灌溉设计保证率30％～40％； 灌溉水利用率不足0.4（小型水库除险加固和灌区节水改
造任务非常繁重）
二、现有放水闸门形式及存在问题
（一）现有放水闸门形式
水库放水闸门：圆盘拉杆式占 80%，启闭机镙杆式占20％；
四、闸门结构设计计算 （四）阀杆的设计计算
1、阀杆的总轴向力：QFZ=QMF+QMJ+QT 2、阀杆的力矩：MD=MM+MC+MT+MJ+MD 3、阀杆的强度校核：阀杆受压及扭转最薄
弱处是阀杆各连接点。 通过计算校核各连接点的压应力、扭 转应力及合成应力，阀杆强度满足启闭荷 载要求。
四、闸门结构设计计算 （五）手轮设计计算
35.0 38.5 44.4 52.2 63.5
66.0 78.8 94.0 110.4 134.4
47.0％ 51.1％ 52.8％ 52.7％ 52.8％
密封压力高（过盈弹性密封，≮0.20MPa） 造价低（仅为普通钢闸门的80%）
八、结语
（二）推广应用
已小批量生产，并先后在沂 南、平邑、蒙阴、临朐等县灌区 节水改造、河道治理、小型水库 除险加固等工程中应用，取得了 较好的生态、经济和社会效益
技术报告汇报之二
全隐蔽式系列给水栓 开发研制
汇报内容
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 管道输水灌溉发展现状 现有给水栓存在问题 全隐蔽式给水栓结构形式 全隐蔽式给水栓结构设计计算 全隐蔽式给水栓性能测试 全隐蔽式给水栓经济性分析 全隐蔽式给水栓安装使用 结语
一、管道输水灌溉发展现状 2005年全国管灌面积已达600万hm2； 山东116万hm2，占全国的19.3％； 山东管灌面积占节水灌溉工程面积的 54％ 低压管灌面积 渠道防渗控制面
2、基础保障作用强
占全国5.2%的耕地、8.96%的有效灌溉面
积和1.1%的水资源，生产着8.3%的粮食，
养育着7.1%的人口；
灌区建设成就斐然，为全省农业和国民
经济的发展创造了条件，做出了贡献；
新农村建设、小康社会建设的基础保障
一、小型水库和灌区建设现状
（二）灌区建设现状
3、老化退化严重
技术报告汇报之一
实用新型系列放水阀门 开发研制
汇报内容
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 小型水库和灌区建设现状 现有放水闸门形式及存在问题 新型闸门结构形式 新型闸门结构设计计算 新型闸门性能测试 新型闸门经济性分析 新型闸门安装使用 结语
一、小型水库和灌区建设现状
（一）小型水库塘坝建设现状
手轮、蜗轮减速器、阀杆、 阀壳、阀瓣、连接管等
四、闸门结构设计计算 （一）材料选用 手轮，可锻铸铁； 蜗轮减速器，铸钢； 阀杆，优质A3钢； 阀壳，碳素钢； 阀瓣，加强ABS塑料； 连接管，焊接钢管
四、闸门结构设计计算 （二）阀体设计计算
1、设计原则
（1）强度性能，具有足够的强度和刚度； （2）密封性能，良好的密封性能； （3）流动性能，水流阻力小 （4）动作性能，灵敏度高，可靠性强， 启闭力和启闭力矩小
四、闸门结构设计计算 （二）阀体设计计算
2、设计基本参数
（1）公称压力：0.05～0.20MPa； （2）公称直径：DN300 ～ DN1000mm
四、闸门结构设计计算 （二）阀体设计计算
3、阀体壁厚
（1）计算公式： SB=P DN/（2［σL］－P）+C； （2）结果：通过计算并考虑铸造、加工工艺 等因素，确定了不同公称直径，不同设计压 力的闸门阀体最小壁厚为6～8mm
3
七、闸门的安装使用
新型系列闸门多应用于小 型水库放水洞、河道拦蓄泄流 洞、渠道渠堤放水口等处，一 般安装在坝（渠）体下部，用 于放水泄流、控制水流
八、结语
（一）新型放水闸门的特点
结构简单、体积小、重量轻 操作简单，启闭灵敏（90°旋转） 水力性能好（阻流件截面积小，局部水头损
失系数0.42-0.50）
1、试验装置
五、闸门性能测试 （四）水力性能试验
2、试验结果
DN （mm）
300 400 500 600
局部水头 损失系数
0.42 0.45 0.46 0.47
DN （mm）
700 800 900 1000
局部水头 损失系数
0.48 0.48 0.49 0.50
六、闸门经济性分析 以通过0.3m /s流量为例， 对应 DN500新型闸门，总成本为：2913.0 元。 通过同一流量的普通钢板式闸 门，所需费用约3650元。 新型闸门造价比普通闸门降低 20.2%。
1、手轮直径确定：DS=(2∑M)/Q 2、手轮旋向：顺时针关闭，逆时针开启
五、闸门性能测试 铸件质量的检查 闸门各部件主要尺寸的检查 阀体强度试验 密封试验 倒密封试验 水力性能测试
五、闸门性能测试 （一）阀体铸件质量检查 1、铸件的尺寸和偏差应符合薄壳式 铸件设计要求 2、应逐件进行检查。不符合设计要 求的铸件均作为不合格产品处理
四、闸门结构设计计算 （二）阀体设计计算
4、闸门与坝（渠）连接形式设计
埋设在挡水坝底部坝体或渠 道渠堤内 在闸门两端通过两段法兰 管伸出坝体或渠堤外
四、闸门结构设计计算 （三）密封副设计计算
1、结构形式
新型闸门的密封形 式为强制性密封，即在 闸门关闭时，靠一定的 过盈量，在阀座与阀瓣 密封面间造成密封比压