旋转堰门

液压旋转堰门的主要部件是三面固定的框架，堰门，液压缸以及设置在湿区外部的液压动力单元，根据需要，也可设计四面密封的液压旋转堰门。

框架和堰门板均由耐腐蚀材料制成。它们配备的支撑铰链由免维护的聚酰胺制成。底部和侧面的特殊唇形密封可确保堰门关闭状态时密封（符合DIN 19569-4标准的密封性要求）。

液压缸用于驱动控制堰门。液压缸可固定在堰门框架的支架上（如图1），或者可以直接固定在天花板上（如图2），在高度有限的情况下，液压缸还可以水平安装在天花板上（如图3）。通过集成在液压缸里的位置传感器来同步和控制每个液压缸。通过该位置传感器我们也能控制溢流量。

根据堰门的功能，需要进行堰门外水位的测量，至好是声呐或雷达液位计。

不需要通过其他传感器（如接近开关或限位开关）来控制堰门。

堰门工作温度操作确保低至0°C。

1.2 防腐蚀和表面处理

可调节堰门                               SUS304L或SUS316 L或316Ti

气缸壳体                                   SUS316 L或碳钢，环氧树脂涂层

活塞杆                                       1.4462双相不锈钢，硬铬镀层

螺丝配件                                   A4级

表面处理                                   钝化和酸洗

液压动力单元由4位3通的电磁阀（24 V DC），油箱，油液位和温度开关，齿轮泵和电动机组成。建议使用相应尺寸的托盘来保留任何泄漏的油。液压油是可生物降解的，因此在发生故障时也不会有环境污染。而且，该液压油适配液压系统中的所有部件材料。

液动单元具有自动断电保护（故障保护）功能，确保在电源发生故障时依然可以独立运行。比如说，在紧急溢流的时候断电，堰门保持全开状态。这种自动断电保护功能是由一个蓄电池提供动力，确保断电期间能始终保持液压油油量和油压。

堰门的快速开关和流量准确控制功能能让水位保持高水位状态，而且保证了最少水量的溢流。其他的控制功能涉及对液压单元的通讯和监测。液压动力单元上的控制点有油压，油量，油温和电动机。位置传感器用于检查相关液压缸的位置和同步性。实际值和报警信号也是可以获取使用的。远程监控功能也是可以开发的。

如果液压控制单元远离堰门位置，那么须在堰门现场配备应急开关以便进行控制和维护工作。

1          冲洗功能

城市排水管网现存的主要问题是箱涵箱涵淤积，主要原因：

ü  旱季时，箱涵中的流量较小，大量固体污染物在箱涵中沉积  

ü  箱涵坡度偏小

针对这些箱涵淤积的问题，要么采用人工清理的方式，要么采用整体解决方案，但是这些整体方案非常昂贵，并且很少在技术方面独立地起作用，而且无法制造出价格低廉的部件。相对于“要么全部完成，要么什么也不做”的这样一个状况，人们一般采用废弃在扩建管网这种非常昂贵的方案。

1.1    解决方案

液压旋转堰门既是产品，也是系统，它用来对较大的箱涵进行整体优化，也用来对单个涵段进行优化。

使用液压旋转堰门，可以在不影响功能的情况下，获得成本低廉的部分解决方案。液压旋转堰门可以完成各种不同的功能，并能毫无问题地适应针对箱涵或箱涵的优化要求，并能进行相应的修改。该装置主要对壅水和蓄水的可控，对排流进行时间有限的滞留，然后利用所蓄的水来对箱涵进行冲洗。通过一个可调节的底部排放开孔，还可以在蓄水时把污染物连续输送到净化设备中。液压旋转堰门是一个低碳、生态、环保的产品。

1.2    工作状态

液压旋转堰门的工作状态分为四个步骤：

1)      拦蓄

利用液压旋转堰门对箱涵水流进行拦蓄，不锈钢材料制成的堰门侧板与堰门保持严密闭合，防止拦蓄水的渗漏。液压动力单元驱动堰门抬起至至高点，超声波液位仪安装于拦蓄截断面的上部，用于检测拦蓄水水位和出水水位。

2)      蓄水

箱涵水在堰门的上游进行蓄集，可以预先设定拦蓄水位。完善的水位监测和调控技术，使得对排水管网的管理更加灵活便捷，中控系统可以显示任意时段设备在管网的运行状况。亦可根据实际情况和水务管理人员的规划预先对设备的运行程序进行设定。现场收集的数据都可以通过远程控制系统进行分析，进而更加有效的对管网系统进行管理。

3)      箱涵冲洗

可根据现场实际情况控制堰门开启频率和冲洗箱涵的蓄集水量。当箱涵水蓄集到预设水位，堰门瞬时向下打开，拦蓄水中的悬浮物和固体杂质随水流排出。拦蓄水将以席卷流的方式对堰门下游箱涵进行有效、可靠的冲洗。为了满足箱涵水流恒定排放的要求，可以利用PLC控制器的水位监测和调控功能，准确计算出堰门的开启度，并将堰门锁定在任意位置，亦可设定至高出水水位，或将堰门逐级开启至预设位置，方便对管网进行管理。

4)      闲置

 闲置期间，旋转堰门可以向下打开，不占用箱涵任何排水空间。雨季时，旋转堰门保持开启状态，不会影响箱涵的排水功能。断电时，亦可保持开启状态。

1.3    技术特点

1)     预防性清洗；

2)     无需外来水源；

3)     冲洗频率高；

4)     安装简单，运行稳定；

5)     液压控制，能耗低；

6)     底部无电气部件，免维护；

7)     坚固耐用；

8)     安装简单，易于改造；

9)     国内外大量的成功的工程案例；

1.4    设计参数

1)      液压旋转堰门宽度

液压旋转堰门的宽度为冲洗箱涵的宽度。

2)      理论拦蓄高度

假定液压旋转堰门的高度，反算上游蓄水水量，直到蓄水量大于所需的实际冲洗水量，则假设拦蓄高度即为液压旋转堰门的高度。

3)      冲洗频率

中度污染的箱涵冲洗一般每天3次，每天定时开启，当液压旋转堰门前水位到达冲洗水位后，开启液压旋转堰门进行冲洗，将下游箱涵冲洗干净。一般低谷水量时需要冲洗至少一次。

轻度污染或者重度污染可以减少或者增加冲洗频率，根据实际运行情况，也可以调整设置。

1.5    冲洗模式

使用液压旋转堰门的主要的目的就是对箱涵进行冲洗。不同的条件要求、应用标准和边界条件等决定了应该采用何种方式对箱涵进行冲洗。如果待冲洗箱涵位于液压旋转堰门的下游，可选择冲洗波式或脉冲式。另一个决定的因素就是待冲洗箱涵的闲置时间。利用拦蓄污水对液压旋转堰门下游箱涵进行冲洗。当下游箱涵污水全部排空时，可选择冲洗波式。特殊水力条件下，比如回水时、支流汇入时、较长闲置时间时、暴雨时等，就会产生脉冲式箱涵冲洗方式。

1)      冲洗波式冲洗

当下游有效冲洗管段的冲洗时间小于蓄积一次冲洗水量所需的时间时，可选择冲洗波式对箱涵进行冲洗。下游有效冲洗箱涵的排空，是保证此方式冲洗效果的前提条件。须结合箱涵充满度、箱涵坡度等因素验证蓄积的冲洗水量能否产生冲洗波，以确保对箱涵的冲洗效果。对于本工程，建议每日夜间水量小时，采用每日一次的冲洗频率。此时，应保证下游排水通畅，下游管段液位应低于0.3~0.4m。

2)      脉冲式冲洗

当下游有效冲洗管段的冲洗时间大于蓄积一次冲洗水所需的时间时，可选择脉冲式冲洗方式。当蓄积足够冲洗水量可对下游箱涵进行冲洗后，下游箱涵还没有完全排空，此时，拦蓄门开启，排放的拦蓄污水将形成强劲的脉冲式冲洗波，连同在下游未排空管段形成的冲洗波，将污水箱涵的沉积物全部清除干净。脉冲式冲洗方式不同于上述的冲洗波式冲洗方式，预设的控制参数也不尽相同。若下游液位一直处于较高水平（但应低于1.0m），可采用脉冲式冲洗模式，间歇性开启液压旋转堰门，形成脉冲冲洗波

1          调节水位及防倒灌功能

液压旋转堰门可用于进出水水位恒定或变动的情况下排水。这样可以实现存储水量的很佳管理。如果河流高于排水管水位，则堰门具有防倒灌的功能，以防止河水进入管网。

液压旋转堰门也有紧急溢流功能，如果是用在紧急溢流的情况下，优选底部出流方式。 而且通常需要额外的安全设计以确保在发生故障时保障泄洪功能。