Ứng Dụng Xilanh Thủy Lực Trong Cống Dạng Xoay Của Công Trình Thủy Lợi

Hôm nay B2bmart sẽ giới thiệu đến các bạn đọc về ứng dụng xilanh thủy lực trong cống dạng xoay ở các công trình thủy lợi, thủy điện

Đặc điểm của cổng xuyên tâm

Cổng xuyên tâm, còn được gọi là cổng tainter (sau khi kỹ sư kết cấu phổ biến chúng) là loại cổng tràn phổ biến nhất được sử dụng ngày nay. Nó được xếp vào loại cổng dưới vì nước chảy dưới cổng. Nó bao gồm một tấm da cong được hỗ trợ bởi một khung thép kết cấu. Hệ thống vận thăng được sử dụng để nâng hoặc hạ cổng.

Mô hình 3D cống xoay xuyên tâm

Vậy ưu điểm của loại cống này bao gồm

• Đặc tính phóng điện tốt hơn so với cửa mở một phần.
• Giá thấp.
• Vòng bi nằm trên mặt nước.
• Tính thẩm mỹ – Không yêu cầu kết cấu đỡ phía trên (tháp cổng).
• Không yêu cầu các khe cổng có thể bị cắm bởi băng hoặc mảnh vụn và có thể gây ra hiện tượng xâm thực.

Nhược điểm

• Cầu tàu dài hơn.
• Tải trọng tập trung tương đối cao tại các trục.
• Chế tạo phức tạp hơn các phương án cổng khác.
• Hệ thống càng phức tạp hơn để tạo điều kiện cho các hoạt động bảo trì.

Cổng hướng tâm bao gồm bốn phần quan trọng sau

1. Cụm lá cổng, bao gồm tấm hình cung, giằng chéo hoặc thanh chống, dầm đỡ và dầm, và đệm cao su.
2. Lắp ráp cánh tay, bao gồm các cột cánh tay, thanh giằng và trung tâm.
3. Cụm trục côn, bao gồm chốt, ống lót, vòng đệm lực đẩy, bộ phận bôi trơn và chốt.
4. Cụm hỗ trợ trục, bao gồm dầm trunnion hoặc khối neo và hệ thống neo.

Trong cổng hướng tâm, áp lực nước được truyền từ mặt cong sang các tay cổng hướng tâm, truyền tải trọng này đến ổ trục chung ở hai bên của cửa mở.

Các tổ hợp tải trọng cho các cửa kiểm soát nước có thể phức tạp và cần đặc biệt chú ý khi xác định tất cả các tổ hợp quan trọng. Các cơ quan quản lý về nhà nước lĩnh vực thủy lợi thường sẽ cung cấp hướng dẫn (hoặc các quy tắc cứng nhắc) về điều này nhưng chúng ta sẽ xem xét ở đây một số hướng dẫn quan trọng nhất:

1. Tự trọng + Tác động (trong quá trình cài đặt, kiểm tra khô hoặc bảo dưỡng)
2. Tự trọng + tải trọng sóng
3. Tự trọng + Tải trọng thủy tĩnh tương ứng với đỉnh của cổng
4. Tự trọng + Tải trọng thủy tĩnh ở mức lưu lượng thiết kế + Tải trọng băng
5. Tự trọng + Tải trọng thủy tĩnh tại dòng chảy thiết kế đập tràn (cửa mở)
6. Tự trọng + Tải trọng thủy tĩnh ở mức dòng chảy thiết kế + Lực động đất
7. Tự trọng + Tải trọng thủy tĩnh tại Dòng chảy thiết kế đầu vào với các cửa mở.

Thiết kế thủy lực cho cống xoay

Mô hình bố trí xi lanh cống xoay công trình thủy lợi

Về mặt thủy lực, cổng là một cống nên được thiết kế như vậy. Bạn sử dụng phương trình Bernoulli để cân bằng năng lượng ở cả hai phía của cánh cổng, kết quả cuối cùng sẽ là:

v1A1 = v2A2

v1 (b1 · h1) = v2 (b2 · h2)

Trong đó:

• v1 = vận tốc ngược dòng (m / s hoặc ft / s)
• A1 = diện tích dòng chảy ngược dòng (m2 hoặc ft2)
• b1 = chiều rộng dòng chảy ngược dòng (m hoặc ft)
• h1 = chiều cao dòng chảy ngược dòng (m hoặc ft)
• v2 = vận tốc hạ lưu (m / s hoặc ft / s)
• A2 = diện tích dòng chảy hạ lưu (m2 hoặc ft2)
• b2 = chiều rộng dòng chảy hạ lưu (m hoặc ft)
• h2 = chiều cao dòng chảy hạ lưu (m hoặc ft)

Điều này dẫn đến độ sâu và vận tốc dòng chảy hạ lưu (b2 và h2), mà bạn sẽ sử dụng trong thiết kế đập tràn hoặc cống ngăn 

Xi lanh thủy lực ở trung tâm của cửa đập di động dự án Ohkozu Sluice-Gate Dam

Đập Tam Hiệp (Trung Quốc), xilanh  cống xoay có khóa lắp hệ thống đo hành trình tuyến tính của hãng REGNIER INDUSTRIES SENSOR.

Một số hình ảnh về cấu tạo xilanh cống xoay dùng cho các đập thủy điện

Sau khi có tải trọng tác động lên xilanh, bạn hoàn toàn có thể tính toán các thông số kết cấu của xilanh này (đường kính piston, cần, hành trình,..) như các bài  trước B2bmart.vn đã hướng dẫn  bạn. Chúc các bạn thành công.