Giáo trình Thiết bị cơ khí thủy công - Nghề: Vận hành thủy điện

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH LÀO CAI

TRƯỜNG CAO ĐẲNG LÀO CAI

GIÁO TRÌNH

NỘI BỘ

MÔN: THIẾT BỊ CƠ KHÍ THỦY CÔNG

NGHỀ : VẬN HÀNH THỦY ĐIỆN

(Áp dụng cho trình độ Cao đẳng)

LƯU HÀNH NỘI BỘ

NĂM 2017

1

LỜI GIỚI THIỆU

Thiết bị cơ khí thủy công là một trong những môn học chuyên môn được biên

soạn dựa trên chương trình khung và chương trình dạy nghề do Bộ Lao động - Thương

binh và Xã hội và Tổng cục Dạy nghề ban hành dành cho hệ Cao Đẳng Nghề Vận hành

nhà máy thủy điện .

Giáo trình này được biên soạn làm tài liệu học tập, giảng dạy nên được xây dựng ở

mức độ đơn giản và dễ hiểu nhất, trong mỗi bài đều có ví dụ và bài tập áp dụng để làm

sáng tỏ lý thuyết.

Khi biên soạn, tác giả đã dựa trên kinh nghiệm giảng dậy, tham khảo đồng nghiệp

và tham khảo ở nhiều giáo trình hiện có để phù hợp với nội dung chương trình đào tạo và

phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung lý thuyết và thực hành được biên soạn gắn với

nhu cầu thực tế.

Nội dung của môn học gồm có 4 chương:

Chương 1: Khái niệm và phân loại các thiết bị cơ khí thuỷ công

Chương 2: Lưới chắn rác và thiết bị vớt rác

Chương 3: Các van xả mặt

Chương 4: Các loại van xả sâu

Trong quá trình biên soạn mặc dù đã có rất nhiều cố gắng song khó tránh khỏi những sai

sót, nhầm lẫn và khiếm khuyết. Tôi rất mong nhận được sự góp ý của Quý đồng nghiệp

và các bạn Học sinh - Sinh viên trong toàn Trường để giáo trình ngày càng hoàn thiện

hơn.

Tôi xin chân thành cảm ơn các bạn đồng nghiệp, cảm ơn Khoa Điện-Điện tử,

Trường Cao đẳng Lào Cai đã tạo điều kiện và giúp đỡ cho tôi hoàn thành giáo trình này.

Lào Cai, ngày .... tháng .... năm 2017

Người biên soạn

GV Ngô Đức Hiếu

2

MỤC LỤC

Nội dung

TRANG

Chương 1: Khái niệm và phân loại các thiết bị cơ khí thuỷ công

1. Khái niệm

5

9

2. Phân loại

Chương 2: Lưới chắn rác và thiết bị vớt rác

1. Công dụng:

2. Cấu tạo và nguyên tắc bố trí

Chương 3: Các van xả mặt

1. Van phẳng:

12

13

15

17

20

2. Van cung.

3. Van hình quạt;

4. Van hình mái nhà;

5. Xác định lực đóng mở cánh phai

6. Các hình thức làm kín khít cánh van.

7. Kiểm tra

25

27

29

30

32

36

Chương 4: Các loại van xả sâu

1. Van đĩa.

2. Van kim.

3. Van khoá.

4. Van côn.

5. Van trụ đứng

TÀI LIỆU THAM KHẢO

3

GIÁO TRÌNH MÔN HỌC NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN

MỤC TIÊU MÔ ĐUN:

1. Kiến thức:

- Trình bày được tác dụng, cấu tạo, vật liệu chế tạo, nguyên lý làm việc, môi trường

làm việc của các loại thiết bị cơ khí thuỷ công trong các nhà máy thuỷ điện;

- Phân tích được nguyên lý làm việc, ứng dụng của các hệ thống dẫn động thiết bị

cơ khí thuỷ công trong nhà máy thuỷ điện.

- Trình bày được những quy định về an toàn trong vận hành thiết bị cơ khí thuỷ

công trong công trình nhà máy thuỷ điện;

2. Kỹ năng:

- Xác định đươc những quy phạm kỹ thuật về phần "Thiết bị cơ khí thuỷ công"

thuộc "Quy phạm kỹ thuật vận hành nhà máy điện và lưới điện";

- Nhận dạng và nêu được trình tự các bước vận hành các hệ thống thiết bị cơ khí

thuỷ công của công trình thuỷ điện.

3. Năng tự chủ và trách nhiệm:

- Ứng dụng các kiến thức đã học vào thực tế, tuân thủ các nội quy về an toàn.

- Tích cực chủ động trong học tập.

NỘI DUNG:

4

CHƯƠNG I: KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI CÁC THIẾT BỊ

CƠ KHÍ THỦY CÔNG

Mục tiêu:

- Phân biệt được các loại thiết bị cơ khí thuỷ công thường gặp trong các công trình

thuỷ điện;

- Xác định được vị trí lắp đặt của chúng.

- Tích cực chủ động trong học tập.

Nội dung:

1. Khái niệm.

Cửa van là một bộ phận của công trình thuỷ lợi (thuỷ điện), bố trí tại các lỗ

tháo nước của đập, cống... để khống chế mực nước và điều tiết lưu lượng theo

yêu cầu tháo nước ở các thời kỳ khác nhau. Cửa van có thể di động được nhờ

sức kéo từ các thiết bị đóng mở hoặc nhờ sức nước. Khi cửa van chuyển động,

nó tựa lên các bộ phận cố định gắn chặt vào mố hoặc ngưỡng của công trình

tháo.

Các yêu cầu cơ bản khi thiết kế cửa van là:

- Cấu tạo đơn giản, lắp ráp, sửa chữa dễ dàng;

- Đóng mở nhẹ và nhanh; đủ khả năng chịu lực, làm việc an toàn và bền;

đảm bảo mỹ quan, giá thành hợp lý.

- Trong quá trình sử dụng, cửa van phải đảm bảo khống chế được mọi lưu

lượng khác nhau theo yêu cầu khai thác.

- Chỗ tiếp xúc giữa cửa van với trụ, ngưỡng đáy, tường ngực phải có thiết

bị chắn nước tốt để chống rò rỉ.

- Trường hợp phía thượng lưu có nhiều bùn cát hay vật nổi thì cửa van phải

có khả năng tháo bùn cát hay vật nổi dễ dàng.

2. Phân loại:

Cửa van được sử dụng rất rộng rãi trong công trình thuỷ lợi. Hình thức của

chúng rất đa dạng, phong phú. Có thể phân loại cửa van theo nhiều cách khác

nhau.

2.1 Phân loại theo mục đích sử dụng:

Phân thành van chính, van sự cố, van sửa chữa, van thi công:

Cửa van chính thực hiện chức năng điều tiết lưu lượng, khống chế mực

nước trong thời gian khai thác công trình.

Van sự cố dùng để đóng bịt cửa tháo nước trong trường hợp có sự cố.

Các van này cần đảm bảo yêu cầu đóng nhanh, trong điều kiện nước chảy và với

5

cột nước cao. Trong đa số các công trình thuỷ lợi, tốc độ đóng van sự cố thường

áp dụng là 0,2 -0,5m/phút. Còn trong những trường hợp đặc biệt, ví dụ như van

ở cửa nhận nước của nhà máy thuỷ điện, có thể sử dụng thiết bị đóng nhanh với

thời gian đóng cửa chỉ tính bằng giây.

Van sửa chữa chỉ sử dụng để đóng các cửa trong thời gian sửa chữa van

chính hay thiết bị đóng mở nó, còn van thi công thì sử dụng trong thời kỳ xây

dựng công trình. Trong nhiều trường hợp thường sử dụng kết hợp các chức năng

khác nhau trên 1 cửa van, ví dụ van sự cố sửa chữa, hay sử dụng van chính trong

thời kỳ thi công, sửa chữa...

2.2. Phân loại theo vị trí đặt van:

Phân thành van trên mặt và van dưới

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)

i)

k)

l)

m)

Hình1-1.Một số loại van trên mặt.

6

a) Phai; b) Van phẳng kéo lên; c)Van cung; d)Van trụ lăn; đ,e) van quạt; g)Van

mái nhà; h)Van phẳng trục ngang; i) Van trụ quay; k) Van dàn quay; l) Van có

thanh chống xiên; m) Van (đập )cao su.

Loại van trên mặt(hình1-1) thường sử dụng ở các đập tràn, cống lộ thiên... Đặc

điểm của loại này là khi đóng, đầu van nhô lên khỏi mặt nước.

Ở loại van dưới sâu (Hình1-2) thì khi đóng, van ngập sâu trong nước và chịu áp

suất lớn do nước truyền tới.

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)

Hình17-2.Các dạng van dưới sâu.

i)

a) Van phẳng; b) Van cung; c) Van khoá; d) Van đĩa trục ngang; đ) Van kim; e)

Van côn (nón); g) Van trụ xoay; h) Van cầu; i,) Van trụ đứng.

2.3.Phân loại theo cách truyền lực

7

Phân ra loại van truyền lực cho mố(hình1-1a, b, c,d) và van truyền lực chọn

ngưỡng đáy ( Hình1-1d, e,g, h,i,k,l,m).

2.4. Phân loại theo vật liệu

Theo vật liệu xây dựng, phân biệt cửa van bằng thép, gỗ, bê tông cốt thép hoặc

chất dẻo (composit). Khi thiết kế, tuỳ theo quy mô lớn nhỏ, mức độ quan trọng,

điều kiện làm việc của van để chọn vật liệu chot hích hợp.

2.5.Theo hình thức tháo nước qua cửa van:

Tháo nước dưới đáy (hình1-3a), tháo nước trên đỉnh van ( Hình 1-3b) hay

tháo nước đồng thời cả ở dưới đáy và trên đỉnh (hình1-3c).

a)

b)

c) Hình1-

3.Các hình thức tháo nước qua cửa van

a)Dưới đáy; b)Trên đỉnh; c)Kếthợp.

CHUƠNG II: LƯỚI CHẮN RÁC VÀ THIẾT BỊ VỚT RÁC.

Mục tiêu:

8

- Trình bày được Công dung, cấu tạo và nguyên lý làm việc của các loại thiết bị

chắn rác thường gặp trong các công trình thuỷ điện;

- Xác định được vị trí lắp đặt của chúng.

- Tích cực chủ động trong học tập.

Nội dung:

1. Công dụng.

Lưới chắn rác dùng để bảo vệ các bộ phận và thiết bị của các công trình

dẫn nước khỏi bị hư hại do bùn cát, vật nổi và rác bẩn gây nên.

2. Cấu tạo và nguyên tắc bố trí.

* Lưới chắn rác:

2.1. Cấu tạo

Lưới chắn rác bao gồm những thanh kim loại có tiết diện hình tròn, hình chữ

nhật hoặc có tiết diện hình lưu tuyến được đặt theo phương thẳng đứng trên hệ

thống khung dầm đặt tựa vào trụ pin hoặc trong các khe nằm trong trụ

pin.

Hình 2-1. Kết cấu lưới chắn rác phẳng

1- thanh lưới đứng;

2- dầm ngang;

3- dầm dọc;

9

4- giằng chéo;

5- thanh ngang lưới chắn rác

6- dầm biên;

7- khớp nối các tầng lưới.

- Cấu tạo lưới chắn rác gồm: khung lưới và các song dọc chắn rác 6. Khi lưới

có chiều cao lớn được phân ra các đoạn và các tầng, nối các tầng với nhau qua

các khớp 7. Khung lưới gồm có các dầm tựa biên 1, các dầm ngang 2, các dầm

dọc giữa 3, các thanh dằng xiên 4. Các song dọc chắn rác làm bằng thép tròn đối

với lưới nhỏ còn phần lớn có dạng mặt cắt dạng lưu tuyến để tăng độ bền và

giảm tổn thất thuỷ lực (hình 2-2).

Hình 2-2: Hình dạng mặt cắt ngang song lưới và dầm ngang đỡ lưới.

a - mặt cắt ngang hệ thanh; - mặt cắt ngang dầm đỡ ngang

Khoảng cách (a - khoảng trống) giữa các thanh phụ thuộc vào kích thước và

loại turbin, vào số lượng và loại rác bẩn trong dòng chảy. Việc lựa chọn kích

thước này phải thông qua tính toán sao cho những vật trôi qua không làm hư hại

các bộ phận turbin. Khi thiết kế sơ bộ khoảng cách các thanh có thể lấy như sau:

- Đối với turbin cánh quay,cánh quạt: a = 1/20 D₁(a = 520cm)

- Đối với turbin tâm trục :

- Đối với turbin gáo:

a = 1/30 D1 (a=310cm )

a = 27cm

Ở những cửa lấy nước có kích thước lớn, lưới chắn rác được chia thành

nhiều tầng đặt chồng lên nhau trong các khe thẳng đứng.

10

Kích thước của lưới có ảnh hưởng lớn đến kích thước toàn bộ cửa lấy

nước, phụ thuộc vào số lượng, loại rác, phượng thức cào rác và phụ

thuộc vào tổn thất cột nước trên lưới. Khi nước mang nhiều rác và

ngưỡng cửa lấy nước đặt không sâu dưới mực nước dâng bình thường

(MNDBT) lắm (< 20 - 25 m) và dọn rác bằng máy thì vận tốc trên lưới

chắn rác thường lấy v = (1 - 1,2) m/s. Khi ngưỡng cửa đặt quá sâu, việc

dọn rác không thể tiến hành được thì vận tốc trên lưới thường chọn v =

(0,25 - 0,5) m/s và lưới được đặt cố định. Khi nước ít rác bẩn thì vận tốc

trên lưới lấy không lớn hơn 2 m/s.

Điều kiện này khi vớt rác phải dừng máy hoặc giảm công suất phát điện.

Đặt lưới chắn rác phải đảm bảo thuận dòng chảy để tránh gây tổn thất lớn, kết

cấu lưới phải vững chắc và thuận tiện cho việc lắp đặt và tháo dỡ lưới và dọn

rác. Vị trí đặt lưới thông thường đặt trước van sửa chữa và van sửa chữa-sự cố

(van công tác). Tuy nhiên khi nước ít rác và có luận chứng thoả đáng có thể

lắp lưới chắn rác giữa hai van(ít gặp). Để giảm kích thước cửa lấy nước và

khẩu độ cầu trục phục vụ lưới, nhiều trường hợp người ta dùng chung khe

lưới chắn rác và khe van sửa chữa làm một, tuy nhiên cách này gây khó khăn

cho vận hành và rác có thể xâm nhập vào van công tác khi kéo lưới lên. Ở trạm

thuỷ điện nhỏ, vớt rác thủ công muốn vớt rác tiện lợi phải đặt lưới nghiêng một

0

góc75 sovới phương đứng và vận tốc dòng chảy qua lưới phải lấy nhỏ hơn vớt

máy.

*Thiết bị vớt rác.

a.Công dụng.

Việc dọn rác bẩn trên lưới chắn rác nhờ các thiết bị chuyên dụng, phụ thuộc

vào đặc điểm các loại rác bẩn, vị trí lưới chắn rác mà có thể bố trí các thiết bị

cào vớt rác khác nhau. Các thiết bị này thường được bố trí trên cầu trục sử dụng

chung cho toàn bộ cửa lấy nước, trong một số trường hợp chúng được đặt trên

xe lăn hoặc xe chuyên dụng.

b. Cấu tạo và nguyên tắc bố trí.

11

Hình 2-3. Các thiết bị dọn rác bằng máy.

a- máy dọn rác với thiết bị cào rác; b- thiết bị cào rác; c- gầu xúc rác; d- cạp;

e- cạp kiểu hàm răng; f- ủi dọn rác; g- cạp polip:

1- hàm trên; 2- hàm dưới; 3- lưỡi dao.

Hình 2-3 mô tả một số thiết bị dọn rác bằng cơ giới được dùng dọn rác

trên các lưới chắn rác. Tuỳ đặc điểm các loại rác và vị trí đặt lưới mà có thể

chọn để trang bị.

- Thiết bị cào rác (b) dùng cào rác nhỏ như rong rêu, cỏ, lá. Nó có khả

năng cào được rác bám trong các khe giữa các song lưới.

- Gàu xúc (c) xúc và cào rác vào trong gàu nhờ trọng lượng bản thân

gàu và áp lực nước.

- Gàu ngoạm (d) dùng để ngoạm các vật nổi lớn phía trước lưới.

- Gàu kiểu hàm răng (e) dùng cắt rác bẩn bám trên mặt lưới; khi hạ

xuống dưới lưỡi dao 1 sẽ gạt lớp rác trên lưới dồn vào phía trong cạp, cạp

móc 2 khép lại và nhấc rác lên nhờ cầu trục.

- Loại cạp pôlip (g) dùng để vớt rác và vật nổi từ nhỏ đến lớn phía

trước lưới và ở đầu cạp có bố trí thêm các tấm thép, chúng có thể khép kín để

đựng rác nhỏ.

12

CHƯƠNG III: CÁC LOẠI VAN XẢ MẶT

Mục tiêu:

- Phân biệt được những loại van xả mặt thường gặp;

- Trình bày được đặc điểm, cấu tạo và nguyên tắc bố trí của chúng.

- Tích cực, chủ động trong học tập.

Nội dung:

1. Van phẳng.

1.1. Khái quát.

Cửa van phẳng là loại được sủ dụng phổ biến nhất vì có cấu tạo đơn giản

hơn một số loại khác, lắp ráp rễ dàng, dùng được cho cả van trên mặt và dưới

sâu. Loại này có tác dụng chắn nước và điều tiết lưu lượng khá tốt. Song loại

này lực kéo khi mở tương đối lớn, tốc độ đóng mở cửa khe không nhanh, khe

van khá sâu nên trụ phải dày. Vật liệu thường làm bằng thép, gỗ, đôi khi bằng bê

tông cốt thép.

Hình 2-4: a) Van phẳng có lưỡi gà; b) Van hai tầng.

Vật liệu gỗ thường dùng ở những cửa có chiều rộng không quá 4-5 m và áp lực

nước khoảng 4-5 m.

Cửa van thép dùng ở những nhịp lớn hơn và chịu áp lực nước lớn hơn

Cửa van phẳng chuyển động theo phương thẳng đứng. Khi mở, nước chảy luồn

bên dưới cửa van cho đến khi cửa kéo hẳn lên mặt nước. Ngoài tác dụng tháo

nước nó còn có tác dụng tháo các vật dưới đáy rất tốt, thí dụ tháo bùn cát đáy.

Nhưng nếu ở thượng lưu có các vật nổi ( nhất là về mùa lũ) thì việc tháo gặp khó

khăn. Thậm chí khi cửa mở đến một độ mở nhất định, dòng chảy sẽ hút cả vật

nổi xuống dưới cánh cửa, vật nổi dễ sô vào đáy làm hỏng cửa. Để khắc phục

13

nhược điểm này, ở một số cửa van phẳng người ta làm lưỡi gà chắn nước phía

trên ( Hình). Lưỡi gà có thể xoay được quyanh một trụ gắn ở đỉnh van. Khi cần

tháo nước, tháo vật nổi trên mặt chỉ cần hạ lưỡi gà xuống. Lưỡi gà có hình dạng

sao cho dòng chảy qua được chảy thuận. Cũng có thể làm theo hình thức van hai

tầng

( Hìnhb) để chủ động khi cần tháo nước trên mặt hoặc dưới đáy.

1.2. Cấu tạo.

1.2.1. Van phẳng bằng thép.

Loại cửa van này được sử dụng phổ biến ở những nơi có nhịp lớn và chịu

áp lực lớn.

Loại này bền vững, thời gian sử dụng lâu dài. Các bộ phận của cửa van

gồm: bản mặt chắn nước, các dầm chính, dầm phụ, đứng, cột biên, thanh chống

chéo (hình 2-5). Trong hình vẽ hệ thống dầm bố trí theo hình thức dầm phụ dựa

vào dầm chính, dầm chính dựa vào cột biên. Đồng thời các dầm đều trực tiếp

tham gia chịu áp lực nước từ bản truyền tới. Các thanh chống chéo chỉ có tác

dụng chống biến hình của hệ thống dầm.

Ở những cửa van nhịp nhỏ nhưng chịu áp lực lớn có thể dùng lại van đơn

giản. Loại này bao gồm một khung dầm thép nối với bản mặt (hình17-9). Nếu

cửa khá cao có thể thêm một vài dầm ngang ở khoảng giữa để tăng độ cứng cho

van.

Hình 2-5:.Hệ thống dầm và bản của cửa van phẳng

1.Dầm chính; 2.Dầm phụ; 3.Cột đứng; 4.Cột biên;

5.Thanh chống chéo; 6.Bản mặt chắn nước

14

Hình 2-6: Cửa van phẳng bằng thép loại nhỏ

Khi bố trí các dầm, cần đảm bảo sao cho dưới tác dụng của áp lực nước,

khi tính toán chịu lực và xác định chiều dày của bản chắn ở mọi chỗ tương đối

như nhau, kích thước mặt cắt cho từng loại dầm như nhau để lợi dụng đầy đủ

khả năng chịu lực của vật liệu, tránh lãng phí và thi công dễ dàng.

Xác định vị trí đặt các dầm chính theo sơ đồ hình (2-7b). Trường hợp mực

nước ngang đỉnh van (hình2-7a), vẽ nửa vòng tròn có đường kính AB=H(H là

chiều cao cột nước). Vớ số dầm bố trí làn (trong hình vẽ n=4) ta chia đường kính

thành các phần bằng nhau.

ꢀ

= Aa, ac, =…. Lấy A làm tâm vẽ các vòng tròn có bán kính Ab,Ad cắt đường

ꢁ

kính AB tại b’,d’.

Các chiều cao h1,h2...được xác định là giới hạn phân chia các thành phần chịu

áp lực nước bằng nhau. Vị trí của dầm sẽ đặt tại trung tâm của các sơ đồ áp lực

nước thuộc các phần tương ứng đó. Chiều cao của các phần giới hạn này được

biểu thị theo công thức:

ꢂ^ꢃ

H_k= H

ꢁꢄ

Trong đó:

k- số thứ tự các dầm kể từ đỉnh cửa van trở xuống;

n- tổng số dầm.

Vịtrícácdầmxácđịnhtheocôngthức:

y_k= ^{ꢅ ꢀ}_ꢁ( k^2/3– ( k – 1)^3/2

ꢆ

√

Trong đó: yk- khoảng cách từ mặt trước tới dầm tính toán.

15

Hình 2-7:Sơ đồ xác định vị trí dầm chính của cửa van phẳng Van trên mặt;

b.Van dưới sâu.

Trong trường hợp cửa van nằm thấp hơn mực nước như cửa van dưới sâu hay

khi có tường ngực (hình 2-7b).Thì lấy điểm A làm tâm vẽ cung tròn bán kính

AD(điểm D nằm ngang ở độ sâu a) ta sẽ xác định được điểm C. Chia đoạn CB

thành các phần bằng nhau tương ứng với số dầm v cũng tiến hành như trên ta sẽ

xác định được phạm vi chịu lực và vị trí đặt các dầm. Trị số hk và yk được tính

theo công thức:

ꢇꢈꢉ

h = H

ꢂ_ꢁꢈꢉ

k

ꢀ

y_k= ^ꢅ_ꢁꢈꢉ[(k+ꢋ)^{3/2- ( k-1+}ꢋ^)3/2]

ꢆ

ꢊ

Trong đó:

ꢁꢌꢅ

ꢋ= _{ꢀꢅ –ꢌꢅ}

Phân tích tình hình chịu lực của bản vẽ hệ thống dầm theo sơ đồ hình (2-8). Các

dầm phụ đựợc xem như dầm liên tục chịu áp lực của nước do bản truyền tới

(hình 2-8ab). Các cột đứng chịu lực tập trung của dầm phụ truyền tới và đồng

thời chịu áp lực nước từ bản truyền tới (hình2-8c). Dầm chính vừa chịu áp lực

nước do bản truyền tới và chịu lực tập trung do cột đứng truyền tới (hình 2-8d).

Dựa vào sơ đồ lực tác dụng để tính toán chọn kích thước của dầm đảm bảm đủ

yêu cầu chịu uốn.

Ngoài ra còn cần kiểm tra độ võng đảm bảo không vượt qua trị số cho phép.

16

Hình 2-8. Sơ đồ phân tích áplực nước tác dụng lên van

a) Sơ đồ chung; b) Dầm phụ; c) Cột đứng; d) Dầm chính

1.2.2. Van phẳng bằng gỗ.

Loại van này được sử dụng ở những công trình tháo, lấy nước loại nhỏ.

Chiều rộng khoảng 1-3m và cột nước tác dụng khoảng 2- 3m. Loại này cấu tạo

đơn giản, trọng lượng nhỏ. Thường dùng cho loại van trượt và nơi sẵn gỗ. Thời

gian sử dụng không lâu vì gỗ chóng bị mục. Cửa van do các dầm gỗ ghép nhau

theo hình thức ghép chốt hay ghép mộng. Ngoài ra còn có các thanh nẹp bằng

thép bắt đinh bu lông. Hình(17-12) cho thấy một vài kiểu van gỗ thường gặp.

Đối với các dầm gỗ ghép, áp lực nước phân bố lên cửa van theo dạng tam

giác, do đó dầm đáy chịu lực lớn nhất. Song trong thiết kế để cấu tạo và thi công

đơn giản, kích thước dầm chọn như nhau và lấy dầm ở đáy làm đại diện. Khi

tính toán xem nó như những dầm hai đầu tự do và làm việc theo yêu cầu chịu

uốn. Thường chiều dày dầm gỗ khoảng 8- 12cm. Các thanh thép nẹp thường có

chiều dày ≥ 8mm, chiều rộng ít nhất bằng bốn lần đường kính của bu lông và

trong trường hợp đó nói chung thanh nẹp thoả mãn được yêu cầu chịu lực,

không cần tính toán kiểm tra.

Khi cửa van đóng mở bằng cần thép cứng thì dùng hai bả nghép hình

thang để nối cần với cửa van nhờ các đinh bu lông(hình17-12,a). Trong thiết kế

cần kiểm tra khả năng chống cắt của bu lông hay đinh tán. Trong tính toán dùng

trị số lớn nhất của lực đóng hoặc lực mở cửa.

17

Hình 2-9: Cửa van phẳng bằng gỗ

1.2.3. Van phẳng bằng vật liệu khác.

Phai gồm các dầm đơn, khi chắn nước nó nằm trong khe phai. Tác dụng

của phai lỡ để chắn nước tạm thời trong thời kỳ cần sửa chữa van chính hoặc

một số bộ phận của công trình. Phai cũng dùng để bảo vệ cửa van chính trong

trường hợp cửa van phải chắn nước khi có lũ lớn, nhất là khi có nhiều vật nổi

trôi về. Trong một số trường hợp phải dùng thay cửa van để chắn nước hoặc

chắn phần nước dưới sâu có nhiều bùn cát để nước tương đối trong tràn qua.

Vật liệu làm phai có thể là gỗ, bê tông hoặc thép. Hình (2-10) biểu thị một

số hình thức phai chắn nước. Để đóng mở cho tiện, ở gần hai đầu dầm phai

thường làm các móc thép để kéo chúng lên cao hoặc thả xuống. Các dầm phai

chủ yếu chịu tác dụng của áp lực nước và trọng lượng bản thân.

18

Hình 2-10.

Hình 2-11.Một số hình thức phai

a) phai gỗ; b) phai bê tụng cốt thép; c) phai thép.

Các trường hợp cần xét để đảm bảo các yêu cầu của dầm phai bao gồm:

Trong quá trình vận chuyển, chịu tác dụng của trọng lượng bản thân.

Khi thả xuống nước, dầm chịu tác dụng của áp lực thuỷ động. Áp lực này bao

gồm lực ngang W’ và áp lực theo phương thẳng đứng W” được tính toán theo

các công thức sau:

19

Hình 2-12: Sơ đồ lực thủy ddoongjtacs dụng lên dầm phai

Khi dầm phai đã thả xuống nằm ở vị trí cuối cùng của nó thì lực W” có

tác dụng kéo phai lên, vì vậy trọng lượng bản thân cần phải lớn hơn lực này

để phai không bị đẩy nổi.

- Khi các dầm phai được thả xuống hoàn toàn để chắn nước thì chúng chỉ

chịu áp lực thuỷ tĩnh. Trong các trường hợp trên, dầm phai được xem như dầm

đơn hai đầu tự do và chịu uốn dưới tác dụng của ngoại lực. Dựa vào sơ đồ ngoại

lực xác định mô men uốn lớn nhất phát sinh trong dầm và xác định kích thước

hợp lý dầm phai.

Ngoài ra về mặt cấu tạo yêu cầu chiều rộng của dầm phai phải ≥ 10 -

15cm.

Một số bộ phận của cửa van phẳng

Đối với cửa van phẳng loại trượt, bộ phận đỡ tựa vỡ trượt tiếp xúc của cửa

van được thể hiện trong hình (2-13). Hình (2-13a) lỡ hình thức đơn giản nhất,

thường dùng cho van nhỏ hoặc van gỗ. Một thanh thép hình được gắn chặt vào

mố trụ để làm nơi cho cửa van tỳ vỡ trượt khi đóng mở. Ở cửa van, tại chỗ tiếp

xúc gắn một thanh kim loại để truyền lực lên mố trụ. Đồng thời thanh kim loại

có tác dụng cải thiện điều kiện tiếp xúc, lỡm giảm lực ma sát khi

đóng mở cửa van. Ở hình (2-13b) ngoỡi bộ phận trượt còn bố trí bánh xe định

hướng, có tác dụng giúp cho cửa van ổn định không xê dịch ngang trong quá

trình chuyển động. Ở hình (2-13c) người ta dùng gỗ ép làm bộ phận tiếp xúc

nhằm giảm lực ma sát, tránh han rỉ vỡ mài mòn do trượt tiếp xúc gây nên.

20