12.3 拍门及快速闸门

12.3.1 轴流泵机组有多种启动方式，包括用水流冲开拍门直接启动，先冲开小拍门再开启工作门或大拍门启动，先开泵泄（溢）流再提门启动以及抽真空启动等，每种方式都要求有不同的闸门选型，所以水泵启动方式也是拍门和快速闸门选型的重要因素之一。
    据调查了解，单泵流量较小（8m³/s及以下）时，多采用整体自由式拍门断流。这种拍门尺寸小，结构简单，运用灵活且安全可靠，因而得到广泛应用。当流量较大（8m³/s以上）时，整体自由式拍门由于可能产生较大的撞击力，影响机组安全运行，且开启角过小，增加水力损失，故不推荐采用。目前国内大型泵站多采用快速闸门或双节自由式拍门、整体控制式拍门断流。这些断流方式在减少撞击力及水力损失方面均取得了不同成效，设计时可结合具体情况选用。
    根据本标准第10.2.5条出口装有拍门时，出口流速不宜大于2.0m/s的要求，按流量折算成当量直径，约为2.0m，供参考。
    除了上述悬吊式（水平转轴）拍门外，最近几年，有单位研制出一种“节能型侧向式全自动止回装置”，并已经用于湖北、湖南、安徽、江西、甘肃和广东等省的实际工程中。有关检测机构实测数据表明，这种拍门的开启角度可达85°，节能效果明显，提高了泵站装置效率，且运行平稳，闭门冲击力小。该产品已被列入水利部“948”项目，正在积极推广。
    为保证侧向式拍门的停泵闭门封水效果，建议应保证其出流的淹没深度，以确保能形成一定的水位差从而提高闭门断流的可靠性。
12.3.2 事故闸门作为快速闸门的备用，应能在快速闸门闭门断流受阻后有效闭门断流以保护泵组，因此，应考虑事故闸门闭门时间对泵组保护的影响，但该时间的确定应与相关专业协商后确定。
12.3.3 拍门水力损失与开启角的大小有关，据调查了解，一般整体自由式拍门（此处及以下所述拍门均指悬吊式）开启角为50°～60°，个别的不到40°。实际调查到的拍门开启角情况为50°～60°的有3个泵站；60°以上的有1个泵站；双节式拍门上节门开启角在30°～40°的有6个泵站；40°以上的只有1个泵站。
    关于拍门的水力损失，由于开启角过小，有5个泵站降低泵效率达到2%～3%，2个泵站达到4%～5%。
    拍门开启角过小时，其水力损失大，特别是长期运行的泵站，其电能损耗较大，因此拍门开启角宜加大，但鉴于目前的拍门设计方法不够完善，开启角又不宜过大，否则将加大撞击力。故本条规定拍门开启角应大于60°，其上限由设计者酌情决定。
    对于双节式拍门，本条规定上节门开启角大于50°，下节门开启角大于65°，通过试验观察，其水力损失大致与整体自由式拍门开启角60°时的水力损失相当。上节门与下节门开启角差不宜过大，否则将使水力损失增加，并将加大撞击力，根据模型和原型测试综合分析，本条规定不大于20°。拍门加平衡重虽然可以加大开度，但却相应增大了撞击力，且平衡滑轮钢丝绳经常出现脱槽事故。因此，本条要求采用加平衡重应有充分论证。
12.3.4 双节式拍门上节门高度一般比下节门大，其主要目的是为了增大下节门开启角，同时拍门撞击力主要由下节门决定，下节门高度小于上节门，就能减少下节门撞击力。根据模型试验，上下节门高度比适宜范围为1.5～2.0。
12.3.5 轴流泵不能闭阀启动，为防止拍门或闸门对泵启动的不利影响，应设有安全泄流设施，即在拍门上或在闸门上设小拍门，亦可在胸墙上开泄流孔或墙顶溢流。
    泄流孔面积可以根据最大扬程条件、机组启动要求试算确定。先初定泄流孔面积，计算各种流量条件孔口前后水位差。根据此水位差、相应流道水力损失及净扬程计算泵扬程和轴功率，核算电动机功率余量及启动的可靠性，据以确定合理的泄流孔面积。
12.3.7 拍门和快速闸门是在动水中关闭，要承受很大的撞击力，为确保其安全使用，应采用钢材制作。小型拍门一般由水泵制造厂供货，目前拍门最大直径为1.4m，且为铸铁制造。据调查，在使用中出现了不少问题。为安全计，经论证拍门尺寸小于1.2m时，可酌情采用铸铁和非金属材料制作。近年来非金属高强度工程材料发展很快，应用范围也越来越广泛，用来制作拍门也有一定的优势，如玻璃钢等。
12.3.8 拍门铰座是主要受力构件，出现事故的概率较大且不易检修，故应采用铸钢制作，以策安全。
    吊耳孔做成长圆形，可减轻拍门撞击时的回弹力，可增加橡皮缓冲的接触面积和整体性，从而减轻对支座的不利影响，并有利于止水。综合几个工程运用实例，圆心距可取10mm～20mm。
12.3.10 将拍门的止水橡皮和缓冲橡皮装在门框埋件上，主要是避免其长期受水流正面冲击而破坏，设计时应考虑安装和更换方便。
12.3.11 采用拍门倾斜布置形式，当拍门关闭时，橡皮止水能借门重紧密压于门框上，使其封水严密。对拍门止水工作面进行机械加工，也是确保封水严密的措施之一。据调查，拍门倾角一般在10°以内。
    本条强调“拍门止水工作面宜与门框进行整体机械加工”，是指将止水座板与门框焊接后再加工，以保证止水效果。