上海申弘閥門(mén)有限公司
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之前介紹JIS日標(biāo)不銹鋼截止閥標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在介紹城市給排水蝶閥設(shè)計(jì)與施工給水閥門(mén)井作為給水管道的附屬構(gòu)筑物，其設(shè)計(jì)除了應(yīng)滿足土建結(jié)構(gòu)的要求外還應(yīng)滿足給水工藝上的要求。，因此需要我們公司自行設(shè)計(jì)。本人在公司的其他工程技術(shù)人員協(xié)助下，較好地完成了這四座大型閥門(mén)井的設(shè)計(jì)與施工，從江北水廠運(yùn)行投產(chǎn)至今6年，閥門(mén)井井室未發(fā)生任何裂縫與井底滲水，*達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。現(xiàn)將閥門(mén)井的設(shè)計(jì)與施工作簡(jiǎn)單扼要的介紹。蝶閥(butterflyvalve)是指關(guān)閉件(閥瓣或蝶板)為圓盤(pán)，圍繞閥軸旋轉(zhuǎn)來(lái)達(dá)到開(kāi)啟與關(guān)閉的一種閥，在管道上主要起切斷和節(jié)流用。蝶閥啟閉件是一個(gè)圓盤(pán)形的蝶板，在閥體內(nèi)繞其自身的軸線旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)到啟閉或調(diào)節(jié)的目的。蝶閥全開(kāi)到全關(guān)通常是小于90°，蝶閥和蝶桿本身沒(méi)有自鎖能力，為了蝶板的定位，要在閥桿上加裝蝸輪減速器。采用蝸輪減速器，不僅可以使蝶板具有自鎖能力，使蝶板停止在任意位置上，還能改善閥門(mén)的操作性能。
工業(yè)蝶閥的特點(diǎn)能耐高溫，適用壓力范圍也較高，閥門(mén)公稱通徑大，閥體采用碳鋼制造，閥板的密封圈采用金屬環(huán)代替橡膠環(huán)。大型高溫蝶閥采用鋼板焊接制造，主要用于高溫介質(zhì)的煙風(fēng)道和煤氣管道。
城市給排水蝶閥設(shè)計(jì)與施工蝶閥在運(yùn)用過(guò)程中的知識(shí)論述
上海申弘閥門(mén)有限公司主營(yíng)閥門(mén)有：截止閥,電動(dòng)截止閥30年代，美國(guó)發(fā)明了蝶閥，50年代傳入日本，到60年代才在日本普遍采用，而在我國(guó)推廣則是70年代后的事了。目前世界上一般在DN300毫米以上蝶閥已逐漸代替了閘閥。蝶閥與閘閥相比有開(kāi)閉時(shí)間短，操作為矩小，安裝空間小和重量輕。以DN1000為例，蝶閥約2T，而閘閥約3.5T，且蝶閥易與各種驅(qū)動(dòng)裝置組合，有良好的耐久性和可靠性。
橡膠密封蝶閥缺點(diǎn)是作節(jié)流使用時(shí)，由于使用不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生氣蝕，使橡膠座剝落、損傷等情況發(fā)生。為此，現(xiàn)在上又開(kāi)發(fā)金屬密封蝶閥，氣蝕區(qū)減小，近幾年我國(guó)也開(kāi)發(fā)了金屬密封蝶閥，在日本近年來(lái)還開(kāi)發(fā)耐氣蝕、低振動(dòng)、低噪聲的梳齒形蝶閥。
一般密封座的壽命在正常情況下，橡膠15年-20年，金屬的80年-90年。但如何正確選用則要根據(jù)工況要求。蝶閥的開(kāi)度與流量之間的關(guān)系，基本上呈線性比例變化。如果用于控制流量，其流量特性與配管的流阻也有密切關(guān)系，如兩條管道安裝閥門(mén)口徑、形式等全相同，而管道損失系數(shù)不同，閥門(mén)的流量差別也會(huì)很大。如果閥門(mén)處于節(jié)流幅度較大狀態(tài)，閥板的背面容易發(fā)生氣蝕，有損壞閥門(mén)的可能，一般均在15°外使用。蝶閥處于中開(kāi)度時(shí)，閥體與蝶板前端形成的開(kāi)口形狀以閥軸為中心，兩側(cè)形成完成不同的狀態(tài)，一側(cè)的蝶板前端順流水方向而動(dòng)，另一側(cè)逆流水方向而動(dòng)，因此，一側(cè)閥體與閥板形成似噴嘴形開(kāi)口，另一側(cè)類似節(jié)流孔形開(kāi)口，噴嘴側(cè)比節(jié)流側(cè)流速快的多，而節(jié)流側(cè)閥門(mén)下面會(huì)產(chǎn)生負(fù)壓，往往會(huì)出現(xiàn)橡膠密封件脫落。
蝶閥操作力矩，因開(kāi)度及閥門(mén)啟閉方向不同其值各異，臥式蝶閥，特別是大口徑閥，由于水深，閥軸上、下水頭差所產(chǎn)生的力矩也不容忽視。另外，閥門(mén)進(jìn)口側(cè)裝置彎頭時(shí)，形成偏流，力矩會(huì)有增加。閥門(mén)處于中間開(kāi)度時(shí)，由于水流動(dòng)力矩起作用，操作機(jī)構(gòu)需要自鎖.
城市給排水蝶閥設(shè)計(jì)與施工閥門(mén)型號(hào)編制方法、閥門(mén)編號(hào)說(shuō)明
閥門(mén)型號(hào)通常應(yīng)表示閥門(mén)類型、驅(qū)動(dòng)方式、連接形式、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、公稱壓力、密封面材料、閥體材料等要素。閥門(mén)型號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)閥門(mén)的設(shè)計(jì)、選用、經(jīng)銷，提供了方便。當(dāng)今閥門(mén)的類型和材料種類越來(lái)越多，閥門(mén)型號(hào)的編制也愈來(lái)愈復(fù)雜。我國(guó)雖然有閥門(mén)型號(hào)編制的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，但逐漸不能適應(yīng)閥門(mén)工業(yè)發(fā)展的需要。目前，閥門(mén)制造廠一般采用統(tǒng)一的編號(hào)方法；不能采用統(tǒng)一編號(hào)方法的，各生產(chǎn)廠可按自己的情況制訂出編號(hào)方法。
一、閥門(mén)井的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
根據(jù)《給水排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)》水池附屬構(gòu)筑物設(shè)計(jì)公式進(jìn)行以下計(jì)算（均為經(jīng)驗(yàn)公式）。
1、 設(shè)計(jì)條件
1.1 土壤條件：由工程地質(zhì)鉆探提供：土壤的容重γ=1.8t/m3,土壤的內(nèi)摩擦角 =30?；
1.2 設(shè)計(jì)荷載：按照15級(jí)重車載荷計(jì)算，相當(dāng)于13 t/m2（覆土載重填土車荷）；
1.3 采用材料：采用MU10磚，M7.5水泥砂漿砌筑。
2、 受力分析
因鋼筋混凝土的閥門(mén)井工程造價(jià)貴，公司經(jīng)過(guò)技術(shù)方案的對(duì)比論證后，決定采用磚砌結(jié)構(gòu)。閥門(mén)井的受力特點(diǎn)為空間受力結(jié)構(gòu)，井室平面為矩形，當(dāng)井墻高度大于平面較大邊的一倍時(shí)，可按平面矩形框架計(jì)算內(nèi)力。經(jīng)過(guò)多次計(jì)算復(fù)核以及結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，初步確定閥門(mén)井的深度為7.3 m，墻厚a1=740㎜, a2=620㎜，其受力簡(jiǎn)化計(jì)算圖見(jiàn)下圖。
3、彎矩計(jì)算
大彎矩計(jì)算系數(shù)K
其中I1 、I2為慣性矩，本工程中近似取I1=a31 、I2=a32荷載 計(jì)算彎矩MA閥門(mén)井長(zhǎng)邊彎矩
MB=1/8×q×L22+MA=1/8×4.38×4.262-4.3=5.64t·m
閥門(mén)井短邊彎矩
MC=1/8×q×L21+ MA=1/8×4.38×2.762-4.3=-0.13t·m
對(duì)比大彎矩MB與 MC兩者取較大者M(jìn)B為計(jì)算彎矩。
4、抗彎截面（墻體厚度）復(fù)核計(jì)算
磚砌體抗彎截面計(jì)算公式如下：
式中：K1——安全系數(shù)，取K1=2.5;
Mn——大彎矩（已計(jì)算出MB=5.64 t·m）
b——墻體厚度，取b=740mm;㎜㎜
Rw——水泥砂漿抗彎強(qiáng)度，M7.5號(hào)水泥砂漿Rw=2.6 t/m2
h——井深，取h=7.3m。
將數(shù)值代入上式中
2．5×5.64≤（0.74×7.32×2.6）÷6
14.1≤17.1
故墻體厚度滿足要求。
5、砌體裂縫寬度驗(yàn)算
經(jīng)計(jì)算裂縫寬度為0.0138cm<0.02cm（規(guī)范要求），故滿足要求。㎝㎝
二、 閥門(mén)井的施工
1、閥門(mén)井的平面示意圖見(jiàn)下圖。
2、閥門(mén)井的施工。
2.1施工難點(diǎn)。
（1）、對(duì)清水池基礎(chǔ)的影響。
由于閥門(mén)井井深為7.3m且位于清水池與吸水井之間，清水池的池底標(biāo)高為12.5m，閥門(mén)井的井底標(biāo)高為9.7m,兩者標(biāo)高相差2.8m。因此當(dāng)開(kāi)挖井深時(shí)，在開(kāi)挖的過(guò)程中會(huì)對(duì)清水池大約3米高的基礎(chǔ)砂石墊層產(chǎn)生影響，影響了砂石墊層的緊密性，嚴(yán)重的話會(huì)引起砂石墊層的坍塌。為了防止因?yàn)樯笆瘔|層坍塌而帶來(lái)清水池基礎(chǔ)的不均勻沉降，在工程施工中采取了沿清水池基礎(chǔ)側(cè)用砂袋堆砌的辦法，堆砌的高度達(dá)到約4米，有效防止了閥門(mén)井施工對(duì)清水池基礎(chǔ)帶來(lái)的不良影響。
（2）、土方開(kāi)挖的問(wèn)題。
土方開(kāi)挖時(shí)由于受到閥門(mén)井平面位置局限性的約束，開(kāi)挖的放坡坡度不能過(guò)大，這樣就給工程施工時(shí)帶來(lái)了一定的困難。井深7.3米，而開(kāi)挖坡度又不能盡可能的大，施工技術(shù)上只能采取放坡到井深的一半約4米時(shí)，再垂直往下挖。挖土機(jī)械（15噸車荷）對(duì)邊坡塌坍會(huì)產(chǎn)生影響，因此在井側(cè)堆放砂袋加固邊坡強(qiáng)度，砂袋堆砌高度為3米，寬度為2米。
2．2 施工質(zhì)量要求。
（1）、井室的尺寸，應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，允許偏差為±20㎜；如井身不能一次砌起，在二次接高時(shí)，應(yīng)將原磚面上的泥土雜物清理于凈，然后用水清洗磚面并浸透。
（2）、由于閥門(mén)井的位置處于非路面，因此井口的砌筑須略高于路面，但不得超過(guò)50㎜，且做坡度為0.02的護(hù)坡。
（3）、井壁內(nèi)外均需用1：2防水水泥砂漿抹面，厚2cm，抹面高度應(yīng)高于地下水水位0.25m。
（4）、井壁內(nèi)的爬樓采用φ16鋼筋制作，并做防腐處理，水泥砂漿末達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度75%以前，不得腳踏鋼筋爬樓。
（5）、管道穿過(guò)井壁或井底時(shí)，須預(yù)留5至10cm的環(huán)縫，應(yīng)用油麻填塞并搗實(shí)，或用灰土填實(shí)，再用漿面，環(huán)縫在管道上部應(yīng)當(dāng)預(yù)留稍大一些。
三、應(yīng)用體會(huì)
1、水廠的附屬構(gòu)筑物是為給排水服務(wù)的，因此在滿足給排水工藝條件下，其土建設(shè)計(jì)應(yīng)力求堅(jiān)固適用、經(jīng)濟(jì)合理，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)。
2、進(jìn)行挖方施工時(shí)應(yīng)注意工程附近的構(gòu)筑物、管線、道路等基礎(chǔ)的下沉和變形，必要時(shí)采取有效的防護(hù)措施。
3、進(jìn)行井室施工時(shí)，注意及時(shí)排除井底的地下積水，且井底板均應(yīng)設(shè)置集水坑，以防井底基礎(chǔ)滲水。與本文相關(guān)的產(chǎn)品有不銹鋼波紋管密封安全閥
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