拍門是低揚程泵站不可缺少的斷流設施之一。按照GB／T 50265--97《泵站設計規(guī)范》的規(guī)定，當泵站 單臺泵流量在8 m3／s及以下(特別是口徑1．6 m及以下的軸流泵或?qū)~式混流泵)，其出口可選用整體自由 式拍門；當單臺泵流量較大時，可選用快速閘門、雙節(jié)自由式或液壓控制式及機械控制式拍門[1]。但是，無論 是哪種形式的拍門或閘門，都面臨運行阻力、閉門撞擊力及停機斷流的安全可靠等問題。 目前國內(nèi)外口徑1．6 m及以下的泵，其出水流道出口一般采用整體自由起落式拍門。為增大拍門運行 時的張開角、減小運行阻力和閉門撞擊力，最早采用了平衡錘裝置，后來改為加設液壓緩沖裝置。由于這些 設施、設備常年浸泡在水下，維護管理不便，工作不可靠，后來將拍門改為空腹結構，即做成浮箱式，以增加浮 力、減小運行阻力。 球殼形拍門最早于20世紀80年代中期在湖北黃岡出現(xiàn)，以后在湖北、湖南等一些水泵口徑為1．6 m的 大型泵站中有所采用，并一度受到歡迎，但由于研究不夠，沒有得到重視和推廣。1993年，武漢水利電力大 學在調(diào)查、研究和總結的基礎上對其進行了改進，并應用于湖北公社閘泵站，多年的運用經(jīng)驗表明其使用效 果較好，但研究尚不充分，結構有待進一步優(yōu)化和完善。 平面浮箱式拍門是用型鋼和鋼板焊接而成，目前許多泵站都有采用。這種拍門的主要缺點是耗材多，門 扇笨重、受力非對稱，安裝使用都不方便。球面浮箱式拍門是在球殼形拍門的基礎上經(jīng)改進提出來的，其門 扇僅由球面板和腹板焊成，內(nèi)部是空腔。這種拍門結構輕巧，受力條件和剛度好，能兼收球殼型拍門和平面 浮箱式拍門的優(yōu)點。

DN2000球面浮箱式拍門的結構見圖1。拍門門扇僅由球面板和腹板焊接而成(球冠+平板)。球面板厚8 mm，經(jīng)專門的球形鍛壓設備壓制而成；腹板厚6 mm，為 實心平板。取泵站流道出口壁面傾斜15。，流道出口管道內(nèi)徑 n D。=2000 mm，則斜置拍門管口結合面處內(nèi)徑為D=三齋 LU6▲J =2070 mm。嵌于門座上的拍門止水，采用嵌帆布帶的橡膠 密封圈，該圈內(nèi)徑略大于D，取其為D。=2075 mm。橡膠密 封頭部突起處直徑d=45 ram(見圖2)，其中心線直徑D2= 2075+45=2120 mm，密封圈外徑即為D3—2120+100×2= 2320 rnm。拍門腹板直徑可取D4一D3=2320 mm。 門扇球面拱高廠的大小決定了球面浮箱的容積及門扇在 水中的比重。另一方面，由于球冠底部直徑取決于拍門管口 結合面處的內(nèi)徑D，所以拱高廠的大小決定了門扇球面半徑 R的大小(見圖3)。

拍門的運動在啟動和停泵過程中與系統(tǒng)的過渡過程有 關。停泵期間，拍門的運動會經(jīng)歷正轉(zhuǎn)正流和逆流二個不同 階段。這二個階段，拍門的受力情況有所不同： 正流階段，拍門受到水體、自身及門鉸、門軸作用的力。 其中，門鉸、門軸作用的力不產(chǎn)生繞軸的力矩，在分析中可以 不計；自身作用的力有重力和浮力，綜合作用表現(xiàn)為拍門的浮 重；水體作用力有水流沖力、運動阻力，附加阻力(慣性力)等。 逆流階段，拍門受到的力與正流階段大體相同，不同的 是：此時無水流沖力，但增加了動水壓力。

以百里洲泵站為例，分別對平板(或平面浮箱式)和球面浮箱式拍門的開啟角及撞擊力進行計算。 機組轉(zhuǎn)動慣量為1152 kg·mz，設計水頭為5．15 m(球面中心高度)，設計流量為7．95 m3／s，流道出口 面積為÷'r·2．02—3．14 1112，額定揚程下流道出I=i流速為v=7．95／3．14=2．53 m／s，設計揚程為8．4 m。機 組參數(shù)有水泵型號為16cJ一0，葉輪直徑為1．54 111，額定轉(zhuǎn)速為250 r／min，電機型號為TDL800—24／2150， 配套功率為800 kW。 由文獻[-1-]可求得停泵后正轉(zhuǎn)正流的時間和正轉(zhuǎn)逆流的時間分別為： TB=1．88 S TBc一2。82 s 按照前述拍門運動方程進行求解，可算得平板或平面浮箱式和球面浮箱式拍門的開啟角、關閉歷時及閉 前角速度，計算結果見表1。