一种安全型钢闸门用液压启闭机及其控制方法技术

本发明专利技术涉及一种安全型钢闸门用液压启闭机及其控制方法，属于水利、水电闸门工程基础建设技术领域。本发明专利技术结构简单合理，生产制造容易，通过异形孔、异形块以及大齿圈、随动小齿轮的配合，双重锁紧保障，将拐臂牢牢锁定，安全可靠；通过液压伸缩杆与伸缩式闸门结构的配合，可同时适用于小型农田水利、大型水库；通过上抱死液压缸、下抱死液压缸的配合，将驱动油缸的活塞杆抱死并牢牢锁定，制动安全可靠。

A hydraulic hoist for safety steel gate and its control method

【技术实现步骤摘要】
一种安全型钢闸门用液压启闭机及其控制方法
本专利技术涉及一种安全型钢闸门用液压启闭机及其控制方法，属于水利、水电闸门工程基础建设

技术介绍
水利闸门中钢闸门或称钢坝闸门或称底横轴翻转闸门，这类钢闸门由于具备多种优点，如可适应宽河道、结构简单、可以减少中间闸墩、可关闸蓄水、可开闸行洪排涝，还可以闸顶过水，形成人工瀑布的景观效果，并可以自由调节拦水高度，受到各方好评。现有的配合钢闸门使用的液压启闭机，一般包括驱动油缸、拐臂以及底轴铰座，拐臂底部、钢闸门底部分别通过底轴与底轴铰座连接，驱动油缸的活塞杆顶部与拐臂顶部铰接，由驱动油缸通过活塞杆带动拐臂旋转，继而使钢闸门改变角度位置、拦水高度。闸门运行到需要的拦水高度，在切断动力的情况下，应能长期可靠的停留在所需位置上，虽然驱动油缸可以采用液压锁等元件锁定，但液压锁定由于油缸内、外泄露的影响，在切断动力源后，长久锁定并不可靠，所以，必须采取其他的锁紧方案，以防患于未然，具有重要的现实和工程实际意义。另外，大量的小型农田水利基建工程中需要的挡水、泄水建筑物与大型水库所应用的大坝、闸门等建筑物的要求差异较大。虽然通过改变钢闸门的角度能够改变拦水高度，但是不能同时适用于小型农田水利、大型水库。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种安全型钢闸门用液压启闭机及其控制方法。本专利技术的第一个目的是提供一种安全型钢闸门用液压启闭机，包括驱动油缸、钢闸门、拐臂以及位于启闭机室内的底轴铰座，所述拐臂底部、钢闸门底部分别通过底轴与底轴铰座连接，所述驱动油缸的活塞杆顶部与拐臂顶部铰接；其特征是，所述启闭机室内设有锁紧机构，该锁紧机构包括随动小齿轮、大齿圈、固定安装板、伺服电机以及锁紧油缸；所述固定安装板竖直固定于启闭室底部，其中部设有通孔，所述大齿圈为环状，其内侧壁设有与随动小齿轮啮合的齿牙，其一端面固定设有与环状结构相匹配的圆形板，所述圆形板中心设有锁紧连接块；该锁紧连接块向外延伸，其外壁轮廓呈圆形，并与固定安装板的通孔内壁转动连接，该锁紧连接块中心设有锁紧通孔，该锁紧通孔为异形孔；所述随动小齿轮安装于拐臂，所述伺服电机固定于所述锁紧油缸的活塞杆上，伺服电机的输出轴固定有与异形孔相匹配的异形块；驱动油缸通过其活塞杆使拐臂处于所需角度，伺服电机使异形块旋转至合适位置，锁紧油缸驱使异形块伸入异形孔内，通过异形孔、异形块以及大齿圈、随动小齿轮的配合将拐臂锁紧；所述驱动油缸的活塞杆外表面设有陶瓷耐磨层；所述驱动油缸的活塞杆设有制动装置，该制动装置包括弓形支座、上抱死液压缸、下抱死液压缸，所述弓形支座竖直固定于所述启闭机室内；所述上抱死液压缸的上活塞杆、下抱死液压缸的下活塞杆相对布置，并分别位于驱动油缸的活塞杆上侧、下侧，所述上活塞杆、下活塞杆的端部分别设有上抱死块、下抱死块；上抱死液压缸、下抱死液压缸同时驱动上活塞杆、下活塞杆相向运动，使上抱死块、下抱死块配合，将驱动油缸的活塞杆抱死。进一步的，所述启闭机室内设有驱动油缸的活塞杆支撑座，所述活塞杆支撑座顶部设有支撑外壳；所述驱动油缸的活塞杆在靠近钢闸门的部位，其外侧套设有保护套，所述驱动油缸的活塞杆保护套穿过支撑外壳的内腔；所述保护套外壁轴向设有若干滑槽，所述支撑外壳的内腔壁轴向设有若干滑轨，所述滑轨与滑槽一一对应并滑动配合。进一步的，所述上抱死块、下抱死块在与驱动油缸活塞杆接触处分别呈与驱动油缸活塞杆相匹配的半圆弧型，且半圆弧型表面设有橡胶垫层。进一步的，所述钢闸门由若干套叠连接的子闸门构成伸缩式闸门，所述子闸门均设有空腔，所有下层子闸门的顶部均设有供对应上层子闸门穿出的出口；最下层子闸门空腔内安装有若干液压伸缩杆，液压伸缩杆的数量与所有上层子闸门的数量相同并一一对应，所述液压伸缩杆分别用于对应上层子闸门的升降。进一步的，所有上层子闸门的底部两侧分别设有延伸块，该延伸块分别与对应的下层子闸门空腔顶部配合以进行限位，以防上层子闸门滑出下层子闸门空腔外。进一步的，所有下层子闸门顶部分别设有水位传感器，所有下层子闸门的空腔顶部均设有行程开关，该行程开关与对应空腔内的上层子闸门的延伸块位置对应。进一步的，所述大齿圈上设有角度传感器。进一步的，该启闭机配有PLC控制器，所述水位传感器、角度传感器、行程开关分别PLC控制器信号连接，所述PLC控制器分别控制连接驱动油缸、伺服电机、锁紧油缸、上抱死液压缸、下抱死液压缸以及液压伸缩杆。本专利技术的第二个目的是提供一种安全型钢闸门用液压启闭机的控制方法，其特征是，包括以下步骤：1）拐臂锁紧：驱动油缸通过其活塞杆使拐臂处于所需角度；拐臂转动过程中，随动小齿轮带动大齿圈相对固定安装板转动，异形孔与异形块不接触；到达所需位置后，拐臂停止转动，同时，大齿圈上的角度传感器将位置信息传递给PLC控制器，PLC控制器控制伺服电机使异形块旋转至合适角度，PLC控制器控制锁紧油缸驱使异形块伸入异形孔内，通过异形孔、异形块以及大齿圈、随动小齿轮的配合将拐臂锁紧；2）驱动油缸活塞杆制动：驱动油缸通过其活塞杆使拐臂处于所需角度，启闭机室的上抱死液压缸、下抱死液压缸工作，同时驱动上活塞杆、下活塞杆相向运动，使上抱死块、下抱死块配合，将驱动油缸的活塞杆抱死，橡胶垫层可起到对活塞杆的缓冲作用。3）闸门伸缩：水位上升，需要挡水时，若某一下层子闸门顶部的水位传感器感受到设定水位值，则将信号传递给PLC控制器，PLC控制器则通过液压伸缩杆控制该下层子闸门空腔内的子闸门上升，当该子闸门的延伸块触发对应的行程开关，则PLC控制器控制液压伸缩杆停止上升。本专利技术中，通过支撑座将驱动油缸的陶瓷活塞杆进行支撑，驱动油缸的活塞杆在滑动过程中，由保护套、支撑外壳滑动配合，不影响工作；若驱动油缸的活塞杆停止工作，支撑座可分散其所受应力，延长其使用寿命。本专利技术结构简单合理，生产制造容易，通过异形孔、异形块以及大齿圈、随动小齿轮的配合，双重锁紧保障，将拐臂牢牢锁定，安全可靠；通过液压伸缩杆与伸缩式闸门结构的配合，可同时适用于小型农田水利、大型水库；通过上抱死液压缸、下抱死液压缸的配合，将驱动油缸的活塞杆抱死并牢牢锁定，制动安全可靠。附图说明图1为本专利技术的控制流程图；图2为本专利技术的结构示意图；图3为本专利技术中锁紧机构示意图；图4为本专利技术中随动小齿轮、大齿圈的关系示意图；图5为本专利技术制动装置的结构示意图；图6为图5中局部放大图；图7为本专利技术中上抱死液压缸、下抱死液压缸的关系示意图；图8为本专利技术中伸缩式闸门的示意图。具体实施方式如图所示，一种安全型钢闸门用液压启闭机，包括驱动油缸1、钢闸门2、拐臂3以及位于启闭机室4内的底轴铰座5，所述拐臂底部、钢闸门底部分别通过底轴与底轴铰座连接，所述驱动油缸的活塞杆6顶部与拐臂顶部铰接，所述启闭机室内设有锁紧机构7。具体的，该锁紧机构包括随动小齿轮8、大齿圈9、固定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种安全型钢闸门用液压启闭机，包括驱动油缸（1）、钢闸门（2）、拐臂（3）以及位于启闭机室（4）内的底轴铰座（5），所述拐臂底部、钢闸门底部分别通过底轴与底轴铰座连接，所述驱动油缸的活塞杆（6）顶部与拐臂顶部铰接；/n其特征是，所述启闭机室内设有锁紧机构（7），该锁紧机构包括随动小齿轮（8）、大齿圈（9）、固定安装板（10）、伺服电机（11）以及锁紧油缸（12）；所述固定安装板竖直固定于启闭室底部，其中部设有通孔（13），所述大齿圈为环状，其内侧壁设有与随动小齿轮啮合的齿牙，其一端面固定设有与环状结构相匹配的圆形板（14），所述圆形板中心设有锁紧连接块（15）；/n该锁紧连接块向外延伸，其外壁轮廓呈圆形，并与固定安装板的通孔内壁转动连接，该锁紧连接块中心设有锁紧通孔（16），该锁紧通孔为异形孔；所述随动小齿轮安装于拐臂，所述伺服电机固定于所述锁紧油缸的活塞杆（17）上，伺服电机的输出轴固定有与异形孔相匹配的异形块（18）；/n驱动油缸通过其活塞杆使拐臂处于所需角度，伺服电机使异形块旋转至合适位置，锁紧油缸驱使异形块伸入异形孔内，通过异形孔、异形块以及大齿圈、随动小齿轮的配合将拐臂锁紧；/n所述驱动油缸的活塞杆外表面设有陶瓷耐磨层；所述驱动油缸的活塞杆设有制动装置，该制动装置包括弓形支座（19）、上抱死液压缸（20）、下抱死液压缸（21），所述弓形支座竖直固定于所述启闭机室内；所述上抱死液压缸的上活塞杆、下抱死液压缸的下活塞杆相对布置，并分别位于驱动油缸的活塞杆上侧、下侧，所述上活塞杆、下活塞杆的端部分别设有上抱死块（22）、下抱死块（23）；上抱死液压缸、下抱死液压缸同时驱动上活塞杆、下活塞杆相向运动，使上抱死块、下抱死块配合，将驱动油缸的活塞杆抱死。/n...

【技术特征摘要】
1.一种安全型钢闸门用液压启闭机，包括驱动油缸（1）、钢闸门（2）、拐臂（3）以及位于启闭机室（4）内的底轴铰座（5），所述拐臂底部、钢闸门底部分别通过底轴与底轴铰座连接，所述驱动油缸的活塞杆（6）顶部与拐臂顶部铰接；
其特征是，所述启闭机室内设有锁紧机构（7），该锁紧机构包括随动小齿轮（8）、大齿圈（9）、固定安装板（10）、伺服电机（11）以及锁紧油缸（12）；所述固定安装板竖直固定于启闭室底部，其中部设有通孔（13），所述大齿圈为环状，其内侧壁设有与随动小齿轮啮合的齿牙，其一端面固定设有与环状结构相匹配的圆形板（14），所述圆形板中心设有锁紧连接块（15）；
该锁紧连接块向外延伸，其外壁轮廓呈圆形，并与固定安装板的通孔内壁转动连接，该锁紧连接块中心设有锁紧通孔（16），该锁紧通孔为异形孔；所述随动小齿轮安装于拐臂，所述伺服电机固定于所述锁紧油缸的活塞杆（17）上，伺服电机的输出轴固定有与异形孔相匹配的异形块（18）；
驱动油缸通过其活塞杆使拐臂处于所需角度，伺服电机使异形块旋转至合适位置，锁紧油缸驱使异形块伸入异形孔内，通过异形孔、异形块以及大齿圈、随动小齿轮的配合将拐臂锁紧；
所述驱动油缸的活塞杆外表面设有陶瓷耐磨层；所述驱动油缸的活塞杆设有制动装置，该制动装置包括弓形支座（19）、上抱死液压缸（20）、下抱死液压缸（21），所述弓形支座竖直固定于所述启闭机室内；所述上抱死液压缸的上活塞杆、下抱死液压缸的下活塞杆相对布置，并分别位于驱动油缸的活塞杆上侧、下侧，所述上活塞杆、下活塞杆的端部分别设有上抱死块（22）、下抱死块（23）；上抱死液压缸、下抱死液压缸同时驱动上活塞杆、下活塞杆相向运动，使上抱死块、下抱死块配合，将驱动油缸的活塞杆抱死。


2.根据权利要求1所述的一种安全型钢闸门用液压启闭机，其特征是，所述启闭机室内设有驱动油缸的活塞杆支撑座（24），所述活塞杆支撑座顶部设有支撑外壳（25）；所述驱动油缸的活塞杆在靠近钢闸门的部位，其外侧套设有保护套（26），所述驱动油缸的活塞杆保护套穿过支撑外壳的内腔；所述保护套外壁轴向设有若干滑槽，所述支撑外壳的内腔壁轴向设有若干滑轨，所述滑轨与滑槽一一对应并滑动配合。


3.根据权利要求1所述的一种安全型钢闸门用液压启闭机，其特征是，所述上抱死块、下抱死块在与驱动油缸活塞杆接触处分别呈与驱动油缸活塞杆相匹配的半圆弧型，且半圆弧型表面设有橡胶垫层。


4.根据权利要求1所述的一种安全型钢...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘小兵，
申请(专利权)人：扬州市松田液压机械有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32