水闸平面闸门液压启闭机系统探析

水闸平面闸门液压启闭机系统探析

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— 以谏壁节制闸液压启闭机系统为例

朱亚东

Analysis of Hydraulic Hoist System for Ordinary Plane Drawgate 

Zhu Ya2dong 

(镇江江河道管理处,江苏省镇江市谏壁镇越河48 号　212006) 

　　摘　要:以谏壁节制闸液压启闭机系统为例,笔者对闸门液压启闭机系统的工作原理、系统组成情况作

了简单介绍,对闸门液压启闭机系统中常见的几种重要控制回路作了初步探析,并对闸门液压启闭机系统的

设计、安装、运行提出了几点建议。

关键词:水闸;闸门;启闭机;探析中图分类号:TH137 　文献标识码:B 　文章编号:100024858 

(2002)102000502

　　随着经济发展和科技进步,绳鼓式、螺杆式水闸闸系统中常用的几种比较重要的回路。门启闭机正在被逐步淘汰,而新兴的液压启闭机正在

　　1) 空载起动—

得到逐步推广应用。本文以谏壁节制闸液压启闭机系水闸闸门操作运用一般要求根据上下游水位综合统为例,在此对水闸平面闸门液压启闭机系统作一初情况分级分次均匀启闭,而每次启闭实际间隔时间又

步的探讨。不太长;另外闸门开启后有时还会根据运行情况适时1 　谏壁节制闸液压启闭机系统简介调整闸门开度,这就需要一直不停机或频繁开机进行

-启闭操作,而这对电动机和液压泵组的保护极为不利。

为此,谏壁节制闸液压启闭机系统采用O 型三位四通63SCY1421B 型,具有双向泵控启闭闸门和无电手动快电磁换向阀盖与一个二通插装元件组合来实现液压泵速关闸功能。系统主要通过4 个二通插装元件组成一的空载起动和正常起动后的卸载运行,最大程度地减个二通插装阀四通回路,二通插装阀阀块采用典型的少功率损耗,防止油温上升,延长液压泵和电动机的使Ⅱ+ Ⅱ型结构布置的集成式四通块体(见图2 。) 用寿命。如图1 所示,当开机起动液压泵组时电磁换2 　平面闸门液压启闭机工作原理及系统组成向阀YV3 同时通电,换向阀上的油口A 与O、B 与P 相

平面闸门液压启闭机是利用具有连续流动性的液通,则插装元件控制油口C 接通油箱,根据其工作特压油,通过液压泵将驱动液压泵电动机的机械能转化性可知A、B 两油口将相通,液压泵吸进的液压油直接为液压油的液压能,经过管道和各种控制阀输送到液流回油箱,液压泵空载起动,并一直卸载运行至闸门发压缸内,再由液压缸把液压能转化成机械能去驱动平生启闭动作为止。面闸门作上下运动,实现闸门启闭操作。

平面闸门液压启闭机由五大部分组成,即液压泵组、液压缸、液压控制阀、辅助装置(如油箱、管道) 、电　收稿日期:2002203215 气柜和操纵台。又可分成两大系统—

液压传动系统　作者简介:朱亚东(1973 —),男,江苏省泰兴市人,工程师, 

和电气控制系统,本文主要论述液压启闭机液压传动主要从事水利工程技术管理工作。

铲斗放在地面时,能向后实行拖起动,非常实用,操纵传动、动力换挡的行走机械,特别是常在野外施工,需起来很方便,在驾室内能完成,不仅增加了一项功能, 要应急处理的大型工程机械、重型汽车,具有非常广阔而且改善、提高了原机安全性,用户给予了很高的评的应用开发前景。从设计角度说,充分利用原机构功价。对已装备的机型,改装非常方便,适用于所有液压能,结构简便易行,是具有巧妙构思的发明。□

液压与气动2002 年第10 期

　　2) 过载保护—

调压回路

在闸门实际操作运行过程中常会遇到这样的情况:闸上下游水位差较大,实际所需启闭力超过启闭机的启闭能力,或闸门开度控制失灵,闸门虽已到达极限位置,而液压泵组仍在执行相应启闭闸门动作。根据

“液压系统中压力由外界负载决定的”这一特性可知, 在以上情况下液压系统中压力将会异常迅速升高,这既会损坏液压系统元件,又极易酿成水闸工程运行事故。谏壁节制闸液压启闭机系统采用溢流阀盖和二通插装元件组合成调压回路,保证系统工作平稳,实现系统过载保护。如图1 所示,只要预先调整好与插装元件控制油口C 相连的溢流阀内调节弹簧的预压缩量, 就可以设定整个系统的供油压力的最高值。当遇到以上意外情况,系统内压力异常升高超过设定值,插装元件上的A、B 油口相通,液压油直接流回油箱,系统溢流保护。通过电气控制,启门时YV3 断电,电磁换向阀处于中位,此时由溢流阀YT2 控制插装元件控制油口C 处的压力;闭门时YV4 通电,换向阀的油口B 与O、A 与P 相通,溢流并YT1 起着控制作用。

图1 　卸载回路、调压回路

3) 闸门锁定—

平衡回路

平衡回路主要是在液压缸的下腔出油口侧设置平衡阀,以提高与活塞杆,闸门自重平衡的背压,保证只有向液压缸的上腔输入压力油(即闭门动作) 时,闸门才允许下降,从而有效锁定闸门开启位置。谏壁节制闸液压启闭机系统用一个插装元件(CV1) 及与其控制油口相连的溢流阀盖联合组成平衡阀,并将它接在系统的回油路上,造成一定的回油阻力,确保闸门不会在较大自重作用下自行下滑(见图2) 。在根据工程实际情况设定平衡阀的背压后,系统回油路上的压力不可能高到使插装元件阀芯开启、控制油口A 与B 相通, 因此闸门就会被牢牢定住,不会自行下降。

4) 手动关闸—

差动回路

差动回路是利用液压缸的无杆腔与有杆腔的受压面积不同,在活塞杆外伸时使有杆腔的回油返回无杆腔,与来自液压泵的流量汇合起来,使液压缸的活塞杆快速外伸。谏壁节制闸液压启闭机系统巧妙地在与液压缸上、下腔相连接的之间用一手动截止阀相通, 如图2 所示,正常工作情况下截止阀关闭,当遇到停电需关闸或突发事故需快速关闸时,就可以打开各孔截止阀,使液压缸的上下腔直接连通,构成差动回路,让闸门依靠自重无电快速关闭。调整截止阀手柄旋转角度大小还可实现对闸门下滑速度的控制。

二通插装阀Ⅱ+ Ⅱ型四通回路

3 　几点建议

①设计时要充分考虑闸门工作负载的特性,特别是除险加固工程,对启闭机启闭力的确定要留有余地, 保证水闸在任何设计水位组合下均能正常起动运行。谏壁节制闸液压启闭机系统设计时在这方面就有过教训:液压启闭机的额定启门力与水力理论计算最大启门力相近,实际工程运行发现,当水位差接近水闸设计最大水位差的一半时闸门就已无法正常启闭,给该闸的防大洪排大涝埋下了严重安全隐患; 

②系统安装时对整个系统都要进行认真的清洗。谏壁节制闸液压启闭机系统投入使用初期,曾因为系统不清洁,液压油受污染,致使闸门提起后经常大幅度的自行下滑; 

③水闸闸门液压启闭机工作环境一般比较恶劣, 因此应从多方面加强对系统的保护,如给活塞杆做一个可以自由伸缩的防护套,定期用软布蘸机油擦拭活塞杆。

参考文献: 

[1] 　宋学义. 袖珍液压气动手册[M]. 北京:机械工业出版社, 1990. 

[2] 　章宏甲,黄谊. 液压传动[M]. 北京: 机械工业出版社, 1986.