CN101962959B - 移动格栅清污机用抓斗装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动格栅清污机用抓斗装置，属于格栅清污技术领域；其技术要点包括抓斗吊梁、固定在抓斗吊梁下方的抓斗横梁、分布在抓斗横梁上的多个固定耙齿以及与抓斗横梁活动连接的活动耙齿，活动耙齿与固定耙齿相对应，在活动耙齿和固定耙齿之间连接有液压油缸，其特征在于，所述的抓斗横梁上设有密封驱动箱，在密封驱动箱内设有主控单元、与主控单元电路连接的电控箱、与电控箱电路连接的电池电源和液压站，液压站与液压油缸之间通过管路连接；本发明旨在提供一种操作方便、不需要外接驱动装置的移动格栅清污机用抓斗装置，用于水电站、水处理厂、自来水厂、电排站、泵站等的取水口的垃圾清理。

Description

移动格栅清污机用抓斗装置

技术领域

本发明涉及一种移动格栅清污机用抓斗，更具体地说，尤其涉及一种自带驱动系统的移动格栅清污机用抓斗装置。

背景技术

移动格栅清污机广泛应用于水电站、水处理厂、自来水厂、电排站、泵站等的取水口，用于清理取水口格栅前的各种垃圾，避免垃圾进入流道影响水轮发电机组、水泵、闸门、阀门、涡轮、管道等设备的正常运行。当水流流过格栅时，水中各种漂浮物、悬浮物随水流流至格栅，部分小尺寸的垃圾穿过格栅进入流道，大部分的垃圾阻挡在格栅外侧，当垃圾量逐渐增多时，在格栅内外侧形成落差，过栅流量明显减少，严重影响水电站水轮发电机组的出力，影响水泵、闸门、阀门、涡轮的工作，影响管道的流量。此时就需要启动清污机上的移动抓斗对格栅外侧的垃圾进行清理。现有技术中各种格栅清污机抓斗在清污作业时，一种靠抓斗的自重闭合打捞垃圾，另一种靠液压机构闭合抓斗打捞垃圾。实践证明靠自重闭合的抓斗清污效率极低，目前普遍采用液压闭合的抓斗进行清污作业。

液压闭合的抓斗虽然解决了打捞垃圾效率低的问题，但是在清污作业时，由于抓斗顺着格栅清理垃圾时，在垂直方向或顺着一定倾角(约70～80°)的格栅上下移动的距离大，需要将动力通过载体传至低于地面30～50米甚至深达150米以上的水下，目前一般采用以下两种方案：

(1)将液压站设置在行走小车上，通过分别缠绕在两个油管卷筒上的油管将液压油输送至水下抓斗，当液压站的压力油改变流向时，实现清污机抓斗的开启和闭合两个动作。

(2)将液压站密封安装在清污机抓斗横梁上，在格栅清污机的行走小车上设置电缆卷筒，通过一条缠绕在电缆卷筒上的电缆(含动力电缆及控制电缆)将电力及控制信号输送至水下抓斗，为液压站提供动力及改变压力油的流向，实现清污机抓斗的开启和闭合两个动作。

无论是通过压力油管将液压油输送至水下抓斗，还是将电力及控制信号输送至水下抓斗，当过栅流速较大时，油管、电缆容易被水流带进格栅，损坏油管、电缆或损坏卷筒，从而造成清污机可靠性低，故障率高。因此上述两种方案的清污机作业时均要求减小过栅流速，从而直接影响水电站、水处理厂、自来水厂、电排站、泵站等的正常生产。对于大型的水电站、水处理厂等，如果减小过栅流速或清污作业的时间长，将严重影响其正常工作，造成机组过流量减小、运行工况恶劣、效率降低、出力下降、振动、供水不足等后果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种自带驱动系统、操作方便、不需要外接液压油管和外部传输电缆，可在额定的过栅流速下正常工作的移动格栅清污机用抓斗装置。

本发明的技术方案是这样实现的：一种移动格栅清污机用抓斗装置，包括抓斗吊梁、固定在抓斗吊梁下方的抓斗横梁、分布在抓斗横梁上的多个固定耙齿以及与抓斗横梁活动连接的活动耙齿，活动耙齿与固定耙齿相对应，在活动耙齿和固定耙齿之间连接有液压油缸，其中所述的抓斗横梁上设有密封驱动箱，在密封驱动箱内设有主控单元、与主控单元电路连接的电控箱、与电控箱电路连接的电池电源和液压站，液压站与液压油缸之间通过管路连接。

上述的移动格栅清污机用抓斗中，所述的主控单元为水下遥控接收器，在远程控制终端处设有与水下遥控接收器相对应的远程遥控器，水下遥控接收器的接收天线密封并延伸至密封驱动箱外面。

上述的移动格栅清污机用抓斗中，所述的主控单元为时间继电器或者可编程控制器中的一种。

上述的移动格栅清污机用抓斗中，所述的电池电源由四节12V、容量40AH的可充电电池串联组成。

上述的移动格栅清污机用抓斗中，所述的密封驱动箱由两格空腔构成，电池电源设置在其中的一格空腔内，在该格空腔的密封驱动箱上设有密封盖板。

上述的移动格栅清污机用抓斗中，所述的密封驱动箱上设有充电接头，充电接头与可充电电池电路连接，在充电接头外围设有密封盖。

上述的移动格栅清污机用抓斗中，所述的密封驱动箱上设有油管接头，油管接头的两侧分别连通液压站和液压油缸。

上述的移动格栅清污机用抓斗中，所述的液压站包括电动机和与电动机动力输出轴连接的油泵；所述的油泵由高压油泵和小功率的后备油泵组成，所述的电动机由主电动机和副电动机构成，高压油泵和后备油泵分别与主、副电动机连接。

本发明采用上述结构后，由主控单元、驱动电源、电控箱和液压站组成驱动系统，将驱动系统设置在密闭防水的密封驱动箱内，并且将驱动电源设计成独立的可充电电池组。省掉了现有方案(1)中的缠绕油管的卷筒、向水下输送液压油的油管，以及方案(2)中缠绕电缆的卷筒、向水下输送电力及控制信号的电缆等容易在高速水流中出现损坏的部件，使清污机抓斗可以在额定过栅流速正常工作，从而保证了水电站、水处理厂、自来水厂等的正常运行，也大大提高了移动格栅清污机的可靠性，基本避免了清污工作对水电站、水处理厂和自来水厂等的影响。

附图说明

下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不构成对本发明的任何限制。

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的侧视图；

图3是本发明的使用状态图；

图4是本发明另一种具体实施例的结构示意图。

图中：抓斗吊梁1、抓斗横梁2、固定耙齿2a、液压油缸2b、活动耙齿3、密封驱动箱4、密封盖板4a、充电接头4b、密封盖4c、油管接头4d、主控单元5、电控箱6、电池电源7、液压站8、高压油泵8a、后备油泵8b、主电动机8c、副电动机8d、远程遥控器9、液压油池10。

具体实施方式

实施例1

参阅图1至图3所示，本发明的一种移动格栅清污机用抓斗装置，包括抓斗吊梁1，固定在抓斗吊梁1下方的抓斗横梁2、分布在抓斗横梁2上的多个固定耙齿2a以及和抓斗横梁2活动连接的活动耙齿3，活动耙齿3和固定耙齿2a相对应，在活动耙齿3和固定耙齿2a之间连接有液压油缸2b，固定耙齿2a和活动耙齿3构成移动格栅抓斗，在抓斗横梁2上设有密封驱动箱4，在密封驱动箱4内设有主控单元5，用于发出控制信号给各操作单元操作活动耙齿3的开启或闭合。与主控单元5电路连接的电控箱6、与电控箱6电路连接的电池电源7和液压站8，液压站8由电动机、油泵、液压油池10、电磁阀、调压阀、换向阀等组成，电动机的动力输出轴连接油泵，油泵进油口管路连接液压油池10的出油口，液压油缸2b的开启腔和关闭腔通过换向阀与油泵出油口管路、液压油池10回油口管路连接，液压油缸2b的活塞杆与活动耙齿3连接。本实施例中，主控单元5为水下遥控接收器，能在水下约150m深度接收地面信号，在远程控制终端处设有与水下遥控接收器相对应的远程遥控器9，水下遥控接收器的接收天线密封并延伸至密封驱动箱4外面，用于接收远程遥控器9发出的控制信号。电池电源7由四节12V、容量40AH的可充电电池串联组成。密封驱动箱4由两格空腔构成，电池电源7设置在其中的一格空腔内，在该格空腔的密封驱动箱4上设有密封盖板4a，方便可充电电池的更换。在密封驱动箱4上设有充电接头4b，充电接头4b与可充电电池电路连接，在充电接头4b外围设有密封盖4c。在密封驱动箱4上设有两个油管接头4d，4d的内侧分别连通油泵出油口处的换向阀，4d的外侧分别连通液压油缸2b的开关腔。为了保持移动格栅抓斗始终恒定的闭合力，保证移动格栅抓斗将打捞到的垃圾紧紧抓住，避免垃圾跌落，将油泵设计成由高压油泵8a和小功率的后备油泵8b组成。高压油泵8a的额定流量为13ml/r(毫升/转)，额定压力为2.45MPa，后备油泵8b的额定流量为0.6ml/r，额定压力为31.5MPa；电动机由主电动机8c和副电动机8d组成，高压油泵8a和后备油泵8b分别与主、副电动机8c，8d连接。本实施例中，电动机选用直流电动机，如果选用交流电动机驱动，需要增加一台工频逆变器将可充电电池组的直流电转换为交流电。

本发明具体使用时，通过远程遥控器9发出开启活动耙齿3的信号，水下遥控接收器接收到开启信号，将信号送至电控箱6，电控箱6根据信号控制主电动机8c启动，主电动机8c带动高压油泵8a工作，通过管路上的电磁阀和其他阀配合将油路切换为活动耙齿3开启所需的油路，从而使液压油缸2b的活塞杆收回，达到开启移动格栅抓斗的活动耙齿3的目的；然后在移动格栅清污机移动小车的牵引下，移动格栅抓斗顺着取水口前的格栅下到水中，当移动格栅抓斗的耙齿接触到一定量的垃圾，观察到悬吊移动格栅抓斗的钢丝绳张力减小时，移动格栅抓斗停止下降，通过遥控器发出移动格栅抓斗闭合命令，水下遥控接收器收到闭合命令后，将信号送到电控箱6，电控箱6根据信号控制主电动机8c带动高压油泵8a工作，管路上的电磁阀将油路切换为活动耙齿3闭合所需的油路。当高压油泵8a排油压力达到设定值时，高压油泵8a停止工作，此时副电动机8d带动小功率的后备油泵8b工作，保持液压油缸2b的油压、保持活动耙齿3始终恒定的闭合力，从而保证移动格栅抓斗将打捞到的垃圾紧紧抓住，避免垃圾跌落。移动格栅抓斗离开水面，继续上升至地面垃圾储渣平台，平移移动小车，将移动格栅抓斗及垃圾移至储渣器或其他运输工具上方，通过远程遥控器9发出移动格栅抓斗开启命令，重复前述的开启程序，液压油缸2b控制活动耙齿3打开，将垃圾释放在储渣器或其他运输工具中，即完成一次清污操作，然后重复上述的操作即可。

关于可充电电池组的容量配置，因清污作业时，驱动油泵8a、8b的电动机8c、8d为断续工作制，每完成一个开、合抓斗的动作累计工作时间约为120s，其中负荷状态为：8c功率400w，累计工作时间20s，电耗8000w.s；8d功率200w，累计工作时间120s，电耗24000w.s；一次动作总电耗为32000w.s。可充电电池总能量为48v、40AH，折算总能量为48v×40AH＝48×40×3600w.s＝6912000w.s。电池充足电后累计可保证抓斗开合次数为：6912000÷32000＝216次。

如需要连续进行清污作业，将不能在清污机抓斗上利用充电接头4b对可充电电池进行充电，需要将放完电的电池取下充电，在抓斗上安装已充电的备用电池进行清污作业。此时只要拆开密封盖板4a，即可方便地装拆、更换电池。

清污机从储渣器出发，平移至清污点、抓斗下到水下、抓取垃圾、抓斗上升、平移至储渣器、释放垃圾为一个完整的动作过程。根据轨道长度、拦污栅的深度，完成一个动作过程一般需要5～15分钟，平均按10分钟计算，每班需动作48次，每个动作需由可充电电池提供120秒的电能。一组48v、40AH的可充电电池可为清污机抓斗连续24小时作业提供充足的电能。

实施例2

参阅图4所示，本发明的移动格栅清污机用抓斗装置，其与实施例1基本相同，不同之处在于主控单元5为时间继电器或者可编程控制器中的一种。根据清污机从储渣器出发、平移至清污点至抓斗下到水下所需要的时间为活动耙齿3的等待时间，将活动耙齿3的开启时间设定在上述时间之内即可，延时结束后格栅抓斗闭合，抓取垃圾；抓斗上升、平移至储渣器、释放垃圾，上述的整个操作过程为一次完整的清污操作。根据轨道长度、拦污栅深度、完成一次清污操作所需的时间，设定时间继电器或可编程控制器的触发时间，即可自动完成抓斗抓取和释放垃圾的工作。

Claims (8)

1.一种移动格栅清污机用抓斗装置，包括抓斗吊梁(1)、固定在抓斗吊梁(1)下方的抓斗横梁(2)、分布在抓斗横梁(2)上的多个固定耙齿(2a)以及与抓斗横梁(2)活动连接的活动耙齿(3)，活动耙齿(3)与固定耙齿(2a)相对应，在活动耙齿(3)和固定耙齿(2a)之间连接有液压油缸(2b)，其特征在于，所述的抓斗横梁(2)上设有密封驱动箱(4)，在密封驱动箱(4)内设有主控单元(5)、与主控单元(5)电路连接的电控箱(6)、与电控箱(6)电路连接的电池电源(7)和液压站(8)，液压站(8)与液压油缸(2b)之间通过管路连接。

2.根据权利要求1所述的移动格栅清污机用抓斗装置，其特征在于，所述的主控单元(5)为水下遥控接收器，在远程控制终端处设有与水下遥控接收器相对应的远程遥控器(9)，水下遥控接收器的接收天线密封并延伸至密封驱动箱(4)外面。

3.根据权利要求1所述的移动格栅清污机用抓斗装置，其特征在于，所述的主控单元(5)为时间继电器或者可编程控制器中的一种。

4.根据权利要求1所述的移动格栅清污机用抓斗装置，其特征在于，所述的电池电源(7)由四节12V、容量40AH的可充电电池串联组成。

5.根据权利要求1所述的移动格栅清污机用抓斗装置，其特征在于，所述的密封驱动箱(4)由两格空腔构成，电池电源(7)设置在其中的一格空腔内，在该格空腔的密封驱动箱(4)上设有密封盖板(4a)。

6.根据权利要求1或5所述的移动格栅清污机用抓斗装置，其特征在于，所述的密封驱动箱(4)上设有充电接头(4b)，充电接头(4b)与可充电电池电路连接，在充电接头(4b)外围设有密封盖(4c)。

7.根据权利要求1所述的移动格栅清污机用抓斗装置，其特征在于，所述的密封驱动箱(4)上设有油管接头(4d)，油管接头(4d)的两侧分别连通液压站(8)和液压油缸(2b)。

8.根据权利要求1或7所述的移动格栅清污机用抓斗装置，其特征在于，所述的液压站(8)包括电动机和与电动机动力输出轴连接的油泵；所述的油泵由高压油泵(8a)和小功率的后备油泵(8b)组成，所述的电动机由主电动机(8c)和副电动机(8d)构成，高压油泵(8a)和后备油泵(8b)分别与主、副电动机(8c，8d)连接。

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