CN103911972B - 一种新型拍门控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型拍门控制系统，包括拍门、平衡滑轮组、转向滑轮组、动滑轮组、钢丝绳、机架、液压控制系统、电气控制系统等；拍门上设置平衡滑轮组，动滑轮组设置在液压控制系统中升降油缸的伸出端，钢丝绳缠绕平衡滑轮组、转向滑轮组、动滑轮组后两端通过索具套环固联在机架上。由于采取升降油缸、滑轮组、钢丝绳的组合传动方式，动滑轮组设置在升降油缸的伸出端，油缸的伸缩起到了双倍增程增速之效果。液压控制系统中，设置了单向减压阀、单向节流阀，2位2通电磁阀、油泵、油箱等，采用了中位机能为P型的3位4通电磁换向阀；在失电情况下，将升降油缸的两腔组成一差动回路，有效保证了拍门匀速关闭及其速度控制。

Description

一种新型拍门控制系统

技术领域

本发明涉及拍门启闭机技术领域，特别是卷扬式拍门启闭机。

背景技术

目前，直管式出水流道的水泵机组，在运行期间突发失电或事故而必需进行出水流道快速断流保护的泵站工程，多年来行业内的专家们研究和实施了许多断流技术，针对不同工程的特点采用了不同的设计理念和方法，取得了许多优秀成果，为以后该专业的发展、进步建立了坚实基础。

泵站直管式出水流道的断流方式主要是采用拍门和快速闸门。其中拍门应用最为广泛，且形式和操控手段多样。实用工程中不泛综合性能较为理想的带拍门控制设备的“机械平衡液压缓冲拍门”和“快速液压启闭机控制拍门”。

目前实用的拍门工程，多采用自由式拍门方式，即拍门靠水泵水流冲开，靠自重和倒水流的冲击力关闭。虽结构简单，造价便宜，但阻力损失大，功率消耗多，而且倒流水流速造成拍门最后关闭时加速度增大，产生较大冲击，对拍门本身和水工建筑产生不良影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种新型拍门控制系统，以满足减少阻力、降低功率损耗，保持匀速关闭、减少倒流水流对水工建筑的冲击。

本发明的技术方案是：一种新型拍门控制系统，包括拍门、平衡滑轮组、转向滑轮组、动滑轮组、钢丝绳、索具套环、机架、液压控制系统、电气控制系统；所述拍门的上端铰接设置在出水流道的上方，拍门的下端设置有平衡滑轮组；所述液压控制系统包括升降油缸、控制阀组、油箱、过滤器、油泵和电动机；所述升降油缸包括缸体、活塞杆；所述缸体的底座固联设置在机架上，所述活塞杆的伸出端设置有所述动滑轮组；所述钢丝绳的一端通过索具套环固联在机架上，另一端依次绕经动滑轮组、转向滑轮组、平衡滑轮组、转向滑轮组、动滑轮组，最后通过索具套环也固联在机架上。所述控制阀组包括3位4通电磁换向阀、单向减压阀、2位2通电磁阀、单向节流阀；所述3位4通电磁换向阀的中位机能是P型，所述升降油缸的通油口A与所述单向减压阀的通油口P连通，所述单向减压阀的通油口A与一单向节流阀的通油口A和所述2位2通电磁阀的一通油口相互连通，该单向节流阀的通油口B与3位4通电磁换向阀通油口A连通；所述升降油缸的通油口B与所述2位2通电磁阀的另一通油口和另一单向节流阀的通油口A相互连通，该单向节流阀的通油口B与3位4通电磁换向阀通油口B连通；所述3位4通电磁换向阀通油口P与油泵出油口连通，通油口T与油箱连通。所述2位2通电磁阀在失电时为常通状态。所述控制阀组为集成油路块式。所述油箱的下面还设置有托油盘。所述转向滑轮组设置于机架上或设置在坝基上。所述电气控制系统包括PLC编程控制器。

由于本发明所述的一种新型拍门控制系统，所采取的是升降油缸、滑轮组、钢丝绳的组合传动方式，所述动滑轮组设置在升降油缸的活塞杆伸出端，油缸的伸缩起到了双倍增程增速之效果。

又由于将所述升降油缸、单向减压阀、单向节流阀、2位2通电磁阀、中位机能为P型的3位4通电磁换向阀及油泵和油箱的各通油口巧妙的连接，使得在失电状态之下，所述升降油缸的两腔组成了差动回路，在拍门和活塞杆自身重力的作用下，下腔油液流经单向减压阀、2位2通电磁阀，然后一部分补充到上腔，另一部分经一单向节流阀、3位4通电磁换向阀流回油箱；有效保证了拍门匀速关闭及其速度控制。

还由于本发明的一种新型拍门控制系统是机电一体化技术，可以很好地、有效地应用PLC编程控制，与机组实现联控自动化。使得应用更为方便。

本发明的一种新型拍门控制系统可与机组适时同步启动，在失电或事故条件下能自动匀速关闭，具备明显节能和缓冲。行程及荷载安全控制比传统的卷扬式启闭机更可靠；运行平稳、无噪声污染。

附图说明

图1是本发明的总体结构示意图；

图2是图1的A向视图；

图3是钢丝绳缠绕各滑轮组的简化示意图；

图4是液压控制系统示意图。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合附图1到4对本发明优选实施例作进一步说明：

图中，1是动滑轮组，2是活塞杆，3是缸体，4是控制阀组，5是油泵，6是油箱，7是机架，8是混凝土，9是转向滑轮组，10是钢丝绳，11是支座，12是拍门，13是平衡滑轮组，14是出水流道，15是电气控制箱，16是索具套环，17是电动机，18是过滤器，19是传感器，20是升降油缸，21是信号杆，22是托油盘。

其中，控制阀组4包括单向减压阀41，单向节流阀42，中位机能是P型的3位4通电磁换向阀43，压力表44，溢流阀45，单向节流阀46，2位2通电磁阀47。升降油缸20包括缸体3、活塞杆2。

图1、2、3表明了本发明实施列的主体结构关系。图中表明机架7和转向滑轮组9都是用混凝土8浇筑的，在出水流道14的上方设置有支座11，拍门12铰接设置在支座11上，拍门12的下端设有平衡滑轮组13。控制阀组4、油箱6、电气控制箱15、电动机17、传感器19、升降油缸20，都是安装在机架7上。升降油缸20的缸体3的底部安装在机架7上；活塞杆2的伸出端向上伸出，其上端设置有动滑轮组1，信号杆21固联在活塞杆2的伸出端。电动机17的动力输出轴与油泵5动力连接，油泵5与过滤器18管路连接且均置于油箱6内。托油盘22设置在油箱6的正下方。控制阀组4为集成油路式。钢丝绳10的一端通过索具套环16固联在机架7上，另一端依次绕经动滑轮组1、转向滑轮组9、平衡滑轮组13、转向滑轮组9、动滑轮组1，最后通过索具套环16也固联在机架7上(详见图3)。

图4是液压控制系统示意图。该图表明了液压系统的各相关元器件的相互连接关系。升降油缸20的通油口A与单向减压阀41的通油口P连通，单向减压阀41的通油口A与单向节流阀42的通油口A和所述2位2通电磁阀47的一通油口相互连通，单向节流阀42的通油口B与3位4通电磁换向阀43的通油口A连通。升降油缸20的通油口B与2位2通电磁阀47的另一通油口和单向节流阀46的通油口A相互连通，单向节流阀46的通油口B与3位4通电磁换向阀43的通油口B连通。3位4通电磁换向阀43的通油口P与油泵5出油口、压力表44的通油口、溢流阀45的通油口P相互连通，通油口T与油箱6的通油口、溢流阀45的通油口T相互连通。过滤器18的出油口与油泵5的进油口连通。电动机17与油泵5动力连接。

根据液压控制系统示意图，拟定本发明本实施例相关电气控制元件的得电动作程序如下表：

注：上表中+——表示得电，-——表示不得电。

现在将上表所述动作程序分述如下：

压力调整：起始位置活塞杆2处于底端，拍门12处于关闭状态。电动机17得电启动，驱动油泵5；油箱6内的油液经过滤器18被吸入油泵5，油泵5输出压力油。3位4通电磁换向阀43的电磁铁db得电，压力油从其通油口P到B；然后流经单向节流阀46的单向通道，从其通油口B到A；2位2通电磁阀47的电磁铁dc得电，两通油口被切断；压力油流经升降油缸20的通油口B连通升降油缸20的上腔，活塞杆2已处于底端，拍门12也已处于关闭状态。调节溢流阀45到所需设定的工作压力，压力表44显示出该压力值。

拍门开启：起始位置活塞杆2处于底端，拍门12处于关闭状态。电动机17得电启动，驱动油泵5；油箱6内的油液经过滤器18被吸入油泵5，油泵5输出压力油。3位4通电磁换向阀43的电磁铁da得电，压力油从其通油口P到A；再流经单向节流阀42的单向通道，从其通油口B到A；2位2通电磁阀47的电磁铁dc得电，两通油口被切断；压力油流经单向减压阀41的单向通道，从其通油口A到P。然后流经升降油缸20的通油口A进入升降油缸20的下腔；活塞杆2上升，使得拍门12开启。升降油缸20的上腔回油流经其通油口B，单向节流阀46的节流通道、从其通油口A到B；再流经3位4通电磁换向阀43，从其通油口B到T，流回到油箱6。

拍门开启保持：起始位置活塞杆2处于顶端，拍门12处于开启状态。电动机17得电启动，驱动油泵5；油箱6内的油液经过滤器18被吸入油泵5，油泵5输出压力油。3位4通电磁换向阀43的电磁铁da得电，压力油从其通油口P到A；单向节流阀42的单向通道，从其通油口B到A；2位2通电磁阀47的电磁铁dc得电，两通油口被切断；压力油从单向减压阀41的单向通道，从其通油口A到P；升降油缸20的通油口A连通升降油缸20的下腔；活塞杆2保持不动，使得拍门12开启保持不动。升降油缸20的上腔油液由通油口B、单向节流阀46的节流通道，从其通油口A到B；再从3位4通电磁换向阀43的通油口B到T，连通油箱6。由于压力油已充满升降油缸20的下腔，活塞杆2已经上升到顶部，不能移动，压力油只能经溢流阀45的溢流通道，从其油口P到T流回油箱6。

拍门关闭：起始位置活塞杆2处于顶端，拍门12处于开启状态。电动机17得电启动，驱动油泵5；油箱6内的油液经过滤器18被吸入油泵5，油泵5输出压力油。3位4通电磁换向阀43的电磁铁db得电，压力油从3位4通电磁换向阀43的通油口P到B；单向节流阀46的单向通道，从其通油口B到A；2位2通电磁阀47的电磁铁dc得电，两通油口被切断；压力油流经升降油缸20的通油口B，进入升降油缸20的上腔，活塞杆2下降，使得拍门12关闭。升降油缸20下腔回油流经通油口A、单向减压阀41的减压通道，从其通油口P到A；再流经单向节流阀42的节流通道，从其通油口A到B；然后，流经3位4通电磁换向阀43，从其通油口A到T，流回到油箱6。

失电拍门快关：起始位置活塞杆2处于顶端，拍门12处于开启状态。各电器元件都失电(不得电)的情况下，没有动力供给压力油，各电磁阀不能电气控制，恢复到常位。依靠拍门12、活塞杆2、动滑轮组1等自身的重力作用，对升降油缸20的下腔油液产生压力；该压力油流经升降油缸20的通油口A；单向减压阀41的减压通道，从其通油口P到A；2位2通电磁阀两通油口连通；然后一部分流经升降油缸20的通油口B，补充到升降油缸20的上腔；另一部分流经单向节流阀46的节流通道，从其通油口A到B；再通过3位4通电磁换向阀43，从其通油口B到T；流回到油箱6。这就形成了一个差动回路，使得拍门12在失电状态下，依靠这个差动回路均匀的快速关闭。

本发明的一种新型拍门控制系统是机电一体化技术，可以很好的、有效的应用PLC编程控制，与机组实现联控自动化。至于如何将PLC编程控制应用到本发明实施例，以及与机组实现联控自动化，这是目前电气控制方面的现有技术，在此不再赘述。

应该说明的是：本实施例仅用以说明本发明而非限制，尽管参照本优选实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的前提下对本发明进行的修改或者等同替换，诸如除拍门外，也适用平板闸门、弧形闸门及其他功能类似的升降系统。均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种新型拍门控制系统，包括拍门、平衡滑轮组、转向滑轮组、动滑轮组、钢丝绳、索具套环、机架、液压控制系统、电气控制系统；所述拍门的上端铰接设置在出水流道的上方，拍门的下端设置有平衡滑轮组；所述液压控制系统包括升降油缸、控制阀组、油箱、过滤器、油泵和电动机；所述升降油缸包括缸体、活塞杆；其特征在于，所述缸体的底座固联设置在机架上，所述活塞杆的伸出端设置有所述动滑轮组；所述钢丝绳的一端通过索具套环固联在机架上，另一端依次绕经动滑轮组、转向滑轮组、平衡滑轮组、转向滑轮组、动滑轮组，最后通过索具套环也固联在机架上。

2.根据权利要求1所述的一种新型拍门控制系统，其特征在于，所述控制阀组包括3位4通电磁换向阀、单向减压阀、2位2通电磁阀、单向节流阀；其特征在于所述3位4通电磁换向阀的中位机能是P型，所述升降油缸的通油口A与所述单向减压阀的通油口P连通，所述单向减压阀的通油口A与一单向节流阀的通油口A和所述2位2通电磁阀的一通油口相互连通，该单向节流阀的通油口B与3位4通电磁换向阀通油口A连通；所述升降油缸的通油口B与所述2位2通电磁阀的另一通油口和另一单向节流阀的通油口A相互连通，该单向节流阀的通油口B与3位4通电磁换向阀通油口B连通；所述3位4通电磁换向阀通油口P与油泵出油口连通，通油口T与油箱连通。

3.根据权利要求1所述的一种新型拍门控制系统，其特征在于，所述2位2通电磁阀在失电时为常通状态。

4.根据权利要求1所述的一种新型拍门控制系统，其特征在于，所述控制阀组为集成油路块式。

5.根据权利要求1所述的一种新型拍门控制系统，其特征在于，所述油箱的下面还设置有托油盘。

6.根据权利要求1所述的一种新型拍门控制系统，其特征在于，所述转向滑轮组设置于机架上或设置在坝基上。

7.根据权利要求1所述的一种新型拍门控制系统，其特征在于，所述电气控制系统包括PLC编程控制器。