CN105369780A - 一种水工钢闸门水下自动抓梁装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水工钢闸门水下自动抓梁装置，为了解决水下抓梁结构挂钩、脱钩故障率高、上下提升过程易卡壳，从而影响闸门启闭作业效率，且存在一定安全隐患的问题，包括与水工钢闸门宽度配合的抓梁体，其特征是抓梁体下端设有竖直向下的导向杆，导向杆的长度与设置在水工钢闸门上的导向孔深度配合；抓梁体两端分别设有伸缩机构，伸缩机构中设有导向轮，导向轮与水工钢闸门门框上的导轨配合；抓梁体两端还分别设有传动机构，传动机构包括锁销，锁销上的锁头与设置在水工钢闸门顶面中的单向孔槽配合；锁销由导向杆提供位置信息然后通过连杆机构进行锁闭动作。自动操作，避免水下抓梁结构的挂钩脱钩、卡壳现象。

Description

一种水工钢闸门水下自动抓梁装置

技术领域

本发明涉及机电设备技术，尤其是一种水工钢闸门水下自动抓梁装置。

背景技术

工程中自动抓梁、自动抓吊装置应用很广，现有技术的结构形式多种多样，功能不一，特征也不同。如专利公开号为CN104743450A，公开的一种自动抓吊装置，在立柱上方铰接有横梁并连接有竖向液压缸；在横梁的另一端铰接的自动抓取机构包括一根提杆、三根抓杆和三根推杆，以及活动圆盘和固定圆盘，通过三支抓杆自动抓取和释放部件。又如专利公告号为CN204416562U，一种全自动吊装机，包括多根支撑立柱，立柱之间设有轨道，轨道上设有导轨，导轨上设有横梁，用于放置石材，横梁上设有气缸，气缸上设有吸盘，用于将石材吸附。再如专利公告号为CN204643561U涉及的一种集装箱吊装旋锁机构，包括支撑套、支撑架、旋锁、转动臂、锁紧螺母和油缸，支撑套支撑在集装箱吊架四角的方管内并于方管底面穿出，支撑架设于方管内并支撑在支撑套上方限制其高度方向的位移，旋锁由旋锁轴及设于旋锁轴头部的锁块组成，旋锁轴由支撑套底部穿入并依次穿过支撑套、支撑架和方管顶面，旋锁轴尾部利用平键与转动臂一端联接并利用锁紧螺母定位，转动臂另一端与油缸的缸杆铰接，锁块的长度等于或小于支撑套外露端的长度，锁块的长度大于支撑套外露端的宽度。

而目前国内外水下抓梁大多采用的方式是：在水下闸门顶部设置两个带有斜面的钩状结构，在抓梁上相应位置设置两个可摆动的吊环，随着抓梁的下降，通过导向装置使抓梁的两个吊环落到闸门钩状结构上方，抓梁继续下降，由于钩状结构斜面的作用，吊环逐渐向水平方向摆动，当抓梁到达设定位置时，吊环到达斜面边缘，继续下降，在重力作用下，吊环脱离斜面而落入钩状结构内部，起升抓梁，来实现闸门的起升。为实现自动脱钩，必须在吊环轴上设置有弹簧装置，这种装置容易损坏，而且在水下复杂环境中，故障率很高。且在实际应用中，挂钩、脱钩装置一出故障，需要潜水员下潜到水底进行人工挂钩、脱钩作业。另一方面，抓梁的两端带有导向槽，长度不可伸缩，抓梁在下降过程中，导向槽被限制于设在建筑物两边的导向角钢两侧，由于水下环境复杂，导向角钢时有损坏、变形，使抓梁卡在升降区域中。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有水下抓梁结构挂钩、脱钩故障率高、上下提升过程易卡壳，从而影响闸门启闭作业效率，且存在一定安全隐患的问题，提供一种结构设计合理，灵敏度高、安全灵活的水工钢闸门水下自动抓梁装置。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种水工钢闸门水下自动抓梁装置，包括与水工钢闸门宽度配合的抓梁体，其特征是所述的抓梁体下端设有竖直向下的导向杆，导向杆的长度与设置在水工钢闸门上的导向孔深度配合；抓梁体两端分别设有伸缩机构，伸缩机构中设有导向轮，导向轮与水工钢闸门门框上的导轨配合；抓梁体两端还分别设有传动机构，传动机构包括锁销，锁销上的锁头与设置在水工钢闸门顶面中的单向孔槽配合；锁销由导向杆提供位置信息然后通过连杆机构进行锁闭动作。

本技术方案通过传动机构中的油缸动作，推动旋臂型连杆机构，由旋臂装置驱动锁销，使锁销旋转达到“锁”、“开”要求，从而使锁销头部和闸门顶部梁体角件相对固定，实现闸门与抓梁同步升降。导向杆的设计，使抓梁体上下动作时，深入闸门导向孔内，保证抓梁体与闸门的准确定位。进一步，油缸收缩时，实现抓梁与水工钢闸门的分离。由于水工钢闸门尺寸体积较大，无法避免平行导轨的尺寸误差，本案通过抓梁体两端的伸缩机构，完全避免在抓梁上下运动过程中的卡阻现象。

作为优选，所述的连杆机构包括连杆，连杆的一端连接转臂，转臂驱动锁销，连杆的另一端装有油缸，油缸与导向杆联动。锁销的头部设计成长圆形，带锥形尖头，易导入，当落入闸门顶部带有长圆孔的角件中后，旋转90°进行锁定。

作为优选，所述的抓梁体为双工字型开放式横截面结构，双工字腹板上沿抓梁体长度方向均设有若干个泄流孔。在抓梁体上下工作过程中，泄流孔可以大大减小水流冲击。

作为优选，所述的泄流孔为筒状结构，泄流孔筒状体的长度≤构成抓梁体工字钢顶板宽度的三分之一。筒状结构不仅能增大泄流孔部位的结构强度，同时保持一种横向水压平衡，保持抓梁体上下移动的稳定性。

作为优选，所述的转臂上设有被限位体，被限位体与限位块配合，限位块固定在装有压缩弹簧的顶销上。合理的结构设计保证乐锁销动作准备到位。

作为优选，所述的抓梁体下部设有以闸门中心对称布置的凸台，导向杆安装在凸台处。对称凸台，平衡抓梁体，保证抓梁体两端同时与闸门接触。

作为优选，所述的导向杆部位设有触动开关，通过触动开关控制油缸动作。本方案采用各种检测装置，如接近开关、行程开关、光电感应器等，使各组成部位协调作业、锁销定位。

作为优选，所述的锁销杆体上设有手动杆定插孔。当液压油缸不能动作时，使用手动方式进行操作。

作为优选，所述的伸缩机构包括以导向轮为中心对称分布在导向轮两侧的导向支梁，导向支梁与抓梁体的配合面均设有自润滑滑块。

作为优选，所述的抓梁体上部设有上吊耳；抓梁体下部中间部位设有下吊耳。上吊耳和启闭机动滑轮组通过销轴连接；下吊耳作为辅助吊具，用来安装卸扣。

本发明的有效效果是：通过油缸及连杆机构的动作，使锁销“锁”“开”动作灵敏可靠，双导向杆保证了抓梁体工作时两端同步到位，从而实现闸门与抓梁体同步升降；在抓梁体升降过程中，通过伸缩机构限制抓梁体的水平位置并自行消取导轨误差产生的卡壳现象，且通过调节伸缩量，使抓梁上升、下落动作顺利进行；结构合理安全，避免了水下抓梁结构的挂钩脱钩。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

图2是本发明图1的俯视结构示意图。

图3是本发明图1的A-A处剖视结构示意图。

图4是本发明的一种伸缩机构结构示意图。

图5是图4的俯视图。

图6是本发明的一种传动机构结构示意图。

图7是图6的俯视图。

图8是本发明的一种锁销结构示意图。

图9是图8的右视图。

图10是本发明的一种顶销压入、限位作用失效状态结构示意图。

图11是本发明的一种顶销压入、锁销锁紧状态结构示意图。

图12是本发明的一种闸门起吊状态结构示意图。

图13是本发明抓梁体与闸门分开时限位块与转臂关系结构示意图。

图14是本发明起吊闸门时限位块与转臂关系结构示意图。

图15是本发明的一种手动紧急操作状态结构示意图。

图中：1.伸缩机构，11.导向轮，12.导向平衡弹簧，13.导向支梁，2.抓梁体，21.泄流孔，22.下吊耳，23.上吊耳，3.传动机构，31.油缸，32.连杆，33.限位块，34.顶销，35.锁销，351.锁头，352.定插孔，36.转臂，4.导向杆，5.闸门顶部梁体，6.手柄。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

参见图1、图2，本实施例一种水工钢闸门水下自动抓梁装置，包括与水工钢闸门宽度相配的抓梁体2，抓梁体2由钢板焊接而成，通过表面涂抹防锈漆的方式防锈；传动作用的非焊接零件材料采用不锈钢或不易生锈的材料。抓梁体采用双工字型开放式横截面结构，两支工字型钢梁之间设有排水空间，如图3所示，可以有效避免积水残留，同时方便内部其他部件的安装和调整。抓梁体应具有足够的刚度和强度，同时为自重下降方式需设计足够的自重。抓梁体2通过内部隔板连接两个工字型钢梁，两端部的隔板为半截式，下部留出空间供安装传动机构用，其余隔板以“回”字形组焊，即中间留孔，供液压走管、电控走线之用。

抓梁体2顶部设有以长度中线对称分布的两处上吊耳22，为避免厚板Z向撕裂，上吊耳22深入至结构内部焊接，同时可减小焊缝横向受力；上吊耳22和启闭机动滑轮组通过销轴连接；抓梁体2下部设有以长度中线对称分布的两个凸台，两支导向杆4通过螺钉分别固定在两个凸台上，导向杆4的长度与设置在水工钢闸门上的导向孔深度配合，导向杆4部位设有触动开关，通过触动开关控制油缸31动作。当抓梁体上下动作时，导向杆4插入闸门导向孔内，使抓梁体与闸门准确定位；抓梁体2下部中间位置还焊接两个下吊耳22，用来安装卸扣。为减小水流冲击影响，在抓梁体的工字型结构腹板上开设一排泄流孔21，泄流孔21四周焊接筒状加强筋板，使其成为筒状结构，且泄流孔21筒状体的长度为构成抓梁体工字钢顶板宽度的三分之一，从而提高整体结构的稳定性。

抓梁体2两侧安装伸缩机构1，伸缩机构1中设有导向轮11，导向轮11与水工钢闸门门框上的导轨配合。具体地，伸缩机构1中以导向轮11为中心对称分布设计位于导向轮11两侧的导向支梁13，如图4、图5所示，导向支梁13与抓梁体2的配合面上均设有自润滑滑块。整个伸缩机构1通过导向平衡弹簧12和起到导向作用的长螺栓连接到抓梁体2上。伸缩机构11单侧缩短量设为30mm，总缩短量为60mm。导向平衡弹簧12每侧设有两支，对称安装，保证抓梁体2沿轨道上升、下降过程中平稳动作。

抓梁体2两端还分别设有传动机构3，传动机构3包括锁销35，锁销35上的锁头351与设置在水工钢闸门顶面中的单向孔槽配合，锁销35由导向杆4动作信息通过连杆机构提供锁闭动作。具体地说，连杆机构包括连杆32，参见图6、图7，连杆32的一端连接转臂36，转臂36固定在锁销35上端，转臂36和锁销35同步旋转；连杆32的另一端与油缸31连接。进一步，转臂36上设有被限位体，被限位体与限位块33配合，限位块33固定在装有压缩弹簧的顶销34上端，限位块33与顶销34上下动作同步，限位块33对转臂36具有90度限位作用。导向杆4部位装有触动开关，通过触动开关控制油缸31动作。

锁销35结构如图8、图9所示，锁头351根部为长方形，向下呈变形锥体，锥体顶部为球面，以保证结构强度和有利导向。锁销35杆体上还设有手动杆定插孔352，当液控装置失效时，通过操作手柄6，直接把锁销35向内侧旋转90°，进行紧急操作，如图15所示。

工作过程如下：自由状态下，压缩弹簧顶销34向下伸出20mm，上端限位块33卡住装在锁销35顶部的转臂36，使锁销35不能旋转，有效防止误动作，如图10所示。

当抓梁体落2到水工钢闸门上时，由于抓梁体2上和导向杆4导向作用，使锁销35正好插进水闸门顶部角件的长孔内，此时，顶销34被顶起，限位块33同步抬起，限位作用消失，如图11所示。

油缸31动作，推动转臂36，使锁销35旋转90°，如图12所示，此时锁销35不能脱离闸门顶部角件的长孔，即锁定。门机启闭机动系统工作，带动抓梁体2上升，使抓梁体2脱离闸门，闸门起吊。由于锁销35已经旋转了90°，使锁头351被闸门角件上的长孔卡住，此时顶销34伸出，伸出量小于自由状态下的量，但仍起到限位作用，使锁销35不能随意转动，参见图14、图15比较可知，H₂＜H₁。

本装置采用液压系统控制油缸动作，并在司机室操纵箱中设有控制油泵启停和旋锁开闭的按钮开关，配置控制和查看的触摸屏，触摸屏电源和信号引自配电控制柜，控制系统核心为PLC控制器，可靠性适应性强，逻辑运算和编程方便，维护方便且容易改造。

本实施例抓梁体2上左右各安装三个电感式传感器，经过电缆卷筒后引入配电控制柜中。就位传感器检测抓梁体2是否运动到位；旋锁开锁传感器检测油缸缩回是否到位；旋锁闭锁传感器检测油缸伸出是否到位。保证抓梁体2没有就位不能进行旋锁开闭的操作，旋锁开闭动作没有到位也不能进行抓梁体2、门机的起升和下降操作。限制抓梁体2、门机起升和下降的信号统一设置在配电控制柜的端子上，并接入门机的起升和下降控制系统中。

上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明的简单变换后的结构、方法均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种水工钢闸门水下自动抓梁装置，包括与水工钢闸门宽度配合的抓梁体（2），其特征是所述的抓梁体下端设有竖直向下的导向杆（4），导向杆的长度与设置在水工钢闸门上的导向孔深度配合；抓梁体两端分别设有伸缩机构（1），伸缩机构中设有导向轮（11），导向轮与水工钢闸门门框上的导轨配合；抓梁体两端还分别设有传动机构（3），传动机构包括锁销（35），锁销上的锁头（351）与设置在水工钢闸门顶面中的单向孔槽配合；锁销由导向杆提供位置信息然后通过连杆机构进行锁闭动作。

2.根据权利要求1所述的一种水工钢闸门水下自动抓梁装置，其特征在于所述的连杆机构包括连杆（32），连杆的一端连接转臂（36），转臂驱动锁销（35），连杆的另一端装有油缸（31），油缸与导向杆（4）联动。

3.根据权利要求1所述的一种水工钢闸门水下自动抓梁装置，其特征在于所述的抓梁体（2）为双工字型开放式横截面结构，双工字腹板上沿抓梁体长度方向均设有若干个泄流孔（21）。

4.根据权利要求3所述的一种水工钢闸门水下自动抓梁装置，其特征在于所述的泄流孔（21）为筒状结构，泄流孔筒状体的长度≤构成抓梁体工字钢顶板宽度的三分之一。

5.根据权利要求2所述的一种水工钢闸门水下自动抓梁装置，其特征在于所述的转臂（36）上设有被限位体，被限位体与限位块（33）配合，限位块固定在装有压缩弹簧的顶销（34）上。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种水工钢闸门水下自动抓梁装置，其特征在于所述的抓梁体（2）下部设有以闸门中心对称布置的凸台，导向杆（4）安装在凸台处。

7.根据权利要求1或2所述的一种水工钢闸门水下自动抓梁装置，其特征是在所述的导向杆（4）部位设有触动开关，通过触动开关控制油缸（31）动作。

8.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种水工钢闸门水下自动抓梁装置，其特征在于锁销（35）杆体上设有手动杆定插孔（352）。

9.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种水工钢闸门水下自动抓梁装置，其特征在于所述的伸缩机构（1）包括以导向轮（11）为中心对称分布在导向轮两侧的导向支梁（13），导向支梁与抓梁体（2）的配合面均设有自润滑滑块。

10.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种水工钢闸门水下自动抓梁装置，其特征在于所述的抓梁体（2）上部设有上吊耳（23）；抓梁体（2）下部中间部位设有下吊耳（22）。