CN108104072B - 一种防止启闭机活塞杆在启闭过程中弯曲的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防止启闭机活塞杆在启闭过程中弯曲的方法及装置，本发明是将现有的固定支臂改为可伸缩的液压支臂，通过液压支臂的长度变化使液压支臂伸缩杆端部的托手始终托在启闭机活塞杆上，使启闭机活塞杆在启闭过程中始终受到一个与活塞杆弯曲变形相反的支撑力来减小活塞杆弯曲变形；将现有固定支臂的固定连接方式改为可旋转的铰接方式，以确保启闭机活塞杆在启闭过程中液压支臂始终与启闭机活塞杆垂直。本发明结构合理，具有自适应的特点，安装检修方便，适用范围广。本发明适合解决大型、超大型弧形闸门后拉式液压启闭机活塞杆抗弯问题。

Description

一种防止启闭机活塞杆在启闭过程中弯曲的方法及装置

技术领域

本发明涉及一种防止启闭机活塞杆在启闭过程中弯曲的方法及装置，属于表孔弧形闸门后拉式液压启闭机活塞杆抗弯曲技术领域。

背景技术

在水利水电工程中，表孔弧形闸门常采用液压启闭机作为启闭设备。表孔弧形闸门一般为工作闸门，多数时间处于全关状态，在工程泄洪或检修时才局部开启或全开。弧形闸门启闭过程中，启闭机油缸的活塞杆会出现弯曲变形，启闭容量越大或活塞杆越长，弯曲变形量就越大。一般情况下在整个启闭过程中，闸门处于全开位置时，油缸的活塞杆几乎全部缩进缸体，此时活塞杆弯曲变形最小；闸门在关闭过程中，活塞杆弯曲变形量逐渐增大；闸门处于全关位置时，油缸的活塞杆全部伸出缸体，此时活塞杆弯曲变形最大。

对于低水头、小孔口的弧形闸门，由于液压启闭机容量小、油缸行程短，工作时油缸活塞杆的弯曲变形较小，工程中一般不处理。对于大型、超大型弧形闸门，其液压启闭机具有启闭容量大、行程长的特点，工作时油缸活塞杆的弯曲变形大，需要考虑抗弯措施。

在弧形闸门全关位置，活塞杆弯曲变形最大，对油缸端部密封圈的一侧长期挤压，使密封圈永久变形甚至压坏，影响密封效果，出现油缸漏油。中国专利“ZL201620975326.0”液压启闭机活塞杆固定托架就是一种针对闸门全关状态下对油缸进行抗弯保护的方法，该专利是闸门全关位置时，在闸敦上设置一个固定托架拖住油缸活塞杆，通过设定一个与活塞杆弯曲变形方向相反的支撑力来减小活塞杆弯曲变形，从而减小对密封圈的挤压力，使密封圈不易损坏。

但该专利只能在闸门全关闭静止状态下对油缸活塞杆进行抗弯保护；当闸门处于动态启闭状态时，该专利的固定托架自动脱离活塞杆，无法在一定开度范围内对活塞杆进行抗弯保护。因此，现有技术还存在一定缺陷，有待进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种防止启闭机活塞杆在启闭过程中弯曲的方法及装置，以在闸门处于动态启闭状态和闸门处于静态全关闭状态时，对启闭机的活塞杆进行抗弯保护，减小活塞杆的弯曲变形，降低工程安全隐患，进一步提高启闭机油缸结构的安全性，从而克服现有技术的不足。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明的一种防止启闭机活塞杆在启闭过程中弯曲的方法，该方法将现有的固定支臂改为可伸缩的液压支臂，通过液压支臂的长度变化使液压支臂伸缩杆端部的托手始终托在启闭机活塞杆上，使启闭机活塞杆在启闭过程中始终受到一个与活塞杆弯曲变形相反的支撑力来减小活塞杆弯曲变形；将现有固定支臂的固定连接方式改为可旋转的铰接方式；以确保启闭机活塞杆在启闭过程中液压支臂始终与启闭机活塞杆垂直。

前述方法中，所述液压支臂由监控动力系统控制，监控动力系统实时将液压支臂油缸中活塞两端的压差与设定值比较，并根据比较结果实时调整液压支臂的伸缩量，从而调整支撑力的大小，使支撑力始终与活塞杆弯曲变形的反作用力达到平衡状态。

前述方法中，所述监控动力系统具有行程监测功能，实现对液压支臂的保护。

前述方法中，所述液压支臂通过支承锁定装置实现液压支臂转动功能的锁定和解锁。

用于上述方法的本发明的一种防止启闭机活塞杆在启闭过程中弯曲的装置，包括液压支臂和支承锁定装置两部分；液压支臂包括液压缸，液压缸上设有转动轴，转动轴一端设有制动盘，液压缸与伸缩杆滑动连接，伸缩杆端部设有托手；支承锁定装置包括支架，支架上设有用于连接转动轴的一对支铰座，一对支铰座之间的支架上设有液压支臂穿过的长孔；液压支臂从长孔穿出，转动轴与支铰座铰接；支架与液压支臂上制动盘对应位置设有一对液压制动片。

前述装置中，所述液压支臂的制动盘和支承锁定装置的液压制动片连接。

前述装置中，所述托手为半圆结构，半圆结构的内圆弧面设有自润滑材料涂层。

由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，本发明结构合理，原理可行，可在闸门启闭过程中能有效减小启闭机活塞杆的弯曲变形，且具有自适应的特点。托手与液压支臂采用螺栓连接，方便安装检修。支铰座和支架采用螺栓连接，方便安装检修。液压制动片和制动盘可固定托臂，防止水流冲击。液压支臂的伸缩行大小程可根据需要灵活设计，适用范围广。本发明适合解决大型、超大型弧形闸门后拉式液压启闭机活塞杆抗弯问题。

附图说明

图1是本发明的装置示意图；

图2是本发明的应用实例示意图。

图中： 1-启闭机活塞杆、2-闸墩、3-本发明的装置、4-弧形闸门、10-液压支臂、11-液压缸、12-转动轴、13-制动盘、14-伸缩杆、15-托手、16-自润滑材料涂层、20-支承锁定装置、21-支架、22-支铰座、23-长孔、24-液压制动片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的任何限制。

本发明的一种防止启闭机活塞杆在启闭过程中弯曲的方法，如图1和图2所示，该方法将现有的固定支臂改为可伸缩的液压支臂，通过液压支臂的长度变化使液压支臂伸缩杆端部的托手始终托在启闭机活塞杆上，使启闭机活塞杆在启闭过程中始终受到一个与活塞杆弯曲变形相反的支撑力来减小活塞杆弯曲变形；将现有固定支臂的固定连接方式改为可旋转的铰接方式，以确保启闭机活塞杆在启闭过程中液压支臂始终与启闭机活塞杆垂直。液压支臂由监控动力系统控制，监控动力系统包括泵站、液体压力监控装置、行程监测装置和自动控制电路。监控动力系统实时将液压支臂油缸中活塞两端的压差与设定值比较，并根据比较结构实时调整液压支臂的伸缩量，从而调整支撑力的大小，使支撑力始终与活塞杆弯曲变形的反作用力达到平衡状态。监控动力系统具有行程监测功能，实现对液压支臂的保护。液压支臂通过支承锁定装置实现液压支臂转动功能的锁定和解锁。

根据上述方法构建并用于上述方法的本发明的一种防止启闭机活塞杆在启闭过程中弯曲的装置，如图1所示，该装置包括液压支臂10和支承锁定装置20两部分；液压支臂10包括液压缸11，液压缸11上设有转动轴12，转动轴12一端设有制动盘13，液压缸11与伸缩杆14滑动连接，伸缩杆14端部设有托手15；支承锁定装置20包括支架21，支架21上设有用于连接转动轴12的一对支铰座22，一对支铰座22之间的支架21上设有液压支臂10穿过的长孔23；液压支臂10从长孔23穿出，转动轴12与支铰座22铰接；支架21与液压支臂10上制动盘13对应位置设有一对液压制动片24。液压支臂10的制动盘13和支承锁定装置20的液压制动片24连接，在与液压制动片24连接时可采用常规的锁定连接方式进行连接；监控动力系统包括泵站、液体压力监控装置、行程监测装置和自动控制电路。托手15为半圆结构，半圆结构的内圆弧面设有自润滑材料涂层16。

实施例

本例的装置如附图1所示，由托手、液压支臂、支承锁定装置、监控动力系统组成。如图未画监控动力系统。

托手15与启闭机活塞杆1的接触面为圆弧形，能增大接触面，确保均匀传力，托手15与启闭机活塞杆1的接触面采用自润滑材料涂层16，能有效减小相互滑动时的摩擦力。托手15与液压支臂10的伸缩杆14端部螺纹连接。

液压支臂10主要由伸缩杆14、液压缸11、转动轴12和制动盘13组成，伸缩杆14可相对液压缸11轴向伸缩，转动轴12与液压缸11焊接，制动盘13与转动轴12螺栓连接。液压支臂10与支承锁定装置20铰接。当弧形闸门4启闭时，闸门液压启闭机与液压支臂10的夹角发生改变，从而产生转动力矩使液压支臂10相对支承锁定装置20旋转，确保液压支臂10与闸门液压启闭机活塞杆始终垂直。

支承锁定装置20主要由支铰座22、支架21、液压制动片24组成，支铰座22与支架21螺栓连接，液压制动片24与支架21螺栓连接。支承锁定装置20通过支架21与闸墩2内的钢筋网焊接。液压制动片24抱死或松开制动盘13可实现液压支臂10转动功能的锁定和解锁。

监控动力系统主要由控制中心、泵站、油压监测仪、行程监测仪及管线组成。控制中心负责处理监测数据并发出执行指令；泵站负责给液压缸11和液压制动片24供油；油压监测仪负责实时监测液压支臂10有杆腔和无杆腔的油压值并反馈给控制中心；行程监测仪负责实时监测液压支臂活塞杆的行程值并反馈给控制中心。液压支臂10的伸缩杆14行程有最大值和最小值，不同项目行程值不同，需根据工程实际情况确定。

控制中心将实时油压值与系统设定值进行对比，根据对比结果实时调整泵站的供油方式实现液压支臂10中伸缩杆14的伸缩，从而调整支撑力大小，油压监测仪将调整后的油压值再反馈给控制中心，控制中心将调整后的监测值与设定值进行对比并发出下一步执行指令，如此往复实现闭环反馈实时控制，确保施加给闸门液压启闭机活塞杆的抗弯支撑力在闸门启闭过程中时刻满足要求，实现动态抗弯的功能。具体实施方法：当支撑力实时监测值小于设定值时，泵站向液压支臂的无杆腔供油，同时有杆腔向泵站回油，液压支臂的活塞杆伸长，增大支撑力；当支撑力实时监测值大于设定值时，泵站向液压支臂的有杆腔供油，同时无杆腔向泵站回油，液压支臂的活塞杆收缩，减小支撑力。

控制中心将实时行程值与系统设定值进行对比，根据对比结果判定液压支臂10是否继续伸缩，并判定液压制动片24抱死或松开制动盘13。具体实施方法：当实时行程值小于系统设定最大值并大于系统设定最小值时，泵站根据指令继续给液压支臂10供油实现伸缩杆14伸缩，同时泵站不给液压制动片24供油，使液压制动片24松开制动盘13，液压支臂10可转动；当实时行程值等于系统设定最大值或等于系统设定最小值时，泵站根据指令停止给液压支臂10供油，伸缩杆14停止伸缩，同时泵站给液压制动片24供油，使液压制动片24抱死制动盘13，液压支臂10不可转动。

本发明装置的具体安装及使用方法：

1、完成闸门和液压启闭机的安装，闸门处于0开度位置。

2、根据实际情况确定本发明装置3安装位置和安装角度，将支架21与闸墩2内钢筋网焊接牢固，并完成二期混凝土浇筑，完成本发明装置3的安装。

3、确定油压设定值和行程设定值，完成监控动力系统调试。

4、闸门处于0开度时，本发明装置3中的伸缩杆14完全收缩（即行程值为最小值），此时泵站给液压支臂10油缸供油，确保抗弯支撑力满足要求，同时泵站给液压制动片24供油，液压制动片24抱死制动盘13，液压支臂10不可转动。

5、闸门开启过程中，闸门液压启闭机顺时针转动并与托手脱离。根据控制中心指令，首先泵站停止给液压制动片24供油，液压制动片24松开制动盘，然后泵站给液压支臂10无杆腔供油，有杆腔出油，液压支臂10的伸缩杆14伸长，确保托手15始终与闸门液压启闭机活塞杆1顶紧，同时托手15会相对闸门液压启闭机活塞杆轴向相对滑动，液压支臂10会相对支撑锁定装置20转动。控制中心根据监测数据实时调整指令，确保在闸门开启过程中，托手15始终与闸门液压启闭机活塞杆顶紧，实现动态抗弯曲功能。当闸门到达设计开度时，液压支臂10的伸缩杆14伸长到最大值，泵站停止给液压支臂10供油，同时泵站给液压制动片24供油，液压制动片24抱死制动盘13，液压支臂10不可转动。闸门继续开启，托手与闸门液压启闭机完全脱离并一直固定于该状态。

6、闸门关闭过程中，闸门液压启闭机逆时针转动，当闸门到达设计开度时，闸门液压启闭机活塞杆与处于固定状态的托手15接触。根据控制中心指令，首先泵站停止给液压制动片24供油，液压制动片24松开制动盘13，然后泵站给液压支臂10有杆腔供油，无杆腔出油，液压支臂10的伸缩杆14收缩，确保托手15始终与闸门液压启闭机活塞杆顶紧，同时托手15会相对闸门液压启闭机活塞杆轴向相对滑动，液压支臂10会相对支撑锁定装置20转动。控制中心根据监测数据实时调整指令，确保在闸门关闭过程中，托臂始终与闸门液压启闭机活塞杆顶紧，实现动态抗弯曲功能。当闸门到达0开度位置时，液压支臂10的伸缩杆14收缩到最小值时，泵站停止给液压支臂10供油，同时泵站给液压制动片24供油，液压制动片24抱死制动盘13，液压支臂10不可转动。

Claims (1)

1.一种防止启闭机活塞杆在启闭过程中弯曲的方法，其特征在于：该方法将现有的固定支臂改为可伸缩的液压支臂，通过液压支臂的长度变化使液压支臂伸缩杆端部的托手始终托在启闭机活塞杆上，使启闭机活塞杆在启闭过程中始终受到一个与活塞杆弯曲变形相反的支撑力来减小活塞杆弯曲变形；将现有固定支臂的固定连接方式改为可旋转的铰接方式，以确保启闭机活塞杆在启闭过程中液压支臂始终与启闭机活塞杆垂直；所述液压支臂由监控动力系统控制，监控动力系统实时将液压支臂油缸中活塞两端的压差与设定值比较，并根据比较结果实时调整液压支臂的伸缩量，从而调整支撑力的大小，使支撑力始终与活塞杆弯曲变形的反作用力达到平衡状态；所述监控动力系统具有行程监测功能，实现对液压支臂的保护；所述液压支臂通过支承锁定装置实现液压支臂转动功能的锁定和解锁；所述方法的防止启闭机活塞杆在启闭过程中弯曲的装置，包括液压支臂（10）和支承锁定装置（20）两部分；液压支臂（10）包括液压缸（11），液压缸（11）上设有转动轴（12），转动轴（12）一端设有制动盘（13），液压缸（11）与伸缩杆（14）滑动连接，伸缩杆（14）端部设有托手（15）；支承锁定装置（20）包括支架（21），支架（21）上设有用于连接转动轴（12）的一对支铰座（22），一对支铰座（22）之间的支架（21）上设有液压支臂（10）穿过的长孔（23）；液压支臂（10）从长孔（23）穿出，转动轴（12）与支铰座（22）铰接；支架（21）与液压支臂（10）上制动盘（13）对应位置设有一对液压制动片（24）；所述液压支臂（10）的制动盘（13）和支承锁定装置（20）的液压制动片（24）连接；所述托手（15）为半圆结构，半圆结构的内圆弧面设有自润滑材料涂层（16）。

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