CN108193647A - 一种气囊升降坝装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了拦水坝技术领域内的一种气囊升降坝装置，包括PLC控制器，包括用于控制沟渠通水量的门板，还包括底翻转轴，还包括翻转气囊，还包括设置在渠边基础上的供气部件，输气管道的接气端上设有可控制其通断状态的、受PLC控制器控制的封闭阀，供气部件包括受PLC控制器控制的空气压缩机、以及对接在空气压缩机输出端的伸缩软管，还包括用于自动对接空气压缩机的输出端与接气管件的自动对接机构。在需要对翻转气囊进行充气时可自动对接接气管件输入端和主输气孔道的输出端。

Description

一种气囊升降坝装置

技术领域

本发明涉及拦水坝技术领域，特别涉及一种气囊升降坝装置。

背景技术

气囊升降坝装置，又称为气盾坝，其构成大体包括PLC控制器，包括固定在沟渠底部的底铰座，包括用于控制沟渠通水量的、可上下转动地安装在底铰座上的门板，还包括与门板的转动轴线同轴的、与门板相固定的底翻转轴，还包括抵住门板的背水侧的、放置在沟渠底部的翻转气囊，还包括设置在渠边基础上的供气部件，还包括与供气部件输出侧、翻转气囊相连通的输气管道，还包括抑制带，还包括用于卷放抑制带的收卷机构，抑制带一端与门板的背水侧相连，抑制带另一端与收卷机构相连，输气管道的接气端上设有可控制其通断状态的、受PLC控制器控制的封闭阀。

翻转气囊在充满气体时，就会抵翻门板，使得门板向上翻转；翻转气囊在泄气时，门板会因为自重向下翻转，这已经是拦水坝技术行业内的公知常识。

然而，每次对翻转气囊进行充气时都需要人工对接输气管道与供气部件之间的连接管路，操作非常麻烦。

发明内容

本发明的目的是提供一种气囊升降坝装置，在需要对翻转气囊进行充气时可自动对接接气管件输入端和主输气孔道的输出端。

本发明的目的是这样实现的：一种气囊升降坝装置，包括PLC控制器，包括固定在沟渠底部的底铰座，包括用于控制沟渠通水量的、可上下转动地安装在底铰座上的门板，还包括与门板的转动轴线同轴的、与门板相固定的底翻转轴，还包括抵住门板的背水侧的、放置在沟渠底部的翻转气囊，还包括设置在渠边基础上的供气部件，还包括与供气部件输出侧、翻转气囊相连通的输气管道，还包括抑制带，还包括用于卷放抑制带的收卷机构，所述抑制带一端与门板的背水侧相连，所述抑制带另一端与收卷机构相连，所述输气管道的接气端上设有可控制其通断状态的、受PLC控制器控制的封闭阀，所述供气部件包括受PLC控制器控制的空气压缩机、以及对接在空气压缩机输出端的伸缩软管；

所述供气部件还包括圆管形接气管件、旋转接头、旋转支承台，所述旋转支承台固定在渠边基础上，所述接气管件可绕轴转动地安装在旋转支承台上，所述接气管件水平设置，所述接气管件输出端通过旋转接头与输气管道的接气端相连通，所述接气管件输入端朝向空气压缩机的输出端；

所述供气部件还包括可水平滑动地安装在渠边基础上的移动台，还包括可驱使移动台进行往复式滑动的直线对接驱动机构，还包括插装在移动台上的主输气管，所述移动台的滑动轨迹处于空气压缩机的输出端和接气管件输入端之间，并且移动台正对接气管件输入端，所述移动台上设有贯穿整个移动台的圆孔形主输气孔道，所述主输气管一端与主输气孔道相连通，所述主输气管另一端与伸缩软管相连通，所述主输气管上设有可控制其通断状态的、受PLC控制器控制的主输气阀；

所述接气管件输入端外壁设有接气螺纹部，所述接气管件配套设有可驱使其进行绕轴旋转的回旋驱动机构，所述主输气孔道的输出端正对接气管件输入端，所述主输气孔道的输出端设有与接气螺纹部相对应的对接螺纹段；

当需要接通接气管件输入端和主输气孔道的输出端时，所述接气螺纹部的位置正对对接螺纹段且与对接螺纹段相配。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：在需要对翻转气囊进行充气时可自动对接接气管件输入端和主输气孔道的输出端，接气管件输入端和主输气孔道的输出端在对接过程中，回旋驱动机构驱使接气管件进行绕轴旋转，此时，移动台在直线对接驱动机构的驱动下向接气管件输入端移动，由于接气管件一直在进行绕轴旋转，接气螺纹部可旋接对接螺纹段，随着移动台不断向接气管件运动，接气螺纹部不断深入主输气孔道，可根据经验控制直线对接驱动机构的输出行程，从而控制接气螺纹部伸入主输气孔道的长度，由于接气螺纹部与对接螺纹段是螺纹配合，可保证输气时的气密性；在不需要充气时，回旋驱动机构驱使接气管件进行绕轴旋转，使得接气螺纹部旋出对接螺纹段，同时，移动台在直线对接驱动机构的驱动下脱离接气管件输入端，直到接气管件完全脱离主输气孔道；不需充气时，关闭封闭阀，以免翻转气囊泄气，在需要释放翻转气囊时，只需打开封闭阀即可，此时接气管件输入端和主输气孔道的输出端处于分离状态。

作为本发明的进一步改进，上述用于卷放抑制带的收卷机构包括水平设置的、可绕轴转动地穿装两个渠边基础的悬空转轴，还包括用于驱使悬空转轴进行绕轴旋转的、受PLC控制器控制的转轴驱动电机，所述抑制带缠卷在悬空转轴上，所述悬空转轴处于沟渠底部上方并与沟渠底部保持固定间距，所述底翻转轴轴端同轴套装有传动齿轮，渠边基础上可转动地安装有与传动齿轮相啮合的输入齿轮，渠边基础上还安装有与PLC控制器相连的光电编码器，所述输入齿轮与光电编码器的输入轴同轴对接。在翻转气囊驱使门板向上翻转时，光电编码器可测量底翻转轴的旋转角度的变化值，并将底翻转轴的旋转角度的变化值传回PLC控制器，PLC控制器可根据底翻转轴的旋转角度的变化值控制转轴驱动电机的输出动力，使得悬空转轴产生相应的转动，使得抑制带能够始终处于张紧状态并适当拉住门板，以防翻转气囊膨胀太快导致门板向上翻转时速度太快，从而抑制门板的翻转速度，由于悬空转轴处于沟渠底部上方，可避免沟渠底部的泥沙接触并磨损悬空转轴。

作为本发明的进一步改进，所述接气管件输入端的端面侧设有沿着接气管件外周延伸的前部凸缘，所述前部凸缘和接气螺纹部相互间隔，并且前部凸缘和接气螺纹部的间隔处形成一个环形的密封槽，所述主输气孔道内壁设有止动凸起，所述移动台上插装有密封动作管，所述主输气孔道内壁贴装有环形结构的环形密封气囊，所述密封动作管一端与环形密封气囊相连通，所述密封动作管另一端与伸缩软管相连通，所述密封动作管上设有可控制其通断状态的密封动作阀，所述密封动作阀与PLC控制器相连；当接气螺纹部与对接螺纹段相配时，所述前部凸缘正对止动凸起的位置且抵靠止动凸起，所述环形密封气囊在充满时恰好填塞密封槽和主输气孔道之间的间隙。在接气管件输入端和主输气孔道的输出端对接成功时，可打开密封动作阀，关闭主输气阀，使得空气压缩机的输出气流通向密封动作管，使得环形密封气囊处于充气状态，在环形密封气囊处于满气状态时关闭密封动作阀并打开主输气阀，然后进行正常的输气过程，此时，由于环形密封气囊的密封作用，充气时气流不会从接气螺纹部和对接螺纹段之间的间隙中溢出。

作为本发明的进一步改进，上述可驱使移动台进行往复式滑动的直线对接驱动机构包括对接驱动电机、丝杆、丝母座、平动支承台，所述丝母座安装在移动台上，所述丝杆水平布置且可绕轴转动地安装在平动支承台上，所述平动支承台固定在渠边基础上，所述丝杆与对接驱动电机的输出主轴同轴对接，所述对接驱动电机安装在渠边基础上且受PLC控制器控制，所述丝母座与丝杆相配。使得移动台的移动过程更为稳定、精确。

作为本发明的进一步改进，上述可驱使接气管件进行绕轴旋转的回旋驱动机构包括转管驱动电机、转管驱动齿轮、从动齿轮，所述转管驱动电机安装在渠边基础上，所述转管驱动齿轮套装在转管驱动电机的输出主轴上，所述从动齿轮同轴套装在接气管件上，所述转管驱动齿轮与从动齿轮相啮合，所述转管驱动电机受PLC控制器控制。转管驱动电机、转管驱动齿轮、从动齿轮依次传动配合，以驱使接气管件能够平稳地进行绕轴转动。

附图说明

图1为本发明的俯瞰方向的布局图。

图2为供气部件的布局图。

图3为供气部件的供气状态图。

图4为图3中的A部放大图。

图5为翻转气囊的工作原理简图。

图6为本发明的控制关系简图。

其中，1门板，2底翻转轴，3翻转气囊，4输气管道，4a封闭阀，5供气部件，501空气压缩机，502伸缩软管，503移动台，503a主输气管道，503b止动凸起，503c对接螺纹段，504主输气管，504a主输气阀，505密封动作管，505a密封动作阀，506环形密封气囊，507对接驱动电机，508丝杆，509丝母座，510平动支承台，511接气管件，511a接气螺纹部，511b密封槽，511c前部凸缘，512旋转支承台，513旋转接头，514转管驱动电机，515转管驱动齿轮，516从动齿轮，6沟渠，7渠边基础，8抑制带，9悬空转轴，10转轴驱动电机，11传动齿轮，12输入齿轮，13光电编码器，14底铰座，15PLC控制器。

具体实施方式

如图1-6所示，一种气囊升降坝装置，包括PLC控制器15，包括固定在沟渠6底部的底铰座14，包括用于控制沟渠6通水量的、可上下转动地安装在底铰座14上的门板1，还包括与门板1的转动轴线同轴的、与门板1相固定的底翻转轴2，还包括抵住门板1的背水侧的、放置在沟渠6底部的翻转气囊3，还包括设置在渠边基础7上的供气部件5，还包括与供气部件5输出侧、翻转气囊3相连通的输气管道4，还包括抑制带8，还包括用于卷放抑制带8的收卷机构，抑制带8一端与门板1的背水侧相连，抑制带8另一端与收卷机构相连，输气管道4的接气端上设有可控制其通断状态的、受PLC控制器15控制的封闭阀4a，供气部件5包括受PLC控制器15控制的空气压缩机501、以及对接在空气压缩机501输出端的伸缩软管502。

上述供气部件5还包括圆管形接气管件511、旋转接头513、旋转支承台512，旋转支承台512固定在渠边基础7上，接气管件511可绕轴转动地安装在旋转支承台512上，接气管件511水平设置，接气管件511输出端通过旋转接头513与输气管道4的接气端相连通，接气管件511输入端朝向空气压缩机501的输出端。

上述供气部件5还包括可水平滑动地安装在渠边基础7上的移动台503，还包括可驱使移动台503进行往复式滑动的直线对接驱动机构，还包括插装在移动台503上的主输气管504，移动台503的滑动轨迹处于空气压缩机501的输出端和接气管件511输入端之间，并且移动台503正对接气管件511输入端，移动台503上设有贯穿整个移动台503的圆孔形主输气孔道503a，主输气管504一端与主输气孔道503a相连通，主输气管504另一端与伸缩软管502相连通，主输气管504上设有可控制其通断状态的、受PLC控制器15控制的主输气阀504a。

上述接气管件511输入端外壁设有接气螺纹部511a，接气管件511配套设有可驱使其进行绕轴旋转的回旋驱动机构，主输气孔道503a的输出端正对接气管件511输入端，主输气孔道503a的输出端设有与接气螺纹部511a相对应的对接螺纹段503c。

当需要接通接气管件511输入端和主输气孔道503a的输出端时，接气螺纹部511a的位置正对对接螺纹段503c且与对接螺纹段503c相配。

上述接气管件511输入端和主输气孔道503a的输出端在对接过程中，回旋驱动机构驱使接气管件511进行绕轴旋转，此时，移动台503在直线对接驱动机构的驱动下向接气管件511输入端移动，由于接气管件511一直在进行绕轴旋转，接气螺纹部511a可旋接对接螺纹段503c，随着移动台503不断向接气管件511运动，接气螺纹部511a不断深入主输气孔道503a，可根据经验控制直线对接驱动机构的输出行程，从而控制接气螺纹部511a伸入主输气孔道503a的长度，由于接气螺纹部511a与对接螺纹段503c是螺纹配合，可保证输气时的气密性；在不需要充气时，回旋驱动机构驱使接气管件511进行绕轴旋转，使得接气螺纹部511a旋出对接螺纹段503c，同时，移动台503在直线对接驱动机构的驱动下脱离接气管件511输入端，直到接气管件511完全脱离主输气孔道503a。

上述用于卷放抑制带8的收卷机构包括水平设置的、可绕轴转动地穿装两个渠边基础7的悬空转轴9，还包括用于驱使悬空转轴9进行绕轴旋转的、受PLC控制器15控制的转轴驱动电机10，抑制带8缠卷在悬空转轴9上，悬空转轴9处于沟渠6底部上方并与沟渠6底部保持固定间距，底翻转轴2轴端同轴套装有传动齿轮11，渠边基础7上可转动地安装有与传动齿轮11相啮合的输入齿轮12，渠边基础7上还安装有与PLC控制器15相连的光电编码器13，输入齿轮12与光电编码器13的输入轴同轴对接。在翻转气囊3驱使门板1向上翻转时，光电编码器13可测量底翻转轴2的旋转角度的变化值，并将底翻转轴2的旋转角度的变化值传回PLC控制器15，PLC控制器15可根据底翻转轴2的旋转角度的变化值控制转轴驱动电机10的输出动力，使得悬空转轴9产生相应的转动，使得抑制带8能够始终处于张紧状态并适当拉住门板1。

上述接气管件511输入端的端面侧设有沿着接气管件511外周延伸的前部凸缘511c，前部凸缘511c和接气螺纹部511a相互间隔，并且前部凸缘511c和接气螺纹部511a的间隔处形成一个环形的密封槽511b，主输气孔道503a内壁设有止动凸起503b，移动台503上插装有密封动作管505，主输气孔道503a内壁贴装有环形结构的环形密封气囊506，密封动作管505一端与环形密封气囊506相连通，密封动作管505另一端与伸缩软管502相连通，密封动作管505上设有可控制其通断状态的密封动作阀505a，密封动作阀505a与PLC控制器15相连；当接气螺纹部511a与对接螺纹段503c相配时，前部凸缘511c正对止动凸起503b的位置且抵靠止动凸起503b，环形密封气囊506在充满时恰好填塞密封槽511b和主输气孔道503a之间的间隙。在接气管件511输入端和主输气孔道503a的输出端对接成功时，可打开密封动作阀505a，关闭主输气阀504a，使得空气压缩机501的输出气流通向密封动作管505，使得环形密封气囊506处于充气状态，在环形密封气囊506处于满气状态时关闭密封动作阀505a并打开主输气阀504a，然后进行正常的输气过程，此时，由于环形密封气囊506的密封作用，充气时气流不会从接气螺纹部511a和对接螺纹段503c之间的间隙中溢出。

上述可驱使移动台503进行往复式滑动的直线对接驱动机构包括对接驱动电机507、丝杆508、丝母座509、平动支承台510，丝母座509安装在移动台503上，丝杆508水平布置且可绕轴转动地安装在平动支承台510上，平动支承台510固定在渠边基础7上，丝杆508与对接驱动电机507的输出主轴同轴对接，对接驱动电机507安装在渠边基础7上且受PLC控制器15控制，丝母座509与丝杆508相配。

上述可驱使接气管件511进行绕轴旋转的回旋驱动机构包括转管驱动电机514、转管驱动齿轮515、从动齿轮516，转管驱动电机514安装在渠边基础7上，转管驱动齿轮515套装在转管驱动电机514的输出主轴上，从动齿轮516同轴套装在接气管件511上，转管驱动齿轮515与从动齿轮516相啮合，转管驱动电机514受PLC控制器15控制。转管驱动电机514、转管驱动齿轮515、从动齿轮516依次传动配合，以驱使接气管件511能够平稳地进行绕轴转动。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种气囊升降坝装置，包括PLC控制器（15），包括固定在沟渠（6）底部的底铰座（14），包括用于控制沟渠（6）通水量的、可上下转动地安装在底铰座（14）上的门板（1），还包括与门板（1）的转动轴线同轴的、与门板（1）相固定的底翻转轴（2），还包括抵住门板（1）的背水侧的、放置在沟渠（6）底部的翻转气囊（3），还包括设置在渠边基础（7）上的供气部件（5），还包括与供气部件（5）输出侧、翻转气囊（3）相连通的输气管道（4），还包括抑制带（8），还包括用于卷放抑制带（8）的收卷机构，所述抑制带（8）一端与门板（1）的背水侧相连，所述抑制带（8）另一端与收卷机构相连，所述输气管道（4）的接气端上设有可控制其通断状态的、受PLC控制器（15）控制的封闭阀（4a），其特征在于：所述供气部件（5）包括受PLC控制器（15）控制的空气压缩机（501）、以及对接在空气压缩机（501）输出端的伸缩软管（502）；

所述供气部件（5）还包括圆管形接气管件（511）、旋转接头（513）、旋转支承台（512），所述旋转支承台（512）固定在渠边基础（7）上，所述接气管件（511）可绕轴转动地安装在旋转支承台（512）上，所述接气管件（511）水平设置，所述接气管件（511）输出端通过旋转接头（513）与输气管道（4）的接气端相连通，所述接气管件（511）输入端朝向空气压缩机（501）的输出端；

所述供气部件（5）还包括可水平滑动地安装在渠边基础（7）上的移动台（503），还包括可驱使移动台（503）进行往复式滑动的直线对接驱动机构，还包括插装在移动台（503）上的主输气管（504），所述移动台（503）的滑动轨迹处于空气压缩机（501）的输出端和接气管件（511）输入端之间，并且移动台（503）正对接气管件（511）输入端，所述移动台（503）上设有贯穿整个移动台（503）的圆孔形主输气孔道（503a），所述主输气管（504）一端与主输气孔道（503a）相连通，所述主输气管（504）另一端与伸缩软管（502）相连通，所述主输气管（504）上设有可控制其通断状态的、受PLC控制器（15）控制的主输气阀（504a）；

所述接气管件（511）输入端外壁设有接气螺纹部（511a），所述接气管件（511）配套设有可驱使其进行绕轴旋转的回旋驱动机构，所述主输气孔道（503a）的输出端正对接气管件（511）输入端，所述主输气孔道（503a）的输出端设有与接气螺纹部（511a）相对应的对接螺纹段（503c）；

当需要接通接气管件（511）输入端和主输气孔道（503a）的输出端时，所述接气螺纹部（511a）的位置正对对接螺纹段（503c）且与对接螺纹段（503c）相配。

2.根据权利要求1所述的一种气囊升降坝装置，其特征在于：上述用于卷放抑制带（8）的收卷机构包括水平设置的、可绕轴转动地穿装两个渠边基础（7）的悬空转轴（9），还包括用于驱使悬空转轴（9）进行绕轴旋转的、受PLC控制器（15）控制的转轴驱动电机（10），所述抑制带（8）缠卷在悬空转轴（9）上，所述悬空转轴（9）处于沟渠（6）底部上方并与沟渠（6）底部保持固定间距，所述底翻转轴（2）轴端同轴套装有传动齿轮（11），渠边基础（7）上可转动地安装有与传动齿轮（11）相啮合的输入齿轮（12），渠边基础（7）上还安装有与PLC控制器（15）相连的光电编码器（13），所述输入齿轮（12）与光电编码器（13）的输入轴同轴对接。

3.根据权利要求1所述的一种气囊升降坝装置，其特征在于：所述接气管件（511）输入端的端面侧设有沿着接气管件（511）外周延伸的前部凸缘（511c），所述前部凸缘（511c）和接气螺纹部（511a）相互间隔，并且前部凸缘（511c）和接气螺纹部（511a）的间隔处形成一个环形的密封槽（511b），所述主输气孔道（503a）内壁设有止动凸起(503b)，所述移动台（503）上插装有密封动作管（505），所述主输气孔道（503a）内壁贴装有环形结构的环形密封气囊（506），所述密封动作管（505）一端与环形密封气囊（506）相连通，所述密封动作管（505）另一端与伸缩软管（502）相连通，所述密封动作管（505）上设有可控制其通断状态的密封动作阀（505a），所述密封动作阀（505a）与PLC控制器（15）相连；当接气螺纹部（511a）与对接螺纹段（503c）相配时，所述前部凸缘（511c）正对止动凸起(503b)的位置且抵靠止动凸起(503b)，所述环形密封气囊（506）在充满时恰好填塞密封槽（511b）和主输气孔道（503a）之间的间隙。

4.根据权利要求1所述的一种气囊升降坝装置，其特征在于：上述可驱使移动台（503）进行往复式滑动的直线对接驱动机构包括对接驱动电机（507）、丝杆（508）、丝母座（509）、平动支承台（510），所述丝母座（509）安装在移动台（503）上，所述丝杆（508）水平布置且可绕轴转动地安装在平动支承台（510）上，所述平动支承台（510）固定在渠边基础（7）上，所述丝杆（508）与对接驱动电机（507）的输出主轴同轴对接，所述对接驱动电机（507）安装在渠边基础（7）上且受PLC控制器（15）控制，所述丝母座（509）与丝杆（508）相配。

5.根据权利要求1所述的一种气囊升降坝装置，其特征在于：上述可驱使接气管件（511）进行绕轴旋转的回旋驱动机构包括转管驱动电机（514）、转管驱动齿轮（515）、从动齿轮（516），所述转管驱动电机（514）安装在渠边基础（7）上，所述转管驱动齿轮（515）套装在转管驱动电机（514）的输出主轴上，所述从动齿轮（516）同轴套装在接气管件（511）上，所述转管驱动齿轮（515）与从动齿轮（516）相啮合，所述转管驱动电机（514）受PLC控制器（15）控制。