CN114541339A - 一种能够自动关闸的螺杆式节制闸启闭机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种能够自动关闸的螺杆式节制闸启闭机，属于水利工程技术领域，用于解决现有的螺杆式启闭机不能自动关闸，操作人员劳动强度大的技术问题。包括底座，底座上固定有外壳，外壳内设置有套管，套管外侧固定有蜗轮，外壳内转动设置有蜗杆，套管的侧壁上开设有若干滑孔，滑孔中滑动设置有移动块，移动块的一端固定有弧形板，弧形板之间螺纹连接有螺杆，外壳内设有切换机构，外壳上设有缓冲机构；本发明控制螺杆的啮合状态，使其能够依靠自重进行关闸，降低操作人员劳动强度；控制螺杆的下降速度，防止螺杆直接告诉下坠造成损坏，提高设备安全性；提高弧形板和螺杆的啮合强度，防止螺杆与弧形板脱离，提高设备稳定性。
Description
技术领域
本发明属于水利工程技术领域，涉及一种能够自动关闸的螺杆式节制闸启闭机。
背景技术
节制闸启闭机是用在各类大型给排水、水利水电工程中，用于控制各类大、中型铸铁闸门及钢制闸门的升降达到开启与关闭的一种机械，具有多种类型，其中螺杆式启闭机结构非常简单，而且安装也比较的简便，广泛使用在渠道的涵闸以及引水枢纽上的闸门启闭。
螺杆式启闭机分为手动和电动两种类型，其中手动螺杆式启闭机使用范围较广，由于螺杆式启闭螺套和螺杆之间具有自锁效果，不能利用闸门和螺杆的自重进行关闭，必须转动螺套才能将螺杆放下，增加了操作人员的劳动强度。
基于此，我们设计了一种能够自动关闸的螺杆式节制闸启闭机。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种能够自动关闸的螺杆式节制闸启闭机，该装置要解决的技术问题是：如何实现螺杆式启闭机自动关闸的功能，降低操作人员的劳动强度。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
一种能够自动关闸的螺杆式节制闸启闭机，包括底座，所述底座的上端固定有外壳，外壳底部开设有第一安装孔，且外壳上端设置有壳盖，壳盖中间位置开设有第二安装孔，第一安装孔和第二安装孔之间设置有套管，套管外侧固定有蜗轮，蜗轮的底部与外壳之间安装有第一推力轴承，且外壳内设置有与蜗轮相互啮合的蜗杆，蜗杆的两端贯穿外壳的侧壁，且与外壳的侧壁转动连接，蜗杆的端部固定有摇把，套管的侧壁上开设有若干圆周均布的滑孔，且滑孔中滑动设置有移动块，移动块位于套管内部的一端固定有弧形板，弧形板的内侧设置有螺牙，若干弧形板之间螺纹连接有螺杆，外壳内部还设有用于控制移动块位置的切换机构，外壳的上端设有用于降低螺杆下降速度的缓冲机构。
本发明的工作原理是：由切换机构控制移动块的移动，在手动控制时，将移动块向内侧移动，使得弧形板与螺杆啮合，此时操作人员转动摇把，能够带动蜗杆、蜗轮和固定在蜗轮上的套管转动，套管转动，带动弧形板转动，对螺杆进行升降控制，当需要向下移动螺杆关闭闸门时，通过切换机构控制移动块向外侧移动，使得弧形板与螺杆脱离连接，此时螺杆在自身重力和闸门重力的作用下向下移动，与此同时缓冲机构限制螺杆的下降速度，使其缓慢下降，在下降过程中，能够随时通过切换机构对移动块进行控制，使得弧形板再次与螺杆啮合，阻止螺杆下降，切换到手动控制状态。
所述切换机构包括转动设置在外壳内部的转动环，转动环的外侧固定有若干等间距分布的手柄，外壳侧端开设有若干长槽口，且若干手柄分别穿过对应位置的长槽口，转动环的内侧固定有若干圆周均布的支杆，壳盖的下端固定有若干竖直滑杆，竖直滑杆上滑动设置有升降环，升降环的侧端开设有若干斜槽口，且若干支杆分别穿过对应位置的斜槽口，移动块的上端设置有楔形块，且楔形块位于升降环正下方，移动块的后侧还设有复位组件。
采用以上结构，操作人员转动手柄，使得转动环转动，通过支杆与斜槽口的配合带动升降环沿着竖直滑杆向下滑动，并挤压在楔形块上表面，通过斜面作用将移动块向外侧挤压，使得弧形板与螺杆脱离，同理反向转动转动环即可使升降环上升，解除对楔形块的挤压，在复位组件的作用下即可带动移动块向内侧移动。
所述复位组件包括若干复位弹簧和若干固定板，固定板固定在蜗轮的上表面，且位于移动块的外侧，移动块外侧侧端开设有弹簧槽，复位弹簧位于弹簧槽内部，且复位弹簧两端分别与移动块和固定板相抵。
采用以上结构，当移动块失去升降环的限制后，复位弹簧向内侧推动移动块，在螺杆的下降过程中，如果螺杆与弧形板处于不能啮合的状态，弧形板会贴合到螺杆外侧，并在螺杆继续下降至能够啮合的状态时，与其啮合，能够避免撞齿。
所述移动块下端还设有保险机构，保险机构包括限位销和限位弹簧，移动块上开设有限位孔，限位孔中间滑动设置有滑块，楔形块固定在滑块的上端，蜗轮的上表面开设有凹槽，限位销滑动设置在凹槽中，限位弹簧设置在限位销与凹槽的槽底之间，限位销的上端插入限位孔底部。
采用以上结构，限位销插在限位孔底部能够限制移动块向后移动增加移动块的稳定性，当升降环向下推动楔形块时，楔形块和滑块会首先向下移动将限位销挤出限位孔，然后移动块才会向外侧移动。
所述缓冲机构包括固定在壳盖上的环状壳体和其上端固定的环状盖体，，环状壳体与环状盖体中间转动设置有阻尼环，且环状壳体、环状盖体和阻尼环组成的密闭空间中填充有非牛顿流体，阻尼环内侧设置有若干螺旋状分布的支柱，支柱外侧转动设置有转动套，且若干转动套与螺杆啮合，阻尼环的外侧固定有若干圆周均布的阻尼板。
采用以上结构，在螺杆下降的过程中，其外侧螺纹对转动套的压力迫使转动套沿着螺杆的螺纹槽滚动，带动阻尼环转动，阻尼环带动阻尼板在非牛顿流体中移动，非牛顿流体受到较快速度的搅动时就会想固体转化，形成较大的阻力，阻止阻尼板移动，限制阻尼环的转动速度，进而限制螺杆的下降速度，防止螺杆和闸门直接下坠，提高安全性。
所述阻尼环与环状壳体之间安装有第二推力轴承，且阻尼环与环状壳体和环状盖体之间均设置有密封环。
采用以上结构，第二推力轴承能够降低阻尼环与环状壳体之间的摩擦力，增加设备使用寿命，密封环能够增加设备密封性，防止非牛顿流体外漏。
所述环状壳体的内壁上固定有若干圆周均布的延伸板。
采用以上结构，延伸板能够防止阻尼环和阻尼板带动非牛顿流体整体进行转动，确保阻尼板受到非牛顿流体的阻尼效果。
与现有技术相比，本能够自动关闸的螺杆式节制闸启闭机具有以下优点：
1、通过移动块、弧形板和切换机构，控制螺杆的啮合状态，使其能够依靠自重下降进行关闸，降低操作人员劳动强度。
2、通过缓冲机构，控制螺杆的下降速度，防止螺杆直接告诉下坠造成螺杆或闸门的损坏，提高设备安全性。
3、通过保险机构，提高弧形板和螺杆的啮合强度，防止螺杆歪斜或者与弧形板脱离，提高设备的使用稳定性。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图；
图2是本发明中壳体内部的结构示意图；
图3是本发明中切换机构部分部件的结构示意图；
图4是本发明中蜗轮及其连接部件的结构示意图；
图5是本发明中升降环的结构示意图；
图6是本发明中蜗轮的立体剖视结构示意图；
图7是本发明图6中A处的放大结构示意图；
图8是本发明中环状外壳内部的结构示意图；
图9是本发明中缓冲机构的立体剖视结构示意图；
图中：1、底座；2、外壳；3、壳盖；4、套管；5、蜗轮；6、第一推力轴承；7、蜗杆；8、移动块；9、弧形板；10、螺杆；11、切换机构；1101、转动环；1102、手柄；1103、长槽口；1104、支杆；1105、竖直滑杆；1106、升降环；1107、斜槽口；1108、楔形块；1109、固定板；1110、复位弹簧；12、缓冲机构；1201、环状壳体；1202、环状盖体；1203、阻尼环；1204、支柱；1205、转动套；1206、阻尼板；1207、延伸板；1208、密封环；1209、第二推力轴承；13、保险机构；1301、限位孔；1302、滑块；1303、凹槽；1304、限位销；1305、限位弹簧。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。
在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
请参阅图1-9，本实施例提供了一种能够自动关闸的螺杆式节制闸启闭机，包括底座1，底座1的上端固定有外壳2，外壳2底部开设有第一安装孔，且外壳2上端设置有壳盖3，壳盖3中间位置开设有第二安装孔，第一安装孔和第二安装孔之间设置有套管4，套管4外侧固定有蜗轮5，蜗轮5的底部与外壳2之间安装有第一推力轴承6，且外壳2内设置有与蜗轮5相互啮合的蜗杆7，蜗杆7的两端贯穿外壳2的侧壁，且与外壳2的侧壁转动连接，蜗杆7的端部固定有摇把，套管4的侧壁上开设有若干圆周均布的滑孔，且滑孔中滑动设置有移动块8，移动块8位于套管4内部的一端固定有弧形板9，弧形板9的内侧设置有螺牙，若干弧形板9之间螺纹连接有螺杆10，外壳2内部还设有用于控制移动块8位置的切换机构11，外壳2的上端设有用于降低螺杆10下降速度的缓冲机构12；由切换机构11控制移动块8的移动，在手动控制时，将移动块8向内侧移动，使得弧形板9与螺杆10啮合，此时操作人员转动摇把，能够带动蜗杆7、蜗轮5和固定在蜗轮5上的套管4转动，套管4转动，带动弧形板9转动，对螺杆10进行升降控制，当需要向下移动螺杆10关闭闸门时，通过切换机构11控制移动块8向外侧移动，使得弧形板9与螺杆10脱离连接，此时螺杆10在自身重力和闸门重力的作用下向下移动，与此同时缓冲机构12限制螺杆10的下降速度，使其缓慢下降，在下降过程中，能够随时通过切换机构11对移动块8进行控制，使得弧形板9再次与螺杆10啮合，阻止螺杆10下降，切换到手动控制状态。
切换机构11包括转动设置在外壳2内部的转动环1101，转动环1101的外侧固定有若干等间距分布的手柄1102，外壳2侧端开设有若干长槽口1103，且若干手柄1102分别穿过对应位置的长槽口1103，转动环1101的内侧固定有若干圆周均布的支杆1104，壳盖3的下端固定有若干竖直滑杆1105，竖直滑杆1105上滑动设置有升降环1106，升降环1106的侧端开设有若干斜槽口1107，且若干支杆1104分别穿过对应位置的斜槽口1107，移动块8的上端设置有楔形块1108，且楔形块1108位于升降环1106正下方，移动块8的后侧还设有复位组件；操作人员转动手柄1102，使得转动环1101转动，通过支杆1104与斜槽口1107的配合带动升降环1106沿着竖直滑杆1105向下滑动，并挤压在楔形块1108上表面，通过斜面作用将移动块8向外侧挤压，使得弧形板9与螺杆10脱离，同理反向转动转动环1101即可使升降环1106上升，解除对楔形块1108的挤压，在复位组件的作用下即可带动移动块8向内侧移动。
复位组件包括若干复位弹簧1110和若干固定板1109，固定板1109固定在蜗轮5的上表面，且位于移动块8的外侧，移动块8外侧侧端开设有弹簧槽，复位弹簧1110位于弹簧槽内部，且复位弹簧1110两端分别与移动块8和固定板1109相抵；当移动块8失去升降环1106的限制后，复位弹簧1110向内侧推动移动块8，在螺杆10的下降过程中，如果螺杆10与弧形板9处于不能啮合的状态，弧形板9会贴合到螺杆10外侧，并在螺杆10继续下降至能够啮合的状态时，与其啮合，能够避免撞齿。
移动块8下端还设有保险机构13，保险机构13包括限位销1304和限位弹簧1305，移动块8上开设有限位孔1301，限位孔1301中间滑动设置有滑块1302，楔形块1108固定在滑块1302的上端，蜗轮5的上表面开设有凹槽1303，限位销1304滑动设置在凹槽1303中，限位弹簧1305设置在限位销1304与凹槽1303的槽底之间，限位销1304的上端插入限位孔1301底部；限位销1304插在限位孔1301底部能够限制移动块8向后移动增加移动块8的稳定性，当升降环1106向下推动楔形块1108时，楔形块1108和滑块1302会首先向下移动将限位销1304挤出限位孔1301，然后移动块8才会向外侧移动。
缓冲机构12包括固定在壳盖3上的环状壳体1201和其上端固定的环状盖体1202，，环状壳体1201与环状盖体1202中间转动设置有阻尼环1203，且环状壳体1201、环状盖体1202和阻尼环1203组成的密闭空间中填充有非牛顿流体，阻尼环1203内侧设置有若干螺旋状分布的支柱1204，支柱1204外侧转动设置有转动套1205，且若干转动套1205与螺杆10啮合，阻尼环1203的外侧固定有若干圆周均布的阻尼板1206；在螺杆10下降的过程中，其外侧螺纹对转动套1205的压力迫使转动套1205沿着螺杆10的螺纹槽滚动，带动阻尼环1203转动，阻尼环1203带动阻尼板1206在非牛顿流体中移动，非牛顿流体受到较快速度的搅动时就会想固体转化，形成较大的阻力，阻止阻尼板1206移动，限制阻尼环1203的转动速度，进而限制螺杆10的下降速度，防止螺杆10和闸门直接下坠，提高安全性。
阻尼环1203与环状壳体1201之间安装有第二推力轴承1209，且阻尼环1203与环状壳体1201和环状盖体1202之间均设置有密封环1208；第二推力轴承1209能够降低阻尼环1203与环状壳体1201之间的摩擦力，增加设备使用寿命，密封环1208能够增加设备密封性，防止非牛顿流体外漏。
环状壳体1201的内壁上固定有若干圆周均布的延伸板1207；延伸板1207能够防止阻尼环1203和阻尼板1206带动非牛顿流体整体进行转动，确保阻尼板1206受到非牛顿流体的阻尼效果。
上述固定方式均为本领域中最常用的固定连接方式如焊接、螺栓连接等。
本发明的工作原理：
当需要向下移动螺杆10关闭闸门时，操作人员转动手柄1102，使得转动环1101转动，通过支杆1104与斜槽口1107的配合带动升降环1106沿着竖直滑杆1105向下滑动，并挤压在楔形块1108上表面，通过斜面作用将移动块8向外侧挤压，使得弧形板9与螺杆10脱离，此时螺杆10在自身重力和闸门重力的作用下向下移动，与此同时，螺杆10外侧螺纹对转动套1205的压力迫使转动套1205沿着螺杆10的螺纹槽滚动，带动阻尼环1203转动，阻尼环1203带动阻尼板1206在非牛顿流体中移动，非牛顿流体受到较快速度的搅动时就会想固体转化，形成较大的阻力，阻止阻尼板1206移动，限制阻尼环1203的转动速度，进而限制螺杆10的下降速度，防止螺杆10和闸门直接下坠，在下降过程中，或者下降至最底部后，反向转动转动环1101即可使升降环1106上升，解除对楔形块1108的挤压，当移动块8失去升降环1106的限制后，复位弹簧1110向内侧推动移动块8，在螺杆10的下降过程中，如果螺杆10与弧形板9处于不能啮合的状态，弧形板9会贴合到螺杆10外侧，并在螺杆10继续下降至能够啮合的状态时，与其啮合，若螺杆10下降至最低位置，不在向下移动，后续套管4的转动依然能够使其啮合，能够避免撞齿，啮合后切换到手动控制状态，此时操作人员转动摇把，能够带动蜗杆7、蜗轮5和固定在蜗轮5上的套管4转动，套管4转动，带动弧形板9转动，对螺杆10进行升降控制。
综上，通过移动块8、弧形板9和切换机构11，控制螺杆10的啮合状态，使其能够依靠自重下降进行关闸，降低操作人员劳动强度；通过缓冲机构12，控制螺杆10的下降速度，防止螺杆10直接告诉下坠造成螺杆10或闸门的损坏，提高设备安全性；通过保险机构13，提高弧形板9和螺杆10的啮合强度，防止螺杆10歪斜或者与弧形板9脱离，提高设备的使用稳定性。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (7)
1.一种能够自动关闸的螺杆式节制闸启闭机，包括底座(1)，其特征在于，所述底座(1)的上端固定有外壳(2)，外壳(2)底部开设有第一安装孔，且外壳(2)上端设置有壳盖(3)，壳盖(3)中间位置开设有第二安装孔，第一安装孔和第二安装孔之间设置有套管(4)，套管(4)外侧固定有蜗轮(5)，蜗轮(5)的底部与外壳(2)之间安装有第一推力轴承(6)，且外壳(2)内设置有与蜗轮(5)相互啮合的蜗杆(7)，蜗杆(7)的两端贯穿外壳(2)的侧壁，且与外壳(2)的侧壁转动连接，蜗杆(7)的端部固定有摇把，套管(4)的侧壁上开设有若干圆周均布的滑孔，且滑孔中滑动设置有移动块(8)，移动块(8)位于套管(4)内部的一端固定有弧形板(9)，弧形板(9)的内侧设置有螺牙，若干弧形板(9)之间螺纹连接有螺杆(10)，外壳(2)内部还设有用于控制移动块(8)位置的切换机构(11)，外壳(2)的上端设有用于降低螺杆(10)下降速度的缓冲机构(12)。
2.根据权利要求1所述的一种能够自动关闸的螺杆式节制闸启闭机，其特征在于，所述切换机构(11)包括转动设置在外壳(2)内部的转动环(1101)，转动环(1101)的外侧固定有若干等间距分布的手柄(1102)，外壳(2)侧端开设有若干长槽口(1103)，且若干手柄(1102)分别穿过对应位置的长槽口(1103)，转动环(1101)的内侧固定有若干圆周均布的支杆(1104)，壳盖(3)的下端固定有若干竖直滑杆(1105)，竖直滑杆(1105)上滑动设置有升降环(1106)，升降环(1106)的侧端开设有若干斜槽口(1107)，且若干支杆(1104)分别穿过对应位置的斜槽口(1107)，移动块(8)的上端设置有楔形块(1108)，且楔形块(1108)位于升降环(1106)正下方，移动块(8)的后侧还设有复位组件。
3.根据权利要求2所述的一种能够自动关闸的螺杆式节制闸启闭机，其特征在于，所述复位组件包括若干复位弹簧(1110)和若干固定板(1109)，固定板(1109)固定在蜗轮(5)的上表面，且位于移动块(8)的外侧，移动块(8)外侧侧端开设有弹簧槽，复位弹簧(1110)位于弹簧槽内部，且复位弹簧(1110)两端分别与移动块(8)和固定板(1109)相抵。
4.根据权利要求2或3所述的一种能够自动关闸的螺杆式节制闸启闭机，其特征在于，所述移动块(8)下端还设有保险机构(13)，保险机构(13)包括限位销(1304)和限位弹簧(1305)，移动块(8)上开设有限位孔(1301)，限位孔(1301)中间滑动设置有滑块(1302)，楔形块(1108)固定在滑块(1302)的上端，蜗轮(5)的上表面开设有凹槽(1303)，限位销(1304)滑动设置在凹槽(1303)中，限位弹簧(1305)设置在限位销(1304)与凹槽(1303)的槽底之间，限位销(1304)的上端插入限位孔(1301)底部。
5.根据权利要求1所述的一种能够自动关闸的螺杆式节制闸启闭机，其特征在于，所述缓冲机构(12)包括固定在壳盖(3)上的环状壳体(1201)和其上端固定的环状盖体(1202)，，环状壳体(1201)与环状盖体(1202)中间转动设置有阻尼环(1203)，且环状壳体(1201)、环状盖体(1202)和阻尼环(1203)组成的密闭空间中填充有非牛顿流体，阻尼环(1203)内侧设置有若干螺旋状分布的支柱(1204)，支柱(1204)外侧转动设置有转动套(1205)，且若干转动套(1205)与螺杆(10)啮合，阻尼环(1203)的外侧固定有若干圆周均布的阻尼板(1206)。
6.根据权利要求5所述的一种能够自动关闸的螺杆式节制闸启闭机，其特征在于，所述阻尼环(1203)与环状壳体(1201)之间安装有第二推力轴承(1209)，且阻尼环(1203)与环状壳体(1201)和环状盖体(1202)之间均设置有密封环(1208)。
7.根据权利要求5所述的一种能够自动关闸的螺杆式节制闸启闭机，其特征在于，所述环状壳体(1201)的内壁上固定有若干圆周均布的延伸板(1207)。
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