CN115369832B - 水电站检修闸门的升降系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水电站检修闸门的升降系统，包括由内外套装的若干支伸缩拉杆组件，位于检修行车上的起吊组件，以及定位在闸门顶部基础平台上的换位支撑，其特征是若干支伸缩拉杆的顶部均设有提拉法兰，若干个提拉法兰的直径从内到外逐渐增大；在起吊组件上设有与所述提拉法兰配合的可变离合机构。避免每提升一支拉杆都需拆卸拉杆，达到可连续提升或下放闸门目的，可变离合机构的设置，解决了在拉杆换序时人工插销就位困难等问题；换位支撑可随机按拉杆直径变化而调节，满足临时停机换杆要求；整个操作过程省时省力安全高效，拉杆不使用时无需专用场所收藏。

Description

水电站检修闸门的升降系统

技术领域

本发明涉及水电站装备技术，特别是一种水电站检修闸门的升降系统。

背景技术

拉杆式水电站检修闸门是一种常见的检修闸门的开启方式。现有的闸门拉杆一般为多根拉杆组合式的，拉杆和拉杆之间通过轴承或其它形式逐段相连，当需要把检修闸门拉起时，用门式起重机向上拉升拉杆，当提升一段拉杆的位置时，需用横梁支撑住与闸门连接的剩余拉杆，以免闸门掉落，然后把已拉起的拉杆拆卸下来，由此依次拉起每支拉杆直到最后把闸门完全提起。这种结构的拉杆，每支拉杆需配一件支撑横梁，横梁和拉杆通过轴承连接。横梁隐藏在拉杆中间。但这种形式的拉杆，使用过程繁琐，每提升一支拉杆都需要拆卸这支拉杆，整个升起闸门和放下闸门的时间长，并需有专用场所放置拉杆。对此，本申请人设计了一种闸门伸缩拉杆，包括多根内外相互嵌套组合的拉杆，外拉杆和中拉杆均为中空杆，外拉杆和中拉杆的侧部对称设有与中间空腔连通的长型滑槽，中拉杆和内拉杆的下端均设有承重梁，承重梁与外层拉杆的长型滑槽滑动连接，外拉杆的下端设有与闸门连接的连接头。这种结构较好地解决了现有技术存在的一些问题，但实际操作起来，需要有更多的配套方案才能有效地发挥其真正的作用。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种水电站检修闸门的升降系统，它利用可变离合机构和拉杆伸缩结构，具有可连续提升或下放，按拉杆直径变化随机调节换位支撑，具有省时省力、操作方便等特点。

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：一种水电站检修闸门的升降系统，包括由内外套装的若干支伸缩拉杆组件，位于检修行车上的起吊组件，以及定位在闸门顶部基础平台上的换位支撑，其特征是所述若干支伸缩拉杆的顶部均设有提拉法兰，若干个提拉法兰的直径从内到外逐渐增大；在起吊组件上设有与所述提拉法兰配合的可变离合机构；在所述闸门顶部基础平台上设有通孔，其通孔直径大于最大的提拉法兰的直径。

前述的水电站检修闸门的升降系统中，作为优选，所述可变离合机构包括位于起吊组件底端的基座，基座内设有四爪自定心卡盘体，以基座中心对称布置有四件与卡盘体配套的锁盘，所述锁盘与提拉法兰配合。

前述的水电站检修闸门的升降系统中，作为优选，所述伸缩拉杆包括杆体，提拉法兰位于杆体顶端，提拉法兰中心部位设有高出提拉法兰顶面的环形体，环形体与提拉法兰内孔相等，环形体的高度与锁盘相适配。

前述的水电站检修闸门的升降系统中，作为优选，所述环形体上设有一组滑轮，所有滑轮的轮面朝环形体内孔方向。

前述的水电站检修闸门的升降系统中，作为优选，所述提拉法兰厚度中间部位设有指向槽，锁盘(103)与提拉法兰配合端设有与指向槽相对应的辅导楔，以及与提拉法兰底面配合的主提钩爪。

前述的水电站检修闸门的升降系统中，作为优选，所述换位支撑在基础平台水平面中具有围绕所述通孔张开或缩紧功能。

前述的水电站检修闸门的升降系统中，作为优选，所述换位支撑由若干节承重链节体构成，若干节承重链节体在缩紧状态时具有与提拉法兰底面配合的支承环。

前述的水电站检修闸门的升降系统中，作为优选，所述换位支撑至少由两个链节体构成，链节体铰接在基础平台上，链节体的末端设有磁体。

前述的水电站检修闸门的升降系统中，作为优选，所述可变离合机构由驱动机构完成离合，锁盘和提拉法兰上设有接近开关。

前述的水电站检修闸门的升降系统中，作为优选，闸门提升时，由起吊组件可变离合机构从内至外分别啮合提拉法兰；闸门下放时，由起吊组件可变离合机构从外至内分别啮合提拉法兰；每完成一支伸缩拉杆时，由后序一支伸缩拉杆的提拉法兰定位于换位支撑上作换杆动作。

本系统通过以下几方面的设计来实现连续高效、可靠安全的闸门升降作业：

一是由内外套装的若干支伸缩拉杆组件作为提放闸门的主受力杆，配设在水电站每个闸门上方，检修行车以及起吊组件作为可移动设备。利用闸门顶部浇筑的基础平台作为提拉过程中工序变换的支承体。每支伸缩拉杆的顶部都设有提拉法兰，在每支伸缩拉杆提到极限位置时，通过提拉法兰和换位支撑的配合进行暂时停车获得“换挡”时间。

二是所有相互套配的提拉法兰的直径从内到外逐渐增大，增大值与杆体直径对应，使提拉法兰不因杆体直径的变化而受到影响，从而稳定提拉法兰的结构强度，同时利用直径变化得到显著的等级差离合参数，提高可变离合机构的实际操作感应能力，保证过程安全。

三是在起吊组件上设置与提拉法兰配合的可变离合机构，这种可变离合机构完全设置在起吊组件之中，由四爪自定心卡盘体对提拉法兰进行离合，通过四件锁盘的设计，来满足提拉法兰不同直径离合要求。在闸门升降过程中，锁盘主要起离合作用，而提拉法兰真正受力于整个起吊组件。同时，可变离合机构由驱动机构控制，通过接近开关来限制安全锁定条件，减少人为插销、搬动、换位等体力作业，进一步保证人员安全，提高操作效率。

四是伸缩拉杆中提拉法兰中心部位减磨机构的设计，通过设置高出提拉法兰顶面的环形体来布置一组滑轮，使得套装拉杆之间的位移由滑动摩擦转为滚动摩擦，避免中间拉杆之间出现偏移、卡涩等现象。进一步，高出提拉法兰顶面的环形体也是每支伸缩拉杆提拉法兰叠加高度的空间支持，使可变离合机构锁盘顺利就位。

五是提拉法兰厚度中间部位指向槽的安全点设计：通过单个提拉法兰的直径差，锁盘上的主提钩爪与提拉法兰会先行接触，而辅导楔和指向槽为后接触，后接触由接近开关控制，由此来达到四锁盘完全锁紧的目的。

六是针对闸门顶部基础平台上通孔而设计的承重链节体作为换位支撑，换位支撑可满足提拉法兰直径的变化，对于基础平台上整个闸门构件的受力基础体，基础平台上的孔洞开设的越少对其结构强度影响越小，本方案开设小圆孔不仅对其结构强度没有影响，而且在伸缩拉杆穿过通孔时得到“导向”，避免长拉杆悬挂作业时引起晃动。本系统换位支撑在基础平台水平面中可以围绕通孔进行张开或缩紧动作，当伸缩拉杆做停车“换挡”时，承重链节体就对提拉法兰进行有效支撑。同时，链节式结构换位支撑可以满足不同直径杆体的变化，而与提拉法兰底面配合的支承环提供了锁盘的插装工作空间，链节体末端的磁体随时对处于支撑状态下的换位支撑进行定向辅助锁定。

本系统闸门提升时，由起吊组件可变离合机构从内至外分别啮合提拉法兰；闸门下放时，由起吊组件可变离合机构从外至内分别啮合提拉法兰；每完成一支伸缩拉杆时，由后序一支伸缩拉杆的提拉法兰定位于换位支撑上作换杆动作的过渡支持。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：避免每提升一支拉杆都需拆卸拉杆，达到可连续提升或下放闸门目的，可变离合机构的设置，解决了在拉杆换序时人工插销就位困难等问题；换位支撑可随机按拉杆直径变化而调节，满足临时停机换杆要求；整个操作过程省时省力安全高效，拉杆不使用时无需专用场所收藏。

附图说明

图1是本发明的一种状态结构示意图。

图2是本发明一种伸缩拉杆顶部收缩叠加状态结构示意图。

图3是本发明的一种提拉法兰部位局部放大结构示意图。

图4是本发明起吊组件啮合最外层提拉法兰状态结构示意图。

图5是本发明起吊组件啮合最内层提拉法兰状态结构示意图。

图6是本发明的一种锁盘布置结构示意图。

图7是本发明锁盘与提拉法兰配合结构示意图。

图8是本发明的一种换位支撑和伸缩拉杆配合状态结构示意图。

图9是本发明的一种换位支撑实施例结构示意图。

图10是本发明的一种换位支撑解锁状态实施例结构示意图。

图11是本发明的一种电气控制回路图。

图中：1.起吊组件，101.基座，102.驱动机构，103.锁盘，1031.辅导楔，1032.主提钩爪，2.基础平台，3.换位支撑，301.铰座，302.链节，303.中间链销，304.磁体，305.支承环，4.伸缩拉杆，401.杆体，402.提拉法兰，403.环形体，404.滑轮，405.指向槽。

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，本实施例一种水电站检修闸门的升降系统，以检修门的门槽底坎距离坝面为44.6米为例，需采用专用多节拉杆配合坝顶门机副钩完成闸门的启闭操作，拉杆分为5节，总长度为40.36m。多节拉杆包括由内外套装的5支伸缩拉杆4构成的组件，位于检修行车上的起吊组件1，以及定位在闸门顶部基础平台2上的换位支撑3。

5支伸缩拉杆4的顶部均设有提拉法兰402，5个提拉法兰402的直径从内到外逐渐增大，如图2所示，伸缩拉杆4包括杆体401，提拉法兰402位于杆体顶端。其中，除了最内层伸缩拉杆4的提拉法兰之外，其它提拉法兰402中心部位均设有高出提拉法兰402顶面的环形体403，如图3所示，环形体403与提拉法兰402内孔相等，环形体403的高度与锁盘103相适配。环形体403上设有一组(4个)滑轮404，所有滑轮404的工作轮面朝环形体403内孔方向。

所有的伸缩拉杆4均为中空杆，除了最内层的伸缩拉杆，其它中空杆管内沿杆长度方向均设有对称分布在管内壁上的滑槽，除了最外层伸缩拉杆4，其它伸缩拉杆的下端均设有横向布置的短节承重杆，短节承重杆与所配合的外层伸缩拉杆内的滑槽配合，最外层伸缩拉杆4的底端设有与闸门连接的连接头。内外层相邻的伸缩拉杆4其滑槽横向纵位交错分布，即按相互垂直方向位置排列。

闸门顶部基础平台2上设有通孔，该通孔作为伸缩拉杆4的通行孔，其通孔直径大于最大提拉法兰(即最外层伸缩拉杆4的提拉法兰402)的直径，通孔内壁光滑。

参见图4、图5、图6，在起吊组件1上设有与提拉法兰402配合的可变离合机构。可变离合机构包括位于起吊组件1底端的基座101，在基座101内设有四爪自定心卡盘体，以基座101中心对称布置有四件与卡盘体配套的锁盘103，锁盘103与提拉法兰402配合。可变离合机构由驱动机构102完成离合，锁盘103和提拉法兰402上设有接近开关。具体地说，四爪自定心卡盘主要由一个盘体，四个小伞齿，一付卡爪(四件锁盘103)组成。四个小伞齿和盘丝啮合，盘丝的背面有平面螺纹结构，锁盘103等分安装在平面螺纹上。动作实现：当驱动机构102带动小伞齿时，盘丝便转动，其背面的平面螺纹驱动锁盘103同时向中心靠近或退出。由于盘丝上的平面矩形螺纹的螺距相等，所以四件锁盘103运动距离相等，具有自动定心的作用。

与四爪自定心卡盘配合的提拉法兰402，其厚度中间部位设有指向槽405，指向槽405作为辅助离合结构，与锁盘103上设有的辅导楔1031配合，两者安装接近开关。锁盘103上与提拉法兰402底面配合的是主提钩爪1032，主提钩爪1032支撑着整个提拉法兰402，如图7所示，指向槽405的直径小于提拉法兰主提钩爪1032直径。

换位支撑3在基础平台2水平面中，具有围绕闸门顶部基础平台上的通孔张开或缩紧功能，实际操作时，换位支撑3围绕杆体401进行定位。本换位支撑3由多节承重链节体构成，多节承重链节体在缩紧状态时具有与提拉法兰402底面配合的支承环305，该支承环305对正处于换位状态下的伸缩拉杆4提拉法兰402进行支撑，可留出锁盘103离合空间。

如图8至图10是一种2*两节承重链节302体构成的换位支撑3实施例，整个链节体通过铰座301铰接在基础平台2上，链节302之间通过中间链销303连接，4节链节302完全合拢后的支承环305与最内层的伸缩拉杆4杆体401外径为最佳配合；扩展一定角度可满足最外层的伸缩拉杆4提拉法兰402底面支撑。链节体的末端设有磁体304，并配置插销进行连接固定。插销按5节伸缩拉杆4对应的换位支撑3伸展尺寸进行节距配制，制成1体。

本系统电气控制回路采用常规控制电路即可，如图11所示。当4个接近开关都完成接触信号时，表示可变离合机构和提拉法兰完全啮合。

闸门提升时，通过可变离合机构啮合提拉法兰对伸缩拉杆进行提拉控制，从内至外依次分别啮合提拉法兰，当最内层伸缩拉杆提到基础平台2上方位置时，第二支伸缩拉杆的提拉法兰也处于基础平台2上方，此时，将换位支撑3的支承环305顶在第二支伸缩拉杆的提拉法兰下方，然后放下最内层伸缩拉杆使其收藏在第二支伸缩拉杆中；接着进行第二伸缩拉杆的提升，与此类推，直到最外层伸缩拉杆提起，并由换位支撑3对其进行支撑固定。

闸门下放时，由起吊组件可变离合机构从外至内分别啮合提拉法兰，在上述闸门提升结束状态下，下放闸门只要从内二层开始，即提起内二层伸缩拉杆，直到最外层伸缩拉杆的提拉法兰离开换位支撑3，然后分离换位支撑3露出基础平台2上的通孔，下放最外层伸缩拉杆；每完成一支伸缩拉杆时，由后序一支伸缩拉杆的提拉法兰定位于换位支撑3上作换杆动作，直到闸门下放到位。

日常管理，5支伸缩拉杆4收缩成一体，无论是悬挂在基础平台2上还是保养另置，都不需要特殊占用场地。

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、工艺、方法等均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种水电站检修闸门的升降系统，包括由内外套装的若干支伸缩拉杆（4）组件，位于检修行车上的起吊组件（1），以及定位在闸门顶部基础平台（2）上的换位支撑（3），其特征是所述若干支伸缩拉杆的顶部均设有提拉法兰（402），若干个提拉法兰的直径从内到外逐渐增大；在起吊组件上设有与所述提拉法兰配合的可变离合机构；在所述闸门顶部基础平台上设有通孔，其通孔直径大于最大的提拉法兰的直径；

所述可变离合机构包括位于起吊组件（1）底端的基座（101），基座内设有四爪自定心卡盘体，以基座中心对称布置有四件与卡盘体配套的锁盘（103），所述锁盘与提拉法兰（402）配合；

所述提拉法兰（402）厚度中间部位设有指向槽（405），锁盘（103）与提拉法兰配合端设有与指向槽相对应的辅导楔（1031），以及与提拉法兰底面配合的主提钩爪（1032）。

2.根据权利要求1所述的水电站检修闸门的升降系统，其特征是，所述伸缩拉杆（4）包括杆体（401），提拉法兰（402）位于杆体顶端，提拉法兰中心部位设有高出提拉法兰顶面的环形体（403），环形体与提拉法兰内孔相等，环形体的高度与锁盘（103）相适配。

3.根据权利要求2所述的水电站检修闸门的升降系统，其特征在于，所述环形体（403）上设有一组滑轮（404），所有滑轮的轮面朝环形体内孔方向。

4.根据权利要求1所述的水电站检修闸门的升降系统，其特征在于，所述换位支撑（3）在基础平台（2）水平面中具有围绕所述通孔张开或缩紧功能。

5.根据权利要求4所述的水电站检修闸门的升降系统，其特征是，所述换位支撑（3）由若干节承重链节体构成，若干节承重链节体在缩紧状态时具有与提拉法兰（402）底面配合的支承环（305）。

6.根据权利要求4或5所述的水电站检修闸门的升降系统，其特征是，所述换位支撑（3）至少由两个链节体构成，链节体铰接在基础平台（2）上，链节体的末端设有磁体（304）。

7.根据权利要求1所述的水电站检修闸门的升降系统，其特征在于，所述可变离合机构由驱动机构（102）完成离合，锁盘（103）和提拉法兰（402）上设有接近开关。

8.根据权利要求1所述的水电站检修闸门的升降系统，其特征在于，闸门提升时，由起吊组件（1）可变离合机构从内至外分别啮合提拉法兰；闸门下放时，由起吊组件可变离合机构从外至内分别啮合提拉法兰；每完成一支伸缩拉杆时，由后序一支伸缩拉杆的提拉法兰定位于换位支撑（3）上作换杆动作。