CN116254811A - 双液压缸驱动垂直启闭平板闸门的启闭设备及控制方法 - Google Patents

双液压缸驱动垂直启闭平板闸门的启闭设备及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开双液压缸驱动垂直启闭平板闸门的启闭设备及控制方法，包括左侧液压油缸和右侧液压油缸，所述左侧液压油缸底部的活塞杆与平板闸门顶部左侧铰接，所述右侧液压油缸底部的活塞杆与平板闸门顶部右侧铰接，所述左侧液压油缸顶部和右侧液压油缸顶部均与相应的油缸支座铰接连接，所述左侧液压油缸的液压油路上设有手动节流阀，所述右侧液压油缸的液压油路上设有电动节流阀；本发明在现有控制设备上新增了微角度检测装置，将油缸偏转角度纳入控制过程，优化了控制方法，减缓或消除平板闸门启闭过程中门体侧向移动的现象，且不会对现有控制方法产生不利影响。

Description

双液压缸驱动垂直启闭平板闸门的启闭设备及控制方法
技术领域
本发明涉及平板闸门的启闭设备技术领域，具体地指一种双液压缸驱动垂直启闭平板闸门的启闭设备及控制方法。
背景技术
现有双液压缸驱动垂直启闭平板闸门的启闭设备及控制方法，通过控制调节油缸进油管路上节流阀阀芯开口大小，使2个液压油缸的活塞杆伸出长度保持相等，让平板闸门不发生较大偏斜，避免闸门侧面与门槽结构出现干涉。但现有工况发现，平板闸门会出现整体侧向平移，也会导致闸门侧面与门槽结构出现干涉，门体金属结构受损，油缸也承受额外负载，设备的正常使用。
举例说明原控制方法下工作闸门上升过程中平板闸门整体平移过程。如图1所示，初始状态，左右油缸行程完全相同。其中左侧油缸通过手动节流阀控制，右侧油缸通过电动节流阀控制，并且手动节流阀的阀芯开口一般为固定值，使得左侧油缸的伸缩速率为定值，一般不作调整，而电动节流阀的阀芯开口可调整，这样可按比例调整左侧油缸的伸缩速率；记左侧油缸活塞杆伸出长度为L左，右侧油缸活塞杆伸出长度为L右，当右侧油缸动作较快，L左大于L右时，油缸及工作闸门的状态如图2所示。原控制方法：当L左-L右大于▽L时，电动节流阀开口大小减小，右侧油缸速度变慢。一段时间后，油缸和平板闸门状态如图3所示。可以看出：左、右油缸行程值大小相近，但门体已整体向左平移(偏移量0.8302mm)。
此时，L左-L右小于▽L，在原方法下，电动节流阀开口将恢复至初始状态，右侧油缸速度变快，一段时间后，L左-L右大于▽L，平板闸门偏转状态将类似图2中状态，在原控制方法下电动节流阀开口将再次变小，右侧油缸速度变慢，一段时间后，L左-L右小于▽L，左右油缸行程值大小相近，但门体会进一步向左平移。以此类推，原控制方法下，平板闸门将进一步向左侧平移。原控制方法下，其他3中工况(提升过程中油缸先慢后快；下降过程中油缸先快后慢；下降过程中油缸先慢后快)，油缸和平板闸门状态以此类推，所以原方法虽然可以使工作闸门左、右侧油缸行程大小相等，但平板闸门会整体平移，最终与门槽干涉。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种双液压缸驱动垂直启闭平板闸门的启闭设备及控制方法，以解决背景技术中提出的问题。
本发明为解决上述技术问题，所采用的技术方案是：一种双液压缸驱动垂直启闭平板闸门的启闭设备，包括左侧液压油缸和右侧液压油缸，所述左侧液压油缸底部的活塞杆与平板闸门顶部左侧铰接，所述右侧液压油缸底部的活塞杆与平板闸门顶部右侧铰接，所述左侧液压油缸顶部和右侧液压油缸顶部均与相应的油缸支座铰接连接，所述左侧液压油缸的液压油路上设有手动节流阀，所述右侧液压油缸的液压油路上设有电动节流阀，液压油路端部均与液压油泵连接。
优选地，所述平板闸门设于门槽内，所述左侧液压油缸顶部和右侧液压油缸顶部均通过铰链轴与相应的油缸支座铰接连接。
优选地，所述铰链轴与微角度检测装置输入端连接。
优选地，所述微角度检测装置包括与铰链轴连接的蜗轮，所述蜗轮与蜗杆输入端配合，所述蜗杆输出端与角度传感器输入端连接。
优选地，所述左侧液压油缸上设有左侧开度仪，用于检测左侧液压油缸的活塞杆伸出长度，所述右侧液压油缸上设有右侧开度仪，用于检测右侧液压油缸的活塞杆伸出长度。
优选地，所述微角度检测装置输出端、左侧开度仪输出端和右侧开度仪输出端均与控制器输出端连接，所述控制器输出端与电动节流阀输入端连接。
另外，本发明还公开上述双液压缸驱动垂直启闭平板闸门的启闭设备的控制方法，其特征在于：它包括提升平板闸门的控制过程和下落平板闸门的控制过程，将左侧液压油缸顶部铰接处的转动角θ引入到上述两个控制过程，当转动角θ大小超过设定值后，对电动节流阀的阀芯开口K电动进行相应的调整，其中转动角θ由微角度检测装置检测出，记左侧液压油缸的活塞杆伸出长度为L左，右侧液压油缸的活塞杆伸出长度为L右。
进一步地，提升平板闸门的控制过程具体如下：
当绝对值θ＜▽θ，-▽L≤L左-L右≤▽L时，K电动保持不变；
当绝对值θ＜▽θ，L左-L右≥▽L时，K电动减小；
当绝对值θ＜▽θ，L左-L右≤-▽L时，K电动增大；
当绝对值θ≥▽θ，-▽L≤L左-L右≤▽L时，维持上次K电动的调整值；
当绝对值θ≥▽θ，L左-L右≥▽L时，K电动减小；
当绝对值θ≥▽θ，L左-L右≤-▽L时，K电动增大。
进一步地，下落平板闸门的控制过程具体如下：
当绝对值θ＜▽θ，-▽L≤L左-L右≤▽L时，K电动保持不变；
当绝对值θ＜▽θ，L左-L右≥▽L时，K电动增大；
当绝对值θ＜▽θ，L左-L右≤-▽L时，K电动减小；
当绝对值θ≥▽θ，-▽L≤L左-L右≤▽L时，维持上次K电动的调整值；
当绝对值θ≥▽θ，L左-L右≥▽L时，K电动增大；
当绝对值θ≥▽θ，L左-L右≤-▽L时，K电动减小。
本发明的有益效果：
本发明在现有控制设备上新增了微角度检测装置，将油缸偏转角度纳入控制过程，优化了控制方法，减缓或消除平板闸门启闭过程中门体侧向移动的现象，且不会对现有控制方法产生不利影响。
附图说明
图1为原控制方法下油缸和闸门初始状态示意图；
图2为原控制方法下闸门提升过程中右缸提升较快时油缸和闸门状态示意图；
图3为原控制方法下电动节流阀调整右缸提升速度变慢后油缸和闸门状态示意图；
图4为本发明控制方法下油缸和闸门初始状态示意图；
图5为本发明控制方法下闸门提升过程中右缸提升较快时油缸和闸门状态示意图；
图6为本发明控制方法下电动节流阀调整右缸提升速度变慢后油缸和闸门状态示意图；
图7为本发明控制方法下右缸提升维持图6较慢速度后油缸和闸门状态示意图；
图8为本发明控制方法下电动节流阀调整右缸提升速度变快后油缸和闸门状态示意图；
图9为一种双液压缸驱动垂直启闭平板闸门的启闭设备的结构示意图；
图10为图9中铰链轴与微角度检测装置的连接结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
如图9和10所示，一种双液压缸驱动垂直启闭平板闸门的启闭设备，包括左侧液压油缸1和右侧液压油缸2，所述左侧液压油缸1底部的活塞杆与平板闸门3顶部左侧铰接，所述右侧液压油缸2底部的活塞杆与平板闸门3顶部右侧铰接，所述左侧液压油缸1顶部和右侧液压油缸2顶部均与相应的油缸支座5铰接连接，所述左侧液压油缸1的液压油路8上设有手动节流阀13，所述右侧液压油缸2的液压油路上8设有电动节流阀14，液压油路8端部均与液压油泵9连接。在本实施例中，液压油泵9通过液压油路8为左侧液压油缸1和右侧液压油缸2提供压力油，液压油路8上设有相应配套的电磁换向阀，以改变液压油路8上液压油的流动方向，实现液压油缸活塞杆的伸长和收缩功能，其中，手动节流阀13阀芯开口大小可控制左侧液压油缸1的活塞杆伸/缩速度，电动节流阀14阀芯开口大小可控制右侧液压油缸2的活塞杆伸/缩速度。
优选地，所述平板闸门3设于门槽4内，所述左侧液压油缸1顶部和右侧液压油缸2顶部均通过铰链轴6与相应的油缸支座5铰接连接。
优选地，所述铰链轴6与微角度检测装置7输入端连接。
优选地，如图10所示，所述微角度检测装置7包括与铰链轴6连接的蜗轮7.1，所述蜗轮7.1与蜗杆7.2输入端配合，所述蜗杆7.2输出端与角度传感器7.3输入端连接。在本实施例中，铰链轴6的偏转角度即液压油缸的偏转角度(本实施例以左侧液压油缸1的转动角θ为偏转角度)，铰链轴6转动时，蜗杆7.1发生转动，然后使得蜗杆7.2旋转，从而使得角度传感器7.3检测出蜗杆7.2的旋转状况，即油缸轻微角度变化可通过蜗轮蜗杆结构放大后，由角度传感器7.3检测并传入控制器10，参与控制。
优选地，所述左侧液压油缸1上设有左侧开度仪11，用于检测左侧液压油缸1的活塞杆伸出长度，所述右侧液压油缸2上设有右侧开度仪12，用于检测右侧液压油缸2的活塞杆伸出长度。
优选地，所述微角度检测装置7输出端、左侧开度仪11输出端和右侧开度仪12输出端均与控制器10输出端连接，所述控制器10输出端与电动节流阀14输入端连接。在本实施例中，微角度检测装置7将检测到的左侧液压油缸1偏转角度θ传输给控制器10，左侧开度仪11将检测的左侧液压油缸1的活塞杆伸出长度L左传输给控制器10，右侧开度仪12将检测的右侧液压油缸2的活塞杆伸出长度L右传输给控制器10，然后控制器10再根据相应的控制过程控制电动节流阀14的阀芯开口K电动发生变化。
另外，本发明还公开上述双液压缸驱动垂直启闭平板闸门的启闭设备的控制方法，其特征在于：它包括提升平板闸门的控制过程和下落平板闸门的控制过程，将左侧液压油缸1顶部铰接处的转动角θ引入到上述两个控制过程，当转动角θ大小超过设定值后，对电动节流阀14的阀芯开口K电动进行相应的调整，其中转动角θ由微角度检测装置7检测出，记左侧液压油缸1的活塞杆伸出长度为L左，右侧液压油缸2的活塞杆伸出长度为L右。
进一步地，提升平板闸门3的控制过程具体如下：
当绝对值θ＜▽θ，-▽L≤L左-L右≤▽L时，K电动保持不变；
当绝对值θ＜▽θ，L左-L右≥▽L时，K电动减小；
当绝对值θ＜▽θ，L左-L右≤-▽L时，K电动增大；
当绝对值θ≥▽θ，-▽L≤L左-L右≤▽L时，维持上次K电动的调整值；
当绝对值θ≥▽θ，L左-L右≥▽L时，K电动减小；
当绝对值θ≥▽θ，L左-L右≤-▽L时，K电动增大。
进一步地，下落平板闸门3的控制过程具体如下：
当绝对值θ＜▽θ，-▽L≤L左-L右≤▽L时，K电动保持不变；
当绝对值θ＜▽θ，L左-L右≥▽L时，K电动增大；
当绝对值θ＜▽θ，L左-L右≤-▽L时，K电动减小；
当绝对值θ≥▽θ，-▽L≤L左-L右≤▽L时，维持上次K电动的调整值；
当绝对值θ≥▽θ，L左-L右≥▽L时，K电动增大；
当绝对值θ≥▽θ，L左-L右≤-▽L时，K电动减小。
下面举例说明本专利双液压缸驱动垂直启闭平板闸门的启闭设备的控制方法，以提升平板闸门的控制过程为例(下落平板闸门的控制过程与其类似)，提升平板闸门过程中，左侧液压油缸1和右侧液压油缸2行程大小和平板闸门3的姿态变化情况如下：
如图4所示，初始状态，左侧液压油缸1和右侧液压油缸2行程完全相同。当右侧液压油缸2动作较快，L左大于L右时，左侧液压油缸1和右侧液压油缸2及平板闸门3的状态如图5所示。
根据本发明的控制方法：当L左-L右大于▽L时，电动节流阀14阀芯开口减小，右侧液压油缸2收缩速度变慢。一段时间后，左侧液压油缸1和右侧液压油缸2及平板闸门3的状态如图6所示。可以看出：左侧液压油缸1和右侧液压油缸2行程值大小相近，但平板闸门3已整体向左平移(偏移0.8302mm)。
此时，L左-L右小于▽L，若θ≥▽θ，电动节流阀14开口将维持上次K电动的调整值(即电动节流阀14阀芯开口减小)，一段时间后，平板闸门3偏转状态将类似图7所示，当L左-L右≤-▽L时，电动节流阀14开口变大，右侧液压油缸2收缩速度变快，一段时间后，左侧液压油缸1和右侧液压油缸2行程大小和平板闸门3的姿态类似于图8所示，左右油缸行程将相近，但工作门将向右平移调整，该过程将纠正上一个控制流程下平板闸门3向左平移过大的位置，调整至向左偏移仅为0.5762mm，偏移量明显减小，使油缸的偏转角度θ变小，使平板闸门3尽量回中，避免与门槽4发生干涉。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种双液压缸驱动垂直启闭平板闸门的启闭设备，包括左侧液压油缸(1)和右侧液压油缸(2)，所述左侧液压油缸(1)底部的活塞杆与平板闸门(3)顶部左侧铰接，所述右侧液压油缸(2)底部的活塞杆与平板闸门(3)顶部右侧铰接，所述左侧液压油缸(1)顶部和右侧液压油缸(2)顶部均与相应的油缸支座(5)铰接连接，其特征在于：所述左侧液压油缸(1)的液压油路(8)上设有手动节流阀(13)，所述右侧液压油缸(2)的液压油路上(8)设有电动节流阀(14)，液压油路(8)端部均与液压油泵(9)连接。
2.根据权利要求1所述的双液压缸驱动垂直启闭平板闸门的启闭设备，其特征在于：所述平板闸门(3)设于门槽(4)内，所述左侧液压油缸(1)顶部和右侧液压油缸(2)顶部均通过铰链轴(6)与相应的油缸支座(5)铰接连接。
3.根据权利要求2所述的双液压缸驱动垂直启闭平板闸门的启闭设备，其特征在于：所述铰链轴(6)与微角度检测装置(7)输入端连接。
4.根据权利要求3所述的双液压缸驱动垂直启闭平板闸门的启闭设备，其特征在于：所述微角度检测装置(7)包括与铰链轴(6)连接的蜗轮(7.1)，所述蜗轮(7.1)与蜗杆(7.2)输入端配合，所述蜗杆(7.2)输出端与角度传感器(7.3)输入端连接。
5.根据权利要求3所述的双液压缸驱动垂直启闭平板闸门的启闭设备，其特征在于：所述左侧液压油缸(1)上设有左侧开度仪(11)，用于检测左侧液压油缸(1)的活塞杆伸出长度，所述右侧液压油缸(2)上设有右侧开度仪(12)，用于检测右侧液压油缸(2)的活塞杆伸出长度。
6.根据权利要求5所述的双液压缸驱动垂直启闭平板闸门的启闭设备，其特征在于：所述微角度检测装置(7)输出端、左侧开度仪(11)输出端和右侧开度仪(12)输出端均与控制器(10)输出端连接，所述控制器(10)输出端与电动节流阀(14)输入端连接。
7.一种权利要求1至6任一项所述双液压缸驱动垂直启闭平板闸门的启闭设备的控制方法，其特征在于：它包括提升平板闸门的控制过程和下落平板闸门的控制过程，将左侧液压油缸(1)顶部铰接处的转动角θ引入到上述两个控制过程，当转动角θ大小超过设定值后，对电动节流阀(14)的阀芯开口K电动进行相应的调整，其中转动角θ由微角度检测装置(7)检测出，记左侧液压油缸(1)的活塞杆伸出长度为L左，右侧液压油缸(2)的活塞杆伸出长度为L右。
8.根据权利要求7所述双液压缸驱动垂直启闭平板闸门的启闭设备的控制方法，其特征在于：提升平板闸门3的控制过程具体如下：
当绝对值θ＜▽θ，-▽L≤L左-L右≤▽L时，K电动保持不变；
当绝对值θ＜▽θ，L左-L右≥▽L时，K电动减小；
当绝对值θ＜▽θ，L左-L右≤-▽L时，K电动增大；
当绝对值θ≥▽θ，-▽L≤L左-L右≤▽L时，维持上次K电动的调整值；
当绝对值θ≥▽θ，L左-L右≥▽L时，K电动减小；
当绝对值θ≥▽θ，L左-L右≤-▽L时，K电动增大。
9.根据权利要求7所述双液压缸驱动垂直启闭平板闸门的启闭设备的控制方法，其特征在于：下落平板闸门3的控制过程具体如下：
当绝对值θ＜▽θ，-▽L≤L左-L右≤▽L时，K电动保持不变；
当绝对值θ＜▽θ，L左-L右≥▽L时，K电动增大；
当绝对值θ＜▽θ，L左-L右≤-▽L时，K电动减小；
当绝对值θ≥▽θ，-▽L≤L左-L右≤▽L时，维持上次K电动的调整值；
当绝对值θ≥▽θ，L左-L右≥▽L时，K电动增大；
当绝对值θ≥▽θ，L左-L右≤-▽L时，K电动减小。
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