CN203668892U - 一种超大型水工钢闸门液压控制钢绞线启闭装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种超大型水工钢闸门液压控制钢绞线启闭装置，包括导流底孔封堵的闸门和闸门吊耳，所述闸门处安装钢格架，所述钢格架顶部安装有垫梁，所述垫梁上方放置启闭机，闸门吊耳通过销轴与启闭机连接，所述启闭机由多个启闭单元构成。与现有装置相比较，本实用新型采用标准的钢格构式体系，采用模块化结构，启闭容量大，设备布置灵活方便，可重复利用在不同启闭荷载的闸门启闭施工中，体积小、重量轻，安拆方便，整套系统为一柔性支撑与承载系统，抗振性能好，能够吸收闸门在复杂水力学和流激振动下产生的不良振动，避免自振带来的危害，可实现多吊点位置同步、载荷均衡的启闭施工。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种水利水电工程超大型钢闸门启闭，尤其涉及一种超大型水工钢闸门液压控制钢绞线启闭装置。
背景技术
向家坝水电站下闸蓄水是工程从建设到运行的关键转换控制节点，导流底孔封堵闸门的下闸是关键控制工序，其成败直接决定了水电站能否如期蓄水发电。如果下闸闭门失败，不仅无法按时蓄水发电，还可能导致坝体受损或发生重大事故。导流底孔封堵闸门施工，传统方式多为卷扬式启闭机。利用混凝土排架作为支撑结构与平台，上面布置卷扬式启闭机，采用钢丝绳进行钢闸门的启闭。该施工工艺存在如下缺点：1）混凝土排架为固定措施，不可回收利用，经济性能不好；2）超大型水工钢闸门超过900t，启闭容量超过900t的卷扬式启闭机国内外尚无应用先例；3）大吨位卷扬机体积、重量巨大，安拆成本高，施工工期长。且多为专用的非标产品，回收后难以重复利用；4）多个吊点（多个滑轮组）之间的同步一般采用机械方式，依靠卷筒、传动机构等部件的制造精度来保证同步精度，多吊点之间的同步性能较差；5）低速性能不好，在缓慢下闸的施工中，如果采用点动操作方式，容易导致冲击或电气故障；6）设备配置不灵活，启闭荷载固定，不能灵活增减设备配置。
实用新型内容
本实用新型的目的就在于提供一种解决上述问题，具有配置与布置灵活、安装简便快捷，施工工期短、造价低、效率高等特点的超大型水工钢闸门液压控制钢绞线启闭装置。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种超大型水工钢闸门液压控制钢绞线启闭装置，包括导流底孔封堵的闸门和闸门吊耳，所述闸门处安装钢格架，所述钢格架顶部安装有垫梁，所述垫梁上方放置启闭机，闸门吊耳通过销轴与启闭机连接，所述启闭机由多个启闭单元构成；
作为优选，所述启闭单元为液压控制钢绞线提升装置，所述液压控制钢绞线提升装置为穿芯式结构，其中间设有与销轴连接的钢绞线，所述液压控制钢绞线提升装置包括底座、顶盖和位于底座与顶盖之间的缸筒，所述底座、缸筒和顶盖之间相互固定连接，所述缸筒内设有活塞，所述活塞上装有上锚具，底座上装有下锚具，所述钢绞线贯穿上锚具、活塞和下锚具；
作为优选，所述上锚具与下锚具内设有脱锚机构，所述脱锚机构包括壳体、油缸、锚夹片、顶管和压紧弹簧，所述压紧弹簧、锚夹片、顶管从上而下依次套装于钢绞线上，所述油缸、锚夹片、顶管和压紧弹簧并通过壳体夹紧；
作为优选，所述锚夹片为锥形，且锥度为7°40′～8°，长度为60～80mm。
作为优选，所述锚夹片为锥形，且锥度为7°40′，长度为70mm；
作为优选，所述油缸通过油路与锚夹片、顶管和压紧弹簧组成的腔室连通。
作为优选，所述钢格架为标准门型的塔架；
作为优选，所述闸门重量大于900t。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
1）标准门型塔架，替代了混凝土排架与平台，采用标准的钢格构式体系，可以重复使用，安拆方便，经济效益好；
2）一台启闭机由多个启闭单元（液压控制钢绞线提升装置）构成，采用模块化结构，启闭容量及设备的配置灵活，布置灵活方便，可根据启闭载荷选配标准的穿心式提升油缸，可重复利用在不同启闭荷载的闸门启闭施工中；
3）启闭力大、体积小、重量轻，安拆方便；
4）整套系统为一柔性支撑与承载系统，抗振性能好，能够吸收闸门在复杂水力学和流激振动下产生的不良振动，避免自振带来的危害；
5）液压控制钢绞线提升装置采用电液比例调节方式，可实现多吊点位置同步、载荷均衡的下放施工，避免不同步带来的门体门槽及水封的损坏。
附图说明
图1为本实用新型整体结构示意图；
图2为本实用新型液压控制钢绞线提升装置结构示意图；
图3为本实用新型液压控制钢绞线提升装置的锚具的结构示意图。
图中：1.启闭机；2.垫梁；3.闸门吊耳；4.闸门；5.钢格架；6.顶盖；7.缸筒；8.底座；9.钢绞线；10.上锚具；11.活塞；12.下锚具；13.壳体；14.油缸；15.压紧弹簧；16.锚夹片；17.顶管。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。
实施例1：参见图1，一种超大型水工钢闸门液压控制钢绞线启闭装置，包括导流底孔封堵的闸门4和闸门吊耳3，在每个底孔闸门4处安装钢格架5，所述钢格架5为标准门型的塔架，在钢格架5顶部安装垫梁2，在垫梁2上方放置启闭机1，闸门吊耳3通过销轴与液压控制钢绞线提升装置连接；利用液压控制钢绞线提升装置实现闸门4的启闭，所述启闭机1由多个启闭单元构成。
闸门4开启：液压控制钢绞线提升装置提升钢绞线9，通过闸门吊耳3将闸门4向上提升，实现闸门4的开启。
闸门4关闭：液压控制钢绞线提升装置下放钢绞线9，通过闸门吊耳3将闸门4向下放置，实现闸门4的关闭。
所述启闭单元为液压控制钢绞线提升装置，所述液压控制钢绞线提升装置为穿芯式结构，其中间设有与销轴连接的钢绞线9，所述液压控制钢绞线提升装置包括底座8、顶盖6和位于底座8与顶盖6之间的缸筒7，所述底座8、缸筒7和顶盖6之间相互固定连接，所述缸筒7内设有活塞11，所述活塞11上装有上锚具10，底座8上装有下锚具12，所述钢绞线9贯穿上锚具10、活塞11和下锚具12，所述上锚具10与下锚具12内设有脱锚机构，所述脱锚机构包括壳体13、油缸14、锚夹片16、顶管17和压紧弹簧15，所述压紧弹簧15、锚夹片16、顶管17从上而下依次套装于钢绞线9上，所述锚夹片16为上粗下细的锥形，其上端与压紧弹簧15连接，下端与顶管17卡接，所述油缸14、锚夹片16、顶管17和压紧弹簧15并通过壳体13夹紧，所述油缸14通过油路与锚夹片16、顶管17和压紧弹簧15组成的腔室连通，所述锚夹片16为锥形，且锥度为7°40′～8°，长度为60～80mm，作为优选，所述锚夹片16为锥形，且锥度为7°40′，长度为70mm。
当上锚具10夹紧钢绞线9，下锚具12松开，油口进油则活塞11通过上锚具10带动重物上升至主行程结束。然后，将下锚具12夹紧钢绞线9，油口进油，缩缸松上锚具10，完成空载缩缸，直至主行程结束，便完成一个行程的重物提升。如此循环，便可将重物提升至预定高度。上下锚具12的松紧也由各自的油缸14控制。如果提升油缸14与上述循环过程相反工作，也可实现重物的下降。
在上下锚具12中，采用了封闭式主动油缸14加载技术。利用锚具夹紧油缸14、顶管17和压紧弹簧15组成一种新型的脱锚机构，在脱锚与紧锚时通过辅助外力施加影响，使得脱锚和紧锚的效果更好，适应动水下门时的振动与冲击。我们对不同长度、不同角度的锚夹片16的脱锚效果做了比对分析，以脱锚失效率为评判锚夹片16优良的标准，其中脱锚失效率最低的最优。（每种锚夹片16做1000次脱锚试验。）
经过多次对比试验之后，我们发现在角度为7°40′的时脱锚失效率最低，此时对钢绞线9表面损伤也最小。长度为70mm时，夹持力更大，也更加可靠。因此我们选择该参数作为设计的依据。
并且，为了验证在动水下闸中液压控制钢绞线提升装置的可靠性，进行了模拟振动加载试验。
调节钢绞线9的长度，以及主动加载油缸14的振动频率和振动幅度，检测液压控制钢绞线提升装置的夹紧性能。根据大量的试验数据得知，影响锚夹具夹紧性能的主要因素是：钢绞线9的有效长度。在封堵闸门4下放的实际过程中，闸门4的振幅和振动频率不大，钢绞线9的初始长度也远大于试验值，因此不会影响锚夹具的夹紧性能。
本实用新型给出的超大型水工钢闸门4钢绞线液压提升启闭施工方法，已经在水电站的导流底孔封堵门闸门4施工中成功试运行。在导流底孔封堵门闸门4启闭时，每个闸门4采用6台560吨液压控制钢绞线提升装置，共计30台液压控制钢绞线提升装置，顺利完成了5个封堵闸门4的同步启闭施工。施工过程中，整个启闭机1系统表现出很好的抗振性能，5个封堵闸门4在下放过程中同步、平稳，完全满足了施工要求，并获得了很好的经济效益。
以上对本实用新型所提供的一种超大型水工钢闸门液压控制钢绞线启闭装置进行了详尽介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，对本实用新型的变更和改进将是可能的，而不会超出附加权利要求所规定的构思和范围，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (8)
1.一种超大型水工钢闸门液压控制钢绞线启闭装置，包括导流底孔封堵的闸门和闸门吊耳，其特征在于：所述闸门处安装钢格架，所述钢格架顶部安装有垫梁，所述垫梁上方放置启闭机，闸门吊耳通过销轴与启闭机连接，所述启闭机由多个启闭单元构成。
2.根据权利要求1所述的一种超大型水工钢闸门液压控制钢绞线启闭装置，其特征在于：所述启闭单元为液压控制钢绞线提升装置，所述液压控制钢绞线提升装置为穿芯式结构，其中间设有与销轴连接的钢绞线，所述液压控制钢绞线提升装置包括底座、顶盖和位于底座与顶盖之间的缸筒，所述底座、缸筒和顶盖之间相互固定连接，所述缸筒内设有活塞，所述活塞上装有上锚具，底座上装有下锚具，所述钢绞线贯穿上锚具、活塞和下锚具。
3.根据权利要求2所述的一种超大型水工钢闸门液压控制钢绞线启闭装置，其特征在于：所述上锚具与下锚具内设有脱锚机构，所述脱锚机构包括壳体、油缸、锚夹片、顶管和压紧弹簧，所述压紧弹簧、锚夹片、顶管从上而下依次套装于钢绞线上，所述油缸、锚夹片、顶管和压紧弹簧并通过壳体夹紧。
4.根据权利要求3所述的一种超大型水工钢闸门液压控制钢绞线启闭装置，其特征在于：所述锚夹片为锥形，且锥度为7°40′～8°，长度为60～80mm。
5.根据权利要求4所述的一种超大型水工钢闸门液压控制钢绞线启闭装置，其特征在于：所述锚夹片为锥形，且锥度为7°40′，长度为70mm。
6.根据权利要求3所述的一种超大型水工钢闸门液压控制钢绞线启闭装置，其特征在于：所述油缸通过油路与锚夹片、顶管和压紧弹簧组成的腔室连通。
7.根据权利要求1所述的一种超大型水工钢闸门液压控制钢绞线启闭装置，其特征在于：所述钢格架为标准门型的塔架。
8.根据权利要求1所述的一种超大型水工钢闸门液压控制钢绞线启闭装置，其特征在于：所述闸门重量大于900t。
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