CN219690448U - 鼓绳式快速闸门防下滑和自动缓冲装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种鼓绳式快速闸门防下滑和自动缓冲装置，包括电机、减速机和卷筒，电机连接减速机，减速机连接卷筒，电机的电机轴上设有盘式电磁制动器，盘式电磁制动器与电机轴连接形成制动装置，齿轮轴上还连接有编码器和角位移可调电位器，角位移可调电位器通过编码器与外部控制器的输入端连接，用于采集电机旋转圈数，盘式电磁制动器与外部控制器的输出端连接。本实用新型通过增设角位移可调电位器及编码器，监测闸门的所处位置，并将相关信号传输至外部传感器，控制电磁制动器工作，实现静载荷下的电机轴制动锁止和动载荷下的电机轴缓冲制动，有效解决快速闸门下滑和紧急落门钢丝绳缠绕故障，保证设备安全运行。

Description

鼓绳式快速闸门防下滑和自动缓冲装置

技术领域

本实用新型属于水利工程技术领域，具体涉及鼓绳式快速闸门防下滑和自动缓冲装置。

背景技术

鼓绳式启闭机控制快速闸门具有启闭行程大、占用启闭行程空间小、造价便宜、安装方面等优点，在水利工程运用中较为广泛。苏州主城区防洪大包围10座骨干枢纽中，3座枢纽运用此种断流方式。在长期的运行管理中逐步发现鼓绳式启闭机控制快速闸门在实际运用中的缺陷。以元河塘枢纽为例，该枢纽主机组内外河侧工作门均采用鼓绳式启闭机作为操作快速闸门的启闭设备，由于元和塘枢纽主机组鼓绳式快速闸门系统是安装在室外，启闭机采用不锈钢罩壳进行防护，但在机组运行期间连续多次出现闸门下滑导致机组保护跳闸停机故障；另外机组紧急停机情况下，抱闸缺少紧急落门缓冲设计，快速闸门紧急落门撞击闸门底坎，同时造成启闭机滚筒钢丝绳方向交叉缠绕等安全事故。为减少主机组鼓绳式快速闸门故障风险，消除设备安全隐患，保证设备安全运行，现亟需提供一种鼓绳式快速闸门防下滑和自动缓冲装置，以彻底解决快速闸门下滑和紧急落门钢丝绳缠绕故障。

发明内容

本实用新型针对背景技术中的不足，提供了一种鼓绳式快速闸门防下滑和自动缓冲装置，以彻底解决快速闸门下滑和紧急落门钢丝绳缠绕故障。

为实现上述目的，本实用新型技术解决方案如下：

鼓绳式快速闸门防下滑和自动缓冲装置，包括电机、减速机和卷筒，电机连接减速机，减速机连接卷筒，其特征在于：所述电机的电机轴上设有盘式电磁制动器，所述盘式电磁制动器与电机轴连接形成制动装置，所述减速机与卷筒之间连接有齿轮轴，所述齿轮轴上还连接有编码器和角位移可调电位器，所述角位移可调电位器通过编码器与外部控制器的输入端连接，用于采集电机旋转圈数，所述盘式电磁制动器与外部控制器的输出端连接，用于实现静载荷下的电机轴制动锁止和动载荷下的电机轴缓冲制动。

优选的，所述盘式电磁制动器包括固定盘、制动片、制动压力盘、制动线圈座，所述固定盘、制动片均与电机的前端盖连接，所述制动片位于固定盘与制动压力盘之间，所述制动线圈座安装于电机轴上，制动线圈座内设有制动线圈，所述制动线圈座与制动压力盘之间连接有制动弹簧，且两者之间留有工作间隙。

优选的，所述制动片上连接有轴套，所述轴套套设于电机轴上并与电机的前端盖连接，电机轴与轴套转动连接。

相对于现有技术，本实用新型有益效果如下：本实用新型通过增设角位移可调电位器及编码器，监测闸门的所处位置，并将相关信号传输至外部传感器，控制电磁制动器工作，实现静载荷下的电机轴制动锁止和动载荷下的电机轴缓冲制动，有效解决快速闸门下滑和紧急落门钢丝绳缠绕故障，减少鼓绳式快速闸门故障风险，消除设备安全隐患，保证设备安全运行。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型图1A处放大结构示意图；

图3为本实用新型电路原理图；

图中：1、电机，101、电机轴，102、前端盖，2、减速机，3、抱闸机构，4、传动轴，5、齿轮轴，6、卷筒，7、编码器，8、角位移可调电位器，9、固定盘，10、制动片，11、制动压力盘，12、制动线圈座，13、制动线圈，14、制动弹簧，15、轴套，16、联轴器，17、齿轮传动机构。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中部”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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实用新型中的具体含义。

如图1所示，鼓绳式快速闸门防下滑和自动缓冲装置，包括电机1、减速机2和卷筒6，电机的电机轴101通过联轴器16连接有传动轴5，传动轴连接启闭机抱闸机构3和减速机2，减速机连接有齿轮轴5，齿轮轴与卷筒之间设有齿轮传动机构17，实现减速机与卷筒之间的传动，电机的电机轴上设有盘式电磁制动器，盘式电磁制动器与电机轴连接形成制动装置，齿轮轴上还连接有编码器7和角位移可调电位器8，角位移可调电位器通过编码器与外部控制器的输入端连接，用于采集电机旋转圈数，盘式电磁制动器与外部控制器的输出端连接，用于实现静载荷下的电机轴制动锁止和动载荷下的电机轴缓冲制动。本实用新型利用盘式电磁制动器与电机轴联动，并与启闭机原有的电磁液压抱闸形成双保险，电磁液压抱闸主要承担闸门动载荷减速制动，盘式电磁制动器主要防止闸门静止状态下滑时担负静载荷的制动锁止和快速落门时动载荷下的缓冲制动。电磁液压抱闸为现有技术，可与市面采购获得，其结构如图3所示，包括杠杆、衔铁、闸瓦、闸轮、线圈等，在此不再赘述。结合图2所示，盘式电磁制动器包括固定盘9、制动片10、制动压力盘11、制动线圈座12，固定盘、制动片均与电机的前端盖102连接，制动片位于固定盘与制动压力盘之间，制动片上连接有轴套15，轴套套设于电机轴上并与电机的前端盖连接，电机轴与轴套转动连接，制动线圈座安装于电机轴上，制动线圈座内设有制动线圈13，制动线圈座与制动压力盘之间连接有制动弹簧14，且两者之间留有工作间隙，制动线圈正常工作时，吸附制动压力盘，克服制动弹簧的弹力，使制动压力盘与制动片分离，保持一定的工作间隙，当制动线圈电压降低时，对制动压力盘的吸附力逐步减小，在制动弹簧的作用下，制动压力盘缓慢向制动片运动，两者逐步压紧，降低电机轴的旋转速度，闸门缓慢下降，当闸门完全关闭后，制动线圈失电。

本实施例中，启闭机电机型号为YZ160L-6，功率为11kW，选用的盘式电磁制动器功率130W，制动力矩200N·m，配套整流器选用AC380/DC170V，角位移可调电位器选用BOURNS3590S-2-201，可调电阻范围0∽200Ω。

如图3所示，电气控制部分主要是由远程和现地两种状态，远程自动控制回路中PLC程序中接入智能监测自动投切控制回路，从PLC远程控制系统接收启闭指令；同时角位移电位器与鼓绳式开度仪进行联接，将快速闸门开度与角位移可变电阻进行匹配，调整闸门开度至2.5m∽0m时，电磁制动器直流电源通过可变电阻输出直流电压在DC170V~DC90V的线性平滑转换，即根据安培力公式F=BIL，由于B和L不变，只有I变小，F才变小，I=U/R1，R1线圈电阻不变，只有U减小，I减小，R2为角位移可变电阻，在直流回路中串入电阻R2，可实现分压，U减小，实现F吸力变小。即电磁制动器电磁线圈在线性转换电压的控制下快速闸门在落门过程中缓慢制动，当闸门开度为零时，电磁制动器断电锁止。现地控制自动/现地转换开关进行切换，现地回路增加手动紧急落门按钮，将抱闸和电磁制动器直流屏供电电源接入紧急落门回路中，可实现现地控制柜手动松抱闸和电磁制动器落门自动缓冲功能同时作用，确保快速闸门落门平稳，无撞击底坎冲击。

如图3所示，远程控制闸门上升或下落时，智能在线监测装置监测到市电带电，通过市电控制回路2投入电源控制电磁制动器，控制回路2系统有闸门上升、下落（a回路）和紧急时闸门下落（b回路）两条回路。a回路（闸门上升、下落）新增时间继电器，在电磁制动器通电1S后，启闭机电机和电磁液压抱闸供电，即电磁线圈通电吸合，制动盘和电磁衔铁制动板产生松闸效果，电机和抱闸主回路延时1S后控制启闭机电磁液压抱闸松开，闸门可正常上升、下降；当闸门至全开位、全关位时，电磁液压抱闸抱紧后，制动了闸门的动载荷，主回路在延时1S后电磁制动器失电，由制动器压缩弹簧，保持制动器预装成状态，将制动盘和电磁衔铁制动板产生静态摩擦阻力，平衡闸门下落静载荷，实现闸门防下滑装置功能，同时与电磁液压抱闸形式双保险制动作用。b回路（紧急时闸门下落）新增时间继电器和角位移电位器，远程/现地控制紧急闸门落门时，电磁制动器提前1S得电松开，闸门下落时电磁液压抱闸松闸，闸门在自重作用下快速落门，角位移电位器接入开度仪后，随着闸门开度变小，电磁制动器电压由DC170V沿着线性向DC90V变化，在此落门过程中，电磁制动器缓慢压紧制动盘，快速门缓慢落至全关位。

本实用新型工作原理如下：

如图1至图3所示，闸门开启时，电机1正转，电磁制动器的制动线圈13同步得电吸附制动压力盘11，克服制动弹簧14的弹力，制动压力盘11与制动片10分离，卷筒6正转缠绕钢丝绳带动闸门上升，角位移可调电位器8通过编码器7采集电机1旋转圈数，判读闸门的开启高度，将数据传输至外部控制器，闸门全开时，制动线圈延时失电，制动器压力盘11压紧制动片10，防止闸门下滑；关闭闸门时，电机1反转，电磁制动器的制动线圈13同步得电，制动压力盘11与制动片10分离，卷筒6反转放卷钢丝绳使得闸门下降，结合角位移可调电位器8、编码器7采集的数据，闸门下降到到开度为1米时，角位移可调电位器8线性降低制动器线圈13电压，制动压力盘11与制动片10缓慢压紧，闸门缓慢下降，闸门全关时，制动器线圈13失电。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点,对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

Claims (3)

1.鼓绳式快速闸门防下滑和自动缓冲装置，包括电机、减速机和卷筒，电机连接减速机，减速机连接卷筒，其特征在于：所述电机的电机轴上设有盘式电磁制动器，所述盘式电磁制动器与电机轴连接形成制动装置，所述减速机与卷筒之间连接有齿轮轴，所述齿轮轴上还连接有编码器和角位移可调电位器，所述角位移可调电位器通过编码器与外部控制器的输入端连接，用于采集电机旋转圈数，所述盘式电磁制动器与外部控制器的输出端连接，用于实现静载荷下的电机轴制动锁止和动载荷下的电机轴缓冲制动。

2.如权利要求1所述的鼓绳式快速闸门防下滑和自动缓冲装置，其特征在于：所述盘式电磁制动器包括固定盘、制动片、制动压力盘、制动线圈座，所述固定盘、制动片均与电机的前端盖连接，所述制动片位于固定盘与制动压力盘之间，所述制动线圈座安装于电机轴上，制动线圈座内设有制动线圈，所述制动线圈座与制动压力盘之间连接有制动弹簧，且两者之间留有工作间隙。

3.如权利要求2所述的鼓绳式快速闸门防下滑和自动缓冲装置，其特征在于：所述制动片上连接有轴套，所述轴套套设于电机轴上并与电机的前端盖连接，电机轴与轴套转动连接。