一、启闭机的类型
螺杆式启闭机:结构相对简单,通过螺纹杆直接或间接与闸门门叶相连,螺杆的上下移动带动闸门开启或关闭。这种启闭机坚固耐用、造价低廉,适用于小型平面闸门和弧形闸门,一般启闭力在 200kN 以下。不过,随着技术发展,500kN、750kN 大容量的螺杆启闭机也已投入生产,用于潜水孔平面闸门和弧形闸门的操作。其可进一步细分为手电两用螺杆式启闭机、手推式螺杆式启闭机、侧摇式启闭机、手动螺杆启闭机等多种类型,以满足不同操作需求。
卷扬式启闭机:以钢索或钢索滑轮组作为吊具连接闸门,借助齿轮传动系统,使卷扬筒缠绕或释放钢索,从而实现闸门的升降。该类型构造简单、易于制造,维护检修也较为方便,广泛应用于各种类型闸门的启闭作业。卷扬式启闭机又分为单吊点和双吊点两种。双吊点卷扬式启闭机通过连接轴将两个单吊点启闭机连接,实现同步运行,可根据实际情况做成一边驱动或两边驱动。通常一扇闸门配备一台启闭设备,安装在高出闸门槽顶部的闸墩上。
液压启闭机:机体结构紧凑,占地面积小,传动平稳且控制方便,制造精度高。它依靠液压系统和液压缸,利用活塞的轴向往复运动带动闸门做直线运动,实现孔口的开启与关闭。按活塞杆受力状况,可分为单向作用液压启闭机与双向作用液压启闭机。若闸门能依靠自重下降关闭,可选用单向作用液压启闭机;若需在门体上部施加压力才能关闭,则应选用双向液压启闭机。双向液压启闭机各部件受力状况和液压操作系统较为复杂,但布置紧凑,能省去闸门下降所需的加重块,多用于潜孔高压闸门的操作。
移动式启闭机:类型丰富多样,按吊具移动方向,可分为单向移动启闭机和双向移动启闭机;按移动架状况,可分为台车移动式启闭机与门形移动式启闭机(即门式启闭机、门式起重机)。单向移动式启闭机的主提升机构直接固定在台车或门形构架的上平面;双向移动式启闭机的主提升机构设置在台车或门形构架上平面的小车上,小车行走方向与台车或门形构架的移动方向垂直。台车式移动启闭机一般在闸门门槽顶部平面或以上的混凝土排架上行走,门式移动启闭机仅在闸门门槽顶部平面行走。
二、工作原理
不同类型的启闭机工作原理各有特点,但核心都是将动力转化为驱动闸门运动的作用力。
螺杆式启闭机:螺杆支承在承重螺母内,螺母与传动机构(如伞齿轮传动或蜗轮传动)固定在支承架上。电机运转带动传动机构,使螺母转动,进而驱动螺杆上下移动,实现闸门的升降。
卷扬式启闭机:电动机作为动力源,通过联轴器、传动轴将动力传递给减速器,经减速器降速后带动开式齿轮,驱动卷筒转动。卷筒的正反转实现钢索的收放,从而带动与之相连的闸门上升或下降。在一些大型卷扬式启闭机中,还配备有交油制动器,用于控制卷筒的制动,确保闸门运行安全。
液压启闭机:液压泵将液压油从油箱吸入,经过加压后通过管路输送到液压缸。在液压缸内,液压油推动活塞运动,活塞通过活塞杆与闸门连接,从而带动闸门直线运动。液压系统中的各种控制阀,如溢流阀、节流阀等,用于调节液压油的压力、流量和流向,实现对闸门启闭速度和位置的精确控制。
移动式启闭机:以台车式移动启闭机为例,其行走机构由电动机、减速器、车轮等组成。电动机驱动减速器,使车轮转动,从而实现台车在轨道上的移动。主提升机构的工作原理与卷扬式启闭机类似,通过卷筒收放钢索来提升或下降闸门。门形移动式启闭机的工作原理与之相似,只是其门形构架的结构和运行方式有所不同。
三、应用场景
水利水电工程:在水库、水电站、大坝等水利水电设施中,启闭机用于控制各类闸门,如进水口闸门、泄洪闸门、尾水闸门等。通过精确控制闸门的开启和关闭,调节水库水位、控制下泄流量,保障水利水电工程的安全稳定运行,同时实现发电、灌溉、防洪等多种功能。例如,在洪水来临时,及时开启泄洪闸门,将洪水安全下泄,避免水库水位过高引发安全事故;在枯水期,通过调节进水口闸门,确保水电站有足够的水量发电。
城市给排水工程:在城市供水系统中,启闭机用于控制取水口闸门、输水管道上的阀门等,保障城市供水的正常运行。在污水处理厂,启闭机可用于控制格栅机、沉淀池排泥阀等设备,确保污水处理过程的顺利进行。例如,通过控制取水口闸门的开启度,调节取水量,满足城市居民和工业用水需求;在污水处理厂,利用启闭机定期开启排泥阀,将沉淀在池底的污泥排出,保证污水处理效果。
河道治理工程:在河道整治、防洪堤建设等工程中,启闭机可用于控制节制闸、分水闸等闸门。通过合理调节闸门开度,实现河道水位的控制、水流的分配和防洪排涝等功能。例如,在干旱季节,关闭节制闸,抬高河道水位,为沿岸农田灌溉提供水源;在汛期,及时开启闸门,将洪水迅速排泄到下游,减轻洪水对河道两岸的压力。
四、维护要点
日常检查:定期检查启闭机的外观,查看是否有零部件损坏、变形、腐蚀等情况;检查连接螺栓是否松动,钢丝绳是否有断丝、磨损,液压系统是否有泄漏等。同时,检查各润滑点的润滑情况,确保设备运转顺畅。
润滑保养:按照设备使用说明书的要求,定期对各传动部件进行润滑。对于螺杆式启闭机,要定期清除螺杆上的油垢,涂抹新的润滑油,防止螺杆锈蚀;对于卷扬式启闭机,要对卷筒、滑轮、轴承等部位进行润滑;液压启闭机则要定期检查液压油的油质和油量,及时更换变质的液压油。
电气系统维护:对于电动启闭机,要定期检查电气系统的接线是否牢固,接触器、继电器等电气元件是否工作正常,电机是否有异常发热、噪声等现象。同时,要检查控制系统的功能是否正常,如上下限位开关、过载保护装置等是否灵敏可靠。
故障维修:当启闭机出现故障时,要及时停机进行维修。维修人员应具备专业知识和技能,能够准确判断故障原因,并采取相应的维修措施。在维修过程中,要严格遵守安全操作规程,确保维修人员的人身安全。对于一些重大故障,如液压系统故障、传动机构损坏等,应联系专业厂家进行维修。