周軍

(浙江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院,浙江杭州 310002)

船閘液壓?jiǎn)㈤]機(jī)液控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析

周軍

(浙江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院,浙江杭州 310002)

船閘啟閉機(jī)是船閘開啟和關(guān)閉的重要關(guān)鍵設(shè)備,有效保障水道運(yùn)輸?shù)臅惩?。本文結(jié)合工程實(shí)例,對(duì)船閘啟閉機(jī)的工藝要求進(jìn)行分析,對(duì)啟閉機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行研究和探討。

船閘 啟閉機(jī) 液壓控制系統(tǒng)

1 引言

目前,船閘在水運(yùn)交通中仍占有重要地位,是水道中極其重要的交通樞紐。船閘交通樞紐中,船閘的啟閉機(jī)系統(tǒng)是確保船閘安全順暢的前提條件,所以對(duì)船閘啟閉機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行研究具有重要意義,本文對(duì)有關(guān)船閘啟閉機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析和探討,不足之處,敬請(qǐng)指正[1]。

2 船閘液壓?jiǎn)㈤]機(jī)的優(yōu)點(diǎn)和工藝要求

2.1 船閘液壓?jiǎn)㈤]機(jī)的優(yōu)點(diǎn)

船閘液壓?jiǎn)㈤]機(jī)的作用是用來開啟和關(guān)閉閘門,相關(guān)的機(jī)械設(shè)備稱之為船閘啟閉機(jī)械,其荷載變化范圍比較大,啟閉速度很慢,但是可靠性要求比較高。近些年來,對(duì)于液壓系統(tǒng)的研究促進(jìn)了啟閉機(jī)的發(fā)展,液壓可以起到緩沖和減震的作用,在一定程度上實(shí)現(xiàn)了無級(jí)變速,而且操作起來難度較低,實(shí)現(xiàn)了機(jī)械自動(dòng)化[2]。最重要的是啟閉機(jī)液壓系統(tǒng)容易實(shí)現(xiàn)元件的過載保護(hù),液壓元件易于實(shí)現(xiàn)系列化、通用化,所以其元件的設(shè)計(jì)、制造和推廣也比較容易。

2.2 船閘液壓?jiǎn)㈤]機(jī)的操作要求

船閘液壓?jiǎn)㈤]機(jī)的操作流程如圖1所示:船只進(jìn)入閘室向下游行進(jìn)時(shí),首先關(guān)閉上游閘門,提下游閥門對(duì)閘室進(jìn)行泄水平壓后,開下游閘門,落下游閥門;船只進(jìn)入閘室向下游行進(jìn)時(shí),關(guān)下游閘門,提上游閥門對(duì)閘室進(jìn)行充水平壓后,打開上游閘門。一般而言,全閘有四個(gè)機(jī)房,上下閘首的左右岸各設(shè)一個(gè)機(jī)房[3]。每個(gè)機(jī)房配備一套液壓控制系統(tǒng)。這一套液壓控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)五種工況,包括提閥門、自落閥門、強(qiáng)落閥門、開閘門以及關(guān)閘門。閘門的運(yùn)行條件是靜水啟閉,閥門要求能動(dòng)水啟閉,并需設(shè)置局部開啟的要求。在船閘啟閉時(shí)要求液壓缸運(yùn)行穩(wěn)定可靠,盡量不要出現(xiàn)爬行和振動(dòng)等不良情況,而且要使閥門穩(wěn)定可靠地停止在任何一個(gè)位置。

3 船閘啟閉機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

啟閉機(jī)液壓系統(tǒng)控制單元由以下幾個(gè)部分組成,包括系統(tǒng)壓力和系統(tǒng)卸荷回路控制、人字門啟閉機(jī)回路控制、充泄水閥門啟閉機(jī)回路控制。液壓系統(tǒng)中需要進(jìn)行壓力傳感器和壓力繼電器的設(shè)置,其作用主要是用于主系統(tǒng)和其他閥門啟閉機(jī)的控制,以及在壓力超載等情況下用來報(bào)警。系統(tǒng)壓力管路和回油管路中,如果油箱中油液過高,或者溫度超過規(guī)定,要有發(fā)出報(bào)警提示的設(shè)計(jì)[4]。

3.2 系統(tǒng)工作原理

圖1 某船閘液壓系統(tǒng)原理圖及閘、閥門運(yùn)行V-T曲線圖

人字門液壓?jiǎn)㈤]機(jī)控制系統(tǒng)在啟閉過程中,采用兩端慢速,中間快速的變速運(yùn)行方式。這種啟閉方式可以讓人字門在啟、閉門瞬間避免出現(xiàn)因閘門運(yùn)行速度快、慣性大而發(fā)生沖擊現(xiàn)象,這種現(xiàn)象對(duì)閘門和液壓?jiǎn)㈤]機(jī)均有損害[5]。

某船閘液壓系統(tǒng)原理圖及閘、閥門V-T運(yùn)行曲線如圖1所示。

該液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需重點(diǎn)注意如下幾點(diǎn):(1)人字門或閥門的同步圖1某船閘液壓系統(tǒng)原理圖及閘、閥門運(yùn)行V-T曲線圖控制由比例泵根據(jù)PLC要求自動(dòng)調(diào)整流量,達(dá)到兩扇門的同步控制。(2)液壓系統(tǒng)壓力保護(hù):當(dāng)SP1發(fā)訊時(shí),表明液壓系統(tǒng)工作壓力過高,應(yīng)有聲光報(bào)警,停泵檢修。當(dāng)SP2發(fā)訊時(shí),表明液壓泵工作異常,應(yīng)有聲光報(bào)警,啟動(dòng)備用泵或停泵檢修。當(dāng)SP3、SP5發(fā)訊時(shí),表明液壓缸有桿腔工作壓力過高,應(yīng)有聲光報(bào)警,停泵檢修。當(dāng)SP4發(fā)訊時(shí),表明液壓缸無桿腔工作壓力過高,應(yīng)有聲光報(bào)警,停泵檢修。(3)油箱部分電氣控制:當(dāng)SP6發(fā)訊時(shí),表明回油濾油器已堵塞,應(yīng)有聲光報(bào)警,提請(qǐng)清洗或更換濾芯。當(dāng)SL1-1發(fā)訊時(shí),表明油箱液位過高,應(yīng)有聲光報(bào)警,停泵檢修。當(dāng)SL1-2發(fā)訊時(shí),表明油箱液位過低,應(yīng)有聲光報(bào)警,停泵檢修。當(dāng)SL2發(fā)訊時(shí),表明油溫過度,應(yīng)有聲光報(bào)警,停泵檢修。(4)二臺(tái)液壓泵電動(dòng)機(jī)組由PLC編程控制自動(dòng)切換輪流工作,互為備用。(5)同一閘首人字門與閥門液壓?jiǎn)㈤]機(jī)互相閉鎖。(6)現(xiàn)地電氣控制柜可以手動(dòng)或集中控制同一閘首人字門和廊道工作門液壓?jiǎn)㈤]機(jī)。

4 結(jié)語

經(jīng)過對(duì)某船閘工程液壓?jiǎn)㈤]機(jī)的測(cè)試和試運(yùn)行,中間快速運(yùn)行的方式可有效提高船閘運(yùn)行效率,兩端慢速啟動(dòng)(關(guān)閉)可有效避免閘門及液壓油缸、液壓系統(tǒng)受到強(qiáng)烈沖擊。綜上所述,該船閘啟閉機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)是科學(xué)合理的,變速慢開啟是一種合理的模式,符合船閘安全高效的運(yùn)行要求。

[1]慎辰.人字門的設(shè)計(jì)優(yōu)化[J].水運(yùn)工程,2009(S1).

[2]潘志明.液壓四連桿船閘啟閉機(jī)的設(shè)計(jì)與研制[J].水運(yùn)工程,2006(03).

[3]趙子云.葛洲壩二號(hào)船閘灌泄水閥門啟閉機(jī)設(shè)計(jì)概述[J].水運(yùn)工程,2011(08).

[4]劉春雷.三峽永久船閘人字門液壓?jiǎn)㈤]機(jī)安裝[J].水電站機(jī)電技術(shù),2003(02).

[5]許建平.船閘閘門、閥門液壓?jiǎn)㈤]機(jī)活塞桿的壓桿穩(wěn)定性計(jì)算[J].水運(yùn)工程,2008(01).