楊世杰

（安徽省水利水電勘測設(shè)計院 安徽 合肥 230088）

門機式液壓抓斗清污機在梅龍三站中的應(yīng)用

楊世杰

（安徽省水利水電勘測設(shè)計院 安徽 合肥 230088）

本文介紹了安徽省江南產(chǎn)業(yè)集中區(qū)梅龍三站所使用的一種門式液壓抓斗清污機，該機同時具備清污和啟吊閘門兩種功能，實現(xiàn)了一機兩用，適用于有景觀要求的清污檢修閘。

梅龍三站；門機；移動液壓抓斗清污機；固定卷揚機；一機兩用

1　概述

江南產(chǎn)業(yè)集中區(qū)梅龍三站位于安徽省池州市貴池區(qū)境內(nèi)，屬Ⅱ等大（2）型泵站，該站具有抽排和自排功能，設(shè)計抽排流量為53.5m3/s，設(shè)計自排流量為14.0m3/s。泵站采用堤后式布置，主要建筑物有排澇引水渠、排澇進水閘（攔污閘）、前池、站身、壓力水箱、排澇出水涵和退建堤等。

梅龍三站金屬結(jié)構(gòu)按進、出水流向布置有：進水閘攔污清污設(shè)備、進水閘工作門、站身攔污柵、站身檢修門、流道出口快速事故閘門、排澇控制門、外河防洪閘門以及相應(yīng)的埋件和啟吊設(shè)備。

為滿足泵站景觀要求，站身范圍內(nèi)取消了所有上部結(jié)構(gòu)（包括啟閉機房及副廠房）。與常規(guī)泵站控制段設(shè)排架和啟閉機房不同，本站事故閘門和排澇控制門均采用液壓啟閉機控制，啟閉機油缸直接安裝在密封悶蓋上，地面以上無土建結(jié)構(gòu)，簡單整潔；進水閘則采用了集清污和啟吊閘門于一體的門式清污機，不運行時可移動到遠離進水閘的機庫內(nèi)。

2　門式液壓抓斗清污機總體布置

梅龍三站進水閘共5孔，單孔凈寬4.5m，底檻高程為1.0m，檢修平臺高程為8.7m，進水池最低運行水位4.2m。

進水閘共設(shè)5扇平面滑動攔污柵，柵體高7.8m，分3節(jié)，節(jié)間通過螺栓連接，攔污柵傾角80°。本站污物來量大，不便于人工清理，故采用機械清污。

進水閘工作門為露頂式平面定輪鋼閘門，共5扇，門高3.7m，前止水，支承采用懸臂式鑄鋼滾輪。在不設(shè)啟閉機房的情況下，閘門須通過門機啟吊。

綜合考慮，采用了門式清污機方案，該機同時具備門式起重機和液壓清污機兩種功能，按鋪設(shè)的軌道沿垂直水流方向移動，能逐次啟閉多孔閘門，也可連續(xù)多柵清污，行程可覆蓋整個進水閘室、瀉污位置。既滿足了景觀需求，也節(jié)省了啟閉機及其安裝平臺的造價。

門式清污機總體布置如圖1所示。

3　門式液壓抓斗清污機結(jié)構(gòu)特點

門式液壓抓斗清污機共有四部分組成：液壓抓斗裝置、卷揚啟閉機、大車行走機構(gòu)以及電氣控制系統(tǒng)。

3.1液壓抓斗裝置

圖1　門式液壓抓斗清污機總體布置圖

液壓抓斗裝置又分為抓斗、滑車和行車導(dǎo)軌及小車。

清污機抓斗由抓斗本體、開合油缸、平行導(dǎo)桿機構(gòu)組成。抓斗本體為不銹鋼材質(zhì)；開合油缸左右各一根，控制抓斗的開合；平行導(dǎo)桿機構(gòu)安裝在抓斗后上部，保證抓斗下降時能夠準確入柵，平穩(wěn)沿導(dǎo)向桿、柵條下滑。

滑車主要由框架、鋼絲繩提升裝置、液壓泵站、液壓膠管卷盤組成?？蚣苁欠胖娩摻z繩提升裝置、液壓泵站、液壓膠管卷盤等部件的基礎(chǔ)。鋼絲繩提升裝置由減速機、聯(lián)軸器、左右卷筒、軸承座、鋼絲繩擋輥以及鋼絲繩等組成。減速機采用SEW進口產(chǎn)品，驅(qū)動電機帶有制動裝置，工作時電機驅(qū)動減速器，通過柱銷聯(lián)軸器將驅(qū)動力矩傳到傳動軸帶動左右卷筒旋轉(zhuǎn)，從而使鋼絲繩在卷筒上卷繞升降抓斗。在中間軸承座下裝有荷載限制器，用來過載保護以及控制抓斗下降是否到位，在傳動軸的另一端裝有主令開度控制器，用來控制上下極限位置，顯示抓斗高度位置。液壓泵站的主要液壓元件均采用進口產(chǎn)品，液壓膠管卷盤是將壓力油通過油泵傳到開合油缸的通道，它隨抓斗升降能自動卷繞膠管，并與鋼絲繩卷筒保持同步。

行程導(dǎo)軌小車采用的是電動葫蘆的行走小車，導(dǎo)軌采用工字鋼，導(dǎo)軌用門架立柱支撐。

3.2固定卷揚啟閉機

通過啟閉力計算，進水閘工作門配一臺QP-2×100kN-8.0m手電兩用卷揚啟閉機，為方便啟吊，另配有一套自動掛脫梁。整臺啟閉機安裝在門式機架上，隨門機行走逐孔啟吊閘門。

3.3大車行走機構(gòu)

大車行走機構(gòu)主要由機架、駕駛室、驅(qū)動輪組成。機架材質(zhì)為Q235B，整體通過焊接和螺栓連接組成。該機行走機構(gòu)有兩個驅(qū)動輪，采用分置驅(qū)動，選用QSC10-50三合一驅(qū)動裝置，驅(qū)動器集電機、減速器、制動器于一體，結(jié)構(gòu)緊湊，維護安裝方便。

3.4電氣控制系統(tǒng)

門式液壓抓斗清污機的電氣控制包括抓斗清污、卷揚啟閉機和大車行走三部分，均可由PLC控制。通過PLC對各種信號數(shù)據(jù)進行采集與處理，實現(xiàn)清污運行狀態(tài)的控制、監(jiān)測、故障診斷、故障報警，以及超載保護，必要時也可采用遙控器進行手動操作。

為了便于操作和減輕勞動強度，本機選用聯(lián)動操作臺進行清污。操作人員可右手操作手柄控制液壓抓斗的升降和小車的行走，左手操作手柄控制抓斗的開閉和整機的行走。另外，駕駛室裝有液晶顯示屏，并設(shè)有各種信號燈，便于對機器的運行情況進行觀察。

4　門式液壓抓斗清污機技術(shù)參數(shù)及工作過程

4.1技術(shù)參數(shù)（見表1）

表1　

門機結(jié)構(gòu)圖見圖2。

圖2　門式液壓抓斗清污機結(jié)構(gòu)圖

4.2工作過程

門式液壓抓斗清污機工作過程分為啟閉和清污兩種工況。

（1）啟閉機運行工況：將大車移動至孔口，通過自動掛脫梁將鎖定在門槽上方的閘門與啟閉機連接，移除鎖定工字鋼，按動下降按鈕使閘門放入門槽，到位后再將自動掛脫梁脫開，按動上升按鈕，待吊頭升到設(shè)定位置后重復(fù)上述操作。閘門全部關(guān)閉后，移動門機回到機庫。

（2）清污機運行工況：操作人員移動門機至攔污柵處，抓斗由上至下運動，抓斗的直齒部分伸入柵條縫隙中，依靠自重滑至格柵底部，這一過程同時可將格柵間隙內(nèi)的污物清理干凈。當抓斗到達預(yù)定清污位置時，液壓系統(tǒng)啟動，弧形齒部分在油缸推動下閉合清污，弧形齒耙閉合后，抓斗由下至上回到原位。此時抓斗自動沿滑軌移動到集污小車上方，弧形齒通過液壓控制開啟，將污物倒進集污小車，完成一次清污過程。如此循環(huán)，直至污物清理完畢。

5　安全保護

門式液壓抓斗清污機在抓斗的運行、開合，清污裝置的行走方面均設(shè)置有限位保護，在電氣線路中還設(shè)有必要的過流保護、失壓保護和互鎖保護等。

清污機上配置了荷載限制器，當清污機抓斗超出額定荷載或抓取較大物體導(dǎo)致抓斗不能閉合時，荷載限制器進行保護動作，PLC會自動進入應(yīng)急清污模式，讓抓斗張開上升一小段距離后再和耙，使此次抓取的污物不超過額定荷載。

卷揚啟閉機上用的斷路器具有欠壓脫扣功能，遙控升降閘門時若主接觸器發(fā)生粘連，在遙控器按鈕站操作上可使斷路器分斷，以保證其安全性。斷路器合閘只能在駕駛室電控柜內(nèi)手動完成以避免操作人員誤操作。操作臺手柄有零位自鎖裝置，操作前須提起自鎖桿，才能正常操作。

在門機兩端設(shè)置了行程開關(guān)，實現(xiàn)門機極限位置保護。另外，門式清污機還裝設(shè)了夾軌器，抗風等級大于8級，同時采用了聚氨酯防撞緩沖器。

6　結(jié)束語

隨著水利工程的不斷發(fā)展，對各類型排澇泵站的要求越來越高，不僅是泵站功能性的要求，還有整體布置及景觀方面。門式液壓抓斗清污機在梅龍三站中的運用，充分體現(xiàn)了其靈活方便、美觀、節(jié)省造價等優(yōu)點，孔數(shù)越多，門式清污機的優(yōu)勢越明顯，值得推廣運用。

TV53

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1673-0038（2015）36-0274-02

2015-8-21