液壓式啟閉機(jī)是一種由機(jī)、電、液、儀為一體的新型啟閉機(jī)械,以液壓缸為主體,油泵、粗動(dòng)機(jī)、油箱、濾油器、液壓控閥組合的總成。
工作原理是以電機(jī)為動(dòng)力源,電機(jī)帶動(dòng)雙向油泵輸出壓力油,通過油路集成塊等元件驅(qū)動(dòng)活塞桿來控制閘門的啟閉。電動(dòng)機(jī)、油泵、液壓控制閥和液壓缸可裝在同一軸線上,也可控需要裝置在不同軸線上,只需接通電動(dòng)機(jī)的控制電源,即可使活塞桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
液壓控制閥組合是由溢流閥、調(diào)速閥、液壓?jiǎn)蜗蜷y等閥組組成,可根據(jù)啟閉機(jī)的工作待點(diǎn)設(shè)計(jì)不同油路形成的組合閥滿足其工況要求。活塞桿的伸縮由電動(dòng)機(jī)正反旋轉(zhuǎn)控制,具有動(dòng)作靈活,行程控制準(zhǔn)確,過載保護(hù)等性能。
當(dāng)運(yùn)行受阻時(shí),油路中壓力增高到調(diào)定的限額,溢流閥迅速而準(zhǔn)確地溢流,實(shí)行過載保護(hù),電動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)在額定值內(nèi)不會(huì)燒毀。
啟閉機(jī)油路集成塊中設(shè)計(jì)了自鎖機(jī)構(gòu),當(dāng)啟閉機(jī)運(yùn)行到調(diào)定行程終端時(shí),電機(jī)自動(dòng)停止轉(zhuǎn)動(dòng),活塞桿則鎖定在此位置上,處于保壓狀態(tài)。
液壓?jiǎn)㈤]機(jī)的優(yōu)點(diǎn):(1)它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,布臵緊湊,體積小,重量輕; (2)液壓?jiǎn)㈤]機(jī)比其它的啟閉機(jī)的承載能力更大,并能夠遠(yuǎn)距離傳遞動(dòng)力; (3)緩沖性能好,傳動(dòng)平穩(wěn),調(diào)速和換向方便; (4)液壓傳動(dòng)與電氣控制相結(jié)合,便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化; (5)液壓元件已經(jīng)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化,設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,制造周期短; (6)液壓元件可以自行潤(rùn)滑,經(jīng)久耐用;(7)易于防止過載,工作安全可靠。 ,鑒于液壓?jiǎn)㈤]機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、布臵緊湊、承載能力大、調(diào)速和換向方便、運(yùn)行平穩(wěn)、容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制等許多優(yōu)點(diǎn),在水電工程建設(shè)中恰當(dāng)?shù)剡x用液壓?jiǎn)㈤]機(jī)可以獲得顯著的工程效益。如前所述,液壓?jiǎn)㈤]機(jī)主要用于弧型閘門、人字閘門、快速閘門和高水頭、大容量的深孔閘門。 對(duì)于表孔或深孔弧型閘門,在大孔口、大啟門力、特別是靠自重不能關(guān)門而需要施加閉門力的情況下,液壓?jiǎn)㈤]機(jī)要比卷揚(yáng)啟閉機(jī)或其它型式的啟閉機(jī)更容易滿足使用要求,同步問題也容易解決,還可以簡(jiǎn)化水工布臵,節(jié)省土建投資,而且樞紐建筑物顯得協(xié)調(diào)美觀,工程效益是比較明顯的
液壓?jiǎn)㈤]機(jī)的運(yùn)用給翻板閘門帶來的優(yōu)勢(shì)
平板閘門通常都是設(shè)計(jì)成直立式或傾向上游型式。隨著液壓?jiǎn)㈤]機(jī)的應(yīng)用,出現(xiàn)一種傾向下游的平板閘門。此種型式的閘門與傾向上游的閘門相比,優(yōu)點(diǎn)
1.閘門泄流流態(tài)明確,不發(fā)生自激性拍振。傾向上游的平板門泄流時(shí),閘門頂形成跌流,在下泄水流、閘門和下游水位之間存再一個(gè)空腔。若通氣不良,閘門會(huì)受到交變的下游水壓力的頂托作用,產(chǎn)生周期性排擊支墩或底坎的現(xiàn)象,甚至使閘門失去穩(wěn)定。相對(duì)而言,傾向下游的平板門泄流時(shí),閘門頂形成堰流,在閘門底部則形成孔流,流態(tài)明確穩(wěn)定,能使水流順暢下泄。
2.傾向下流的閘門,不會(huì)因上游泥沙淤積于門底下而影響閘門開啟。傾向上游的平板門則不同,上游泥沙淤積,壓在閘門上則會(huì)影響閘門開啟,當(dāng)然,傾向下游的平板閘門也存在一些缺點(diǎn),如在閘門自重和低水位作用時(shí),閘門上的水壓力,不能對(duì)閘門止水帶加壓,有可能造成閘門漏水,但這缺點(diǎn)可通過液壓?jiǎn)㈤]機(jī)對(duì)止水帶施加壓力而被克服。
液壓?jiǎn)㈤]機(jī)特點(diǎn)
1、液壓升降壩壩體跨度大,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于建造。
2、液壓升降壩液壓系統(tǒng)操作靈活,可采用手動(dòng)開關(guān)控制。
3、液壓升降壩低水頭水力條件*。該壩可基本保持原河床,可暢泄洪水、上游堆積泥沙、卵石和漂浮物而不阻水。與傳統(tǒng)水閘及類似的橡膠壩相比,過流能力大,泄流量大。特別適用于橡膠壩不宜建造的多砂、多石、多樹、多竹和地區(qū)的河流??梢哉{(diào)節(jié)壩高溢流,可控制上游水位和泄流量。
4液壓升降壩施工簡(jiǎn)單,施工工期短,和傳統(tǒng)水閘相比,減少了閘墩、大量金屬結(jié)構(gòu)埋件及閘門啟閉設(shè)備,但是混凝土工程量復(fù)雜,初期投資節(jié)約設(shè)備資金,后續(xù)維護(hù)費(fèi)用較高。
5液壓升降壩屬于低水頭擋水建筑物,廣泛使用于水利灌溉,城市美化環(huán)境等方面可形成寬闊的水面。
液壓?jiǎn)㈤]機(jī)優(yōu)點(diǎn):
1、投資
壩面采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),基礎(chǔ)上部的寬度只要求與活動(dòng)壩高度相等,同時(shí)液壓系統(tǒng)較為復(fù)雜,因此,工程壩面部分成本較低??偝杀局挥型纫?guī)格的氣盾擋水閘約十分之一。
2、適用范圍
動(dòng)攔水高度一般在3米左右,寬度受液壓管路壓力損失影響不易超過50m一般平緩、淤積不嚴(yán)重,沉降小地質(zhì)條件的河床都行;基本不受漂浮物影響;放壩比較快速。
3、構(gòu)堅(jiān)固可靠,抗洪水沖擊能力強(qiáng)
該壩壩面升起后,形成穩(wěn)定的支撐墩壩結(jié)構(gòu),力學(xué)結(jié)構(gòu)科學(xué)。不在河中設(shè)置支撐墩等任何阻水物體,活動(dòng)壩面放倒后,壩體只高出原壩頂500毫米。排漂浮物效果較好。
4、維護(hù)管理費(fèi)用較橡膠壩低
5、人造瀑布
>壩體弧形設(shè)計(jì)(壩高5米以下采用鋼筋混凝土壩面,5米以上沒有工程實(shí)踐),上游水量較大時(shí)形成瀑布景觀。
液壓?jiǎn)㈤]機(jī)缺點(diǎn):
液壓壩的支撐鎖定裝置隱患大
在正常擋水時(shí),固定支撐桿起到支撐作用,主要承受來自壩面自身的重量與水壓力。支撐桿的解鎖由預(yù)埋在壩基的限位鎖定機(jī)構(gòu)組成。鎖定機(jī)構(gòu)由獨(dú)立的液壓系統(tǒng)控制動(dòng)作,鎖定機(jī)構(gòu)通過支撐桿底部的液壓脫鉤解鎖。液壓壩得以降壩。但由于限位鎖定機(jī)構(gòu)處于壩面的下游絞軸附近,驅(qū)動(dòng)解鎖的液壓缸管路復(fù)雜且位置分布不合理,時(shí)??ㄋ阑虿荒軇?dòng)作。導(dǎo)致行洪時(shí)不能降壩,以致造成事故。
降壩操作的前提條件是在液壓泵站通電情況下進(jìn)行,如果暴雨等天氣條件下造成液壓系統(tǒng)斷電,那么降壩就不可能成立。
主液壓缸首先在液壓泵的工作狀態(tài)下,將壩面舉升一定高度,使得支撐桿對(duì)鎖定鉤不在施壓,然后小液壓缸將支撐桿推舉,主液壓缸收回,壩面下降,支撐桿滑出鎖定機(jī)構(gòu)。
液壓壩需人員住守管理
洪水暴漲達(dá)到設(shè)定的高度時(shí),放壩行洪(該壩的自動(dòng)放壩功能在無電,開關(guān)失控,液壓軟管破裂情況下不能保證及時(shí)放壩行洪)。液壓管路部件受到折彎接頭容易斷裂,導(dǎo)致壩面升降系統(tǒng)癱瘓損壞,更換需重新開鑿圍堰,維護(hù)管理費(fèi)用幾乎重新建造,而產(chǎn)品設(shè)計(jì)使用壽命只有3~年。壩面由于是混凝土,噴涂和防腐,抗水下凍融,基本2年就需要返修,活動(dòng)壩面高度為固定支撐桿高度。