[发明专利]一种利用水力辅助的闸门启闭装置及其控制方法

权利要求书

1.一种利用水力辅助的闸门启闭装置，包括基座和设置在基座上的闸门门体以及安装在基座上用于升降闸门门体的启闭设备，所述基座下端开设有供水流通过的闸门门洞；其特征在于：所述基座上设有辅助井，所述闸门门体上方固定有启闭梁，所述启闭设备包括卷扬机构、起门机构和闭门机构，所述卷扬机构安装在基座上方；所述卷扬机构包括电机和受电机控制转动的转动组件，所述转动组件包括第一卷筒和第二卷筒，所述第一卷筒位于第二卷筒左侧并与第二卷筒固定连接；所述起门机构包括第一主力钢丝绳，所述第一主力钢丝绳的两端分别与第二卷筒和启闭梁的上端面固定连接；所述闭门机构包括加重水箱、第二主力钢丝绳、闭门钢丝绳以及固定在基座上的第一定滑轮、第三定滑轮、第四定滑轮，所述加重水箱位于辅助井内，所述第四定滑轮位于所述闸门门体的一侧且位于启闭梁下方，所述第二主力钢丝绳的两端与所述第一卷筒和启闭梁下端固定连接，该第二主力钢丝绳经过所述第四定滑轮，所述第三定滑轮位于所述第一定滑轮与第四定滑轮之间，所述闭门钢丝绳的两端分别与加重水箱和启闭梁下端固定连接，且该闭门钢丝绳从加重水箱开始依次经过第一定滑轮、第三定滑轮和第四定滑轮然后与启闭梁连接；所述第一卷筒和第二卷筒均包括紧筒和松筒，所述松筒直径大于所述紧筒，所述第一卷筒和第二卷筒上均设置有用于将第二主力钢丝绳和第一主力钢丝绳在其紧筒和松筒之间来回切换的切换机构；所述基座上还设有用于将加重水箱从下往上拉动复位的复位机构和用于在起门时抵消部分门体向下摩擦力的起门辅助机构；所述复位机构包括复位钢丝绳，所述第三定滑轮位于所述第一卷筒下方，所述复位钢丝绳的两端分别与第一卷筒和加重水箱固定连接，该复位钢丝绳依次连接所述加重水箱、第一定滑轮、第三定滑轮和第一卷筒；所述第一卷筒和第二卷筒均为中空结构，所述第一卷筒包括两个紧筒和一个位于两个紧筒之间的松筒，所述第二卷筒包括一个紧筒和一个位于紧筒右侧的松筒，所述紧筒与松筒的连接处均朝松筒方向倾斜设置，所述切换机构包括电动液压缸和受电动液压缸控制左右移动的拨动架，所述拨动架上设置有两根拨动杆，所述电动液压缸安装在第一卷筒和第二卷筒内部左侧壁上，所述拨动架固定在所述电动液压缸输出端上，所述第一卷筒和第二卷筒上均开设有连通其内部的拨动槽，所述拨动槽从左到右呈直线设置，所述拨动杆经过拨动槽穿出至第一卷筒和第二卷筒外部，所述第一主力钢丝绳的一端固定于第二卷筒的拨动杆上，所述第二主力钢丝绳的一端和复位钢丝绳的一端分别固定与第一卷筒的两拨动杆上，所述第二主力钢丝位于所述复位钢丝绳左侧；所述辅助井为两个，两个辅助井分别位于所述闸门门体两侧，且右侧辅助井上均设置有与左侧辅助井相对称的转动组件、起门机构以及闭门机构；所述加重水箱上设有调节机构，所述调节机构包括增重进水管和减重出水管，所述增重进水管和减重出水管均与所述加重水箱连通，所述增重进水管和减重出水管上均安装有电动阀门和流量计；所述起门辅助机构包括起门钢丝绳和第二定滑轮，所述第二定滑轮固定在所述基座上，所述第二定滑轮位于卷扬机构和启闭梁之间，所述起门钢丝绳的两端分别与加重水箱和启闭梁上端面固定连接，所述起门钢丝绳依次连接加重水箱、第一定滑轮、第二定滑轮和启闭梁；所述第一定滑轮、第二定滑轮、第三定滑轮和第四定滑轮均包括滑轮和滑轮架，且各滑轮均通过滑轮架固定在所述基座上，所述第一定滑轮的滑轮分为从左到右依次连接的第一轮体、第二轮体和第三轮体，所述第一轮体、第二轮体和第三轮体均分为上轮体和下轮体，且各下轮体上均安装有电动千斤顶，且各下轮体上的电动千斤顶顶杆输出端均与其对应的上轮体固定连接，所述起门钢丝绳与第一轮体连接，所述闭门钢丝绳与第二轮体连接，所述复位钢丝绳与第三轮体连接；所述基座上还设有控制器，所述控制器与所述电机、电动阀门、流量计、电动千斤顶和电动液压缸电连接；所述电机通过传动机构控制所述转动组件转动，所述传动机构包括主动齿轮、从动齿轮和传动轴，所述第一卷筒和第二卷筒上均固定有从动齿轮，所述传动轴与所述电机的电机轴输出端固定连接，所述传动轴上固定有与从动齿轮相匹配的主动齿轮，且各主动齿轮与一个从动齿轮连接。

2.一种利用水力辅助的闸门启闭控制方法，其适用于如权利要求1所述的一种利用水力辅助的闸门启闭装置，其特征在于：所述利用水力辅助的闸门的启闭控制方法的具体步骤如下：

S1：开启闸门：调节控制器启动第一卷筒和第二卷筒上的电动液压缸，第一卷筒上电动液压缸向右推动其内的拨动架，拨动架带动拨动杆将第一卷筒上的第二主力钢丝绳向右推动至松筒上、同时复位钢丝绳向右推动至紧筒上，第二卷筒上的电动液压缸向左推动其内的拨动架，拨动架带动拨动杆将第二卷筒上的第一主力钢丝绳向左推动至紧筒处，此时第一主力钢丝绳受力绷紧，调节第一定滑轮使起门钢丝绳绷紧受力，然后通过控制器启动电机，电机控制第二卷筒转动，将第一主力钢丝绳往上方拉动卷至第二卷筒上，第一主力钢丝绳带动启闭梁往上移动，闸门门体由启闭梁带动向上打开露出闸门门洞，持续工作直至闸门门洞完全露出，然后通过控制器关闭电机，闸门开启；

S2：加重水箱复位：调节控制器将第一卷筒上的复位钢丝绳拨动至紧筒上、同时第二主力钢丝绳位于松筒上，将第一主力钢丝绳拨动至松筒上，调节第一定滑轮，此时复位钢丝绳受力绷紧，通过控制器启动电机，电机控制第一卷筒转动，第一卷筒将复位钢丝绳向上拉动并将其卷至第一卷筒上，复位钢丝绳向上拉动加重水箱至第一定滑轮下方；

S3：关闭闸门：调节控制器启动第一卷筒和第二卷筒上的电动液压缸，第一卷筒上电动液压缸向左推动其内的拨动架，拨动架带动拨动杆将第一卷筒上的第二主力钢丝绳向左推动至紧筒上、同时复位钢丝绳向左推动至松筒上，第二卷筒上的电动液压缸向右推动其内的拨动架，拨动架带动拨动杆将第二卷筒上的第一主力钢丝绳向右推动至松筒处，此时第二主力钢丝绳受力绷紧，然后通过控制器启动电机，电机控制第一卷筒转动，将第二主力钢丝绳往上方拉动，第二主力钢丝绳通过第四定滑轮转向带动启闭梁往下移动，闸门门体由启闭梁带动向下关闭盖住闸门门洞；与此同时，加重水箱在闸门关闭时，调节第一定滑轮，闭门钢丝绳绷紧受力，加重水箱通过自身重力和闭门钢丝绳的带动在辅助井内向下移动，直至闸门门体完全盖住闸门门洞，通过控制器关闭电机，闸门关闭。