[发明专利]一种安全型钢闸门用液压启闭机及其控制方法

权利要求书

1.一种安全型钢闸门用液压启闭机，包括驱动油缸（1）、钢闸门（2）、拐臂（3）以及位于启闭机室（4）内的底轴铰座（5），所述拐臂底部、钢闸门底部分别通过底轴与底轴铰座连接，所述驱动油缸的活塞杆（6）顶部与拐臂顶部铰接；

其特征是，所述启闭机室内设有锁紧机构（7），该锁紧机构包括随动小齿轮（8）、大齿圈（9）、固定安装板（10）、伺服电机（11）以及锁紧油缸（12）；所述固定安装板竖直固定于启闭机室底部，其中部设有通孔（13），所述大齿圈为环状，其内侧壁设有与随动小齿轮啮合的齿牙，其一端面固定设有与环状结构相匹配的圆形板（14），所述圆形板中心设有锁紧连接块（15）；

该锁紧连接块向外延伸，其外壁轮廓呈圆形，并与固定安装板的通孔内壁转动连接，该锁紧连接块中心设有锁紧通孔（16），该锁紧通孔为异形孔；所述随动小齿轮安装于拐臂，所述伺服电机固定于所述锁紧油缸的活塞杆（17）上，伺服电机的输出轴固定有与异形孔相匹配的异形块（18）；

驱动油缸通过其活塞杆使拐臂处于所需角度，伺服电机使异形块旋转至合适位置，锁紧油缸驱使异形块伸入异形孔内，通过异形孔、异形块以及大齿圈、随动小齿轮的配合将拐臂锁紧；

所述驱动油缸的活塞杆外表面设有陶瓷耐磨层；所述驱动油缸的活塞杆设有制动装置，该制动装置包括弓形支座（19）、上抱死液压缸（20）、下抱死液压缸（21），所述弓形支座竖直固定于所述启闭机室内；所述上抱死液压缸的上活塞杆、下抱死液压缸的下活塞杆相对布置，并分别位于驱动油缸的活塞杆上侧、下侧，所述上活塞杆、下活塞杆的端部分别设有上抱死块（22）、下抱死块（23）；上抱死液压缸、下抱死液压缸同时驱动上活塞杆、下活塞杆相向运动，使上抱死块、下抱死块配合，将驱动油缸的活塞杆抱死。

2.根据权利要求1所述的一种安全型钢闸门用液压启闭机，其特征是，所述启闭机室内设有驱动油缸的活塞杆支撑座（24），所述活塞杆支撑座顶部设有支撑外壳（25）；所述驱动油缸的活塞杆在靠近钢闸门的部位，其外侧套设有保护套（26），所述驱动油缸的活塞杆保护套穿过支撑外壳的内腔；所述保护套外壁轴向设有若干滑槽，所述支撑外壳的内腔壁轴向设有若干滑轨，所述滑轨与滑槽一一对应并滑动配合。

3.根据权利要求1所述的一种安全型钢闸门用液压启闭机，其特征是，所述上抱死块、下抱死块在与驱动油缸活塞杆接触处分别呈与驱动油缸活塞杆相匹配的半圆弧型，且半圆弧型表面设有橡胶垫层。

4.根据权利要求1所述的一种安全型钢闸门用液压启闭机，其特征是，所述钢闸门由若干套叠连接的子闸门（27）构成伸缩式闸门，所述子闸门均设有空腔，所有下层子闸门的顶部均设有供对应上层子闸门穿出的出口；最下层子闸门空腔内安装有若干液压伸缩杆（28），液压伸缩杆的数量与所有上层子闸门的数量相同并一一对应，所述液压伸缩杆分别用于对应上层子闸门的升降。

5.根据权利要求4所述的一种安全型钢闸门用液压启闭机，其特征是，所有上层子闸门的底部两侧分别设有延伸块（29），该延伸块分别与对应的下层子闸门空腔顶部配合以进行限位，以防上层子闸门滑出下层子闸门空腔外。

6.根据权利要求5所述的一种安全型钢闸门用液压启闭机，其特征是，所有下层子闸门顶部分别设有水位传感器（30），所有下层子闸门的空腔顶部均设有行程开关（31），该行程开关与对应空腔内的上层子闸门的延伸块位置对应。

7.根据权利要求6所述的一种安全型钢闸门用液压启闭机，其特征是，所述大齿圈上设有角度传感器。

8.根据权利要求7所述的一种安全型钢闸门用液压启闭机，其特征是，该启闭机配有PLC控制器，所述水位传感器、角度传感器、行程开关分别PLC控制器信号连接，所述PLC控制器分别控制连接驱动油缸、伺服电机、锁紧油缸、上抱死液压缸、下抱死液压缸以及液压伸缩杆。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的一种安全型钢闸门用液压启闭机的控制方法，其特征是，包括以下步骤：

1）拐臂锁紧：驱动油缸通过其活塞杆使拐臂处于所需角度；拐臂转动过程中，随动小齿轮带动大齿圈相对固定安装板转动，异形孔与异形块不接触；到达所需位置后，拐臂停止转动，同时，大齿圈上的角度传感器将位置信息传递给PLC控制器，PLC控制器控制伺服电机使异形块旋转至合适角度，PLC控制器控制锁紧油缸驱使异形块伸入异形孔内，通过异形孔、异形块以及大齿圈、随动小齿轮的配合将拐臂锁紧；

2）驱动油缸活塞杆制动：驱动油缸通过其活塞杆使拐臂处于所需角度，启闭机室的上抱死液压缸、下抱死液压缸工作，同时驱动上活塞杆、下活塞杆相向运动，使上抱死块、下抱死块配合，将驱动油缸的活塞杆抱死，橡胶垫层可起到对活塞杆的缓冲作用；

3）闸门伸缩：水位上升，需要挡水时，若某一下层子闸门顶部的水位传感器感受到设定水位值，则将信号传递给PLC控制器，PLC控制器则通过液压伸缩杆控制该下层子闸门空腔内的子闸门上升，当该子闸门的延伸块触发对应的行程开关，则PLC控制器控制液压伸缩杆停止上升。