門機式液壓抓斗清污機在梅龍三站中的應用

楊世杰

（安徽省水利水電勘測設計院 安徽 合肥 230088）

門機式液壓抓斗清污機在梅龍三站中的應用

楊世杰

（安徽省水利水電勘測設計院 安徽 合肥 230088）

本文介紹了安徽省江南產業集中區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

江南產業集中區梅龍三站位于安徽省池州市貴池區境內，屬Ⅱ等大（2）型泵站，該站具有抽排和自排功能，設計抽排流量為53.5m3/s，設計自排流量為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。

梅龍三站金屬結構按進、出水流向布置有：進水閘攔污清污設備、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的埋件和啟吊設備。

為滿足泵站景觀要求，站身范圍內取消了所有上部結構（包括啟閉機房及副廠房）。與常規泵站控制段設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，地面以上無土建結構，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。

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5扇平面滑動攔污柵，柵體高7.8m，分3節，節間通過螺栓連接，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構特點

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、大車行走機構以及電氣控制系統。

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、滑車和行車導軌及小車。

清污機抓斗由抓斗本體、開合油缸、平行導桿機構組成。抓斗本體為不銹鋼材質；開合油缸左右各一根，控制抓斗的開合；平行導桿機構安裝在抓斗后上部，保證抓斗下降時能夠準確入柵，平穩沿導向桿、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。框架是放置鋼絲繩提升裝置、液壓泵站、液壓膠管卷盤等部件的基礎。鋼絲繩提升裝置由減速機、聯軸器、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進口產品，驅動電機帶有制動裝置，工作時電機驅動減速器，通過柱銷聯軸器將驅動力矩傳到傳動軸帶動左右卷筒旋轉，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。

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

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

大車行走機構主要由機架、駕駛室、驅動輪組成。機架材質為Q235B，整體通過焊接和螺栓連接組成。該機行走機構有兩個驅動輪，采用分置驅動，選用QSC10-50三合一驅動裝置，驅動器集電機、減速器、制動器于一體，結構緊湊，維護安裝方便。

3.4電氣控制系統

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對各種信號數據進行采集與處理，實現清污運行狀態的控制、監測、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參數及工作過程

4.1技術參數（見表1）

表1　

門機結構圖見圖2。

圖2　門式液壓抓斗清污機結構圖

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，待吊頭升到設定位置后重復上述操作。閘門全部關閉后，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的污物清理干凈。當抓斗到達預定清污位置時，液壓系統啟動，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，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置有限位保護，在電氣線路中還設有必要的過流保護、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。

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

6　結束語

隨著水利工程的不斷發展，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，充分體現了其靈活方便、美觀、節省造價等優點，孔數越多，門式清污機的優勢越明顯，值得推廣運用。

TV53

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1673-0038（2015）36-0274-02

2015-8-21