一種大口徑水帶自動回收裝置的研究

殷杰　丁大勇　姚啟義

摘 要：水帶自動回收裝置是水帶自動敷設車關鍵設備之一，文章介紹了大口徑水帶自動回收裝置的組成、工作原理、液壓構成，并對電氣控制進行了設計分析，該裝置應用于大流量水帶自動敷設車，實現了城市應急救災大流量長距離輸送。

關鍵詞：自動回收裝置；機構；設計

中圖分類號：TU998.1 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）32-0037-03

Abstract： The automatic recovery device of water hose is one of the key equipment of the automatic water pipe laying car. This paper introduces the composition， working principle and hydraulic pressure of the automatic recovery device of large diameter water pipe， and designs and analyzes the electric control. The device is applied to the automatic laying car of large flow water pipe and realizes the long distance transportation of large flow of urban emergency and disaster relief.

Keywords： automatic recovery device； mechanism； design

引言

城市消防救災一般通過水帶自動敷設車來實現遠程大功率供水系統水帶的自動收發實現長距離輸送，大流量長距離是當前發展方向，因此，著手研究大流量長距離水帶自動敷設車的關鍵設備之一大口徑水帶自動回收裝置也提到議事日程上來，亦可用于生活用水的轉運，洪澇災害時的排水作業，還可用于農田灌溉、森林消防及其它供排水領域。

1 裝置功能

主要功能是水帶撤收，通過操作遙控器下達指令來實現撤收各種動作。

2 裝置構成及原理

由撤收機構、舉升機構、回轉機構、液壓系統和電氣系統組成，可實現在車輛在低速行駛的運輸狀態能夠收攏于收卷箱內，并保證車輛道路行駛的外形尺寸要求和整車橫向重心配平要求；在展開到工作狀態下能夠將軟質管線自動撤收到水帶箱內，并且可靠地避讓管線接頭，可根據實際需求選擇合適收卷速度。

2.1 撤收機構

由液壓馬達、減速箱、皮帶機、壓輥油缸等傳動部件組成，是軟質管線撤收裝置的核心工作部件，軟質管線撤收裝置通過收卷機頭將輸水管線傳送到水帶箱內。其中壓輥油缸提供對軟質管線的夾持力，液壓馬達通過減速箱驅動皮帶機旋轉，提供對軟質管線的撤收牽引力，在管線的金屬接頭通過時，電氣系統控制前后壓輥油缸協調動作，在避讓接頭的同時保持對管線連續的夾持力和牽引力，從而完成不間斷的撤收動作。

2.2 舉升機構

舉升機構用于將收卷機頭位移到車輛的左側位置，并將其舉升至一定高度和一定工作角度，這三個動作是通過四連桿機構同步實現的。其驅動元件為左右兩根舉升油缸。

2.3 回轉機構

回轉機構通過回轉油缸的作用將收卷機頭繞回轉中心線旋轉60°使收卷機頭箱體的入口旋至車輛行進方向，并與車輛縱軸線成30°角。

2.4 液壓系統

液壓系統分為三個部分，包括舉升油路、壓輥油路和收卷油路，其中舉升油路用于完成舉升機構和回轉機構液壓油缸的動作。壓輥油路用于壓輥油缸的張開與閉合，收卷油路用于收卷馬達的旋轉和收卷速度的控制。液壓系統的動力源為一個雙聯齒輪泵，大泵流量30L/min，小泵流量15L/min，液壓系統的系統壓力為18MPa。

3 電氣控制的設定

撤收系統電氣控制核心為可編程控制器（簡稱PLC），檢測元件由光電傳感器、限位開關、接近開關等組成；執行元件由繼電器、電磁閥、指示燈等組成；電源為直流24V，由底盤的蓄電池組供電。電源由底盤傳到撤收裝置的電氣控制箱部分，供給照明、信號、安全裝置等。

3.1 電器控制柜

控制器為電器部分的核心部分，負責程序的存儲與運行，接收傳感器的信號并進行處理發出相應的指令，控制電器元件的運行；20A保險片保護電器控制柜的電器元件；繼電器負責整個電器系統的上電與斷電。

3.2 遙控接收機

通過無線通訊接收遙控器發出的指令并通過導線傳遞給控制器執行相應的程序。遙控接收機外形見圖7。

3.3 遙控器

遙控器啟動開關有三個檔位：“OFF”“ON”以及“START”，其中“OFF”檔位時遙控器的關閉，“ON”時遙控器的開啟，“START”為自復位檔位，當開啟遙控器時由“OFF”檔位撥到“START”檔位，開關會自動回位到“ON”檔位。當系統斷電或者是按下急停紅色按鈕13時都應該進行開關撥到”START”檔位并自行回位到“ON”檔位的復位操作。

3.4 各種傳感器

傳感器由旋出到位傳感器、上升到位傳感器、旋入到位傳感器和對射光電傳感器共有四種組成。上升、旋出、旋入三種傳感器的檢測距離小于5mm，當檢測到信號之后，信號燈會點亮，才能執行相應的遙控器按鍵操作，如果遙控器按鍵相應的操作處于失效狀態，請檢查動作是否到位或者傳感器是否松動。

4 應用情況

該大口徑水帶自動回收裝置先后成功應用DN300大流量長距離水帶自動敷設車，批量生產投放市場，實現了城市應急救災大流量長距離輸送，取得較好效果。

5 結束語

研制的大口徑水帶自動回收裝置應用于大流量長距離水帶自動敷設車，實現了城市應急救災大流量長距離輸送，填補了國內空白。

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