船闸液压启闭机液控系统的设计分析

2014-12-10周军

中国科技纵横 2014年12期

关键词：声光报警启闭机船闸

周军

(浙江省水利水电勘测设计院,浙江杭州 310002)

船闸液压启闭机液控系统的设计分析

周军

(浙江省水利水电勘测设计院,浙江杭州 310002)

船闸启闭机是船闸开启和关闭的重要关键设备,有效保障水道运输的畅通。本文结合工程实例,对船闸启闭机的工艺要求进行分析,对启闭机液压系统设计进行研究和探讨。

船闸启闭机液压控制系统

1 引言

目前,船闸在水运交通中仍占有重要地位,是水道中极其重要的交通枢纽。船闸交通枢纽中,船闸的启闭机系统是确保船闸安全顺畅的前提条件,所以对船闸启闭机系统进行研究具有重要意义,本文对有关船闸启闭机液压系统的设计进行分析和探讨,不足之处,敬请指正[1]。

2 船闸液压启闭机的优点和工艺要求

2.1 船闸液压启闭机的优点

船闸液压启闭机的作用是用来开启和关闭闸门,相关的机械设备称之为船闸启闭机械,其荷载变化范围比较大,启闭速度很慢,但是可靠性要求比较高。近些年来,对于液压系统的研究促进了启闭机的发展,液压可以起到缓冲和减震的作用,在一定程度上实现了无级变速,而且操作起来难度较低,实现了机械自动化[2]。最重要的是启闭机液压系统容易实现元件的过载保护,液压元件易于实现系列化、通用化,所以其元件的设计、制造和推广也比较容易。

2.2 船闸液压启闭机的操作要求

船闸液压启闭机的操作流程如图1所示:船只进入闸室向下游行进时,首先关闭上游闸门,提下游阀门对闸室进行泄水平压后,开下游闸门,落下游阀门;船只进入闸室向下游行进时,关下游闸门,提上游阀门对闸室进行充水平压后,打开上游闸门。一般而言,全闸有四个机房,上下闸首的左右岸各设一个机房[3]。每个机房配备一套液压控制系统。这一套液压控制系统可以实现五种工况,包括提阀门、自落阀门、强落阀门、开闸门以及关闸门。闸门的运行条件是静水启闭,阀门要求能动水启闭,并需设置局部开启的要求。在船闸启闭时要求液压缸运行稳定可靠,尽量不要出现爬行和振动等不良情况,而且要使阀门稳定可靠地停止在任何一个位置。

3 船闸启闭机液压系统设计

3.1 系统设计

启闭机液压系统控制单元由以下几个部分组成,包括系统压力和系统卸荷回路控制、人字门启闭机回路控制、充泄水阀门启闭机回路控制。液压系统中需要进行压力传感器和压力继电器的设置,其作用主要是用于主系统和其他阀门启闭机的控制,以及在压力超载等情况下用来报警。系统压力管路和回油管路中,如果油箱中油液过高,或者温度超过规定,要有发出报警提示的设计[4]。

3.2 系统工作原理

图1 某船闸液压系统原理图及闸、阀门运行V-T曲线图

人字门液压启闭机控制系统在启闭过程中,采用两端慢速,中间快速的变速运行方式。这种启闭方式可以让人字门在启、闭门瞬间避免出现因闸门运行速度快、惯性大而发生冲击现象,这种现象对闸门和液压启闭机均有损害[5]。

某船闸液压系统原理图及闸、阀门V-T运行曲线如图1所示。

该液压控制系统设计时需重点注意如下几点:(1)人字门或阀门的同步图1某船闸液压系统原理图及闸、阀门运行V-T曲线图控制由比例泵根据PLC要求自动调整流量,达到两扇门的同步控制。(2)液压系统压力保护:当SP1发讯时,表明液压系统工作压力过高,应有声光报警,停泵检修。当SP2发讯时,表明液压泵工作异常,应有声光报警,启动备用泵或停泵检修。当SP3、SP5发讯时,表明液压缸有杆腔工作压力过高,应有声光报警,停泵检修。当SP4发讯时,表明液压缸无杆腔工作压力过高,应有声光报警,停泵检修。(3)油箱部分电气控制:当SP6发讯时,表明回油滤油器已堵塞,应有声光报警,提请清洗或更换滤芯。当SL1-1发讯时,表明油箱液位过高,应有声光报警,停泵检修。当SL1-2发讯时,表明油箱液位过低,应有声光报警,停泵检修。当SL2发讯时,表明油温过度,应有声光报警,停泵检修。(4)二台液压泵电动机组由PLC编程控制自动切换轮流工作,互为备用。(5)同一闸首人字门与阀门液压启闭机互相闭锁。(6)现地电气控制柜可以手动或集中控制同一闸首人字门和廊道工作门液压启闭机。