门机式液压抓斗清污机在梅龙三站中的应用

杨世杰

（安徽省水利水电勘测设计院 安徽 合肥 230088）

门机式液压抓斗清污机在梅龙三站中的应用

杨世杰

（安徽省水利水电勘测设计院 安徽 合肥 230088）

本文介绍了安徽省江南产业集中区梅龙三站所使用的一种门式液压抓斗清污机，该机同时具备清污和启吊闸门两种功能，实现了一机两用，适用于有景观要求的清污检修闸。

梅龙三站；门机；移动液压抓斗清污机；固定卷扬机；一机两用

1　概述

江南产业集中区梅龙三站位于安徽省池州市贵池区境内，属Ⅱ等大（2）型泵站，该站具有抽排和自排功能，设计抽排流量为53.5m3/s，设计自排流量为14.0m3/s。泵站采用堤后式布置，主要建筑物有排涝引水渠、排涝进水闸（拦污闸）、前池、站身、压力水箱、排涝出水涵和退建堤等。

梅龙三站金属结构按进、出水流向布置有：进水闸拦污清污设备、进水闸工作门、站身拦污栅、站身检修门、流道出口快速事故闸门、排涝控制门、外河防洪闸门以及相应的埋件和启吊设备。

为满足泵站景观要求，站身范围内取消了所有上部结构（包括启闭机房及副厂房）。与常规泵站控制段设排架和启闭机房不同，本站事故闸门和排涝控制门均采用液压启闭机控制，启闭机油缸直接安装在密封闷盖上，地面以上无土建结构，简单整洁；进水闸则采用了集清污和启吊闸门于一体的门式清污机，不运行时可移动到远离进水闸的机库内。

2　门式液压抓斗清污机总体布置

梅龙三站进水闸共5孔，单孔净宽4.5m，底槛高程为1.0m，检修平台高程为8.7m，进水池最低运行水位4.2m。

进水闸共设5扇平面滑动拦污栅，栅体高7.8m，分3节，节间通过螺栓连接，拦污栅倾角80°。本站污物来量大，不便于人工清理，故采用机械清污。

进水闸工作门为露顶式平面定轮钢闸门，共5扇，门高3.7m，前止水，支承采用悬臂式铸钢滚轮。在不设启闭机房的情况下，闸门须通过门机启吊。

综合考虑，采用了门式清污机方案，该机同时具备门式起重机和液压清污机两种功能，按铺设的轨道沿垂直水流方向移动，能逐次启闭多孔闸门，也可连续多栅清污，行程可覆盖整个进水闸室、泻污位置。既满足了景观需求，也节省了启闭机及其安装平台的造价。

门式清污机总体布置如图1所示。

3　门式液压抓斗清污机结构特点

门式液压抓斗清污机共有四部分组成：液压抓斗装置、卷扬启闭机、大车行走机构以及电气控制系统。

3.1液压抓斗装置

图1　门式液压抓斗清污机总体布置图

液压抓斗装置又分为抓斗、滑车和行车导轨及小车。

清污机抓斗由抓斗本体、开合油缸、平行导杆机构组成。抓斗本体为不锈钢材质；开合油缸左右各一根，控制抓斗的开合；平行导杆机构安装在抓斗后上部，保证抓斗下降时能够准确入栅，平稳沿导向杆、栅条下滑。

滑车主要由框架、钢丝绳提升装置、液压泵站、液压胶管卷盘组成。框架是放置钢丝绳提升装置、液压泵站、液压胶管卷盘等部件的基础。钢丝绳提升装置由减速机、联轴器、左右卷筒、轴承座、钢丝绳挡辊以及钢丝绳等组成。减速机采用SEW进口产品，驱动电机带有制动装置，工作时电机驱动减速器，通过柱销联轴器将驱动力矩传到传动轴带动左右卷筒旋转，从而使钢丝绳在卷筒上卷绕升降抓斗。在中间轴承座下装有荷载限制器，用来过载保护以及控制抓斗下降是否到位，在传动轴的另一端装有主令开度控制器，用来控制上下极限位置，显示抓斗高度位置。液压泵站的主要液压元件均采用进口产品，液压胶管卷盘是将压力油通过油泵传到开合油缸的通道，它随抓斗升降能自动卷绕胶管，并与钢丝绳卷筒保持同步。

行程导轨小车采用的是电动葫芦的行走小车，导轨采用工字钢，导轨用门架立柱支撑。

3.2固定卷扬启闭机

通过启闭力计算，进水闸工作门配一台QP-2×100kN-8.0m手电两用卷扬启闭机，为方便启吊，另配有一套自动挂脱梁。整台启闭机安装在门式机架上，随门机行走逐孔启吊闸门。

3.3大车行走机构

大车行走机构主要由机架、驾驶室、驱动轮组成。机架材质为Q235B，整体通过焊接和螺栓连接组成。该机行走机构有两个驱动轮，采用分置驱动，选用QSC10-50三合一驱动装置，驱动器集电机、减速器、制动器于一体，结构紧凑，维护安装方便。

3.4电气控制系统

门式液压抓斗清污机的电气控制包括抓斗清污、卷扬启闭机和大车行走三部分，均可由PLC控制。通过PLC对各种信号数据进行采集与处理，实现清污运行状态的控制、监测、故障诊断、故障报警，以及超载保护，必要时也可采用遥控器进行手动操作。

为了便于操作和减轻劳动强度，本机选用联动操作台进行清污。操作人员可右手操作手柄控制液压抓斗的升降和小车的行走，左手操作手柄控制抓斗的开闭和整机的行走。另外，驾驶室装有液晶显示屏，并设有各种信号灯，便于对机器的运行情况进行观察。

4　门式液压抓斗清污机技术参数及工作过程

4.1技术参数（见表1）

表1　

门机结构图见图2。

图2　门式液压抓斗清污机结构图

4.2工作过程

门式液压抓斗清污机工作过程分为启闭和清污两种工况。

（1）启闭机运行工况：将大车移动至孔口，通过自动挂脱梁将锁定在门槽上方的闸门与启闭机连接，移除锁定工字钢，按动下降按钮使闸门放入门槽，到位后再将自动挂脱梁脱开，按动上升按钮，待吊头升到设定位置后重复上述操作。闸门全部关闭后，移动门机回到机库。

（2）清污机运行工况：操作人员移动门机至拦污栅处，抓斗由上至下运动，抓斗的直齿部分伸入栅条缝隙中，依靠自重滑至格栅底部，这一过程同时可将格栅间隙内的污物清理干净。当抓斗到达预定清污位置时，液压系统启动，弧形齿部分在油缸推动下闭合清污，弧形齿耙闭合后，抓斗由下至上回到原位。此时抓斗自动沿滑轨移动到集污小车上方，弧形齿通过液压控制开启，将污物倒进集污小车，完成一次清污过程。如此循环，直至污物清理完毕。

5　安全保护

门式液压抓斗清污机在抓斗的运行、开合，清污装置的行走方面均设置有限位保护，在电气线路中还设有必要的过流保护、失压保护和互锁保护等。

清污机上配置了荷载限制器，当清污机抓斗超出额定荷载或抓取较大物体导致抓斗不能闭合时，荷载限制器进行保护动作，PLC会自动进入应急清污模式，让抓斗张开上升一小段距离后再和耙，使此次抓取的污物不超过额定荷载。

卷扬启闭机上用的断路器具有欠压脱扣功能，遥控升降闸门时若主接触器发生粘连，在遥控器按钮站操作上可使断路器分断，以保证其安全性。断路器合闸只能在驾驶室电控柜内手动完成以避免操作人员误操作。操作台手柄有零位自锁装置，操作前须提起自锁杆，才能正常操作。

在门机两端设置了行程开关，实现门机极限位置保护。另外，门式清污机还装设了夹轨器，抗风等级大于8级，同时采用了聚氨酯防撞缓冲器。

6　结束语

随着水利工程的不断发展，对各类型排涝泵站的要求越来越高，不仅是泵站功能性的要求，还有整体布置及景观方面。门式液压抓斗清污机在梅龙三站中的运用，充分体现了其灵活方便、美观、节省造价等优点，孔数越多，门式清污机的优势越明显，值得推广运用。

TV53

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1673-0038（2015）36-0274-02

2015-8-21