嵌入（內(nèi)置）式液壓啟閉機(jī)設(shè)計(jì)

周 兵，張春豐，袁 偉

（中水東北勘測設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，吉林 長春130021）

1 概 述

液壓啟閉機(jī)作為水電工程啟閉設(shè)備中一種，依據(jù)工程部位及使用功能不同布置形式多種多樣。

大藤峽水利樞紐為日調(diào)節(jié)水庫，泄水系統(tǒng)分別設(shè)在黔江主壩和南木江副壩兩處。黔江主壩設(shè)有3個(gè)泄水高孔和18個(gè)泄水低孔，南木江副壩設(shè)有2個(gè)泄水低孔，共設(shè)23孔。主壩泄水高孔兩側(cè)共設(shè)18個(gè)泄水低孔，泄水高孔左側(cè)設(shè)有7孔泄水低孔，右側(cè)設(shè)有11孔泄水低孔。泄水低孔堰頂高程為22.0m，孔口凈寬10.0m，閘門檢修平臺既壩頂高程為64.0m，每孔泄水低孔均設(shè)一道事故閘門、一道工作閘門和一道檢修閘門

基于工程總體布置對空間尺寸的限制，工程對壩面或閘門檢修平臺整潔、美觀的要求，其它設(shè)備布置相互之間空間的要求，選擇布置在平面閘門門槽內(nèi)的液壓啟閉機(jī)操作運(yùn)行泄水低孔工作閘門作為工程綜合比選的一種方案。

2 布 置

此工程工作閘門采用嵌入式液壓啟閉機(jī)布置方式，平面閘門為雙吊點(diǎn)，每扇平面閘門由1臺（套）2×4000kN液壓啟閉機(jī)操作運(yùn)行，工作行程19m。兩機(jī)架分別布置在電站泄洪壩段工作閘門孔口兩側(cè)門槽上部閘門檢修平臺64.00m高程上。兩油缸分別布置在相應(yīng)的機(jī)架上，通過液壓啟閉機(jī)機(jī)架垂直安裝在工作閘門邊梁內(nèi)。液壓啟閉機(jī)上端通過液壓缸上的球面法蘭自由狀態(tài)落在固定在液壓啟閉機(jī)支架上的球面底座上，液壓啟閉機(jī)活塞桿下端穿過閘門邊梁底板（為液壓機(jī)與閘門連接在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上設(shè)置了專用的閘門邊梁底板）采用專用螺母通過螺紋連接方式固定在邊梁底板上，液壓啟閉機(jī)與閘門連接方式可采用銷軸或螺紋連接，螺紋連接方式較銷軸連接方式在空間尺寸上更小，使液壓啟閉機(jī)缸體部分結(jié)構(gòu)更加緊湊，由于閘門結(jié)構(gòu)空間尺寸的限制，選擇螺紋連接方式可滿足工程布置要求。邊梁設(shè)置套筒，用于保護(hù)缸體及其附件，同時(shí)由于邊梁開孔應(yīng)等強(qiáng)度補(bǔ)強(qiáng)。布置上閘門完全開啟時(shí)，閘門頂部不超出門槽。閘門埋件制造、安裝應(yīng)嚴(yán)格按DL/T5018-2004《水電水利工程鋼閘門制造安裝及驗(yàn)收規(guī)范》執(zhí)行，尺寸超差在啟門過程中將對液壓機(jī)產(chǎn)生較大的側(cè)向力，易破壞。檢修時(shí)應(yīng)利用壩頂門機(jī)將閘門及液壓機(jī)分別吊至閘門檢修平臺以上進(jìn)行。

依據(jù)啟閉容量、調(diào)度方式及布置方式，此嵌入式液壓啟閉機(jī)采用1機(jī)1站的操作運(yùn)行方式。泵站布置在閘墩上，配有一套現(xiàn)地控制系統(tǒng)，并預(yù)留遠(yuǎn)程接口，可傳送液壓機(jī)行程、系統(tǒng)壓力、液壓油溫度等信號至中控室，對液壓機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

3 工作原理及系統(tǒng)配置

嵌入式液壓啟閉機(jī)液壓系統(tǒng)原理與常規(guī)雙吊點(diǎn)平面閘門液壓啟閉機(jī)相同，通過液壓系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)開啟閘門、關(guān)閉閘門、油缸安裝檢修、閘門啟閉同步糾偏、閘門自動(dòng)回復(fù)等工況。同時(shí)液壓系統(tǒng)具有液壓泵工作異常、液壓系統(tǒng)工作壓力過高或過低、液濾油器堵滿、油箱液位過高或過低、油箱油溫過高、聲光報(bào)警等保護(hù)功能。

嵌入式液壓啟閉機(jī)對閘門門槽制造、安裝精度的要求更加嚴(yán)格，所以液壓系統(tǒng)同步糾偏設(shè)計(jì)精度隨之提高。液壓系統(tǒng)同步糾偏回路一般情況下采用節(jié)流閥、方向閥、比例方向閥、伺服回路等，伺服回路造價(jià)較高，節(jié)流閥、方向閥調(diào)節(jié)精度較低，同步糾偏回路選擇比例方向閥既經(jīng)濟(jì)又滿足本液壓機(jī)使用條件。

整體系統(tǒng)的配置設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在滿足工程需要的前提下，突出顯了設(shè)備的安全、可靠、檢修周期長等特點(diǎn)。在選擇泵、閥件及其附件時(shí)選取了國內(nèi)外知名公司的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，設(shè)計(jì)出一套高性能液壓啟閉設(shè)備。

4 行程檢測裝置

行程檢測裝置是液壓啟閉機(jī)重要的部件之一，通過對液壓啟閉機(jī)行程測量直接或間接反應(yīng)各種閘門的開度，同時(shí)也可根據(jù)需要對閘門啟閉及開度進(jìn)行控制，這對工程來說至關(guān)重要。

液壓啟閉機(jī)行程檢測裝置有內(nèi)置式磁致伸縮位移傳感器、內(nèi)、外置鋼絲繩、鋼帶絕對式編碼器、靜磁柵閘門開度儀及與陶瓷活塞桿配套使用的行程檢測裝置等多種形式。內(nèi)置式磁致伸縮位移傳感器適合行程在5m以下液壓機(jī)，安裝結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，信號電纜出線在液壓機(jī)上端蓋；內(nèi)、外置鋼絲繩、鋼帶絕對式編碼器所占用空間尺寸較大，信號電纜出線在液壓機(jī)上端蓋；靜磁柵平面閘門開度儀，其屬于數(shù)字化直線絕對位移傳感器。信號電纜出線在閘門上端。靜磁柵尺固定在門槽上，測量桿安裝在閘門上，靜磁柵尺通過自適應(yīng)門體晃動(dòng)機(jī)構(gòu)與測量桿無接觸配合安裝，直接顯示閘門啟升高度；安裝于油缸內(nèi)部與陶瓷活塞桿配套使用的行程檢測裝置（包括編碼器和計(jì)數(shù)卡），直接測量活塞桿的運(yùn)行行程。信號電纜出線在閘門上端。綜合嵌入式液壓啟閉機(jī)布置特點(diǎn)、閘門布置及運(yùn)行使用情況、傳感器出線方式等因素，內(nèi)置式磁致伸縮位移傳感器和內(nèi)、外置鋼絲繩、鋼帶絕對式編碼器不適用此液壓機(jī)。可選擇靜磁柵閘門開度儀及與陶瓷活塞桿配套使用的行程檢測裝置作為嵌入式液壓啟閉機(jī)行程檢測裝置。

5 結(jié) 語

嵌入式液壓啟閉機(jī)布置形式使設(shè)備整體結(jié)構(gòu)緊湊同時(shí)，亦滿足工程使用條件。液壓啟閉機(jī)設(shè)計(jì)中，采用了國內(nèi)、外新技術(shù)及新產(chǎn)品，嚴(yán)格控制設(shè)計(jì)產(chǎn)品的質(zhì)量，使液壓啟閉機(jī)設(shè)計(jì)成果滿足工程的需要。