用于水利工程的电磁自动挂脱梁的制作方法

本发明涉及水利工程金属结构起吊技术，具体是一种用于水利工程的可将闸门从水下起吊出水面，或将闸门放入水中的电磁自动挂脱梁。

背景技术：

1、在水利工程闸门在水中起吊过程中，自动挂脱梁上端连接动滑轮，下端与闸门在水下进行脱挂，完成起吊动作。

2、目前，与闸门在水下进行脱挂的自动挂脱梁有机械自动挂脱梁。其特点是当闸门在水中下放到底时，继续下放机械自动挂脱梁，产生自动脱钩，完成闸门下放全过程。当闸门在水中出现卡阻现象时，操作人员误认为闸门下放到底，继续下放机械自动挂脱梁，产生自动脱钩，此时，闸门与机械自动挂脱梁完全脱开，但是闸门仍然卡阻在门槽中，不能上下，出现操作事故，此时就要借助潜水员水下作业，如果闸门轻微卡阻，只要有轻微受力，闸门就会自由落体，掉落砸坏门槽底坎，造成更大事故，无法修复。

3、为了避免上述事故发生，后来采用液压自动挂脱梁，即挂钩和脱钩采用人工操作的方式，但是，由于液压自动挂脱梁零部件多，精确定位难度较大，供电电缆故障率较高，安全运行难以保证。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于水利工程电磁自动挂脱梁，该挂脱梁利用电磁对闸门磁吸或释放实现闸门吊装，不需要定位，彻底改变液压自动挂脱梁水平穿销的挂脱模式，自适应极好的，可靠性高，且能够保证闸门的吸合吊运。

2、为了达到上述目的，本发明提供了一种用于水利工程电磁自动挂脱梁，包括挂脱梁梁体，在梁体的上部设有吊耳，所述电磁自动挂脱梁还包括控制系统、设置在梁体与钢闸门接触面的电磁吸盘以及设置在梁体内的电池组；所述梁体内由隔板分成上部的控制组件密封舱和下部的电磁吸盘安装舱，所述控制组件密封舱包括控制密封舱和电池密封舱，所述控制系统的水下部分置于控制密封舱内，所述电池组置于电池密封舱内，所述电磁吸盘安装舱底部呈敞开状，所述电磁吸盘通过弹性受力机构安装在电磁吸盘安装舱内，其磁吸面朝下与梁体的底面平齐或伸出梁体的底面；

3、所述弹性受力机构包括弹簧和受力钢板，所述受力钢板固定在电磁吸盘的顶部，受力钢板的通过弹簧直接与电磁吸盘安装舱的内壁连接；或者在受力钢板顶部设有吊杆，并在电磁吸盘安装舱内水平焊接有承压钢板，承压钢板将电磁吸盘安装舱分为上部的弹簧缓冲舱和下部的电磁舱，所述电磁吸盘和受力钢板置于电磁舱内，吊杆上部穿过承压钢板伸入弹簧缓冲舱内，其顶部固定有螺母和垫圈，所述弹簧套设在吊杆位于弹簧缓冲舱部分，下端固定在承压钢板上，上端固定在垫圈上；

4、所述电磁吸盘包括磁闭密封体、定磁磁钢和变磁磁钢，所述定磁磁钢与变磁磁钢依照海尔贝克阵列分布在磁闭密封体内，受力钢板固定在磁闭密封体顶部，所述变磁磁钢通过电磁线圈或旋转电机改变磁极磁性，且电磁线圈或旋转电机通过导线与控制系统信号连接，并由控制系统控制变磁磁钢的极性改变实现磁极的生磁和消磁；所述电池组为控制系统及电磁吸盘提供电力。

5、本发明较优的技术方案：所述电磁吸盘的电磁线圈或旋转电机通过转换开关控制，电磁线圈或旋转电机通过导线与转换开关连接，转换开关通过信号线与控制系统信号连接，并通过导线与电池组连接；由控制系统控制转换开关的转换，从而改变电磁线圈的电流方向或控制旋转电机的转动方向，实现变磁磁钢的磁极消磁或生磁。

6、本发明较优的技术方案：所述电池组是由多组蓄电池通过串并联组成，端部设有充电接口，所述控制系统包括控制系统操作模块、水上通讯装置、浮筒和水下通讯装置，所述水上通讯装置和水下通讯装置均由电池模块和通讯模块组成，且水上通讯装置和水下通讯装置信号通讯连接，所述水下通讯装置置于梁体的控制密封舱内，并通过导线与电池组及电磁吸盘的电磁控制端连接；所述梁体通过吊耳与吊车动滑轮联接，吊车动滑轮通过钢丝绳与启闭平台上的钢丝绳收放装置与起吊机构连接，所述浮筒漂浮在水面，并滑动安装在钢丝绳上，所述水上通讯装置安装在浮筒上，水上通讯装置与操作室内的控制系统或手持控制系统信号通讯连接，所述控制系统操作模块安装在操作室内或手持。

7、本发明较优的技术方案：所述梁体是由结构钢板焊接而成，在其两侧设有门槽支承，所述电池密封舱位于中部，控制密封舱设有两个，对称设置在电池密封舱内。

8、本发明较优的技术方案：所述梁体上部的控制密封舱和电池密封舱设有可拆卸的密封盖，密封盖与密封舱螺栓联接，并在连接处设有橡胶密封垫，在电池密封舱设有充电接口孔，充电口孔用于固定连接防水密封充电插座。

9、本发明较优的技术方案：所述电磁吸盘的磁闭密封体材质为q235；所述钢闸门与电磁吸盘接触面焊接材质为q235的钢板。

10、本发明较优的技术方案：所述定磁磁钢与变磁磁钢安装在磁闭密封体内，其中间的缝隙由绝缘密封胶防水密封。

11、本发明控制的工作原理：控制系统操作模块给水上通讯装置和水下通讯装置同时发出指令，若电磁自动挂脱梁在水上，则水下通讯装置接受指令，转换开关动作，实现磁极的生磁或消磁；若电磁自动挂脱梁在水下，则水上通讯装置接受指令，然后，水上通讯装置传递给水下通讯装置，转换开关动作，实现磁极的生磁或消磁。

12、本发明的有益效果：

13、1.本发明的电磁自动挂脱梁创新点是利用电磁磁极转换原理对闸门磁吸或释放实现闸门吊装，彻底改变液压自动挂脱梁水平穿销的挂脱模式；

14、2.本发明的电磁自动挂脱梁在门槽内上下运动即可完成挂钩和脱钩动作，完全取消了传统液压自动挂脱梁或机械自动挂脱梁定位销和定位筒；

15、3.本发明的电磁自动挂脱梁采用电池供电模式，取消了供电电缆，使得具有高可靠性；

16、4.本发明采用无线通讯方式，水上通讯和水下通讯接力换能，确保通讯无缝衔接；

17、5.本发明的吸盘与梁体支架采用弹性受力机构连接，保证吸盘能够与闸门均匀接触，保证闸门的吸合和吊运稳定。

18、本发明零部件较少，安装极其容易，维护非常简单，检修更加方便，本发明适应范围较广，特别适应高扬程，水流急，水很深的闸门吊装；

技术特征：

1.一种用于水利工程电磁自动挂脱梁，包括挂脱梁梁体(1)，在梁体(1)的上部设有吊耳(1-4)，其特征在于：所述电磁自动挂脱梁还包括控制系统(5)、设置在梁体(1)与钢闸门(6)接触面的电磁吸盘(3)以及设置在梁体(1)内的电池组(4)；所述梁体(1)内由隔板分成上部的控制组件密封舱和下部的电磁吸盘安装舱(7)，所述控制组件密封舱包括控制密封舱(1-1)和电池密封舱(1-2)，所述控制系统(5)的水下部分置于控制密封舱(1-1)内，所述电池组(4)置于电池密封舱(1-2)内，所述电磁吸盘安装舱(7)底部呈敞开状，所述电磁吸盘(3)通过弹性受力机构(2)安装在电磁吸盘安装舱(7)内，其磁吸面朝下与梁体(1)的底面平齐或伸出梁体(1)的底面；

2.根据权利要求1所述的一种用于水利工程电磁自动挂脱梁，其特征在于：所述电磁吸盘(3)的电磁线圈(3-6)或旋转电机(3-8)通过转换开关(3-3)控制，电磁线圈(3-6)或旋转电机(3-8)通过导线与转换开关(3-3)连接，转换开关(3-3)通过信号线与控制系统(5)信号连接，并通过导线与电池组(4)连接；由控制系统(5)控制转换开关(3-3)的转换，从而改变电磁线圈(3-6)的电流方向或控制旋转电机(3-8)的转动方向，实现变磁磁钢的磁极消磁或生磁。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于水利工程电磁自动挂脱梁，其特征在于：所述电池组(2)是由多组蓄电池通过串并联组成，端部设有充电接口，所述控制系统(5)包括控制系统操作模块(5-1)、水上通讯装置(5-2)、浮筒(5-3)和水下通讯装置(5-6)，所述水上通讯装置(5-2)和水下通讯装置(5-6)均由电池模块和通讯模块组成，且水上通讯装置(5-2)和水下通讯装置(5-6)信号通讯连接，所述水下通讯装置(5-6)置于梁体(1)的控制密封舱(1-1)内，并通过导线与电池组(4)及电磁吸盘(3)的电磁控制端连接，所述梁体(1)通过吊耳(1-4)与吊车动滑轮(5-5)联接，吊车动滑轮(5-5)通过钢丝绳(5-4)与启闭平台上的钢丝绳收放装置与起吊机构连接，所述浮筒(5-3)漂浮在水面，并滑动安装在钢丝绳(5-4)上，所述水上通讯装置(5-2)安装在浮筒(5-3)上，水上通讯装置(5-2)与操作室内的控制系统或手持控制系统信号通讯连接，所述控制系统操作模块(5-1)安装在操作室内或手持。

4.根据权利要求1或2所述的一种用于水利工程电磁自动挂脱梁，其特征在于：所述梁体(1)是由结构钢板焊接而成，在其两侧设有门槽支承(1-3)，所述电池密封舱(1-2)位于中部，控制密封舱(1-1)设有两个，对称设置在电池密封舱(1-2)内。

5.根据权利要求1或2所述的一种用于水利工程电磁自动挂脱梁，其特征在于：所述梁体(1)上部的控制密封舱(1-1)和电池密封舱(1-2)设有可拆卸的密封盖，密封盖与密封舱螺栓联接，并在连接处设有橡胶密封垫，在电池密封舱(1-2)设有充电接口孔，充电口孔用于固定连接防水密封充电插座。

6.根据权利要求1或2所述的一种用于水利工程电磁自动挂脱梁，其特征在于：所述电磁吸盘(5)的磁闭密封体(3-1)材质为q235；所述钢闸门(6)与电磁吸盘接触面焊接材质为q235的钢板。

7.根据权利要求1或2所述的一种用于水利工程电磁自动挂脱梁，其特征在于：所述定磁磁钢(3-2)与变磁磁钢(3-5)安装在磁闭密封体(3-1)内，其中间的缝隙由绝缘密封胶(3-4)防水密封。

技术总结
本发明提供一种用于水利工程电磁自动挂脱梁。所述一种用于水利工程电磁自动挂脱梁包括梁体、受力装置、电磁吸盘、电池组、控制系统和钢闸门，所述梁体设有多个密封舱，其中控制系统和电池组分别安装在梁体上部的密封舱内，电磁吸盘通过弹性受力装置分别安装在梁体下部的电磁吸盘安装舱内，控制系统、电池组和电磁吸盘以一定规则用导线连接；通过控制系统操作电磁吸盘的生磁与消磁实现与钢闸门的负载与卸载，完成闸门搬运。本发明结构新颖、零部件少，故障率低，特别省去了定位装置和供电电缆，挂钩与脱钩更加方便快捷、维护简单，可保证在动水环境下可靠工作。

技术研发人员：李克华,胡剑杰,钱军祥,王启行,方晓敏,韩争光
受保护的技术使用者：长江勘测规划设计研究有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14