一种水利工程水闸控制系统的制作方法

本发明属于闸门控制设备，具体涉及一种水利工程水闸控制系统。

背景技术：

1、水利闸门堵塞问题是指在闸门运行过程中，由于水流中携带的泥沙、悬浮物质、植物残渣或其他杂物的积聚，导致闸门无法正常运行或关闭。这些堵塞物可以附着在闸门表面、闸孔或闸槽内，阻碍水流的顺畅通过或闸门的正常操作。堵塞问题对水利闸门的运行和性能产生不利影响，可能引起以下情况：

2、1. 水体淤积和堵塞：由于长期没有清理和维护，闸门周围的水体可能会积聚大量的泥沙、杂物和植物残渣，导致水体淤积和堵塞。这会影响水流的畅通和流量的正常调节，降低水利系统的效率和性能。

3、2. 结合面密封性能下降：闸门的结合面通常采用密封材料，确保水体无法泄漏。然而，当闸门周围积聚了泥沙和杂物时，这些杂质可能会磨损或破坏密封材料，导致结合面的密封性能下降。这会导致水体泄漏和能量损失。

4、3. 安全风险增加：当闸门堵塞时，操作人员可能面临更大的安全风险。例如，在操作闸门时，堵塞的杂物可能突然松动，导致意外的水流和压力变化，可能造成人员受伤或设备损坏。此外，当闸门无法正常操作时，可能会导致水位控制失灵或洪水风险增加。

5、4. 设备寿命缩短和不稳定运行：闸门长期处于堵塞状态可能导致设备的寿命缩短和运行不稳定。例如，闸门驱动系统、升降机构等关键部件可能会受到杂物的损坏或过载，从而导致设备故障和停机时间增加。这不仅增加了维修成本，还可能影响整个水利系统的正常运行。

6、因此，闸门堵塞存在着水体淤积和堵塞、结合面密封性能下降、安全风险增加以及设备寿命缩短和不稳定运行等问题。及时采取清理、维护和保养措施是至关重要的，以确保闸门的正常操作和水利系统的高效运行。

技术实现思路

1、针对水利闸门在长期闭闸后再开闸存在堵塞问题，以及长期开闸后再闭闸存在难以闭合问题，本发明提供一种水利工程水闸控制系统，可有效解决上述问题。

2、本发明解决其技术问题的方案是：采用一种水利工程水闸控制系统，该系统包括闸门主体、闸板驱动系统、栅栏升降机构和栅栏组件，闸门主体包括固定于闸门顶部的提升螺杆，闸板驱动系统用于驱动该提升螺杆向上或向下移动，所述栅栏升降机构包括升降座、升降电机，动蜗杆和动蜗轮，升降座内腔中安装有动蜗杆和动蜗轮，且动蜗杆与动蜗轮啮合，其中动蜗轮的上限端凸出部分别通过轴承或轴套套装于升降座的中心，动蜗轮的中心设置螺纹孔，且螺纹孔套装于提升螺杆的顶部，在升降座的一侧设置电机座并安装有升降电机，升降座的前侧还设置有吊装孔，吊装孔内固定有钢丝绳；所述栅栏组件包括栅栏框和根转轴，栅栏框的后侧底部通过根转轴与闸板底部铰接，栅栏框的顶部通过钢丝绳连接于升降座一侧的吊装孔，升降电机被控制器控制，实现升降座向下移动，进而控制栅栏框向下翻转。

3、优选地，闸门主体包括闸门边框、边框底槽、边框顶板、闸门和提升螺杆，两侧闸门边框分别固定于混凝土承台两侧的嵌槽内，两侧闸门边框的底部连接有边框底槽，边框底槽固定于混凝土承台底部嵌槽内，两侧闸门边框的顶部连接有边框顶板，两侧闸门边框内侧壁分别设置轨道槽，用于装配闸门，边框底槽的上侧设置闸槽，用于固定闸门的底部，在闸门主体的顶部安装有闸门驱动系统，闸门的顶部中心固定有提升螺杆，在边框顶板中部设置有贯穿孔，提升螺杆从该贯穿孔引出后连接所述闸门驱动系统。

4、优选地，闸板驱动系统包括驱动机构、定蜗杆和定蜗轮，其中，驱动机构包括定位座、驱动电机和变速箱，在定位座内侧通过推力轴承安装有支撑套，定蜗轮通过滚子轴承装配于蜗轮蜗杆座内，定蜗杆通过蜗杆轴承装配于蜗轮蜗杆座内，且定蜗杆与定蜗轮啮合，所述支撑套的上端与定蜗轮固定为一体；驱动电机的转轴与变速箱输入轴连接，变速箱输出轴与定蜗杆传动连接；所述支撑套内设置有螺纹，提升螺杆套装于所述支撑套内，当定蜗轮转动带动支撑套转动时，能够驱动提升螺杆向上或向下移动。

5、优选地，在所述蜗轮蜗杆座的顶部还设置有密闭的润滑油腔，该润滑油腔向定蜗轮及支撑套内提供持续的润滑油。

6、优选地，栅栏框包括左右两侧边框、后边框和底边框，各边框外侧附有封板，栅栏框顶部中心固定有吊扣，所述定位座的前侧延伸有导向座，导向座内安装有辊轮，所述钢丝绳贯穿于所述导向座的辊轮间隙后，其底部连接于吊扣内。

7、优选地，还包括延时清理机构，该延时清理机构包括与闸门底部自由连接的自由座，当两者存在配合间隙时，在配合间隙内设置有导流通道，用于将自由座底部泥沙逐层洗出。

8、优选地，还包括闸门边框稳定机构，控制器分别通过检测背水面和迎水面压力差，当两者压力差变大时，控制器控制液压缸向外提供压力，用于克服闸门边框对混凝土嵌槽内壁之间的压力和震动，从而保护结合面的密封性。

9、本发明的有益效果：上述方案的益处包括改善水流状况、保护密封性、提高安全性以及延长设备寿命和稳定运行。这些益处有助于确保闸门的正常操作，并提高水体管理和控制的效果。

10、1. 清理和排放泥沙和杂物：通过清理和排放积聚的泥沙和杂物，可以恢复闸门的正常水流，确保水体的顺畅流动。这有助于减少水体淤积和堵塞的风险，提高水流的效率和流量。

11、2. 保护结合面的密封性：清理泥沙和杂物还可以保护闸门结合面的密封性能。积聚的泥沙和杂物可能导致结合面的磨损、损坏或不完全密封，从而影响闸门的性能和效率。清理后，闸门能够更好地密封，减少漏水和能量损失。

12、3. 提高设备和工作人员的安全：在执行操作前进行必要的安全措施和检查，可以确保设备和人员的安全。清理过程中，密切监测传感器信号和设备状态，并根据实际情况进行调整和控制，可以减少意外事故和设备故障的风险，提高工作安全性。

13、4. 延长设备寿命和稳定运行：定期的维护和保养是确保设备长期稳定运行的关键。通过定期检查和维护闸门驱动系统、升降机构等关键部件，可以及时发现并修复潜在问题，延长设备的使用寿命，并保持设备的正常运行状态。

技术特征：

1.一种水利工程水闸控制系统，包括闸门主体(1)和闸板驱动系统(2)，其特征在于，还包括栅栏升降机构(3)和栅栏组件(4)，闸门主体(1)包括固定于闸门(14)顶部的提升螺杆(15)，闸板驱动系统(2)用于驱动该提升螺杆(15)向上或向下移动，所述栅栏升降机构(3)包括升降座(31)、升降电机(32)，动蜗杆(33)和动蜗轮(34)，升降座(31)内腔中安装有动蜗杆(33)和动蜗轮(34)，且动蜗杆(33)与动蜗轮(34)啮合，其中动蜗轮(34)的上限端凸出部分别通过轴承或轴套套装于升降座(31)的中心，动蜗轮(34)的中心设置螺纹孔，且螺纹孔套装于提升螺杆(15)的顶部，在升降座(31)的一侧设置电机座并安装有升降电机(32)，升降座的前侧还设置有吊装孔(35)，吊装孔(35)内固定有钢丝绳(36)；所述栅栏组件(4)包括栅栏框(41)和根转轴(42)，栅栏框(41)的后侧底部通过根转轴(42)与闸板(15)底部铰接，栅栏框(41)的顶部通过钢丝绳(36)连接于升降座(31)一侧的吊装孔(35)，升降电机(32)被控制器控制，实现升降座(31)向下移动，进而控制栅栏框(41)向下翻转。

2.根据权利要求1所述的水利工程水闸控制系统，其特征在于，闸门主体(1)包括闸门边框(11)、边框底槽(12)、边框顶板(13)、闸门(14)和提升螺杆(15)，两侧闸门边框(11)分别固定于混凝土承台两侧的嵌槽内，两侧闸门边框(11)的底部连接有边框底槽(12)，边框底槽(12)固定于混凝土承台底部嵌槽内，两侧闸门边框(11)的顶部连接有边框顶板(13)，两侧闸门边框(11)内侧壁分别设置轨道槽，用于装配闸门(14)，边框底槽(12)的上侧设置闸槽，用于固定闸门(14)的底部，在闸门主体(1)的顶部安装有闸门驱动系统(2)，闸门(14)的顶部中心固定有提升螺杆(15)，在边框顶板(13)中部设置有贯穿孔，提升螺杆(15)从该贯穿孔引出后连接所述闸门驱动系统(2)。

3.根据权利要求1所述的水利工程水闸控制系统，其特征在于，闸板驱动系统(2)包括驱动机构(21)、定蜗杆(22)和定蜗轮(23)，其中，驱动机构(21)包括定位座(27)、驱动电机和变速箱，在定位座(27)内侧通过推力轴承安装有支撑套(28)，定蜗轮(23)通过滚子轴承(24)装配于蜗轮蜗杆座内，定蜗杆(22)通过蜗杆轴承(26)装配于蜗轮蜗杆座内，且定蜗杆(22)与定蜗轮(23)啮合，所述支撑套(28)的上端与定蜗轮(23)固定为一体；驱动电机的转轴与变速箱输入轴连接，变速箱输出轴与定蜗杆(22)传动连接；所述支撑套(28)内设置有螺纹，提升螺杆(15)套装于所述支撑套(28)内，当定蜗轮(23)转动带动支撑套(28)转动时，能够驱动提升螺杆(15)向上或向下移动。

4.根据权利要求3所述的水利工程水闸控制系统，其特征在于，在所述蜗轮蜗杆座的顶部还设置有密闭的润滑油腔(29)，该润滑油腔(29)向定蜗轮(23)及支撑套(28)内提供持续的润滑油。

5.根据权利要求1所述的水利工程水闸控制系统，其特征在于，栅栏框(41)包括左右两侧边框、后边框和底边框，各边框外侧附有封板，栅栏框(41)顶部中心固定有吊扣(43)，所述定位座(27)的前侧延伸有导向座(44)，导向座(44)内安装有辊轮(45)，所述钢丝绳(36)贯穿于所述导向座的辊轮间隙后，其底部连接于吊扣(43)内。

6.根据权利要求1所述的水利工程水闸控制系统，其特征在于，还包括延时清理机构(5)，该延时清理机构包括与闸门(14)底部自由连接的自由座(51)，当两者存在配合间隙时，在配合间隙内设置有导流通道，用于将自由座(51)底部泥沙逐层洗出。

7.根据权利要求1所述的水利工程水闸控制系统，其特征在于，还包括闸门边框稳定机构，控制器分别通过检测背水面和迎水面压力差，当两者压力差变大时，控制器控制液压缸向外提供压力，用于克服闸门边框对混凝土嵌槽内壁之间的压力和震动，从而保护结合面的密封性。

技术总结
本发明提供一种水利工程水闸控制系统，该系统包括闸门主体、闸板驱动系统、栅栏升降机构和栅栏组件，闸门主体包括固定于闸门顶部的提升螺杆，闸板驱动系统用于驱动该提升螺杆向上或向下移动，栅栏升降机构被其一侧的升降电机驱动，沿提升螺杆能够升降移动，升降座前侧的吊装孔内固定有钢丝绳；栅栏组件包括栅栏框和根转轴，栅栏框的后侧底部通过根转轴与闸板底部铰接，栅栏框的顶部通过钢丝绳连接于升降座一侧的吊装孔，升降电机被控制器控制，实现升降座向下移动，进而控制栅栏框向下翻转。本发明能够改善水流状况、保护密封性、提高安全性以及延长设备寿命和稳定运行，这些益处有助于确保闸门的正常操作，并提高水体管理和控制的效果。

技术研发人员：朱彦芳,李学军,刘晓飞,胡方方,路修平,李云飞,李洪连,杜静娴
受保护的技术使用者：朱彦芳
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14