一种PLC控制下库底管道推拉装置

一种plc控制下库底管道推拉装置
技术领域
1.本实用水库清淤技术领域，具体是一种plc控制下库底管道推拉装置。


背景技术：

2.在中国专利cn202120041575.3中，本发明涉及水库清淤技术领域，公开了一种水库清淤设备，其特征在于：包括船体，所述船体底部设置有行走装置，所述船体内部设置有污泥容纳箱，所述船体侧壁设置有推泥铲，所述推泥铲与船体可拆卸连接，所述船体靠近推泥铲一侧设置有油缸，油缸活塞杆一侧与推泥铲铰接，油缸缸筒一侧与船体铰接，所述推泥铲后方设置有污泥处理槽，所述污泥处理槽内安装有第一污泥泵，所述第一污泥泵输出端连接有软管，所述软管末端伸入污泥容纳箱内，解决了现有的清淤设备工作效率较低，清淤进程较为缓慢，无法满足库容较大水库尽快清淤需求的问题。
3.现有的水库清淤设备存在不便于实现水上对水库底部清淤工作的操控，不便于水库底部输沙管的长度调节，不便于降低人员劳动力的支出，不便于清淤成本的降低的问题。
4.因此，针对上述问题提出一种plc控制下库底管道推拉装置。


技术实现要素：

5.为了弥补现有技术的不足，解决了现有的水库清淤设备存在不便于实现水上对水库底部清淤工作的操控，不便于水库底部输沙管的长度调节，不便于降低人员劳动力的支出，不便于清淤成本的降低的问题。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括触摸屏，所述触摸屏的底部电性连接有plc控制器，且plc控制器的端部电性连接有气泵，并且气泵的底端连通有输气管，所述输气管的外壁连接有电磁阀，且输气管的另一端连通有轮胎，所述轮胎的外壁连接有h型滚轮，且h型滚轮的边侧连接有滑轨，所述plc控制器的边侧电性连接有油压站，且油压站的底端连通有液压管，并且液压管的另一端连通有液压缸，所述轮胎的内部贯穿有输沙管，且输沙管的内部贯穿有挡水闸板，并且轮胎的外壁贴合有框架。
7.优选的，所述轮胎通过输气管与气泵构成连通结构，且气泵通过plc控制器与触摸屏构成电性连接。
8.优选的，所述轮胎通过h型滚轮、滑轨与框架构成轨道滑动结构，且滑轨关于框架的水平中轴线设置有一对。
9.优选的，所述轮胎的平均安装深度h为水库水位减去轮胎的中心位置高程。
10.优选的，所述液压缸通过液压管与输沙管构成水平滑动结构，且液压缸通过液压管与油压站构成连通结构，并且油压站与plc控制器之间为电性连接。
11.优选的，所述液压缸处于缩进位置轮胎对输沙管处于放松状态，且当输沙管需要拉伸管道时，触摸屏向plc控制器发送拉伸长度指令。
12.优选的，所述输沙管贯穿于挡水闸板的内部，且挡水闸板的纵截面面积大于输沙管的纵截面面积。
13.优选的，所述触摸屏计算机中编制了plc控制软件，且通过rj45网口与plc控制器通信发送指令，并且plc控制器接收采集的液压缸压力和轮胎的压力，在控制软件界面上显示。
14.本发明的有益之处在于：
15.1.触摸屏、plc控制器、气泵、电磁阀、油压站都位于水上，通过输气管可以实现轮胎与气泵之间的连通结构，且通过plc控制器则实现了气泵与触摸屏之间的电性连接，从而实现工作人员水上通过点击触摸屏操控plc控制器实现气泵通过输气管对轮胎的充气和放气，从而达到轮胎对输沙管的抱紧和放松两种状态，便于水上对水库底部清淤工作的操控，接着，通过h型滚轮、滑轨可以实现轮胎沿框架方向的轨道滑动，这样的设置便于水下输沙管伸缩方向的固定提高稳定性；
16.2.通过液压缸可以实现液压管与输沙管之间的水平滑动，plc控制器控制油压站工作，正向加压使液压缸伸出，固定在液压缸上的轮胎抱紧输沙管一起向前移动，反向加压使液压缸缩回，固定在液压缸上的轮胎松开输沙管单独向后移动，回到原来位置，plc控制器控制气泵工作，气泵加电后向轮胎充气加压，达到设定值3.5bar压强时停止，使轮胎抱紧输沙管；plc控制器控制电磁阀工作，电磁阀加电后管路畅通放出轮胎内的高压气体，达到设定值停止，使轮胎松开输沙管，这样的设置，便于液压缸带动输沙管在水下进行伸缩工作。这个装置，将隧道内的输沙管向水库内延伸，吸沙管口在库底向前移动，将管口附近的泥沙吸入管内排到水库下游。
17.便于工作人员水上即可做到清淤排放的工作，减少水下作业带来的人力、物力和时间等诸多方面上的消耗，提高清淤效率。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
19.图1为本发明整体正视的立体结构示意图；
20.图2为本发明整体左视的立体结构示意图。
21.图中：1、触摸屏；2、plc控制器；3、气泵；4、输气管；5、电磁阀；6、轮胎；7、h型滚轮；8、滑轨；9、油压站；10、液压管；11、液压缸；12、输沙管；13、挡水闸板；14、框架。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
23.实施例一
24.请参阅图1与图2所示，一种plc控制下库底管道推拉装置，包括触摸屏1，触摸屏1的底部电性连接有plc控制器2，且plc控制器2的端部电性连接有气泵3，并且气泵3的底端
连通有输气管4，输气管4的外壁连接有电磁阀5，且输气管4的另一端连通有轮胎6，轮胎6的外壁连接有h型滚轮7，且h型滚轮7的边侧连接有滑轨8，plc控制器2的边侧电性连接有油压站9，且油压站9的底端连通有液压管10，并且液压管10的另一端连通有液压缸11，轮胎6的内部贯穿有输沙管12，且输沙管12的内部贯穿有挡水闸板13，并且轮胎6的外壁贴合有框架14。
25.触摸屏1计算机中编制了plc控制软件，通过rj45网口与plc控制器2通信，发送指令，接收plc控制器2采集的液压缸11压力和轮胎6的压力，在控制软件界面上显示。
26.液压缸11处于缩进位置，即原点位置，轮胎6对输沙管12处于放松状态。当输沙管12需要拉伸管道时，触摸屏1向plc控制器2发送拉伸长度指令。plc控制器2首先打开气泵3对轮胎6充气至3.5bar压强时使其对输沙管12处于抱紧状态，关闭气泵3；再打开油压站9正向加压使液压缸11伸长，驱动抱紧输沙管12的轮胎6与输沙管12一起向前移动至液压缸11能够伸出的长度，关闭油压站9，plc控制器2打开电磁阀5对轮胎6放气至xbar(x为轮胎6中心位置的水压力)使其对输沙管12处于放松状态，关闭电磁阀5；再打开油压站9反向加压使液压缸11缩回，驱动放松输沙管12的轮胎6单独移动至液压缸11能够缩回的长度。循环重复以上步骤，直至输沙管12达到需要伸出的距离。
27.液压缸11处于缩进位置，即原点位置，轮胎6对输沙管12处于放松状态。当输沙管12需要缩进管道时，触摸屏1向plc控制器2发送缩进长度指令。plc控制器2首先打开油压站9正向加压使液压缸11伸长，驱动放松输沙管12的轮胎6单独向前移动至液压缸11能够伸出的长度，关闭油压站9；再打开气泵3对轮胎6充气至3.5bar压强时使其对输沙管12处于抱紧状态，关闭气泵3；再打开油压站9反向加压使液压缸11缩回，驱动抱紧输沙管12的轮胎6与输沙管12一起向后移动至液压缸11能够缩回的长度，关闭油压站9，plc控制器2打开电磁阀5对轮胎6放气至xbar(x为轮胎6中心位置的水压力)使其对输沙管12处于放松状态，关闭电磁阀5。循环重复以上步骤，直至输沙管12达到需要缩回的距离。
28.一般典型的实例，1300r25轮胎6，内径630mm，截面积直径250mm。
29.拉伸时，加压到3.5bar压强时时，轮胎6对输沙管12的环形抱紧力f由下述公式计算：
30.轮胎6与输沙管12的接触面积轨道滑动＝3.14*63*25＝4945.5cm231.轮胎6的气压3.5bar压强时时，对输沙管12的单位面积抱紧力为3.5kg/cm232.环形抱紧力f＝4945.5*3.5＝17309.25kg
33.取橡胶与pe管的滑动摩擦系数0.2，考虑到水下操作影响，计算时，取0.1，得到轮胎6抱紧管道时的摩擦力为f1＝17309.25*0.1＝1730.93kg。
34.摆放在隧洞内的pe输沙管12管道长度为100m，管道外径630mm，管壁厚度24mm，pe管材比重为0.97g/cm3，100mpe管的重量w为
35.w＝3.14*60.6*2.4*10000*0.97*0.001＝4432.06kg
36.100m管道按每10m安装1个带轴承的尼龙滑轮，滑轮的滚动摩擦系数取复合轴承摩擦系数0.08，100m管道的滚动摩擦力f2＝4432.06*0.08＝354.56kg
37.轮胎6的水平直径高度位置左右两侧各安装1支液压缸11，液压缸11的最大推力为2t。
38.经计算，轮胎6抱紧管道时的摩擦力f1大于100m管道的滚动摩擦力f2，输沙管12可
以被轮胎6抱紧通过液压缸11从隧洞内拉伸到水库内。
39.轮胎6独自退回时，打开电磁阀5，使轮胎6内的高压气体自动排出，当达到xbar(x为轮胎6中心位置的水压力)时，其对输沙管12处于放松状态，没有正压力，所以没有摩擦力，液压缸11可以很轻松地将轮胎6退回到原点位置。
40.由水库水位减去轮胎6的中心位置高程得轮胎6的平均安装深度h，根据水的比重ρ，轮胎6的平均水压为ρh，电磁阀5放气时的下限压力为ρh，轮胎6内外压力平衡，轮胎6对输沙管12的正压力为零，轮胎6与输沙管12之间没有摩擦力，轮胎6独自退回到原来位置。
41.工作原理：触摸屏1、plc控制器2、气泵3、电磁阀5、油压站9都位于水上，通过输气管4可以实现轮胎6与气泵3之间的连通结构，且通过plc控制器2则实现了气泵3与触摸屏1之间的电性连接，从而实现工作人员水上通过点击触摸屏1操控plc控制器2实现气泵3通过输气管4对轮胎6的充气和放气，从而达到轮胎6对输沙管12的抱紧和放松两种状态，便于水上对水库底部清淤工作的操控，接着，通过h型滚轮7、滑轨8可以实现轮胎6沿框架14方向的轨道滑动，这样的设置便于水下输沙管12伸缩方向的固定提高稳定性；
42.接着，通过液压缸11可以实现液压管10与输沙管12之间的水平滑动，plc控制器2控制油压站9工作，正向加压使液压缸11伸出，固定在液压缸11上的轮胎6抱紧输沙管12一起向前移动，反向加压使液压缸11缩回，固定在液压缸11上的轮胎6松开输沙管12单独向后移动，回到原来位置，plc控制器2控制气泵3工作，气泵3加电后向轮胎6充气加压，达到设定值3.5b轨道滑动r时停止，使轮胎6抱紧输沙管12，plc控制器2控制电磁阀5工作，电磁阀5加电后管路畅通放出轮胎6内的高压气体，达到设定值停止，使轮胎6松开输沙管12，这样的设置，便于液压缸11带动输沙管12在水下进行伸缩工作，接着，挡水闸板13是水库隧洞的闸板，闸板前有水深压力，闸板后无水，闸板前后形成水压力，管内有很大的流速，将水库的泥沙吸进管内排到水库下游。这样的设置，便于工作人员水上即可做到清淤排放的工作，减少水下作业带来的人力、物力和时间等诸多方面上的消耗，提高清淤效率。
43.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和都落入要求保护的本发明范围内。