摇摆式锁定梁自动投退装置及方法与流程

1.本发明属于水电站闸门机械锁定及解锁技术领域，涉及一种摇摆式锁定梁自动投退装置及方法。


背景技术：

2.在水力发电系统中，对于高水头取水发电结构形式的电站来说，由于水电站进水口取水水头较高，会导致下游水温较低，这样不利于江中鱼类及其他生物的生殖繁衍，也不满足水环境保护的要求，为此在水电站的取水口部位分层设置了专门的挡水叠梁门，该叠梁门由多扇独立的小叠梁门通过连接叠放组合的方式投入使用，用于控制取水口部位库区下泄水温，使下游水温能满足鱼类及其他生物的生殖繁衍。而该叠梁门正常工况下一般通过锁定梁支撑放置在叠梁门槽孔口部位，当需要投入使用时，需要将闸门机械锁定梁进行投入和退出操作，目前，对叠梁门锁定梁的主要操作方法是：一种是采取人工操作，该方法也是目前使用最普遍的操作方法，但该方法非常耗费人力，效率也非常低，且在叠梁门孔口操作存在安全隐患；另一种是采用外部力量驱动锁定梁，如液压驱动锁定梁，电能驱动锁定梁等，该方法能实现锁定梁的自动投退，但该类方法相当于在孔口位置增加了一套驱动设备，给维护人员增加了不必要的维护工作，且锁定梁的投退工况使用频率非常低，如此增加一套设备，性价比不高；另外，叠梁门一般安装在室外，所以锁定梁的工作环境非常恶劣，如潮湿、烈日暴晒、低温等情况，在这样的环境中安装投退装置动力源驱动设备容易导致驱动设备系统发生故障，从而影响设备正常运行。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是提供一种摇摆式锁定梁自动投退装置及方法,采用在基座的支撑臂上端设置支撑轴，锁定梁位于两个支撑臂之间与支撑轴配合，接触臂与支撑轴两端的轴头配合，锁定梁下部设置重锤使其在无外力作用下保持竖直状态，接触臂向基座的受力块一侧延伸呈倾斜状，驱动机构安装固定于叠梁门侧面的筋板上，叠梁门上下运动时带动驱动机构驱动接触臂摆动，使锁定梁进入叠梁门的支撑孔内或退出支撑孔外，实现叠梁门在闭门过程中的锁定和启门过程中的解锁，使接触臂完成自动投退，成本低廉，极大提高了闭门和启门的效率，安全可靠。
4.为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种摇摆式锁定梁自动投退装置，它包括基座、支撑轴、锁定梁、接触臂和驱动机构；所述支撑轴穿过基座的支撑臂与其配合，锁定梁位于两个支撑臂之间与支撑轴配合，接触臂位于两个支撑臂外侧与支撑轴两端的轴头连接，驱动机构位于基座一侧；接触臂呈倾斜状向驱动机构的一侧偏移，锁定梁在无外力作用下呈竖直状，在驱动机构的驱动接触臂带动锁定梁摇摆。
5.所述基座包括底板上侧面竖直连接的两个支撑臂，位于支撑臂上端设置的轴孔与支撑轴配合。
6.所述支撑臂一侧设置受力块，当锁定梁向受力块一侧摆动时，受力块限制锁定梁的摆动幅度。
7.所述支撑轴的中部轴向设置键槽，支撑轴两端的轴头上径向设置限位孔；限位孔为长腰形孔。
8.所述锁定梁为中空的柱状体，位于中部设置带键槽的轴孔，位于下端隔腔内设置水滴形结构的重锤。
9.所述接触臂为矩形结构的杆状体，位于杆状体一端设置轴孔，位于杆状体一侧设置的销孔贯穿轴孔，位于杆状体另一端设置轮槽。
10.所述驱动机构包括贯穿卡板一端的轴杆，以及位于轴杆两端配合的滚轮；卡板一端的侧面设置贯穿的卡槽。
11.所述驱动机构向下运动时，其滚轮与接触臂的轮槽滚动接触。
12.所述驱动机构向上运动时，其滚轮与接触臂的下侧面滚动接触，并驱动接触臂绕支撑轴发生一个偏转角，而支撑轴不转动。
13.如上所述的摇摆式锁定梁自动投退装置的投退方法，它包括如下步骤：s1，安装驱动机构，将驱动机构的卡板卡合在叠梁门侧面的筋板上，紧固件穿过卡板和筋板连接固定；s2，安装基座，将基座安装固定于门槽孔口；此步骤中，受力块和接触臂靠近门槽孔口边沿；s3，锁定位，锁定梁上端的端头位于叠梁门的支撑孔内，由受力块限制锁定梁向下运动，同时支撑孔内上端面与锁定梁抵触，阻挡叠梁门下行；此时，锁定梁处于水平状态，驱动机构的滚轮位于接触臂下部；s4，启门，液压抓梁控制叠梁门向上运动，锁定梁在重锤作用下发生偏转并逐渐退出支撑孔呈竖直状态，驱动机构的滚轮逐渐与接触臂下侧面滚动接触，使接触臂绕支撑轴转动一个偏转角，同时驱动机构的滚轮越过接触臂位于其上部；此过程中，叠梁门始终保持竖直状态不发生摆动；s5，闭门，液压抓梁控制叠梁门向下运动，在叠梁门落入门槽的过程中，驱动机构的滚轮逐渐与接触臂的轮槽滚动接触，驱动接触臂带动支撑轴转动，支撑轴带动锁定梁向叠梁门的支撑孔内侧偏转，使锁定梁上端的端头进入叠梁门的支撑孔内，由受力块限制锁定梁向下运动，阻挡叠梁门下行，使叠梁门处于锁定位；在s4中，若驱动机构的滚轮位于接触臂下部，且锁定梁处于竖直状态，再利用液压抓梁控制叠梁门向下运动时，此时，锁定梁不对叠梁门进行锁定，由液压抓梁控制叠梁门下落的高度。
14.本发明的主要有益效果在于：基座一侧设置有受力块，通过受力块阻挡锁定梁的摆幅，同时承受叠梁门的下压力。
15.锁定梁的中部与支撑轴配合，锁定梁为中空结构，其下端的隔腔内设置有重锤，使得锁定梁在无外力的作用下，始终处于竖直状态。
16.位于支撑轴两端的接触臂呈倾斜状，使得安装于叠梁门上的驱动机构的滚轮能够与其接触，利用驱动机构驱动接触臂带动锁定梁摆动。
17.在叠梁门下行时，锁定梁在摆动时进入叠梁门的支撑孔内与其抵触，从而对叠梁门进行锁定，限制其向下运行，在叠梁门上行时，在重锤的作用下锁定梁逐渐退出支撑孔实现解锁，驱动机构与接触臂下侧面滚动，最终越过接触臂位于其上部，使得锁定和解锁在叠梁门闭门和启门过程中自动完成，无需其余设备和人工操作，不仅节省了成本，还降低了劳动强度，提高了安全性能。
18.支撑轴的轴头设置有长腰形结构的径向限位孔，安装时，接触臂在与该端头配合后，销轴穿过接触臂和限位孔，使得接触臂能够绕支撑轴发生一定的偏转而支撑轴不转动，从而在叠梁门上行时，能够使驱动机构越过至接触臂上部，且锁定梁不发生摆动。
附图说明
19.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：图1为本发明的使用状态图。
20.图2为图1的主视示意图。
21.图3为本发明的结构示意图。
22.图4为本发明基座的结构示意图。
23.图5为本发明接触臂的结构示意图。
24.图6为本发明支撑轴的结构示意图。
25.图7为本发明锁定梁的结构示意图。
26.图8为本发明驱动机构的结构示意图。
27.图9为图1的a处放大示意图。
28.图中：基座1，底板11，支撑臂12，受力块13，支撑轴2，键槽21，限位孔22，锁定梁3，重锤31，接触臂4，销孔41，轮槽42，驱动机构5，卡板51，轴杆52，滚轮53。
具体实施方式
29.如图1~图9中，一种摇摆式锁定梁自动投退装置，它包括基座1、支撑轴2、锁定梁3、接触臂4和驱动机构5；所述支撑轴2穿过基座1的支撑臂12与其配合，锁定梁3位于两个支撑臂12之间与支撑轴2配合，接触臂4位于两个支撑臂12外侧与支撑轴2两端的轴头连接，驱动机构5位于基座1一侧；接触臂4呈倾斜状向驱动机构5的一侧偏移，锁定梁3在无外力作用下呈竖直状，在驱动机构5的驱动接触臂4带动锁定梁3摇摆。使用时，驱动机构5安装固定于叠梁门侧面的筋板上，叠梁门上下运动时带动驱动机构5驱动接触臂4摆动，使锁定梁3进入叠梁门的支撑孔内或退出支撑孔外，实现叠梁门在闭门过程中的锁定和启门过程中的解锁，使接触臂4完成自动投退，成本低廉，极大提高了闭门和启门的效率，安全可靠。
30.优选的方案中，所述基座1包括底板11上侧面竖直连接的两个支撑臂12，位于支撑臂12上端设置的轴孔与支撑轴2配合。安装时，基座1安装叠梁门门槽孔口边沿，有利于减少锁定梁3的长度，位于支撑臂12上端的轴孔固定支撑轴2，使得锁定梁3的底部不与底板11接触，有利于锁定梁3灵活摆动。
31.优选的方案中，所述支撑臂12一侧设置受力块13，当锁定梁3向受力块13一侧摆动时，受力块13限制锁定梁3的摆动幅度。使用时，受力块13用于阻挡锁定梁3的摆幅，同时在锁定梁3端头进入叠梁门的支撑孔内与其接触后，将叠梁门的承载力转移至受力块13上。
32.优选的方案中，所述支撑轴2的中部轴向设置键槽21，支撑轴2两端的轴头上径向设置限位孔22；限位孔22为长腰形孔。使用时，支撑轴2中部的键槽21内安装键，用于与锁定梁3上的键槽配合并对锁定梁3进行锁定；撑轴2两端的轴头上径向设置的限位孔22为长腰形孔，使得接触臂4安装后，具备一定角度的摆幅，在该摆幅范围内支撑轴2保持不转动。
33.优选的方案中，所述锁定梁3为中空的柱状体，位于中部设置带键槽的轴孔，位于下端隔腔内设置水滴形结构的重锤31。使用时，锁定梁3为中空结构，其下端设置有重锤31，使得在无外力作用下，锁定梁3始终处于竖直状态。
34.优选的方案中，所述接触臂4为矩形结构的杆状体，位于杆状体一端设置轴孔，位于杆状体一侧设置的销孔41贯穿轴孔，位于杆状体另一端设置轮槽42。使用时，接触臂4的轴孔与支撑轴2端头配合，采用销轴穿过销孔41和支撑轴2上的限位孔22，使得接触臂4摆动的时候，销轴能够在限位孔22内滑移，接触臂4在一定的摆幅内摆动而支撑轴2不转动。
35.优选的方案中，所述驱动机构5包括贯穿卡板51一端的轴杆52，以及位于轴杆52两端配合的滚轮53；卡板51一端的侧面设置贯穿的卡槽。安装时，驱动机构5的卡板51上的卡槽与叠梁门侧面的筋板卡合，并通过紧固件连接固定，驱动机构5随叠梁门上下运动时降低或升高，逐渐靠近接触臂4，驱动接触臂4动作。
36.优选的方案中，所述驱动机构5向下运动时，其滚轮53与接触臂4的轮槽42滚动接触。使用时，当叠梁门下行时，驱动机构5的滚轮53逐渐靠近接触臂4的轮槽42，与轮槽42滚动接触的同时向下推压接触臂4，从而使接触臂4驱动支撑轴2带动锁定梁3摆动。
37.优选的方案中，所述驱动机构5向上运动时，其滚轮53与接触臂4的下侧面滚动接触，并驱动接触臂4绕支撑轴2发生一个偏转角，而支撑轴2不转动。使用时，叠梁门上行时，锁定梁3逐渐退出叠梁门的支撑孔并处于竖直状态，驱动机构5的滚轮53逐渐靠近接触臂4并与接触臂4的下侧面滚动接触，使接触臂4绕支撑轴2转动一个偏转角，同时驱动机构5的滚轮53越过接触臂4位于其上部，此过程中，叠梁门始终保持竖直状态不发生摆动，有利于避免接触臂4摆动导致其下端进入叠梁门的支撑孔，与支撑孔抵触而发生卡死现象。
38.优选的方案中，如上所述的摇摆式锁定梁自动投退装置的投退方法，它包括如下步骤：s1，安装驱动机构，将驱动机构5的卡板51卡合在叠梁门侧面的筋板上，紧固件穿过卡板51和筋板连接固定；s2，安装基座，将基座1安装固定于门槽孔口；此步骤中，受力块13和接触臂4靠近门槽孔口边沿；s3，锁定位，锁定梁3上端的端头位于叠梁门的支撑孔内，由受力块13限制锁定梁3向下运动，同时支撑孔内上端面与锁定梁3抵触，阻挡叠梁门下行；此时，锁定梁3处于水平状态，驱动机构5的滚轮53位于接触臂4下部；s4，启门，液压抓梁控制叠梁门向上运动，锁定梁3在重锤31作用下发生偏转并逐渐退出支撑孔呈竖直状态，驱动机构5的滚轮53逐渐与接触臂4下侧面滚动接触，使接触臂4绕支撑轴2转动一个偏转角，同时驱动机构5的滚轮53越过接触臂4位于其上部；此过程中，叠梁门始终保持竖直状态不发生摆动；s5，闭门，液压抓梁控制叠梁门向下运动，在叠梁门落入门槽的过程中，驱动机构5的滚轮53逐渐与接触臂4的轮槽42滚动接触，驱动接触臂4带动支撑轴2转动，支撑轴2带动
锁定梁3向叠梁门的支撑孔内侧偏转，使锁定梁3上端的端头进入叠梁门的支撑孔内，由受力块13限制锁定梁3向下运动，阻挡叠梁门下行，使叠梁门处于锁定位；在s4中，若驱动机构5的滚轮53位于接触臂4下部，且锁定梁3处于竖直状态，再利用液压抓梁控制叠梁门向下运动时，此时，锁定梁3不对叠梁门进行锁定，由液压抓梁控制叠梁门下落的高度。
39.上述方法实现了叠梁门在下行时的锁定，在上行时的解锁，且锁定和解锁皆在叠梁门下行和上行的过程中自动完成，无需其余辅助设备，无需人工操作，极大的节省了设备成本和人工成本，操作简单，安全可靠。
40.上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本技术中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。