螺母螺杆直升式水闸启闭机的改进.doc

水利水电工程？灌溉.供水？螺母螺杆直升式水闸启闭机的改造研究杨道富1 (1黄河水利职业技术学院， 河南 开封 475001； 2.德州市黄河河务局， 山东 德州 251100 ) 摘要：为解决闸门开启后，螺杆伸在启闭机架上，闸门提升高度过大时，需要在启闭机房顶留孔或增加启闭机房的高度；盗水者把螺杆扳弯使闸门失控盗水或用扳手拧动启闭机螺母盗水；螺杆外露空中，润滑油经风吹、日晒、雨淋、沙尘暴等自然环境影响容易老化硬结，阻碍螺杆传动；下部螺杆经常遇水潮湿，锈蚀破坏，常有润滑油流入水中污染水资源等问题，对螺母螺杆直升式水闸启闭机进行分析和改造。改造后，封闭螺杆，再封闭卡头，进一步将全部传动部件封闭，起到了防盗水、防破坏的作用；机械传动部件封闭，起到了防尘、防漏油、防止油污洒入水中的环保功能。改造了传统的传动方式，可以省去启闭机房的建设费用。即便建启闭机房，可以不在房顶留孔，有效降低了启闭机房的高度。传动部分被封闭，避免了环境和水的侵蚀破坏，提高了使用寿命。最终达到防盗、防尘、环保、提高使用寿命和节省费用等目的。关键词：水闸启闭机；螺母螺杆直升式；技术改造；两防；一保；一提高； 中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：1 螺母螺杆直升式启闭机存在的问题目前,大部分灌区水闸上所用的启闭机是螺母螺杆直升式启闭机。这种启闭机存在4个方面的问题：（1）闸门提升高度过大时，需要在启闭机房顶留孔或增加启闭机房高度。（2）灌区小型水闸无启闭机房，盗水者把螺杆扳弯，使闸门无法关闭；也有的用扳手拧动启闭机螺母盗水。（3）螺杆外露，润滑油在外界环境影响下，容易老化、硬结，不便传动。下部螺杆经常遇水潮湿，锈蚀破坏。（4）养护螺杆的润滑油经常流入水中，污染水资源。2 螺母螺杆直升式水闸启闭机的改造2.1.技术改造发明的目的根据目前螺母螺杆直升式启闭机存在的问题和现有技术，提出本次改造发明的目的。（1）因为水闸启闭机螺杆外露，所以改造的第一个目的是水闸启闭机全封闭，启闭机螺杆不外露。（2）因为闸门开启后螺杆外伸在启闭机上，盗水者把螺杆扳弯使闸门不能关闭或用扳手等工具拧动启闭机以达到盗水的目的，故改造的第二个目的是启闭机螺杆不向外伸，在螺杆顶端设计特殊封盖，非专用卡头（钥匙）无法打开封盖操作，起到了防盗、防误操作功能，特别是在目前水价提高的情况下，为灌区供水提供了准确安全的保障。（3）因为水闸启闭机结构需要全封闭，故改造的第三个目的是启闭机主要部件有防尘、防风吹日晒雨淋、防冻的保护功能。（4）水闸启闭机螺母螺杆封闭后，润滑油不外漏，不污染水资源，润滑时间长（如果润滑油中掺入固体润滑剂，效果更好），改造的第四个目的是具有环保功能。本次改造要达到上述目的，实现封闭、防盗、防尘、环保的功能，要对螺母螺杆直升式水闸启闭机的关键性、控制性的部件进行改造，并可以具有电动和手动两种操作功能。2.2专利技术发明研究的特点 针对技术改造发明的目的，在技术改造中采取了一些创新的手段，使发明点经济、实用、安全、科学、合理，实现前述改造发明的目的，从以下6方面论述改造研究的特点： （1）为了使启闭机螺杆不外露，采用钢管套筒罩住。改传统螺杆上下运动为螺母上下运动，实现全封闭。（2）为了使启闭机达到防盗的目的，除了封闭螺杆之外，将手轮上附加了特殊的卡头，使其具有两个功能：一是打开封头的功能，二是启闭闸门的功能。它是惟一能打开螺杆顶部封盖和开启与关闭闸门的工具，在开启闸门的过程中，在任意开度上，都保证螺杆封闭，不外露，起到防盗和防破坏作用，流量调整定位后，就关闭封头，使非专用工具无法打开，起到防盗的目的。（3）由于螺杆被固定在启闭机架上，螺母沿吊杆上下运动启闭闸门，主要部件被封闭在机座和套筒内，起到了保护传动部件和防尘的作用。启闭机架框的内侧的合理高度应该是3倍的门叶高度加超高（0.2-0.4m），（4）由于螺母螺杆整体封闭，润滑油被封闭在套筒内，起到了防漏油，并达到环保的作用。（5）如果闸门启闭机架框的内侧高度在大于门叶两倍，且小于门叶三倍之间，可利用闸门厚度的空腔，把吊点降低，设在门叶的底梁上，同样可以起到启闭机封闭和防尘保护的功能。（6）如果闸门启闭机架框的内侧高于3倍的门叶高度，可以保持目前吊点在门叶顶梁上边的特点。若操作台高度相对较高，为了节省材料，允许将启闭机套筒与闸门框分开布置安装，启闭机套筒可以安装在操作台理想的位置和方便操作的地方，闸门框架的内框高度应该为两倍门叶高度加超高。上所述发明的特点和内容是：用卡头2上部的多棱柱体（3、5、7、棱柱）打开封盖3 ，用卡头的下部卡在轴销4上转动，带动螺杆6转动，螺杆又6通过轴承17 、18约束在启闭机机壳内，并将其固定在启闭机的机架上。螺杆6被护罩8封闭，可以防尘。螺杆6固定在机架上转动，带动螺母和吊杆7上下运动，实现启闭机传动改造的革命。（如图1）图1 闸门启闭机总装配图。2.3实施例的应用分析 根据改造研究的思路和结果，进行实施例的应用分析，如图1。（1）用卡头2上的五棱柱体置于封盖3的五棱柱凹槽内，打开封盖3，用卡头2上的槽口卡在螺杆6上的轴端销4上旋转，正旋时提升螺母并带动闸门开启，反旋时降低螺母并关闭闸门，实现封闭、防盗的功能。（2）螺杆6通过两个止推轴承17和18被止推环5固定在机壳9内，实现螺杆固定而螺母上下运动的设计目的。（3）机壳9和护罩8通过螺栓16固定在启闭机的机架上，当螺杆旋转时，螺母上下运动，带动吊杆7、闸门19、护套10、门叶等，完成闸门的启闭任务。（4）如果改用电动启闭，通过限位开关、继电器、数字显示器和电脑程序来实现闸门启闭的自动化。（5）润滑油、螺母和螺杆均封闭在护套内，达到了防尘、环保、延长使用寿命的目的。3 结语根据启闭机发明的目的，进行构思和设计，通过一系列关键技术和科学的手段，本发明已经达到了全封闭、防盗、防尘、环保的目的。由于机械传动部件封闭，起到了防盗水、防破坏、防尘、防漏油、防止油污洒入水中的环保功能。改造了传统的传动方式，可以省去启闭机房的建设费用，在整个建设费用中节省1/31/4工程造价。如果为了管理方便要建启闭机房，可以不在房顶留孔，并且有效降低了启闭机房的高度，节省工程造价。由于传动部分被封闭，避免了环境和水的侵蚀破坏，提高了使用寿命。实现启闭机封闭、防盗、防尘、环保提高使用寿命和节省费用等目的。该项目已经列入经济日报组织的国家公益事业推广计划，公益事业生产出的是公共产品，公共产品的使用具有非排他性，将会带来显著的社会效益和经济效益。参考文献: 1 杨道富.一种防盗、防尘、环保型水闸启闭机P. 中华人民共和国国家知识产权局专利：ZL 01226097.5，2002-2-20.收稿日期：2002.专利项目：杨道富. 一种防盗、防尘、环保型水闸启闭机P. 中华人民共和国国家知识产权局：专利号ZL 01226097.5 证书号：第480455号.2002.2（获得“瑞典皇家科学院金皇冠”奖、 “日内瓦国际专利技术成果博览会”金奖项目、“第51届尤里卡世界发明博览会”金奖项目、“伦敦国际专利技术成果博览会”金质奖、“第二届亚洲国际新技术新产品博览会”金奖）作者简介：杨道富（1956-），男，河南济源人，副教授，黄河水院学报编