浅述卷扬式启闭机提升孔密封设施的改进

浅述卷扬式启闭机提升孔密封设施的改进

邵华泽  陈太伍  于钦

连云港市临洪水利工程管理处   江苏  连云港  222005

[摘要]随着水利工程管理规范化的发展要求，卷扬式启闭机提升孔的密封设施已有多种形式：如橡胶制品盖板、齿形橡胶式盖板、竹胶板盖板、平行毛刷式盖板、波纹折叠式盖板等等，但是以上密封设施方法虽简单但都无法实现全密封、可视、可调整的管理要求，笔者结合工程实践，对提升孔密封设施进行了改进，探索出一种密封效果好、能调节、能方便观察又便于操作的提升孔密封设施。

[关键词] 启闭机   提升孔   密封设施   改进措施

1.前言

水利工程中，水闸作为挡水、泄水或取水的建筑物，应用最为广泛；水闸是修建在水库、河道和渠道上利用闸门控制流量和调节水位的低水头水工建筑物。关闭闸门可以拦洪、挡潮或抬高上游水位，以满足灌溉、发电、航运、水产、环保、工业和生活用水等需要；开启闸门，可以宣泄洪水、涝水、弃水或废水，也可向下游河道或渠道供水；卷扬启闭机因其结构简单，维修方便，价格便宜等优点，被国内诸多水利工程广泛采用。卷扬启闭机考虑到机架下方钢丝绳出绳和运行形式的因素,需在机架和相连接的工作桥桥面相应部位预留孔洞,这类孔洞简称绳孔或观测孔，一般多称为提升孔，提升孔的作用是方便钢丝绳出绳,连接卷筒与闸门,确保闸门启闭过程中钢丝绳在卷筒上正常缠绕,同时在闸门启闭过程中方便操作者观察闸门的运行情况;而预留的较大规格的提升孔尺寸根据启闭机型号来定，有的1米*0.7米，有的0.8米*0.6米。卷扬式启闭机的早期管理方式比较粗放，一般不设启闭机房，钢丝绳提升孔不封闭，采用裸露式粗放型管理模式，启闭机运行环境差，设备故障多，维修频率高。随着水利工程规范化管理的发展，对水利工程设施管理和维护要求也在逐步提高，出现了很多提升孔密封措施。本提升孔密封设施的改进措施是一种结构简单的固定卷扬式启闭机钢绳提升孔封闭装置,将提升孔封闭而又不影响钢丝绳运动轨迹,避免操作人员失误。

2.工程概况

顾圩门节制闸工程等别为Ⅳ等，主要建筑物按4级设计，次要建筑物按5级水工建筑物设计。水闸共3孔，每孔净宽8米，总净宽24米。正向排涝流量为111.8m³/s，反向排涝流量为110.3 m³/s。闸底板顶面高程为-1.40m，顺水流方向长13.0m，垂直水流向宽28.0m。工作闸门采用3扇平面直升钢闸门，门叶尺寸为8.04×4.50m（宽×高），配3台QPB-2×160kN卷扬式启闭机。排架为实体结构，排架顶高程10.20m。工作桥为板梁式结构，桥面高程为11.32m。启闭机提升孔尺寸为1米*0.7米。

工程于2017年10月9日开工，2018年5月25日通过水下工程阶段验收，2018年12月完工，2020年8月通过竣工验收

3.常规密封设施的弊端

3.1橡胶制品盖板、齿形橡胶式盖板、竹胶板盖板

橡胶制品盖板在启闭机启闭时需由专人进行拆除，费时费力；齿形橡胶式在启闭机启闭时，剐蹭钢丝绳表面保护油脂，不利于对钢丝绳的保护，保护油脂剐蹭过多滴落于闸门表面及水中造成闸门表面及水质污染。

3.1平行毛刷式盖板

利用双排毛刷并排相对安装，利用毛刷的柔性相交达到密封效果。此方式在实际运用中由于毛刷粘附钢丝绳保护油脂，毛刷棕毛失去弹性粘附一起，失去原有设计效果。

3.3、波纹折叠式盖板

水闸全行程运行、闸门在全开时，两股钢丝绳之间的间距只有3-7cm，密封装置易受钢丝绳挤压造成损坏；滑动板因钢丝绳的推动而移动，存在对钢丝绳保护油脂刮除现象，油脂多积聚于滑动板上极难清理，刮除过多滴落于闸门与水中造成污染。

4.目前存在的问题

对于卷扬式启闭机的提升孔封闭式管理，目前大多数是使用木材质作为盖板密封，上面覆盖一层橡胶制品，开启时需要把橡胶制品拆除或通过两侧铰链将盖板掀开，启闭机才能正常启闭。类似的传统管理模式下，卷扬式启闭机的提升孔在运行中存在一定的缺陷和操作不便，主要表现为提升孔密封设施设计不合理、安装不严密、操作不方便、外观不美观等，造成机罩内灰尘多、鸟虫易侵入、盖板霉烂、机体表面锈蚀、不能观察闸门、启闭机房内灰尘多等诸多问题，严重影响了水闸工程管理水平的提高，同时也增加了日常维修养护成本。

启闭机房工作桥均留有提升孔便于卷扬式启闭机钢丝绳穿过，而提升孔孔口尺寸较大，不利启闭机房防寒、防风、防尘，原有密封设施如防尘板多采用木质或竹胶板制作，在钢丝绳穿越处采用铰链式盖板，当启闭机运行时，打开铰链式盖板，便于钢丝绳左右移动，运行结束后，再合上铰链式盖板，该材质密封设施挡尘板特点是制作简易、密封性不严、透视性不够、易被大风掀开铰链式盖板和操作不便，而且不便于观察提升孔下闸门运行状况和水位情况。

5.改进的措施

针对以上密封设施的不足，我们根据本单位工程实际情况和启闭机操作特性对密封设施作了较大的升级改进：首先是材质由木质板或竹胶板更改为透视性强的5mm厚有机玻璃板，便于启闭机运行时观察闸门的运行情况和水流状态，有机玻璃板用铆钉固定在启闭机底座钢板上，不可能被大风掀开。其次是在二根钢丝绳左右移动处采用6cm宽圆弧形彩色不锈钢滑道密封，不锈钢滑道共三节，两端节固定，中间一节可以左右滑动，闸门运行时不锈钢滑道随着钢丝绳左右移动，而两端节留有一定长度的固定式不锈钢圆弧滑道，中间的不锈钢滑道左右移动时正好压在固定端的不锈钢滑道上，充分利用了圆弧式不锈钢滑道便于移动又不易卡槽的特点，启闭机运行时又不留有空隙便于防尘，启闭操作时不用考虑挡尘板的掀开、合上，便于人工操作。

当卷扬式启闭机工作时，卷筒转动，带动闸门打开或关闭，钢丝绳在上行或者下行的过程中会沿着卷筒缠绕移位而产生侧向力，这个力带动两根钢丝绳在中间的不锈钢滑动轨道上左右移动，使得整个卷扬启闭机提升孔—直处于密封状态，无需人工干预即可实现自适应调整，透明的有机玻璃密封板又能方便地观察到孔口下方闸门运行情况和水流状态，达到可视、可调整目的。再其次是不锈钢滑道两侧留有一定的间隙用铝合金板条通过铆钉固定有机玻璃板上，使滑道在规定的轨道上滑动。这样不锈钢滑道、有机玻璃板及启闭机底座钢板通过铆钉连接构成了一个密封整体。最后不锈钢滑道上穿过钢丝绳的两处孔眼边缘的毛刺打磨光滑并镶上透明2-3mm厚的塑料包边，防止钢丝绳运行中卡阻不锈钢滑道或涂抹钢丝绳油。

卷扬启闭机提升孔密封设施共分二层，包括位于卷扬启闭机提升孔上方的有机玻璃板盖板，钢丝绳左右移动处设有水平的不锈钢滑动轨道，中间节滑动轨道较长，钢丝绳两穿孔就设在中间节滑动轨道上，分别滑动于左右两侧固定滑道节的上方，相邻的滑动轨道之间交错形成滑动密封，滑动轨道依靠钢丝绳收放时的侧向力带动在滑动轨道内移动；中间节滑动轨道即使移动永远会长于固定节滑动轨道，不留间隙。

6.结束语

本卷扬式启闭机提升孔密封设施改进措施解决了提升孔封闭不严，操作不便，不能观察到孔口下闸门运行情况的问题，密封板穿钢丝绳处二个孔洞能按照钢丝绳自适应调整，使设备管理水平提升，制作成本低廉且易于实施，在防尘、防寒、防鸟虫和有效改善卷扬启闭机运行环境等方面具有一定的推广应用价值。

[作者简介]邵华泽（1989—），男，江苏省连云港市，大学，工程师，从事工作：水利工程建设管理。