卷揚式啟閉機是一種廣泛應用于平面閘門和弧形閘門上的設備，國內已有QP、QPQ、QPK、QPG、QPT等系列化產品。400KN以下的固定卷揚式啟閉機可設手搖機構。啟閉機在啟閉力和揚程方面適應范圍廣，因此使用廣泛。河北省營臺工業區的聚成等廠家品牌在該領域表現突出。
基本介紹
卷揚式啟閉機，也稱為卷揚啟閉機，是用鋼索或鋼索滑輪組作吊具與閘門相連接，通過齒輪傳動系統使卷揚筒繞、放鋼索從而帶動升降的機械，也叫做鋼絲繩固定式卷揚機。它構造較簡單易于制造，維護檢修方便，廣泛應用于各種類型閘門的啟閉。卷揚式啟閉機分為單吊點和雙吊點兩種。雙吊點卷揚式啟閉機是通過連接軸將兩個單吊點的啟閉機連接在一起進行同步運行，可做成一邊驅動或兩邊驅動。卷揚式啟閉機通常是一扇閘門用一臺啟閉設備，安裝在高出閘門槽頂部的閘墩上。中國已生產并投入運行的卷揚式啟閉機容量已達到：啟門力6000kN、啟閉行程30m及啟門力4000kN、啟閉行程120m。
快速卷揚式啟閉機是專門用于操作快速閘門的一種啟閉設備。快速閘門是用來保護機組或鋼管的，平時懸掛在孔口上方，當發電機、水泵或鋼管發生事故時，可以快速截斷水流，避免事故擴大。快速閘門的關閉時間，應滿足對機組和鋼管的保護要求，一般要求啟閉機能在2min內將快速閘門關閉。同時為防止閘門底緣和底檻因猛烈碰撞而損壞，快速卷揚啟閉機應設有限速裝置，將閘門接近底檻時的下降速度限制在5m/min以內，但下降過程中的速度并無限制要求，只要不對啟閉機零部件造成損害即可。快速閘門在正常啟閉時，對啟閉速度并無特殊要求，因此快速卷揚式啟閉機還應具備普通卷揚機的功能。快速閘門啟閉機，應有就地操作和遠方操作兩套系統，并應配有可靠電源。遠方操作系統可用來操作閘門的正常閉門和事故快速閉門，《鋼閘門設計規范》(SL74-2013) 規定，從安全角度考慮不提倡遠方啟門，但有些泵站為了實現自動控制，也具備遠方啟門的功能。為保證電源供應，遠方操作系統除采用交流電源控制正常啟閉外，還應采用由蓄電池室內蓄電池組供應的直流電源控制事故快速閉門；機組或鋼管發生事故時，故障信號應能激發遠方操作系統直流電源自動控制閘門快速閉門；現地也可手動釋放常閉式制動器的抱閘，控制閘門快速關閉。就地操作系統僅用來操作閘門的正常啟閉，因此采用交流電源即可。就地操作和遠方操作兩套系統應相互閉鎖。
卷揚式啟閉機有多種型號：QPQ型普通卷揚啟閉機、QPK型快速卷揚啟閉機、QPG型高揚程卷揚啟閉機、QPT型臺車式卷揚啟閉機。卷揚式啟閉機分為：平門卷揚式啟閉機；弧形門卷揚式啟閉機；雙吊點卷揚式啟閉機；快速卷揚式啟閉機；移動式臺車啟閉機；雙吊點卷揚式啟閉機分為：集中驅動和單獨驅動兩種；卷揚式啟閉機手搖、電動兩用式規格分為：5噸、8噸、12.5噸、16噸、25噸；電動式規格分為：40噸、63噸、80噸、100噸、125噸、160噸、200噸，根據用戶水利工程設計要求，還可生產雙吊點卷揚式啟閉機，該機是一種水利工程專用機械，廣泛用于水利工程閘門的啟閉，是農田灌溉、水產養殖、農業經濟開發區、污水處理廠、水利發電站、水庫（水閘、堤壩、隧道、管道）等進水、退水閘的配套機械，山區、平原有、無電地區均可使用。
快速卷揚式啟閉機
結構型式及操作控制方式
快速卷揚式啟閉機是在普通卷揚式啟閉機上增設離心調速器、直流電磁鐵等設備，以滿足在無交流電源情況下能快速閉門的需要。其結構型式及操作控制方式包括：
1. 直流電磁液壓松閘制動器配硅整流器操作：正常啟閉時采用交流電源，直流電磁鐵由通過硅整流的交流電源供電，操作制動器。快速下降時，直流電磁鐵直接從蓄電池室接入直流電源，操作制動器，此時電動機不通電，閘門自重及水柱、加重等豎直向下的力迫使卷揚裝置、減速器和電動機旋轉。當減速器高速軸達到一定轉速時，安裝于其上的離心調速器動作，控制閘門快速下降。在離底檻約0.3m時，主令控制器動作，自動切斷直流電源，制動器抱閘，使閘門懸掛在底檻之上。過5S后，時間繼電器動作，接通直流電源，使直流電磁鐵繼續工作，松開制動器而將閘門下降至底檻，閘門下降至底檻時的速度應控制在5m/min以內。
2. 長行程雙電磁鐵松閘制動器操作：這種操作型式的主要特點，是在長行程制動器上裝交流和直流電磁鐵各一個，并通過同一根操縱桿操作制動器。正常啟閉時采用交流電源，交流電磁鐵投入工作松開制動器，電動機接入交流電工作。快速下降時，交流電磁鐵及電動機不通電，直流電磁鐵在繼電保護裝置的作用下接入直流電源，松開制動器，進入快速閉門模式。
3. 差動圓錐齒輪減速機及行星聯軸節傳動：在差動圓錐齒輪減速機傳動的快速卷揚式啟閉機機構布置中，圓柱齒輪減速器不直接與電動機相連，而是由電動機通過一臺單級差動圓錐齒輪減速器驅動。電動機端設交流制動器，差動圓錐齒輪減速器十字軸端設直流制動器，圓柱齒輪減速器高速軸懸臂端設離心調速器。正常啟閉時采用交流電源，電動機端交流制動器松閘，電動機驅動差動減速器、圓柱齒輪減速器和卷揚裝置而啟閉閘門，此時直流制動器處于制動狀態，差動減速器的十字軸不轉動。快速下降時，電動機及交流制動器不通電，直流制動器的電磁鐵在繼電保護裝置的作用下接入直流電源，將制動器松開，使閘門自行下降。此時，圓柱齒輪減速器的高速軸及差動減速器的十字軸同時轉動，進入快速閉門模式。行星聯軸節傳動的快速卷揚啟閉機，就是用行星聯鈾節代替單級差動圓錐齒輪減速器，其余結構和傳動原理都大致相同。
泵站出口快速閘門運行原則
軸流泵及混流泵站出口為了保護機組安全需設置斷流裝置，斷流方式很多，較常采用的是拍門或快速閘門。當單泵流量在8m3/s以上時，泵組出口若設置整體自由式拍門，則可能產生較大的撞擊力，影響機組安全運行，且開啟角過小，增加水力損失。此時多采用帶小拍門的快速工作閘門作為斷流設備，并通常在工作閘門的下游側設置1道快速事故閘門，在工作閘門發生事故時可快速閉門，防止事故擴大，當泵組停機檢修時也可用事故檢修閘門擋水。事故閘門停泵閉門宜與工作閘門聯動，快速啟閉機應能就地操作和遠動控制，并應有可靠的操作電源，事故閘門、工作閘門事故停泵閉門時間應滿足機組保護要求。
泵站起排時閘門運行原則
泵站起排時，先將事故閘門持住在孔口上方作為事故備用，工作閘門全關；當泵組正常開機時，工作閘門應與水泵電動機聯動，即水泵電動機得到啟動信號的同時，工作閘門也應得到啟動信號，閘門沒有全開時水流從閘門自帶的拍門流出；工作閘門提起后持住在孔口上方作為事故備用。也有一些泵站采用泵組啟動前工作閘門全關，待泵組啟動到額定轉速后再開啟工作閘門的方式。在這種起排方式下，水流完全由拍門流出，實踐中發現這會對閘門及拍門造成較大沖擊，如果每次都這么操作，會對拍門安全造成較大威脅。拍門損壞雖然可以維修，但畢竟費錢、費力、誤工，萬一拍門脫落還易釀成安全事故。有觀點提出如果啟動水泵的同時開啟工作閘門，泵組會難以順利啟動，其實這種擔心是多余的，相反閘門提起、流道暢通，水力損失減小，更有利于水泵啟動。當然，泵組啟動前，工作閘門也不應該事先提起，否則可能導致流道內發生氣錘，使機組產生有害振動。
排澇結束時閘門運行原則
排澇結束時，對工作閘門發閉門指令(正常速度閉門) ，待工作閘門底緣距底檻一定距離(比如1.0m) 時，再發停泵指令；當工作閘門在發停泵指令之前發生故障無法關閉時，故障信號應激發事故閘門的關閉( 正常速度閉門) ，待事故閘門底緣距底檻為1m時，發停泵指令；當工作閘門在發停泵指令之后發生故障無法關閉時，故障信號應激發事故閘門的關閉(快速閉門，滿足1min之內全關)。閘門應確保在發停泵指令后2min內全關，這是確定閘門何時關閉的基本原則，發停泵指令時閘門底緣距底檻的具體距離，也是據此決定的。這當然也跟閉門速度有關，不過這時的閉門速度是正常閉門速度，而不是快速閉門，快速閉門功能僅在事故工況下使用，因為經常性的快速閉門無論對閘門還是對啟閉機都難免有一定損傷。這里事故閘門的快速閉門速度之所以要求更快，是因為事故閘門快速閉門時，停泵指令已經發出，時間更為緊迫。對于停泵時閘門的操作方式，通常會有以下兩種不同觀點: 一種認為應該在工作閘門關閉的同時發停泵指令，由于普通卷揚機正常閉門速度一般不超過2.5m/min，采用這種方式時，除非閘門孔口高度很小，否則難以確保工作閘門在發停泵指令后2min 內全關。雖然可以采取措施提高啟閉機的正常閉門速度，比如通過降低減速器傳動比或滑輪組的倍率( 此時需增加電機功率，由于仍為勻速閉門，因此閉門速度不應超過5m/min，而且不應超過離心調速器工作的臨界閉門速度，即離心調速器不應投入工作)，或者使用變頻調速電機(此時閉門速度為起、停慢，中間快，因此閉門過程中速度可以超過5m/min，但同樣不應超過離心調速器工作的臨界閉門速度) 等方法，但這些方法均會使啟閉機成本有較大增加。而且停泵后2min閉門只是一個極限狀態，正常停泵時應爭取更短的閉門時間，這樣會對泵組更為有利。此外，采用這種方式時萬一工作閘門發生故障無法關閉，故障信號雖能激發事故閘門的關閉，但此時停泵指令已發出，也很難保證事故閘門在發停泵指令后2min內能夠全關。還有一種觀點認為，應該等工作閘門全關之后再發停泵指令，這樣的話閘門又關閉過早，水流對閘門、拍門沖擊較大，而且也不利于泵組運行，甚至可能造成水泵電動機超載。
泵組事故斷電時閘門運行原則
泵組事故斷電時，故障信號應激發工作閘門馬上關閉(快速閉門，滿足2min之內全關) ，如工作閘門出現故障無法關閉，故障信號應激發事故閘門馬上關閉(快速閉門，滿足1min之內全關)。為此，泵組開啟前，應確保蓄電池及啟閉機能正常工作。泵組事故斷電時閘門是快速閉門，從持住在孔口上方位置到全關，應在2min之內完成，并以此決定工作閘門快速閉門的速度。事故閘門的快速閉門速度之所以要求更快，是因為事故閘門快速閉門時，故障已經發生，時間更為緊迫。不管是工作閘門還是事故閘門，在閉門接近底坎時均應低速運行
參考資料 >
湖北卷揚式啟閉機.湖北賽尼爾機械制造股份有限公司.2024-08-19
卷揚式啟閉機.蓋德化工網.2024-08-19
卷揚啟閉機——卷揚啟閉機是一種用于平面閘門和弧形閘門的機械.卷揚啟閉機RC.2024-08-19
什么是雙吊點卷揚式啟閉機？.新浪.2024-09-30