本發(fā)明涉及水利工程領(lǐng)域，具體而言，涉及一種閘門的配重節(jié)能方法。

背景技術(shù)：

1、用于水利工程領(lǐng)域的閘門是一種關(guān)閉和開放泄水通道的控制設(shè)施，可用以攔截水流，控制水位、調(diào)節(jié)流量、排放泥沙和飄浮物等。目前所使用的閘門一般是通過鋼索吊裝或者通過螺桿相對旋轉(zhuǎn)以帶動閘門進(jìn)行上升或下降的往復(fù)運(yùn)動。對于鋼索驅(qū)動型閘門，是由電機(jī)驅(qū)動轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動軸旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動軸旋轉(zhuǎn)時，固定于轉(zhuǎn)動軸上的鋼索在轉(zhuǎn)動軸上纏繞或釋放，從而縮短或增長轉(zhuǎn)動軸與閘門本體之間鋼索長度，實(shí)現(xiàn)閘門的提升或閉合。在這個過程中，電機(jī)驅(qū)動轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動軸旋轉(zhuǎn)，當(dāng)閘門提升時，電機(jī)正向旋轉(zhuǎn)，帶動轉(zhuǎn)動軸正向旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動軸上纏繞的鋼索長度增加，閘門與轉(zhuǎn)動軸之間的鋼索變短，閘門被提升，動力機(jī)構(gòu)需要克服閘門的全部重力做功，才能提升閘門；當(dāng)閘門下降時，電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動軸上纏繞的鋼索長度減小，閘門與轉(zhuǎn)動軸之間的鋼索變長，閘門在電機(jī)的提供的緩沖力矩與閘門重力力矩平衡的情況下，以一定速度下降，下降過程中，電機(jī)需要提供緩沖力矩來抵抗閘門的重力力矩而使閘門保持一定的速度下行，否則閘門會由于失速下降而撞擊底框，造成事故。由于目前電機(jī)回收能量成本太高，閘門下降過程中釋放的重力勢能被浪費(fèi)掉了。

2、對于在電力環(huán)境充裕的環(huán)境，閘門啟閉能耗并不會是一個突出的問題，但是對于電力供應(yīng)相對緊缺的野外，如在使用太陽能或者蓄電池的供電環(huán)境中，則電力尤為珍貴，節(jié)約用電意味著閘門正常運(yùn)作或工作更長的時間。因此，在電力供應(yīng)相對緊缺的環(huán)境中，需要一種能節(jié)約能耗的閘門來進(jìn)行關(guān)閉和開放來進(jìn)行止水和泄水作業(yè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的一種閘門的配重節(jié)能方法，通過在轉(zhuǎn)動軸上纏繞端頭分別連接閘門本體和配重體的鋼索，并計(jì)算出配重體和閘門本體的重量、力臂長度、最大可提升高度之間的乘積或比值關(guān)系，得到閘門啟閉的最佳節(jié)能效果，從而極大降低閘門的驅(qū)動力需求和能耗需求，達(dá)到降低驅(qū)動力和降低能耗的目的。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是這樣的：一種閘門的配重節(jié)能方法，閘門的轉(zhuǎn)動軸上纏繞有鋼索，鋼索的端頭分別連接閘門本體和配重體，其中，配重體重量*配重體力臂長度<2*閘門重量*閘門力臂長度；通過計(jì)算配重體和閘門本體的重量、力臂長度、最大可提升高度之間的乘積或比值關(guān)系，得到閘門啟閉的最佳節(jié)能效果；配重體力臂為轉(zhuǎn)動軸的軸中心線到配重體重力的作用線的距離；所述閘門本體臂為轉(zhuǎn)動軸的軸中心線到閘門本體重力的作用線的距離。

3、在一些可選的實(shí)施方式中，閘門啟閉過程中鋼索與配重體及閘門本體的連接方式包括：

4、a:配重體和閘門本體通過滑輪與鋼索連接;

5、b:配重體和閘門本體通過直接纏繞在轉(zhuǎn)動軸上的鋼索連接;

6、c:配重體和閘門本體通過繞繩器連接鋼索;

7、d:配重體和閘門本體分別通過一端固定在轉(zhuǎn)動軸上的鋼索連接。

8、進(jìn)一步的，對于連接方式a，閘門本體力臂與配重體力臂之比為1:1；

9、對于連接方式b，閘門力臂與配重體力臂之比為1:1；

10、對于連接方式c，閘門本體力臂與配重體力臂之比為閘門本體所連繞繩器直徑:配重體所連繞繩器直徑；

11、對于連接方式d，閘門本體力臂與配重體力臂之比為連接閘門本體鋼索固定處轉(zhuǎn)動軸的直徑:連接配重體鋼索固定處轉(zhuǎn)動軸的直徑。

12、優(yōu)選的，在配重體重量*配重體力臂長度?=?閘門重量*閘門力臂長度時，配重節(jié)能效果達(dá)到最佳，在這種情況下：

13、閘門本體力臂長度:閘門本體最大可提升（下降）高度?=?配重體力臂長度：配重體最大可下降（提升）高度。

14、閘門本體力臂長度:閘門本體提升（下降）高度?=?配重體力臂長度：配重體下降（提升）高度。

15、閘門本體力臂長度:閘門本體提升（下降）速度?=?配重體力臂長度：配重體下降（提升）速度。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

17、1.本發(fā)明的通過在轉(zhuǎn)動軸上纏繞端頭分別連接閘門本體和配重體的鋼索，并計(jì)算出配重體和閘門本體的重量、力臂長度、最大可提升高度之間的乘積或比值關(guān)系，得到閘門啟閉的最佳節(jié)能效果，從而極大降低閘門的驅(qū)動力需求和能耗需求，達(dá)到降低驅(qū)動力和降低能耗的目的。

18、2.本發(fā)明由于閘門工作的各個環(huán)節(jié)不再需要動力機(jī)構(gòu)克服閘門巨大的閘門重力或緩沖力，延長了動力機(jī)構(gòu)受用壽命，人工啟閉更加省時省力。

技術(shù)特征：

1.一種閘門的配重節(jié)能方法，其特征在于，閘門的轉(zhuǎn)動軸上纏繞有鋼索，鋼索的端頭分別連接閘門本體和配重體，其中，配重體重量*配重體力臂長度<?2*閘門重量*閘門力臂長度；通過計(jì)算配重體和閘門本體的重量、力臂長度、最大可提升高度之間的乘積或比值關(guān)系，得到閘門啟閉的最佳節(jié)能效果；配重體力臂為轉(zhuǎn)動軸的軸中心線到配重體重力的作用線的距離；所述閘門本體臂為轉(zhuǎn)動軸的軸中心線到閘門本體重力的作用線的距離。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種閘門的配重節(jié)能方法，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種閘門的配重節(jié)能方法，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種閘門的配重節(jié)能方法，其特征在于，閘門本體力臂長度和配重體力臂長度確定的情況下，閘門本體力臂長度:閘門本體最大可提升（下降）高度?=?配重體力臂長度：配重體最大可下降（提升）高度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種閘門的配重節(jié)能方法，其特征在于，閘門本體力臂長度:閘門本體提升（下降）速度?=?配重體力臂長度：配重體下降（提升）速度。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明保護(hù)的是一種閘門的配重節(jié)能方法，配重閘門的轉(zhuǎn)動軸上纏繞有鋼索，鋼索的端頭分別連接閘門本體和配重體，其中，配重體重量*配重體力臂長度<2*閘門重量*閘門力臂長度，通過計(jì)算配重體和閘門本體的重量、力臂長度、最大可提升高度之間的乘積或比值關(guān)系，得到閘門啟閉的最佳節(jié)能效果，配重體力臂為轉(zhuǎn)動軸的軸中心線到配重體重力的作用線的距離；所述閘門本體臂為轉(zhuǎn)動軸的軸中心線到閘門本體重力的作用線的距離。轉(zhuǎn)動軸上纏繞端頭分別連接閘門本體和配重體的鋼索，并計(jì)算出配重體和閘門本體的重量、力臂長度、最大可提升高度之間的乘積或比值關(guān)系，得到閘門啟閉的最佳節(jié)能效果，從而極大降低閘門的驅(qū)動力需求和能耗需求，達(dá)到降低驅(qū)動力和降低能耗的目的。

技術(shù)研發(fā)人員：白思稼,高巧
受保護(hù)的技術(shù)使用者：陜西華基智慧科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19