液压清污抓斗开闭斗到位检测方法都有什么

李新亚
2019-07-08
来源:建筑工程技术与设计

    在水电站工程中,液压清污抓斗用于清除进水口拦污栅上附着的污物。使用时先由铲齿将污物沿栅面铲下然后通过液压系统驱动转耙闭合,完成对水下污物的抓取工作。在抓取污物的过程中,抓斗的开闭动作均在水下完成,操作人员无法直接看到抓斗的开闭情况,如果抓斗开闭不到位,就无法将污物抓出水面,从而影响清污效果。

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    目前在国内水电站的拦污栅清污工作中,已有多种用于检测水下清污抓斗开闭到位的方法,常见的有压力继电器检测、时间继电器定时、接近开关检测、角度传感器检测、电流检测和视频监控。本文将对这些常用方法进行汇总综述,并做简单对比,以供相关从业人员进行探讨和选用。


1. 常见检测方法


1.1 压力继电器检测

    压力继电器是一种将油液的压力信号转换成电信号的电液控制元件,当液压系统中的压力达到压力继电器的调节压力时,即发出电信号,电控系统接收到该信号后执行相应动作。当清污抓斗在开闭过程中,油缸伸缩仅需克服转耙自重及摩擦力,因此在完全开闭到位之前系统压力较低,通常不高于2Mpa。当油缸完全伸出或缩回即开闭到位后,系统压力上升,溢流阀开始溢流,此时系统压力为溢流阀调定压力。若将压力继电器的动作压力设定到溢流压力稍低一点的数值,当抓斗未完全开闭时,系统压力较低压力继电器不动作;当抓斗完全开闭后,系统压力升高压力继电器动作,即可通过压力继电器检测转耙是否开闭到位。


1.2 时间继电器定时

    清污抓斗液压系统常用定量泵,因此,可以近似的认为在清污抓斗开闭过程中泵站的输出流量是恒定的,那么也可近似的认为油缸伸出和缩回的速度是恒定的,所以,就可通过计算得出抓斗正常开闭的时间。在电控系统中,加入开斗时间继电器T1 和闭斗时间继电器T2,操作开斗动作按钮或闭斗动作按钮的同时触发相应的继电器,当继电器达到设定的理论开闭斗时间时即发出到位信号。


    在实际应用中,抓斗打开和关闭的时间可根据实际情况进行调整,调整时只需增大或减小时间继电器的设定时间即可。操作开斗按钮,当打开到位后,开斗到位信号灯亮,然后按下停止按钮抓斗停止工作;操作闭斗按钮,当工作到位后,闭斗到位信号灯亮,然后按下停止按钮抓斗停止工作。

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1.3 接近开关检测

    接近开关是一种无需接触就可以动作的位置开关,当物体接近感应面时即可动作。清污抓斗常用的是电感式接近开关,感应行程5-10mm,因其具有较高的防水性能、动作可靠,被广泛用于水下设备的行程检测。


    检测开闭斗到位时,需在转耙上安装挡块作为接近开关的触发件,然后在斗体合适位置分别安装闭斗和开斗到位接近开关,使抓斗完全闭合和张开时挡块刚好触发相应的接近开关。需注意的是,开关和挡块不要安装在抓斗侧面,以避免污物频繁碰撞造成损坏。


1.4 角度传感器检测

    与接近开关类似,深水角度传感器也可对水下开闭斗到位进行直接检测,并可实现全行程监测。深水角度传感器依据磁敏电阻的原理,通过磁钢的转动来改变磁敏电阻阻值,从而改变电流大小,最终以此检测出运动物体的旋转角度。


    深水角度传感器安装在转动耙爪销轴端部,销轴可随着抓斗的开闭同步旋转,带动角度传感器旋转并传送相应信号至岸上的显示设备,即可直观显示开闭的实时情况。

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1.5 电流检测

    电流检测法是对抓斗泵站电机电流进行检测,在压力继电器检测的分析中已讲明,只有在抓斗开闭斗完全到位后系统压力才会上升至溢流压力,此时电机功率也将随之上升。对于泵站常用的三相异步电机,根据其工作特性曲线,定子电流随着输出功率的增大而增大,因此,在清污抓斗开闭斗完全到位后,泵站电机电流也会增大。


    实际应用中,在抓斗电控箱中对泵站电机电源增设电流检测装置,将检测信号显示到操作控制端。通过观察泵站电机电流的改变,可间接的检测抓斗开闭是否到位。


1.6 视频监控

    随着可靠性的提高以及成本的下降,作为一种直接的检测方式,水下视频监控也越来越多的应用到水电站清污设备中。通过一套水下视频监控系统,可将抓斗在水下的实时图像传送到操作者面前,开闭斗是否到位一目了然。


    抓斗常用的深水视频监控系统,其摄像头防水能力可达2Mpa,带光线照度传感器及高亮LED,可在水下光照较低时自动补充照明。信号传输采用TCP/IP 协议,通过深水电缆将视频监控信号传输至岸上显示。

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2. 检测方法对比


    首先,从检测的准确度上来看,接近开关、角度传感器和视频监控是直接检测,不易发生误报;压力继电器、时间继电器和电流检测属于间接检测,容易受不确定因素干扰导致检测不准确。比如抓斗在水下闭合过程中,如果出现大型污物卡阻在斗齿上,抓斗将无法完全闭合,这种情况下直接检测法能准确显示闭合状况,而间接检测法将出现误报。


    其次,从元器件的成本和维护难度上来看,间接检测法的几种元器件基本无需维护,也不易损坏;而直接检测法的元器件因为安装在抓斗架上,要和水流污物直接接触,损坏概率较高,需定期维护、更换。另外,直接检测法的元器件对信号传输要求较高,深水电缆及电缆卷筒需采用特殊方法对信号进行处理。


3. 结束语


    作为水电站拦污栅清污的专用设备,液压清污抓斗在水下开闭斗是否到位,直接影响其清污效果。检测开闭斗到位的方法较多,也各有特点及局限性,在实际工作中,应根据污物种类、清污深度、设备使用频繁程度等因素因地制宜的选取一种或多种组合检测的方法,以发挥清污抓斗的最大功效 ,使水电站充分发挥效益。

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