一种分步式垂直提升启闭机技术领域
本发明涉及水电站大型工作闸门常技术领域，尤其是涉及一种分步式垂直提升启
闭机。
背景技术
水电站大型工作闸门常采用弧形闸门，弧形闸门具有启闭省力、运行可靠、门槽水
流流态好、局部开启时泄流条件好等优点，但存在闸门所占的空间位置大、支铰部位受力集
中等问题，造成枢纽布置困难，比较适合于高坝。对于河床闸坝式电站，其坝较矮，坝身较
薄，库容小，水库基本没有调节能力，常布置大孔口尺寸的泄洪闸作为泄洪冲沙的通道。泄
洪闸工作闸门不仅运行频繁，而且需局部开启调节流量。若采用弧形闸门作为泄洪工作闸
门，为了弧形闸门的布置，需要加大闸坝的宽度和闸墩的厚度，导致土建工程量大幅增加。
采用平面闸门作为泄洪工作闸门，可以减小闸坝的宽度和闸墩的厚度，大大减少坝体土建
工程量。但采用平面闸门作为泄洪工作闸门，需要在坝顶布置启闭机排架，以便布置操作平
面工作闸门的启闭机。通常，河床闸坝式电站的泄洪闸门尺寸较大，相应的启闭机排架也很
高，高排架的不仅稳定性差，同时对大坝基础提出了更高的要求，因此采用高排架不仅降低
了大坝的抗震性能、大大增加土建投资，采用高排架还会增加了设备的布置难度。
发明内容
本发明克服了现有技术中的缺点，提供了一种安装方便，投入成本低且安全性高
的分步式垂直提升启闭机。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种分步式垂直提升启闭机，包括至少一根用于提升闸门的吊杆，两组对称安装于两
侧门墩上的顶升液压油缸组，与顶升液压油缸组的各活塞杆上端固定连接的平衡梁，两套
分别安装于两侧门墩上端且接近门槽的锁锭装置，至少一套安装于平衡梁下端的锁紧装
置，以及与吊杆导向配合的导向套；所述导向套固定安装于平衡梁上或闸门上，所述吊杆穿
过导向套且可沿导向套移动，且其一端设置与导向套卡接的吊头；当导向套固定安装于平
衡梁上时，所述吊杆相对吊头的一端与闸门固定连接；当导向套固定安装于闸门上时，所述
吊杆相对吊头的一端与平衡梁固定连接。
优选的是，所述锁紧装置包括水平安装于平衡梁下端的锁紧油缸。
优选的是，所述锁锭装置包括两条分别安装于门墩上端、位于门槽两侧的轨道，下
端设置两组导向轮的锁锭梁，以及驱动锁锭梁沿轨道移动的驱动机构；所述锁锭梁可卡入
闸门上的锁锭台内。
优选的是，所述驱动机构为液压油缸，所述液压油缸的活塞杆与锁锭梁连接，其缸
体通过机架固定安装于门墩上。
优选的是，所述轨道的两端均设置有限位板。
优选的是，所述门墩内预埋钢管，所述顶升液压油缸组的缸体伸入预埋钢管内，并
通过法兰连接。
优选的是，所述导向套的上部外壁上设置有导向套筋板。
优选的是，所述吊杆包括吊杆体，位于吊杆体上端的吊头，以及位于吊杆体另一端
的连接板。
优选的是，所述平衡梁包括沿闸门宽度方向设置的横梁，两根分别固定连接的横
梁两端、与横梁构成工字形的纵梁；所述顶升液压油缸组的活塞杆与相应侧的纵梁连接。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明的分步式垂直提升启闭机由平衡梁，顶升液压缸组，锁锭装置等组成，可实现闸
门局部开启、全开、以及提升出门槽等功能。该启闭机配合闸门上的吊杆分步提升平板闸
门，相比传统启闭机节省了一半的行程，省去了高排架，大大降低了工程投资，同时也提高
了大坝的抗震性能。另外，该启闭机布置在坝面，容易实现全自动化运行，维护和检修方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可
以根据这些附图获得其他的附图。
图1为闸门处于挡水状态的示意图；
图2图1中A部分的放大图；
图3为闸门提升后，锁锭装置锁定闸门的示意图；
图4为图3中平衡梁下降至下限位置，锁紧油缸活塞杆伸入吊耳的示意图；
图5为闸门出门槽的示意图；
图6为平衡梁及部分构件的结构图；
图7为导向套的局部放大图；
图8为盖板的结构图；
图9为吊杆的结构图；
图10为吊杆的剖面图；
图11为锁锭装置的结构图；
图12为顶升液压缸的安装剖面示意图；
图13为顶升液压缸的局部示意图；
图14为闸门与吊杆连接的结构图；
图中，1-平衡梁，2-锁锭装置，3-顶升液压缸组，4-吊杆，5-闸门，6-盖板，7-门墩，8-横
梁，9-纵梁，10-导向套，11-锁紧油缸，12-液压泵站，13-喇叭体，14-管体，15-导向套筋板，
16-导向板，17-销轴，18-盖板架，19-吊头，20-吊杆体，21-吊杆筋板，22-连接板，23-加强
板，24-驱动机构，25-锁锭梁，26-轨道，27-限位板，28-机架，29-预埋钢管，30-法兰，31-锁
锭台，32-吊耳，33-锁紧装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。
图1-14所示的分步式垂直提升启闭机，用于闸门5的升降；其包括两根用于提升闸
门5的吊杆4，两组对称安装于两侧门墩7上的顶升液压油缸组3，与顶升液压油缸组3的各活
塞杆上端固定连接的平衡梁1，两套分别安装于两侧门墩7上端且接近门槽的锁锭装置2，两
套安装于平衡梁1下端的锁紧装置33，以及与吊杆4导向配合的导向套10；所述导向套10固
定安装于平衡梁1上，所述吊杆4穿过导向套10且可沿导向套10移动，且其一端设置与导向
套10卡接的吊头19；所述吊杆4相对吊头的一端与闸门5固定连接。
所述导向套10上部呈喇叭体13，下部呈管体14；
所述锁紧装置33包括水平安装于平衡梁1下端的锁紧油缸11，使用时在闸门上设置与
锁紧油缸挂接用的吊耳；显然也可是其它的锁紧装置，如手动的锁扣、挂钩等。
所述锁锭装置2包括两条分别安装于门墩7上端、位于门槽两侧的轨道26，下端设
置两组导向轮的锁锭梁25，以及驱动锁锭梁25沿轨道26移动的驱动机构24；使用时在闸门
上设置与锁锭梁25卡接配合的锁锭台31。所述锁锭梁25下端的两组导向轮分别与同侧的两
轨道导向配合。显然锁锭装置也可以是其它的结构形式，以能够锁住闸门为准。
所述驱动机构24为液压油缸，所述液压油缸的活塞杆与锁锭梁25连接，其缸体通
过机架固定安装于门墩7上。所述轨道26的两端均设置有限位板27。显然驱动机构24也可以
是电机配合齿轮齿条机构的形式，或者电机配合丝杆的形式等常用的直线驱动机构。
所述门墩7内预埋钢管29，所述顶升液压油缸组3的缸体伸入预埋钢管29内，并通
过法兰30连接。显然顶升液压油缸组3也可以采用其它的安装方式。
还包括封闭导向套10上端的盖板6。所述盖板6通过盖板架18安装于平衡梁1上，盖
板6通过销轴17与盖板架转动连接。显然也可以是直接将盖板转动连接于导向套10的上端。
盖板可避免雨水腐蚀导向套10。所述导向套10的上部外壁上设置有导向套筋板15。
所述吊杆4包括吊杆体20，位于吊杆体20上端的吊头19，以及位于吊杆体20另一端
的连接板22。所述连接板22及吊杆体20的连接处设置有吊杆筋板21。为了减轻重量，所述吊
杆体20为管状，吊头也为带腔体的空心体，同时通过在吊头的腔体内设置加强板23加强其
强度。
所述平衡梁1包括沿闸门5宽度方向设置的横梁8，两根分别固定连接的横梁8两
端、与横梁8构成工字形的纵梁9；所述顶升液压油缸组3的活塞杆与相应侧的纵梁9连接。
所述平衡梁1的下端、位于锁紧油缸11活塞杆的一侧设置有导向板16，所述导向板
上设置供锁紧油缸11活塞杆穿过的通孔。该导向板16可为锁紧油缸11活塞杆提供支撑力，
避免锁紧油缸11活塞杆变形。
显而易见的，所述吊杆4的数量可根据设计要求合理的增减；锁紧装置33也可是适
当的增减。而本实施例中吊杆4的数量以及锁紧装置33的数量能够确保闸门5升降平衡的同
时，采用最少的构件。
工作状态如下：
（1）如图1所示，当水库不需要泄洪时，闸门5关闭挡水，锁锭装置2处于松开状态，顶升
液压缸处于收缩状态，平衡梁1位于下限位置。吊杆4的吊头与导向套10上的喇叭体内壁贴
合，盖板盖住导向套10的上部。
（2）当水库需要泄洪时，各顶升液压缸的活塞杆同步向上顶升平衡梁1，平衡梁1向
上运动，导向套10通过吊头带动吊杆4连着闸门5上移至所需开度泄水。
（3）如图3所示，当大洪水来时需要全开闸门5泄流，各顶升液压缸的活塞杆同步向
上顶升平衡梁1，平衡梁1带动闸门5上移至锁定高程。之后锁锭装置2的驱动机构24推动锁
锭梁25沿轨道26移动，使锁锭梁25卡入闸门5的锁锭台31内锁定闸门5。
（4）如图4-5所示，当闸门5检修需要提闸门5出门槽时，接着在图3所示的基础上继
续动作。顶升液压缸带着平衡梁1空载下行至下限位置，该过程中吊杆4在平衡梁1上的导向
套10内穿行，闸门5被锁锭装置2锁定在门槽内。当平衡梁1上的锁紧油缸与闸门5的吊耳准
确对位后，锁紧油缸的活塞杆伸出进入吊耳，实现实行穿轴动作，此时，闸门5和平衡梁1通
过锁紧油缸连接成整体。接着锁锭装置2松开闸门5，控制顶升液压缸同步向上顶升平衡梁
1，平衡梁1向上运动，同时带动锁紧油缸连着闸门5上移，直至闸门5出门槽。
作为上述实施例的变形，所述导向套固定安装于闸门上，此时所述吊杆相对吊头
的一端与平衡梁固定连接。同时可实现闸门的升降，工作过程与上述实施例相同。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精
神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。