脱挂梁电磁吸盘安装机构的制作方法

1.本实用新型涉及水利工程金属结构起吊技术，具体是一种用于水利工程的脱挂梁电磁吸盘安装机构。


背景技术：

2.在水利工程闸门在水中起吊过程中，自动挂脱梁上端连接动滑轮，下端与闸门在水下进行脱挂，完成起吊动作。
3.目前，与闸门在水下进行脱挂的自动挂脱梁有机械自动挂脱梁。其特点是当闸门在水中下放到底时，继续下放机械自动挂脱梁，产生自动脱钩，完成闸门下放全过程。当闸门在水中出现卡阻现象时，操作人员误认为闸门下放到底，继续下放机械自动挂脱梁，产生自动脱钩，此时，闸门与机械自动挂脱梁完全脱开，但是闸门仍然卡阻在门槽中，不能上下，出现操作事故，此时就要借助潜水员水下作业，如果闸门轻微卡阻，只要有轻微受力，闸门就会自由落体，掉落砸坏门槽底坎，造成更大事故，无法修复。
4.为了避免上述事故发生，后来采用液压自动挂脱梁，即挂钩和脱钩采用人工操作的方式，但是，由于液压自动挂脱梁零部件多，精确定位难度较大，供电电缆故障率较高，安全运行难以保证；电磁吸盘能够实现自动吸合和松开的作用，但是目前并没有将电磁吸盘应用于水利工程脱挂梁中。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种脱挂梁电磁吸盘安装机构，该安装机构能够将电磁吸盘安装到脱挂梁中代替现有的机械或液压式脱挂梁，且该安装机构能够保证电磁吸盘与闸门稳定均匀的吸合。
6.为了达到上述目的，本实用新型提供了一种脱挂梁电磁吸盘安装机构，包括挂脱梁梁体，在梁体的上部设有吊耳，所述梁体内由隔板分成上部的控制组件密封舱和下部的电磁吸盘安装舱，所述电磁吸盘安装舱底部呈敞开状，所述电磁吸盘通过弹性受力机构安装在电磁吸盘安装舱内，其磁吸面朝下与梁体的底面平齐或伸出梁体的底面；所述弹性受力机构包括弹簧和受力钢板，所述受力钢板固定在电磁吸盘的顶部，受力钢板的通过弹簧直接与电磁吸盘安装舱的内壁连接；或者在受力钢板顶部设有吊杆，并在电磁吸盘安装舱内水平焊接有承压钢板，承压钢板将电磁吸盘安装舱分为上部的弹簧缓冲舱和下部的电磁舱，所述电磁吸盘和受力钢板置于电磁舱内，吊杆上部穿过承压钢板伸入弹簧缓冲舱内，其顶部固定有螺母和垫圈，所述弹簧套设在吊杆位于弹簧缓冲舱部分，下端固定在承压钢板上，上端固定在垫圈上。
7.本实用新型进一步的技术方案：所述控制组件密封舱包括用于安装控制器的控制密封舱和用于安装电池组件件的电池密封舱，所述控制密封舱和电池密封舱设有可拆卸的密封盖，密封盖与密封舱螺栓联接，并在连接处设有橡胶密封垫，在电池密封舱设有充电接口孔，充电口孔用于固定连接防水密封充电插座。
8.本实用新型较优的技术方案：所述电磁吸盘包括磁闭密封体、定磁磁钢和变磁磁钢，所述定磁磁钢与变磁磁钢依照海尔贝克阵列分布在磁闭密封体内，受力钢板固定在磁闭密封体顶部，所述变磁磁钢通过电磁线圈或旋转电机改变磁极磁性，且电磁线圈或旋转电机通过导线与控制器信号连接，并由控制器控制变磁磁钢的极性改变实现磁极的生磁和消磁；所述电池组件为控制器及电磁吸盘提供电力。
9.本实用新型较优的技术方案：所述电磁吸盘的电磁线圈或旋转电机通过转换开关控制，电磁线圈或旋转电机通过导线与转换开关连接，转换开关通过信号线与控制器信号连接，并通过导线与电池组件连接；由控制器控制转换开关的转换，从而改变电磁线圈的电流方向或控制旋转电机的转动方向，实现变磁磁钢的磁极消磁或生磁。
10.本实用新型较优的技术方案：所述梁体是由结构钢板焊接而成，在其两侧设有门槽支承，所述电池密封舱位于中部，控制密封舱设有两个，对称设置在电池密封舱内。
11.本实用新型较优的技术方案：所述梁体上部的控制密封舱和电池密封舱设有可拆卸的密封盖，密封盖与密封舱螺栓联接，并在连接处设有橡胶密封垫，在电池密封舱设有充电接口孔，充电口孔用于固定连接防水密封充电插座。
12.本实用新型较优的技术方案：所述电磁吸盘的磁闭密封体材质为q235；所述钢闸门与电磁吸盘接触面焊接材质为q235的钢板。
13.本实用新型较优的技术方案：所述定磁磁钢与变磁磁钢安装在磁闭密封体内，其中间的缝隙由绝缘密封胶防水密封。
14.本实用新型的有益效果：
15.(1)本实用新型将电磁吸盘应用于水利工程的脱挂梁中，利用电磁磁极转换原理对闸门磁吸或释放实现闸门吊装，彻底改变液压自动挂脱梁水平穿销的挂脱模式；本实用新型的电磁自动挂脱梁在门槽内上下运动即可完成挂钩和脱钩动作，完全取消了传统液压自动挂脱梁或机械自动挂脱梁定位销和定位筒；
16.(2)本实用新型的电磁自动挂脱梁采用电池供电模式，取消了供电电缆，使得具有高可靠性；
17.(3)本实用新型的吸盘与梁体支架采用弹性受力机构连接，保证吸盘能够与闸门均匀接触，保证闸门的吸合和吊运稳定。
附图说明
18.图1是本实用新型实施例一的结构示意图；
19.图2是本实用新型实施例一的梁体内部分腔示意图；
20.图3是本实用新型实施例一的电磁吸盘的弹性受力装置结构示意图；
21.图4是本实用新型实施例二的结构示意图；
22.图5是本实用新型实施例二的电磁吸盘的弹性受力装置结构示意图；
23.图6是本实用新型中实施例三的变磁磁钢生磁示意图；
24.图7是本实用新型中实施例三的变磁磁钢消磁示意图；
25.图8是本实用新型中实施例四的变磁磁钢生磁示意图；
26.图9是本实用新型中实施例四的变磁磁钢消磁示意图。
27.图中：1—梁体，1-1—控制密封舱，1-2—电池密封舱，1-3—门槽支承，1-4—上吊
耳，2—弹性受力装置，2-1—弹簧，2-2—吊杆，2-3—开口销，2-4—螺母，2-5—垫圈，3—电磁吸盘，3-1—磁闭密封体，3-2—定磁磁钢，3-3—转换开关，3-4—绝缘密封胶，3-5—变磁磁钢，3-6—电磁线圈，3-7—磁极，4—电池组件，5—控制器，6—钢闸门，7-电磁吸盘安装舱，7-1—电磁舱，7-2—弹簧缓冲舱，8—承压钢板，
具体实施方式
28.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。附图1至图9均为实施例的附图，采用简化的方式绘制，仅用于清晰、简洁地说明本实用新型实施例的目的。以下对在附图中的展现的技术方案为本实用新型的实施例的具体方案，并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
30.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
31.实施例提供中提供的一种脱挂梁电磁吸盘安装机构，如图1至图5所示，包括挂脱梁梁体1，在梁体1的上部设有吊耳1-4，所述电磁自动挂脱梁还包括控制器5、设置在梁体1与钢闸门6接触面的电磁吸盘3以及设置在梁体1内的电池组件4；所述梁体1内由隔板分成上部的控制组件密封舱和下部的电磁吸盘安装舱7，所述控制组件密封舱包括控制密封舱1-1和电池密封舱1-2，所述梁体1是由结构钢板焊接而成，在其两侧设有门槽支承1-3，所述电池密封舱1-2位于中部，控制密封舱1-1设有两个，对称设置在电池密封舱1-2内。所述梁体1上部的控制密封舱1-1和电池密封舱1-2设有可拆卸的密封盖，密封盖与密封舱螺栓联接，并在连接处设有橡胶密封垫，在电池密封舱1-2设有充电接口孔，充电口孔用于固定连接防水密封充电插座。所述电池组件4是由多组蓄电池通过串并联组成，端部设有充电接口，电池组件4置于电池密封舱1-2内，所述控制器5置于控制密封舱1-1内，控制器5可以设置通讯模块，与水上控制室内的控制系统通讯连接，能够在控制室对其进行控制。所述电磁吸盘安装舱7底部呈敞开状，所述电磁吸盘3通过弹性受力机构2安装在电磁吸盘安装舱7内，其磁吸面朝下与梁体1的底面平齐或伸出梁体1的底面。
32.实施例提供中提供的一种脱挂梁电磁吸盘安装机构，如图1至图9所示，所述电磁吸盘3包括磁闭密封体3-1、定磁磁钢3-2和变磁磁钢3-5，所述定磁磁钢3-2与变磁磁钢3-5依照海尔贝克阵列分布在磁闭密封体3-1内，其中间的缝隙由绝缘密封胶3-4防水密封。所述变磁磁钢3-5通过电磁线圈3-6或旋转电机3-8改变磁极磁性，且电磁线圈3-6或旋转电机
3-8通过导线与控制器5的水下通讯装置5-6信号连接，并由控制器5控制变磁磁钢3-5的极性改变实现磁极3-7的生磁和消磁；所述电池组件4为控制器5及电磁吸盘3提供电力。所述电磁吸盘3的电磁线圈3-6或旋转电机3-8通过转换开关3-3控制，电磁线圈3-6或旋转电机3-8通过导线与转换开关3-3连接，转换开关3-3通过信号线与控制器5信号连接，并通过导线与电池组件4连接；由控制器5控制转换开关3-3的转换，从而改变电磁线圈3-6的电流方向或控制旋转电机3-8的转动方向，实现变磁磁钢的磁极消磁或生磁。所述电磁吸盘3的磁闭密封体3-1材质为q235；所述钢闸门6与电磁吸盘接触面焊接材质为q235的钢板。
33.实施例一中提供的一种脱挂梁电磁吸盘安装机构，如图1至图3所示，所述弹性受力机构2包括弹簧2-1和受力钢板2-6，受力钢板2-6固定在磁闭密封体3-1顶部，在受力钢板2-6顶部设有吊杆2-2，并在电磁吸盘安装舱7内水平焊接有承压钢板8，承压钢板8将电磁吸盘安装舱分为上部的弹簧缓冲舱7-1和下部的电磁舱7-2，所述电磁吸盘3和受力钢板2-6置于电磁舱7-2内，吊杆2-2上部穿过承压钢板8伸入弹簧缓冲舱7-1内，其顶部固定有螺母2-4和垫圈2-5，所述弹簧2-1套设在吊杆2-2位于弹簧缓冲舱7-1部分，下端固定在承压钢板8上，上端固定在垫圈2-5上。
34.实施例一中以吊杆形式安装后力的传递过程：磁极生磁吸合闸门产生的重量通过磁闭密封体的吊杆、弹簧传递到结构体的承压板上，承压板通过上吊耳板传递到起吊机构上。
35.实施例二中提供的一种脱挂梁电磁吸盘安装机构，如图4和图5所示，所述弹性受力机构2包括弹簧2-1和受力钢板2-6，受力钢板2-6固定在磁闭密封体3-1顶部，且两端比磁闭密封体3-1长，并可在电磁吸盘安装舱7内移动，弹簧2-1设置在受力钢板2-6两端长出磁闭密封体3-1的部位下方，并与电磁吸盘安装舱7的内壁连接，形成弹性支撑架结构。实施例二中以基座形式安装后力的传递过程：磁极生磁吸合闸门产生的重量通过磁闭密封体的受力钢板传递到弹簧上，弹簧将力传递到结构体。
36.实施例一和实施例二中的弹性受力机构2均可以使电磁磁盘3与钢闸门6之间形成柔性接触，能够保证电磁吸盘3均匀的吸附在钢闸门6的顶面，避免因为钢闸门的变形等原因导致吸附面不平，从而导致吸盘的吸附效果降低。
37.实施例三中提供的一种脱挂梁电磁吸盘安装机构，如图6和图7所示，所述变磁磁钢3-5通过电磁线圈3-6改变磁极，所述磁封闭体3-1材质为q235；定磁磁钢3-2材质为稀土永磁钕铁硼；变磁磁钢3-5材质可以为铝镍钴，变磁磁钢3-5外缠绕电磁线圈3-6，电磁线圈材质为漆包铜线；定磁磁钢3-2与变磁磁钢3-5依照海尔贝克阵列分布，变磁磁钢3-5通过电磁线圈3-6给一个方向电流时，使得磁极生磁，产生对外磁场，如图6所示，能够形成吸附力。变磁磁钢3-5通过电磁线圈3-6给另一个方向电流时，磁极消磁，如图7所示只产生对内磁场。
38.实施例四中提供的一种脱挂梁电磁吸盘安装机构，图8和图9所示，变磁磁钢3-5通过旋转电机3-8旋转180度使得磁极生磁，产生对外磁场；变磁磁钢3-5通过旋转电机3-8再旋转180度，使得磁极消磁，只产生对内磁场。
39.本实用新型中增加几个密封舱，将控制器、电池固定安装在密封舱内，梁体省去了定位销和定位筒，极大方便脱挂。
40.本实用新型生磁和消磁的工作原理：以变磁磁钢结构形式制造的电磁自动挂脱梁
为例的工作原理，磁闭密封体内已经安装有定磁磁钢，其s极和n极方向已经确定并且不可改变，变磁磁钢的s极和n极方向极性可以随电磁线圈通电方向变化而发生改变，如图6所示，当电磁线圈通电方向使得变磁磁钢的s极和n极方向极性与定磁磁钢的s极和n极方向相对，即s极对s极，n极对n极，此时，定磁磁钢与变磁磁钢共同形成的磁场向外扩散寻求钢板与之形成封闭磁场回路，即磁极具有磁吸作用；如图7所示，当电磁线圈通电方向使得变磁磁钢的s极和n极方向极性与定磁磁钢的s极和n极方向相反，即s极对n极，n极对s极，此时，定磁磁钢与变磁磁钢之间的磁场已经形成封闭磁场回路，不再向外扩散寻求钢板与之形成封闭磁场回路，即磁极具有消磁作用。
41.若以旋转磁钢结构形式制造的电磁自动挂脱梁为例的工作原理，磁闭密封体内安装的定磁磁钢，其s极和n极方向已经确定并且不可改变，旋转磁钢的s极和n极方向极性可以随旋转电机通电方向变化而发生改变，如图8所示，当旋转电机通电方向使得旋转磁钢的s极和n极方向极性与定磁磁钢的s极和n极方向相对，即s极对s极，n极对n极，此时，定磁磁钢与旋转磁钢共同形成的磁场向外扩散寻求钢板与之形成封闭磁场回路，即磁极具有磁吸作用；如图9所示，当旋转电机通电方向使得旋转磁钢的s极和n极方向极性与定磁磁钢的s极和n极方向相反，即s极对n极，n极对s极，此时，定磁磁钢与旋转磁钢之间的磁场已经形成封闭磁场回路，不再向外扩散寻求钢板与之形成封闭磁场回路，即磁极具有消磁作用。
42.本实用新型在水利工程吊装闸门工作过程：某工程需要从水上门库吊装闸门到水下门槽，吊车动滑轮联接电磁自动挂脱梁上吊耳，操作控制器使电磁自动挂脱梁处于消磁状态，吊车将电磁自动挂脱梁水平移动和垂直移动进入门库，坐落在闸门上，通过控制器使电磁自动挂脱梁处于生磁状态，吸合闸门，吊车提升电磁自动挂脱梁连同闸门离开门库，水平移动和垂直移动进入闸门门槽，吊车下放电磁自动挂脱梁连同闸门，直至门槽底坎就位，控制器控制电磁自动挂脱梁处于消磁状态，脱开闸门，完成闸门从水上门库到水下门槽的操作；若从水下门槽吊装闸门到水上门库，吊车动滑轮联接电磁自动挂脱梁上吊耳，通过控制器使电磁自动挂脱梁处于消磁状态，吊车将电磁自动挂脱梁水平移动和垂直移动进入水下门槽，坐落在闸门上，通过控制器使电磁自动挂脱梁处于生磁状态，吸合闸门，吊车提升电磁自动挂脱梁连同闸门离开闸门门槽，水平移动和垂直移动进入水上门库，吊车下放电磁自动挂脱梁连同闸门，直至门库就位，通过控制器使电磁自动挂脱梁处于消磁状态，脱开闸门，完成闸门从水下门槽到水上门库的操作。
43.以上所述，只是本实用新型的其其中几个实施例，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种脱挂梁电磁吸盘安装机构，包括挂脱梁梁体(1)，在梁体(1)的上部设有吊耳(1-4)，其特征在于：所述梁体(1)内由隔板分成上部的控制组件密封舱和下部的电磁吸盘安装舱(7)，所述电磁吸盘安装舱(7)底部呈敞开状，所述电磁吸盘(3)通过弹性受力机构(2)安装在电磁吸盘安装舱(7)内，其磁吸面朝下与梁体(1)的底面平齐或伸出梁体(1)的底面；所述弹性受力机构(2)包括弹簧(2-1)和受力钢板(2-6)，所述受力钢板(2-6)固定在电磁吸盘(3)的顶部，受力钢板(2-6)的通过弹簧(2-1)直接与电磁吸盘安装舱(7)的内壁连接；或者在受力钢板(2-6)顶部设有吊杆(2-2)，并在电磁吸盘安装舱(7)内水平焊接有承压钢板(8)，承压钢板(8)将电磁吸盘安装舱分为上部的弹簧缓冲舱(7-1)和下部的电磁舱(7-2)，所述电磁吸盘(3)和受力钢板(2-6)置于电磁舱(7-2)内，吊杆(2-2)上部穿过承压钢板(8)伸入弹簧缓冲舱(7-1)内，其顶部固定有螺母(2-4)和垫圈(2-5)，所述弹簧(2-1)套设在吊杆(2-2)位于弹簧缓冲舱(7-1)部分，下端固定在承压钢板(8)上，上端固定在垫圈(2-5)上。2.根据权利要求1所述的一种脱挂梁电磁吸盘安装机构，其特征在于：所述控制组件密封舱包括用于安装控制器(5)的控制密封舱(1-1)和用于安装电池组件(4)的电池密封舱(1-2)，所述控制密封舱(1-1)和电池密封舱(1-2)设有可拆卸的密封盖，密封盖与密封舱螺栓联接，并在连接处设有橡胶密封垫，在电池密封舱(1-2)设有充电接口孔，充电口孔用于固定连接防水密封充电插座。3.根据权利要求2所述的一种脱挂梁电磁吸盘安装机构，其特征在于：所述电磁吸盘(3)包括磁闭密封体(3-1)、定磁磁钢(3-2)和变磁磁钢(3-5)，所述定磁磁钢(3-2)与变磁磁钢(3-5)依照海尔贝克阵列分布在磁闭密封体(3-1)内，受力钢板(2-6)固定在磁闭密封体(3-1)顶部，所述变磁磁钢(3-5)通过电磁线圈(3-6)或旋转电机(3-8)改变磁极磁性，且电磁线圈(3-6)或旋转电机(3-8)通过导线与控制密封舱(1-1)内的控制器(5)信号连接，并由控制器(5)控制变磁磁钢(3-5)的极性改变实现磁极(3-7)的生磁和消磁；所述电池组件(4)为控制器(5)及电磁吸盘(3)提供电力。4.根据权利要求2所述的一种脱挂梁电磁吸盘安装机构，其特征在于：所述梁体(1)是由结构钢板焊接而成，在其两侧设有门槽支承(1-3)，所述电池密封舱(1-2)位于中部，控制密封舱(1-1)设有两个，对称设置在电池密封舱(1-2)内。5.根据权利要求3所述的一种脱挂梁电磁吸盘安装机构，其特征在于：所述电磁吸盘(3)的电磁线圈(3-6)或旋转电机(3-8)通过转换开关(3-3)控制，电磁线圈(3-6)或旋转电机(3-8)通过导线与转换开关(3-3)连接，转换开关(3-3)通过信号线与控制器(5)信号连接，并通过导线与电池组件(4)连接；由控制器(5)控制转换开关(3-3)的转换，从而改变电磁线圈(3-6)的电流方向或控制旋转电机(3-8)的转动方向，实现变磁磁钢的磁极消磁或生磁。6.根据权利要求3所述的一种脱挂梁电磁吸盘安装机构，其特征在于：所述电磁吸盘(3)的磁闭密封体(3-1)材质为q235；在待吊装的钢闸门(6)与电磁吸盘接触面焊接材质为q235的钢板。7.根据权利要求3所述的一种脱挂梁电磁吸盘安装机构，其特征在于：所述定磁磁钢(3-2)与变磁磁钢(3-5)安装在磁闭密封体(3-1)内，其中间的缝隙由绝缘密封胶(3-4)防水密封。

技术总结
本实用新型提供一种脱挂梁电磁吸盘安装机构。所述一种脱挂梁电磁吸盘安装机构包括梁体、受力装置、电磁吸盘、电池组、控制器和钢闸门，所述梁体设有多个密封舱，其中控制器和电池组分别安装在梁体上部的密封舱内，电磁吸盘通过弹性受力装置分别安装在梁体下部的电磁吸盘安装舱内，控制器、电池组和电磁吸盘以一定规则用导线连接；通过控制器操作电磁吸盘的生磁与消磁实现与钢闸门的负载与卸载，完成闸门搬运。本实用新型结构新颖、零部件少，故障率低，特别省去了定位装置和供电电缆，挂钩与脱钩更加方便快捷、维护简单，可保证在动水环境下可靠工作。下可靠工作。下可靠工作。


技术研发人员：胡剑杰 李克华 钱军祥 王启行 方晓敏 韩争光
受保护的技术使用者：长江勘测规划设计研究有限责任公司
技术研发日：2023.04.21
技术公布日：2023/9/19