九圩港船闸更换阀门活塞杆密封圈的新方案研究

陆野

摘要：船闸机电设备是船闸运行的“心脏”，液压启闭机又是其中的关键部位。九圩港船闸发现，阀门活塞杆密封圈的磨损，会导致液压系统发生漏油现象，从而影响闸阀门正常工作。本文对更换阀门活塞杆密封圈的方案进行了研究，针对传统更换方案的不足，进行了优化。

关键词：阀门活塞杆;密封圈;液压系统;更换方法;优化

引言

南通市港航事业发展中心九圩港船闸运行中心坐落于南通市的西北处，上连通扬、通吕运河，下接黄金水道长江，是南通及苏北地区水运物资进出长江的重要交通枢纽，年均货物通过量超2000万吨。全所共有四套液压启闭机，为闸门、阀门的开启和关闭提供直接动力。在巡查过程中发现，一扇阀门的活塞杆密封圈磨损，导致该套液压系统发生漏油现象，若不及时控制，将影响启闭机的正常工作。

1液压启闭机

液压启闭机是指利用液体的压力能来传递能量，从而控制闸门开启关闭或阀门提升降落的一种启闭机。它包括液压传动系统和电气控制系统，由液压泵组、液压阀组、液压缸、油箱及附件、电气柜及操作台等五部分组成。

液压启闭机的工作原理是：当液压泵把原动机输出的机械能变为液体压力能，经过油管道及液压阀进入液压缸，通过液压缸及活塞杆把液体的压力能转变为工作机的机械能，即活塞杆沿液压缸内壁做轴向往复运动，从而带动连接在活塞杆上的连接杆和闸阀门做直线运动。

与其它启闭机相比，液压启闭机结构简单，承载能力大，并能够远距离传递动力，而且缓冲性能好，传动平稳，调速和换向都很方便，故在船闸领域应用广泛。但其对密封质量要求较高，各连接处的密封主要依靠密封圈实现。

2阀门活塞杆密封圈

阀门活塞杆密封圈是阀门液压缸与活塞杆连接处的密封装置，位于连接端盖内，其主要作用是防止液压缸内液压油在高压下从连接处缝隙渗漏而出。

該密封圈主要材料为丁晴橡胶，该橡胶具有良好的耐热、耐油、耐水性以及粘结性能，且性价比较高。为了加强密封效果，经常多圈叠加使用。

一旦阀门活塞杆密封圈发生损坏，密封效果降低，液压油便会顺着活塞杆漏下，检修人员容易发现。密封圈损坏，须立即更换，以免漏油过多影响启闭机设备。

3更换阀门活塞杆密封圈

在日常巡查中，九圩港船闸发现一处阀门活塞杆有漏油现象，经判定为密封圈磨损，遂决定进行更换。整个更换过程包括对活塞杆的拆卸和组装，较为复杂，船闸组织技术人员进行了详细的探讨和研究。

3.1 传统更换方案

3.1.1传统方案内容

联系外界专业维修团队，让他们来所内进行更换，这是通常更换此处密封圈所采取的方案。更换方案如下：

（1）进入地下阀门井，用绳索固定吊杆，保证其与活塞杆分离后不倾倒入水中，

（2）卸下活塞杆与吊杆的连接头，两杆断开，

（3）利用启闭机将活塞杆升至最顶端，

（4）利用吊机，配合液压缸的旋转将液压缸和活塞杆转至水平，

（5）对活塞杆和液压缸连接端盖进行拆卸

（6）将旧密封圈从端盖内沿活塞杆取出，将新密封圈沿活塞杆推入组装，压好端盖

（7）利用吊机，将油缸转至垂直状态，利用启闭机将活塞杆降至最低

（8）将活塞杆与吊杆重新连接，松开吊杆绳索

（8）封闭阀门井，完成整个操作

3.1.2 传统方案的特点

传统更换方案具有一定优点，即专业维修人员操作熟练，整个更换过程安全性高。但也有明显的缺点，一是耗时长，从联系维修人员到借用吊机再到开始操作，至少需要二周的时间，在此期间船闸的安全通航收到影响，二是成本高，吊机的租赁费用加上维修团队的人工费用，台班费是一笔不小的支出。

综上所述，此方案虽然是可行性很高的方案，但耗时长，费用高，并不能高效解决问题。

3.2 优化更换方案

船闸通过不断研究，对传统方案进行了进一步优化，使之成为不必借助外力可自行操作的新方案。

3.2.1优化后的方案内容

优化后方案与传统方案的最大不同之处在于，不必借助吊机吊转液压缸，且全程依靠两个操作人员配合即可完成，内容如下：

（1）利用电焊固定液压缸，使其无法转动，

（2）进入阀门井，卸下阀门活塞杆与吊杆的连接头，

（3）固定吊杆，保证其不倾倒进水中，

（4）安排地面上人员甲，卸下密封圈压盖，将压盖和所有密封圈逐一从活塞杆顶端向下移动，地下室内人员乙将其逐一从活塞杆与吊杆的断开处取出，

（5）人员乙将新密封圈和压盖从断开处套入活塞杆，逐一上移，由人员甲重新装入密封槽，装好压盖，

（6）将活塞杆与吊杆对接，再装好连接头，

（7）封闭阀门井，松开液压缸的固定，完成工作。

3.2.2 进一步完善方案

上述方案的关键之一是第3步，保持吊杆在整个过程中不发生移位甚至倾倒。吊杆一旦碰撞受损便难以修复，一旦倒入水中便难以打捞。考虑到采取绳索固定，会影响阀门井中的作业空间，而若用人专门扶住吊杆顶端，对人的耐力和注意力均是很大考验，故采取更加优化的方案，即用焊接支架固定吊杆。

根据地下阀门井为长方体这一情况，采用两根长钢管，分别对角线抵住空间两边，在地面形成一个X交叉，交点挨着吊杆，将此交点焊接固定。再利用木桩抵住另一侧，与两根钢管相交，形成一个三角型支架，托住吊杆顶部，保持吊杆竖直。

利用三角型的稳定性，做出的三角支架可持久支撑活塞杆，提高了安全性。既节省人力，又保证了作业人员的空间。

3.2.3新方案的特点

与传统更换方案相比，新方案具有明显的优点：

（1）可以随时开工，半天即可完成，免去了与外部联系和预约吊车的时间，提高了工作效率;

（2）整个操作过程两个人可自主完成，免去了外部费用，大大降低了人力和资金成本。

4 结论

近年来，船闸若发生此类密封圈更换作业，大多还是采取请外援更换的传统方案。本次九圩港船闸另辟蹊径，在传统方案的基础上进行了优化和升级，总结出一套更自主简便的全新方案，并在更换阀门活塞杆密封圈的实践中取得成功，标志着九圩港船闸正逐步改变船闸维修依靠外部的现状，向着技术的自主革新不断前进。

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