福建福州卷扬式启闭机和快速闭门卷扬启闭机是专门用于操作快速闸门的一种启闭设备。快速闸门是用来保护机组或钢管的，平时悬挂在孔口上方，当发电机、水泵或钢管发生事故时，可以快速截断水流，避免事故扩大。快速闸门的关闭时间，应满足对机组和钢管的保护要求，一般要求启闭机能在2min内将快速闸门关闭。同时为防止闸门底缘和底槛因猛烈碰撞而损坏，快速卷扬启闭机应设有限速装置，将闸门接近底槛时的下降速度限制在5m/min以内，但下降过程中的速度并无限制要求，只要不对启闭机零部件造成损害即可。

快速闸门在正常启闭时，对启闭速度并无特殊要求，因此快速卷扬式启闭机还应具备普通卷扬机的功能。快速闸门启闭机，应有就地操作和远方操作两套系统，并应配有可靠电源。远方操作系统可用来操作闸门的正常闭门和事故快速闭门，《钢闸门设计规范》(SL74-2013) 规定，从安全角度考虑不提倡远方启门，但有些泵站为了实现自动控制，也具备远方启门的功能。为保证电源供应，远方操作系统除采用交流电源控制正常启闭外，还应采用由蓄电池室内蓄电池组供应的直流电源控制事故快速闭门；机组或钢管发生事故时，故障信号应能激发远方操作系统直流电源自动控制闸门快速闭门；现地也可手动释放常闭式制动器的抱闸，控制闸门快速关闭。就地操作系统仅用来操作闸门的正常启闭，因此采用交流电源即可。就地操作和远方操作两套系统应相互闭锁

快速卷扬式启闭机通常是在普通卷扬式启闭机上增设离心调速器、直流电磁铁等设备，满足在无交流电源情况下能快速闭门的需要，其结构型式及操作控制方式较多。

1.直流电磁液压松闸制动器配硅整流器操作

正常启闭时采用交流电源，直流电磁铁由通过硅整流的交流电源供电，操作制动器。此时电动机正常接入交流电工作，电动机驱动圆柱齿轮减速器(开式传动通常为二级，闭式传动通常为四级) 和卷扬装置启闭闸门，而离心调速器由于转速较低，不参与工作。快速下降时，直流电磁铁直接从蓄电池室接入直流电源，操作制动器，此时电动机不通电，闸门自重及水柱、加重等竖直向下的力迫使卷扬装置、减速器和电动机旋转。当减速器高速轴达到一定转速时，安装于其上的离心调速器动作，控制闸门快速下降。在离底槛约0.3m时，主令控制器动作，自动切断直流电源，制动器抱闸，使闸门悬挂在底槛之上。过5S后，时间继电器动作，接通直流电源，使直流电磁铁继续工作，松开制动器而将闸门下降至底槛，闸门下降至底槛时的速度应控制在5m/min 以内，因此闸门悬挂位置不能离底坎太高；此时若交流电恢复供应，时间继电器也可接通交流电源，松开制动器后使电动机也投入工作，而将闸门下降至底槛。

闸门在快速下降过程中，速度并不局限在5m/min 以内，而是根据需要由离心调速器来进行控制。但离心调速器也是有高转速限制的，调速器的高转速受电动机或减速机高转速的限制，同时也受调速器自身运行平稳和发热要求的限制。在走访中发现，有些工程由于闸门孔口高度不大，闸门在整个快速下降过程中的速度由离心调速器控制在5m/min以内，就可以满足2min内关闭孔口要求，因此不用在闸门接近底槛时断电，而是直接落至底槛。

在这种结构型式中，只有一个制动器，且只配备一种电磁铁，因此采用更加可靠的电磁液压制动器代替普通电磁铁制动器。电磁液压制动器动作平稳、噪音低、寿命长，还可以自动补偿自动闸瓦的磨损，制动力矩有保证。由于这种结构型式只需要一种电磁铁和一台二级圆柱齿轮减速器，布置紧凑，虽制动器价格稍高，但总体造价较低，是较常采用的一种结构型式。

2.长行程双电磁铁松闸制动器操作

这种操作型式的主要特点，是在长行程制动器上装交流和直流电磁铁各一个，并通过同一根操纵杆操作制动器。正常启闭时采用交流电源，交流电磁铁投入工作松开制动器，电动机接入交流电工作。快速下降时，交流电磁铁及电动机不通电，直流电磁铁在继电保护装置的作用下接入直流电源，松开制动器，进入快速闭门模式。这种操作型式中，只需要一个制动器，但需要安装两种电磁铁，因此采用制动力矩大、结构尺寸也较大的长行程电磁铁制动器。这种操作型式总体上布置较紧凑、投资较低，也较常采用。

3.差动圆锥齿轮减速机及行星联轴节传动

在差动圆锥齿轮减速机传动的快速卷扬式启闭机机构布置中，圆柱齿轮减速器不直接与电动机相连，而是由电动机通过一台单级差动圆锥齿轮减速器驱动。电动机端设交流制动器，差动圆锥齿轮减速器十字轴端设直流制动器，圆柱齿轮减速器高速轴悬臂端设离心调速器。正常启闭时采用交流电源，电动机端交流制动器松闸，电动机驱动差动减速器、圆柱齿轮减速器和卷扬装置而启闭闸门，此时直流制动器处于制动状态，差动减速器的十字轴不转动。快速下降时，电动机及交流制动器不通电，直流制动器的电磁铁在继电保护装置的作用下接入直流电源，将制动器松开，使闸门自行下降。

此时，圆柱齿轮减速器的高速轴及差动减速器的十字轴同时转动，进入快速闭门模式。行星联轴节传动的快速卷扬启闭机，就是用行星联铀节代替单级差动圆锥齿轮减速器，其余结构和传动原理都大致相同。

在这两种操作型式中，都是通过中间传动机构，使电动机在快速闭门时从传动机构中完全脱离，从而改善了电动机的工作状况。但这两种机型需增加中间传动机构，并需要配置两个制动器，安装占地面积较大，传动复杂，造价昂贵，在实际工程中很少采用。