一種水力驅動式升船機下遊快速對接方法與流程
2023-07-23 18:09:21 1
本發明涉及一種下水式升船機下遊對接方法，具體來說是一種水力驅動式升船機快速對接方法，屬於內河通航技術領域。
背景技術：
升船機根據船廂是否入水對接分為不下水式和下水式兩種，其中下水式升船機具備適應我國中西部河流下遊引航道水位變幅大、變率快的特點，船廂對接準確可靠。升船機下遊對接採用船廂入水方式，省去了下閘首及其相應的附屬設備，包括密封機構、下閘首工作門、間隙水充洩系統等，同時運行流程大大簡化，省去了推出和收回密封框、充間隙水和排間隙水、開啟和關閉下閘首工作門等流程，縮短了船隻過壩時間，提高了運行效率。
下水式升船機下遊對接流程為：船廂下行入水至對接位→制動器上閘→夾緊機構投入使船廂固定→防撞梁下落到位→下遊船廂門開啟→船舶駛出船廂→下遊船舶駛入船廂→防撞梁提升到位→下遊船廂門關閉→夾緊機構退出→制動器松閘→船廂上行。
水力驅動式升船機能夠自動改變平衡重的淹沒深度適應船廂荷載變化，特別適合船廂入水對接，目前水力驅動式升船機下遊對接即採用上述通常下水式升船機下遊對接方法及流程。在船廂入水對接過程中，船池內水面波動、水位變化、船舶進出船廂、船廂門開啟等均會產生一定的水動力荷載作用於船廂，引起船廂擺動、傾斜、同步軸扭矩過大等，因此，對接流程中通過制動器上閘及夾緊機構對船廂進行固定，船廂被全約束在軌道上，很好的解決了船廂擺動及傾斜問題，但在應對下遊水位快速漲落需要快速解除對接方面顯得機動性不足。制動器、夾緊等機構均液壓驅動，需要確保油壓泵站工作正常，在解除對接時需要按順序依次退出，尤其制動器松閘需要對其兩側荷載進行判斷，差異較大的情況下不能直接松閘，需要將兩側荷載縮小至容許範圍內才可以松閘，否則會引起同步軸急劇轉動產生對船廂、同步軸、平衡重等部位的衝擊荷載。可見，目前水力驅動式升船機船廂下遊對接及解除依然較為複雜，不僅效率低下，且缺乏機動性，在發生下遊水位變率較快時，存在較大的安全風險。
因此，有必要針對水力驅動式升船機的特點，發明一種下遊快速對接方法，以提高水力驅動式升船機下遊對接效率，增加其機動性和安全性。
技術實現要素：
本發明即針對水力驅動式升船機下遊對接流程複雜、效率低下、存在安全隱患問題，發明一種水力驅動式升船機下遊快速對接方法，以提高水力驅動式升船機的對接效率，增加其機動性和安全性。
本發明達到上述目的的技術方案包括以下兩個方面：
(1)利用水力驅動式升船機的縱向抗傾導向，採用一種上窄下寬的異形軌道與縱向抗傾導向配合，在空中運行階段，縱向抗傾導向的導輪與軌道不接觸，發揮正常的對船廂極限抗傾後備保障作用，在船廂出入水及下遊對接階段，縱向抗傾導向的導輪與軌道貼緊，實現對船廂的擺動和傾斜約束，取代下遊對接流程中相對繁瑣的夾緊操作；
(2)利用水力驅動式升船機的自動平衡特性，採用制動器敞閘進行下遊對接，捲筒兩側荷載始終處於平衡狀態，避免了下遊對接制動器上閘、松閘操作，以及由其帶來的松閘條件判斷及荷載調整等流程。
基於上述方案，本發明一種水力驅動式升船機下遊快速對接方法，其下遊對接流程為：船廂下行入水至對接位→防撞梁下落到位→下遊船廂門開啟→船舶駛出船廂→下遊船舶駛入船廂→防撞梁提升到位→下遊船廂門關閉→船廂上行。
本發明一種水力驅動式升船機下遊快速對接方法，異形軌道設計及總體布置如下：
(1)異型軌道共分為上段、下段和中間過渡段三個部分，其中上段和下段與通常的升船機導向軌道一樣，軌道兩側面相互平行，上段軌道寬度略小於下段軌道寬度，中間過渡段採用45°傾角連接上段和下段；
(2)下段軌道比上段軌道寬20mm，每側軌道面均寬出10mm，中間過渡段布置於下遊最高通航水位以上2m的位置；
(3)水力驅動式升船機共四組縱向抗傾導向和四根軌道，對稱分布於船廂四角略偏中間位置，四根軌道採用本發明的異形軌道後，調整每組導嚮導輪使與下段軌道貼緊，則實現在船廂出入水及下遊對接階段縱向抗傾導向與軌道貼緊約束船廂擺動和傾斜，在空中運行階段，導輪與軌道存在間隙，發揮正常的對船廂極限抗傾後備保障作用。
本發明的優點如下：
(1)取消了水力驅動式升船機下遊對接中夾緊、制動器上閘松閘等操作，極大的簡化了下遊對接流程，提高了升船機的運行效率；
(2)採用縱向抗傾導向的約束作用，代替夾緊的作用，極大的縮短了船廂解除對接的時間，能夠滿足下遊水位快速變化時快速解除對接的要求，船廂對接與解除對接的機動性和安全性顯著提高。
(3)本項發明充分利用了水力驅動式升船機現有的裝置和特點，原理簡單，易於實現，效果顯著，，具有很好的應用前景。
附圖說明
附圖1為傳統升船機下遊對接方法示意圖；
附圖2為本發明對接方法側視圖；
附圖3為本發明對接方法俯視圖；
附圖4為本發明軌道形狀示意圖。
具體實施方式
實施例一
以景洪水力驅動式升船機為例，結合附圖對本發明進行詳細說明。
圖1為傳統升船機對接原理示意圖，圖2為本發明對接方法側視圖，圖3為本發明對接方法俯視圖，圖4為本發明軌道形狀示意圖。圖中1為制動器，2為夾緊機構，3為船廂，4為防撞梁，5為船廂門，6為捲筒，7為軌道，8為軌道上段，9為軌道下段，10為軌道中間過渡段，11為縱向抗傾導向，12為異形軌道。
景洪水力式驅動式升船機採用傳統的下遊對接方式，主要流程為：船廂3下行入水至對接位→制動器1上閘→夾緊機構2投入使船廂3固定→防撞梁4下落到位→下遊船廂門5開啟→船舶駛出船廂→下遊船舶駛入船廂→防撞梁4提升到位→下遊船廂門5關閉→夾緊機構2退出→制動器1松閘→船廂3上行。在正常情況下其下遊對接過程耗時約20min，其中夾緊機構2推出及收回耗時約5min，制動器1不滿足直接松閘條件時，捲筒6兩側荷載調整約耗時3～5min，因此，在不採用本發明的情況下，景洪水力驅動式升船機下遊對接流程較為繁瑣、效率低下，且存在當下遊水位變率較快時無法及時解除對接的安全風險。
採用本發明一種水力驅動式升船機下遊快速對接方法，(1)利用水力驅動式升船機的縱向抗傾導向11，採用一種上窄下寬的異形軌道12與縱向抗傾導向11配合，在空中運行階段，縱向抗傾導向11的導輪與軌道7不接觸，發揮正常的對船廂極限抗傾後備保障作用，在船廂3出入水及下遊對接階段，縱向抗傾導向11的導輪與軌道7貼緊，實現對船廂的擺動和傾斜約束，取代下遊對接流程中相對繁瑣的夾緊2操作；(2)利用水力驅動式升船機的自動平衡特性，採用制動器1敞閘進行下遊對接，捲筒6兩側荷載始終處於平衡狀態，避免了下遊對接制動器1上閘、松閘操作，以及由其帶來的松閘條件判斷及荷載調整等流程。
異形軌道設計及總體布置如下：
(1)異型軌道7共分為上段8、下段9和中間過渡段10三個部分，其中上段8和下段9與通常的升船機導向軌道一樣，軌道兩側面相互平行，上段軌道8寬度略小於下段軌道9寬度，中間過渡10段採用45°傾角連接上段和下段；
(2)下段軌道9比上段軌道8寬20mm，每側軌道面均寬出10mm，中間過渡段10布置於下遊最高通航水位以上2m的位置；
(3)水力驅動式升船機共四組縱向抗傾導向11和四根軌道7，對稱分布於船廂3四角略偏中間位置，四根軌道7採用本發明的異形軌道12後，調整每組導向11導輪使與下段軌道10貼緊，則實現在船廂出入水及下遊對接階段縱向抗傾導向11與軌道12貼緊約束船廂擺動和傾斜，在空中運行階段，導輪與軌道12存在間隙，發揮正常的對船廂極限抗傾後備保障作用。
採用本發明後，景洪水力驅動式升船機下遊對接流程為：船廂下行入水至對接位→防撞梁4下落到位→下遊船廂門5開啟→船舶駛出船廂→下遊船舶駛入船廂→防撞梁4提升到位→下遊船廂門5關閉→船廂上行。下遊對接流程取消了水力驅動式升船機下遊對接中夾緊2、制動器1上閘松閘等操作，極大的簡化了下遊對接流程，提高了升船機的運行效率，在正常情況下其下遊對接過程耗時縮短至10min；採用縱向抗傾導向11的約束作用，代替夾緊2的作用，極大的縮短了船廂3解除對接的時間，能夠滿足下遊水位快速變化時快速解除對接的要求，船廂對接與解除對接的機動性和安全性顯著提高。