CN104060595A - 一种升船机船厢门防撞装置及防撞方法 - Google Patents
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Abstract
一种升船机船厢门防撞装置及防撞方法，包括防撞梁，防撞梁设有阻尼板，防撞梁上设有电磁排斥装置，防撞梁底部竖直方向上设有液压油缸。所述防撞梁为工字型截面梁，包括前翼缘板、后翼缘板、腹板，所述前翼缘板的正面设有阻尼板，所述腹板固定安装有电磁排斥装置，所述电磁排斥装置为第一强力电磁铁，第一强力电磁铁的S极对应所述前翼缘板。本发明一种升船机船厢门防撞装置及防撞方法，防止失速船舶撞击升船机船厢门，造成升船机事故工况，并在最大程度上防止失速船舶因直接撞击防撞装置而破损，提高船舶及其船上人员的安全性。
Description
技术领域
本发明一种升船机船厢门防撞装置及防撞方法，涉及升船机通航领域。
背景技术
现有技术中，升船机船厢门防撞装置的设计主要有两种：一种方法是设计成防撞索的形式，另一种方法是设计成防撞梁的形式。
防撞索的方式是采用钢丝绳两端连接缓冲油缸的柔性防撞形式。整体防撞装置主要由：钢丝绳组件、带人行过道的钢桁架、钢桁架锁定装置、钢桁架启闭装置、缓冲油缸、导向滑轮、制动装置、限载与导向装置、闩锁装置等设备组成。船只失速碰撞钢丝绳时，船只的动能通过缓冲油缸做功和钢丝绳的弹性变形来吸收，此种防撞装置构造复杂，设备制造安装精度要求高，工作可靠性差，维护工作量大。
防撞梁的方法取消了缓冲油缸，形式结构简单，较易实现。船只失速碰撞防撞梁的变形来达到吸收船只动能的目的。碰撞初速度较小时，防撞梁做弹塑性动力响应，只要将防撞梁的塑性变形控制在一定范围之内，尽量利用塑性变形吸收能量，减少船厢所受的冲击，从而保证通航设备的绝对安全。如：《船闸和升船机的挡水闸门防撞方法》（申请公布号CN102995607A），便是根据刚性防撞梁在塑性变形阶段，应变增加而应力不增加的特性，利用刚性防撞梁的塑性变形吸收失速船舶的动能。这种方法存在的主要问题是无法保护失速船只及其船上人员的安全：为保证通航设备的绝对安全，防撞梁的强度要较高，从而有可能在碰撞后，通航设备受到保护，但将造成失速船只及其船上人员发生较大安全事故。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种升船机船厢门防撞装置及防撞方法，防止失速船舶撞击升船机船厢门，造成升船机事故工况，并在最大程度上防止失速船舶因直接撞击防撞装置而破损，提高船舶及其船上人员的安全性。
本发明采取的技术方案为：一种升船机船厢门防撞装置，包括防撞梁，防撞梁侧面设有阻尼板，防撞梁上设有电磁排斥装置，防撞梁底部竖直方向上设有液压油缸。
所述防撞梁为工字型截面梁，包括前翼缘板A、后翼缘板B、腹板C，所述前翼缘板A的正面设有阻尼板，所述腹板C靠近前翼缘板A部分中空，通过紧固件固定安装有电磁排斥装置，所述电磁排斥装置为第一强力电磁铁，第一强力电磁铁的S极对应所述前翼缘板A。
所述腹板C周围设有防磁化材料板，防磁化材料板为顺磁性材料板、软磁材料板等，防止磁化周围的设备。第一强力电磁铁通过紧固件固定在腹板C上。
所述阻尼板为橡胶阻尼板、沥青阻尼板、或者高分子阻尼板。所述阻尼板、前翼缘板A的四个角加工成倾斜面。
一种升船机船厢门防撞装置，还包括安装于船舶上的第二强力电磁铁，第二强力电磁铁通过紧固件安装在船舶艏部，呈尖状，第二强力电磁铁的S极对应防撞梁的前翼缘板A。
一种升船机船厢门防撞方法，以船舶上行为例，当船舶靠近升船机上游船厢门时，防撞梁下部设置的四个液压油缸驱动防撞梁在竖直方向运动，安装于防撞梁腹板C上的第一强力电磁铁正面对着安装于船舶艏部，呈尖状的第二强力电磁铁，接着是第一强力电磁铁、第二强力电磁铁导电，使得失速船舶由于强力电磁铁的排斥力不与船厢门相互碰撞。即使由于夜航或人的疲劳等其它原因，失速过大，船舶撞击在前翼缘板A上时，还可通过前翼缘板A上阻尼材料的压缩变形，吸收船舶的剩余有效撞击能量。所述防撞梁采用工字型截面梁，其前翼缘板A、后翼缘板B离中性轴较远，每一点的正应力都比较大，所以前翼缘板A、后翼缘板B承担船舶冲击的大部分弯矩，进一步提高了抗冲击性能。
所述翼缘板宽度和厚度的比值为12—15之间。
本发明一种升船机船厢门防撞装置及防撞方法，有益效果如下：
克服了采用防撞索钢丝绳弹性变形和液压缓冲油缸联合消能技术带来的系统构造复杂，设备制造安装精度要求高等问题。克服了基于刚性防撞梁变形消能原理设计的刚性防撞梁，因撞击载荷过大引起的船舶及其船上人员的安全问题，通过电磁排斥装置、阻尼板、工字型截面梁设计为升船机船厢门的防撞提供了三重防护。其结构简单合理、安全性能好，可有效保护升船机船厢门及船舶安全，适于推广应用。
附图说明
图1为本发明装置结构示意图；
图2为本发明防撞梁结构示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示，一种升船机船厢门防撞装置，包括防撞梁1，防撞梁1设有阻尼板2，防撞梁1上中间部位设有电磁排斥装置3，防撞梁1底部竖直方向上设有四个液压油缸4，用于驱动防撞梁1在竖直方向的运动，以适应不同水位变化的需要。
所述防撞梁1为工字型截面梁，包括前翼缘板A、后翼缘板B、腹板C，所述前翼缘板A的正面设有阻尼板2，所述腹板C固定安装有电磁排斥装置3，所述电磁排斥装置3为第一强力电磁铁，第一强力电磁铁的S极对应所述前翼缘板A。
所述腹板C周围设有防磁化材料板，用紧固件将第一强力电磁铁由紧固件固定在腹板C上，防止磁化周围的设备。
所述阻尼板2为橡胶阻尼板、沥青阻尼板、或者高分子阻尼板。以橡胶阻尼板为例：将橡胶经成型硫化后，与补强面板紧固，然后用螺栓、垫圈与防撞梁1紧固成一体。所述阻尼板2、前翼缘板A的四个角加工成倾斜面，以减小橡胶阻尼板升降过程中与船厢周边的摩擦。
所述阻尼板2可根据不同的升船机体型、过船规模的大小、船舶在船厢内的靠船角度等因素选择不同的阻尼材料。船舶在电磁排斥装置3保护后，由于各种原因，失速过大仍然撞击在阻尼板2上，此时阻尼板2压缩变形吸收船舶的剩余有效撞击能，防止船舶和船厢门遭受破坏。所述防撞梁采用工字型截面梁，其前翼缘板A、后翼缘板B离中性轴较远，每一点的正应力都比较大，所以前翼缘板A、后翼缘板B承担船舶冲击的大部分弯矩，进一步提高了抗冲击性能。
此外，本发明一种升船机船厢门防撞装置，还包括安装于船舶上的第二强力电磁铁，第二强力电磁铁的S极对应防撞梁1的前翼缘板A。船舶上最外层为船弦板、中间层为第二强力电磁铁，船弦板设有防磁化材料板。防磁化材料板为顺磁性材料板、或者软磁材料板等。
一种升船机船厢门防撞方法，当船舶靠近上下游升船机船厢门时，防撞梁1下部设置的四个液压油缸4，驱动防撞梁1在竖直方向的运动，安装于防撞梁1上的第一强力电磁铁正面对着安装于船舶上的第二强力电磁铁，接着是第一强力电磁铁、第二强力电磁铁导电，使得失速船舶由于强力电磁铁的排斥力不与船厢门相互碰撞。即使失速船舶动能较大，在克服电磁排斥装置的保护后，撞击在阻尼板2上时，通过阻尼板2压缩变形，吸收船舶的剩余有效撞击能量。
此外，所述防撞梁采用工字型截面梁，其前翼缘板A、后翼缘板B离中性轴较远，每一点的正应力都比较大，所以前翼缘板A、后翼缘板B承担船舶冲击的大部分弯矩，进一步提高了抗冲击性能。
Claims (9)
1.一种升船机船厢门防撞装置，包括防撞梁（1），其特征在于，防撞梁（1）侧面设有阻尼板（2），防撞梁（1）上设有电磁排斥装置（3），防撞梁（1）底部竖直方向上设有液压油缸（4）。
2.根据权利要求1所述一种升船机船厢门防撞装置，其特征在于，所述防撞梁（1）为工字型截面梁，包括前翼缘板（A）、后翼缘板（B）、腹板（C），所述前翼缘板（A）的正面设有阻尼板（2），所述腹板（C）固定安装有电磁排斥装置（3），所述电磁排斥装置（3）为第一强力电磁铁，第一强力电磁铁的S极对应所述前翼缘板（A）。
3.根据权利要求1所述一种升船机船厢门防撞装置，其特征在于，所述腹板（C）周围设有防磁化材料板，防磁化材料板为顺磁性材料板或者软磁材料板，第一强力电磁铁通过紧固件固定在腹板（C）上。
4.根据权利要求1或2所述一种升船机船厢门防撞装置，其特征在于，所述阻尼板（2）为橡胶阻尼板、沥青阻尼板、或者高分子阻尼板。
5.根据权利要求2所述一种升船机船厢门防撞装置，其特征在于，所述阻尼板（2）、前翼缘板（A）的四个角加工成倾斜面。
6.根据权利要求1所述一种升船机船厢门防撞装置，其特征在于，还包括安装于船舶上的第二强力电磁铁，第二强力电磁铁的S极对应防撞梁（1）的前翼缘板（A）。
7.采用如权利要求1~6任意一项所述防撞装置的防撞方法，其特征在于，当船舶靠近上下游升船机船厢门时，防撞梁（1）下部设置的四个液压油缸（4），驱动防撞梁（1）在竖直方向的运动，安装于防撞梁（1）上的第一强力电磁铁正面对着安装于船舶上的第二强力电磁铁，接着是第一强力电磁铁、第二强力电磁铁导电，使得失速船舶由于强力电磁铁的排斥力不与船厢门相互碰撞。
8.根据权利要求7所述一种升船机船厢门防撞方法，其特征在于，船舶失速过大克服强力电磁铁的排斥力撞击在阻尼板（2）上时，通过阻尼板（2）压缩变形，吸收船舶的剩余有效撞击能量。
9.根据权利要求7所述一种升船机船厢门防撞方法，其特征在于，所述防撞梁采用工字型截面梁，其前翼缘板（A）、后翼缘板（B）离中性轴较远，每一点的正应力都比较大，前翼缘板（A）、后翼缘板（B）承担船舶冲击的大部分弯矩。
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