CN105484216B - 一种水上牵引系统及其操作方法 - Google Patents

Abstract

一种水上牵引系统及其操作方法。涉及以水流为动力，引用流体力学原理实现无源自动牵引的水上拖载领域，尤其涉及在河道中布置围油栏的布放系统的改进。所述固定桩固定连接在河道的岸基上，所述分线器设在河道中、且通过固定主绳与固定桩相连接，所述流动力牵引器通过固定副绳与分线器相连接，被牵引物体通过牵引绳与分线器相连接，使得流动力牵引器带动分线器运动，从而完成被牵引物体的布放。通过流动力牵引器的自动“行走”进而带动分线器完成，具有着操作人员的劳动强度低、围油栏的布放效率高的特点，通过本案的布放系统方便、可靠、稳定、高效的代替人工完成河道中围油栏放置，使用效果极好。

Description

一种水上牵引系统及其操作方法

技术领域

本发明涉及以水流为动力，引用流体力学原理实现无源自动牵引的水上拖载领域，尤其涉及在河道中布置围油栏的布放系统的改进。

背景技术

如图6-7所示，现有技术在清理河道油污时通常可分为以下两种情况：情况一、河道宽度较小时，可将围油栏放置在河道的一侧，并由人工通过绳索于河道另一侧拉拽围油栏，直至围油栏布满大半或全部河道，此后将绳索以及围油栏位于河岸上的一端加以固定，使得围油栏在水流作用下保持弧形，并使得油污最终随水流堆积在围油栏的内侧，从而方便收取。情况二、河道宽度较大时，人们通常参照情况一的布放方法在河道的两侧对称的布放两道围油栏，从而最终对两围油栏内侧的油污进行方便的收取。

然而，无论是上述的哪一种情况，基于船的活动空间受限、布放到位后不易固定等因素，现有技术均采用人工进行拉拽以及固定的作业，从而带来了劳动强度大、且工作效率低下等缺陷，并在付出着较高的人力成本的同时，还存在着一定的安全隐患。

发明内容

本发明针对以上问题，提出了一种结构精巧、使用方便且稳定性好，可方便、可靠、稳定、高效的代替人工完成河道中围油栏放置及固定的河道中围油栏的布放系统及其操作方法。

本发明的技术方案为：包括固定桩、固定主绳、分线器、固定副绳、流动力牵引器和牵引绳，所述固定桩固定连接在河道的岸基上，所述分线器设在河道中、且通过固定主绳与固定桩相连接，所述流动力牵引器通过固定副绳与分线器相连接，被牵引物体通过牵引绳与分线器相连接，使得流动力牵引器带动分线器运动，从而完成被牵引物体的布放。

所述分线器包括分线板、大滑轮、小滑轮、连接扣一和连接扣二，所述分线板上设有三个线桩，所述固定主绳、牵引绳和连接扣一分别固定连接在三个线桩上，所述大滑轮通过连接扣一连接在分线板的一侧，所述小滑轮通过连接扣二连接在大滑轮的一侧。

所述流动力牵引器包括主浮漂、副浮漂、牵引体和方向舵；

所述牵引体和方向舵均竖直设置、且二者固定相连，所述主浮漂固定连接在牵引体的顶部，所述副浮漂固定连接在方向舵的顶部；

所述牵引体包括顶梁、底梁和若干导流叶片，若干导流叶片相互平行、且均固定连接在顶梁和底梁之间，所述导流叶片呈弧形，使得相邻导流叶片之间形成弧形通道；

所述方向舵包括上连杆、下连杆、上固定板、下固定板和至少一导向叶片，所述上连杆固定连接在顶梁的一侧，所述下连杆固定连接在底梁的一侧，所述上连杆位于下连杆的上方，所述上固定板和下固定板分别固定连接在上连杆和下连杆远离牵引体的一侧，所述导向叶片固定连接在上固定板和下固定板之间之间，所述导向叶片呈朝向牵引体所在一侧凸起的弧形、且所述弧形通道指向所述导向叶片的中部；

所述布放系统还包括方向控制绳，所述方向控制绳的一端固定连接在上固定板远离顶梁的一端、且另一端放置在岸基上，所述方向控制绳的中部绕设在小滑轮上；

所述顶梁靠近方向舵的一侧设有牵引滑轮，所述固定副绳呈环状，所述固定副绳绕设在大滑轮和牵引滑轮之间。

相邻所述导流叶片的间距自方向舵所在的一侧起逐渐变大。

水上牵引系统及其操作方法，按以下步骤进行操作：

1）、初始化：将固定桩固定连接在岸基上，并将分线器和流动力牵引器置入河道中，使得牵引体背向方向舵的一侧迎着水流方向设置；

2）、围油栏放出：操作人员手持方向控制绳拉住方向舵，并在逐步放开方向控制绳的同时，确保流动力牵引器不发生转动，从而使得流动力牵引器在水流的作用以及固定主绳的拉拽下逐步逆流而上，最终运动至河道中部，完成围油栏的放出；

3）、静置：此时，河道中的围油栏将在水流的作用下形成一弧形，从而截住顺流而下的水面油污，并使得油污堆积在围油栏的内侧；

4）、转向：操作人员在岸基上拉拽方向控制绳，使得方向舵绕牵引滑轮的中心旋转；

5）、围油栏封闭：此时，流动力牵引器将水流的作用下朝向固定桩所在一侧位移；与此同时，由操作人员拔起固定桩、逐步收起固定主绳，从而使得围油栏和岸基之间形成封闭区域；

6）、收油：通过收油机收取封闭区域中的油污；完毕。

本案中流动力牵引器为一种水面自动牵引器是利用水流动力驱动的水上拖载的设备，它可以在岸边或者船上使用。可在江湖、河泊、运河中使用，这种质量轻、功能强大的设备能适用于交通繁忙的水域，应急处理水面溢油和水面漂浮物，能快速布放水面围油栏或围栏网，控制和回收水面油污并再布放再回收循环操作，亦可用于江湖河泊捕鱼时拖布围网、拖网、（捕鱼）河面牵引无人驾驶摆渡船、拖放各种水上浮漂等，而且不需要使用船只和其它辅助动力等。

同时也是一种宽阔水面回收溢油、水面漂浮物的理想工具。使用双向流动力自动牵引器（两台不同行驶方向的牵引器）可以在宽阔水面进行U型扫油方式来收集溢油，回收溢油或水面漂浮物。

流动力自动牵引器可广泛应用于各种船舶码头、油田油井水上工作区域、水面溢油应急处置现场、自来水厂在江边的防油围油栏的布放、洪水灾区宽急水域拦截网的布放以及江河水域捕鱼拖网等场合。

该牵引器可利用水流的流量（0.5-5节）作为动力源，自动调节导流叶片角度进行增压，使水压加大，水流速度更快，牵引力也随之加大，几乎不受波浪的影响，能适应在各种不同水域的河流中使用。

本发明使用时，流动力牵引器将具有以下两种工作状态：

一、牵引体（即其中的顶梁或底梁）与水流方向垂直，此时，流动力牵引器整体将产生一远离岸基所在一侧的运动趋势；同时，由于固定主绳及固定副绳的存在，将使得分线器以固定桩为圆心、固定主绳为半径做圆弧运动，而牵引器整体远离岸基做斜向运动，直至停止；进而完成步骤2）所述的围油栏放出。

二、牵引体（即其中的顶梁或底梁）与水流方向呈60-70°夹角，当操控者收紧方向控制绳时，由于导向叶片与导流叶片转动了一定角度，因此，将使得流动力牵引器整体的运动方向发生改变，即使之整体朝向岸基所在的一侧运动；从而完成步骤4）所述的围油栏封闭。

综上所述，本案中无论是围油栏放出还是围油栏封闭均不用人力拉拽围油栏，而是通过流动力牵引器的自动“行走”进而带动分线器完成，具有着操作人员的劳动强度低、围油栏的布放效率高的特点，通过本案的布放系统方便、可靠、稳定、高效的代替人工完成河道中围油栏放置，使用效果极好。

附图说明

图1是本发明的结构示意图，

图2是图1中A处的局部放大图，

图3是本发明中流动力牵引器的结构示意图，

图4是图3的俯视图，

图5是本发明的使用状态示意图，

图6是本发明的背景技术示意图一，

图7是本发明的背景技术示意图二；

图中1是固定桩，2是固定主绳，3是分线器，31是分线板，32是大滑轮，33是小滑轮，34是连接扣一，35是连接扣二，4是固定副绳，5是流动力牵引器，51是主浮漂，52是副浮漂，53是牵引体，531是顶梁，532是底梁，533是导流叶片，54是方向舵，541是上连杆，542是下连杆，543是上固定板，544是下固定板，545是导向叶片，6是牵引绳，7是方向控制绳。

具体实施方式

本发明如图1-7所示，包括固定桩1、固定主绳2、分线器3、固定副绳4、流动力牵引器5和牵引绳6，所述固定桩1固定连接在河道的岸基上，所述分线器3设在河道中、且通过固定主绳2与固定桩1相连接，所述流动力牵引器5通过固定副绳4与分线器3相连接，被牵引物体（本案中以围油栏为例）通过牵引绳6与分线器3相连接，使得流动力牵引器5带动分线器3运动，从而完成被牵引物体的布放。这样，当流动力牵引器在水流的作用下运动时，可通过分线器和牵引绳“拉出”围油栏，从而利用下述的操作方法完成围油栏的布放，最终使之对河道中顺流而下的油污进行拦截、收拢。

所述分线器3包括分线板31、大滑轮32、小滑轮33、连接扣一34和连接扣二35，所述分线板上设有三个线桩，所述固定主绳2、牵引绳6和连接扣一34分别固定连接在三个线桩上，所述大滑轮32通过连接扣一34连接在分线板31的一侧，所述小滑轮33通过连接扣二35连接在大滑轮32的一侧。从而通过其中的两线桩、大滑轮以及小滑轮，分别对固定主绳、牵引绳、固定副绳以及方向控制绳进行连接或转接，使得设备整体的结构更加稳定可靠。

所述流动力牵引器5包括主浮漂51、副浮漂52、牵引体53和方向舵54；

所述牵引体53和方向舵54均竖直设置、且方向舵54可拆卸的连接在牵引体53的一侧，所述主浮漂51通过螺栓固定连接在牵引体53的顶部（在水流方向相反时可将主浮漂安装在牵引体底部进行倒置使用），所述副浮漂52固定连接在方向舵54的顶部（在水流方向相反时可将副浮漂安装在方向舵底部进行倒置使用）；

所述牵引体53包括顶梁531、底梁532和若干导流叶片533，若干导流叶片533相互平行、且均固定连接或转轴锁定（增压时可调节）在顶梁531和底梁532之间，所述导流叶片533呈弧形，使得相邻导流叶片533之间形成弧形通道；

所述方向舵54包括上连杆541、下连杆542、上固定板543、下固定板544和至少一导向叶片545，所述上连杆541固定连接在顶梁531的一侧，所述下连杆542固定连接在底梁532的一侧，所述上连杆541位于下连杆542的上方，所述上固定板543和下固定544板分别固定连接在上连杆541和下连杆542远离牵引体53的一侧，所述导向叶片545固定连接在上固定板543和下固定板544之间之间，所述导向叶片545呈朝向牵引体53所在一侧凸起的弧形、且所述弧形通道指向所述导向叶片545的中部；当有水流流入弧形通道时，水流将直接冲击在导向叶片上，此时若牵引体与水流方向相垂直并保持该姿态不转动，则将产生一远离岸基的运动趋势；

所述布放系统还包括方向控制绳7，所述方向控制绳7的一端固定连接在上固定板543远离顶梁531的一端、且另一端放置在岸基上（由人工操作），所述方向控制绳7的中部绕设在小滑轮33上；从而可通过收、放方向控制绳对牵引体与水流方向的夹角进行控制、调节；

所述顶梁531靠近方向舵54的一侧设有牵引滑轮，所述固定副绳4呈环状，所述固定副绳绕设在大滑轮32和牵引滑轮之间。使得分线器和流动力牵引器始终被固定主绳以及固定副绳“拉住”。

本发明使用时，流动力牵引器将具有以下两种工作状态：

一、牵引体（即其中的顶梁或底梁）与水流方向垂直，此时，流动力牵引器整体将产生一远离岸基所在一侧的运动趋势；同时，由于固定主绳及固定副绳的存在，将使得分线器以固定桩为圆心、固定主绳为半径做圆弧运动，而牵引器整体远离岸基做斜向运动，直至停止；进而完成步骤2）所述的围油栏放出。

二、牵引体（即其中的顶梁或底梁）与水流方向呈60-70°夹角，此时，由于导向叶片与导流叶片转动了一定角度，因此，将使得流动力牵引器整体的运动方向发生改变，即使之整体朝向岸基所在的一侧运动；从而完成步骤4）所述的围油栏封闭。

相邻所述导流叶片533的间距自方向舵54所在的一侧起逐渐变大。最终形成一大V字型实体，并以弧线轨迹纵向前行。从而根据不同水域的水流量的大小，在低流速时能自动调整导流叶片的角度并启动增压功能，形成多股射流，致使产生强大的前行动力，增加牵引力度，在平流情况下通过人力或其他动力也能实现牵引器纵向牵引载体物功能；使得水流在流过弧形通道时的流速将产生变化，即逐渐变大，从而在流出牵引体后形成一射流，使得流动力牵引器整体的运动更为稳定、高效。

按以下步骤进行操作：

1）、初始化：取一根与布放目标距离相等的长绳为固定主绳，将固定主绳一端朝上游方向（横向放置）并固定在岸基一侧的固定物上，另一端通过固定卸扣与分线器连接，将固定桩固定连接在岸基上，并将分线器和流动力牵引器置入河道中，使得牵引体背向方向舵的一侧迎着水流方向设置；（即牵引体在前，并与水流方向呈90°夹角）

2）、围油栏放出：操作人员手持方向控制绳拉住方向舵，并在逐步放开方向控制绳的同时，确保流动力牵引器不发生转动，从而使得流动力牵引器在水流的作用以及固定主绳的拉拽下逐步逆流而上，最终运动至河道中部，完成围油栏的放出；

3）、静置：此时，河道中的围油栏将在水流的作用下形成一弧形，从而截住顺流而下的水面油污，并使得油污堆积在围油栏的内侧；

4）、转向：操作人员在岸基上拉拽方向控制绳，使得方向舵绕牵引滑轮的中心旋转；

5）、围油栏封闭：此时，流动力牵引器将水流的作用下朝向固定桩所在一侧位移；与此同时，由操作人员拔起固定桩、逐步收起固定主绳，从而使得围油栏和岸基之间形成封闭区域；

6）、收油：通过收油机收取封闭区域中的油污；完毕。

其在实际使用时若水面油污的横向宽度较大时，可于河道的两侧先后布放两道围油栏，并在油污完全归拢在两道围油栏内侧时封闭围油栏，从而完成全面的围油、收油。

Claims (3)

1.一种水上牵引系统，其特征在于，包括固定桩、固定主绳、分线器、固定副绳、流动力牵引器和牵引绳，所述固定桩固定连接在河道的岸基上，所述分线器设在河道中、且通过固定主绳与固定桩相连接，所述流动力牵引器通过固定副绳与分线器相连接，被牵引物体通过牵引绳与分线器相连接，使得流动力牵引器带动分线器运动，从而完成被牵引物体的布放；

所述流动力牵引器包括主浮漂、副浮漂、牵引体和方向舵；

所述牵引体和方向舵均竖直设置、且二者固定相连，所述主浮漂固定连接在牵引体的顶部，所述副浮漂固定连接在方向舵的顶部；

所述牵引体包括顶梁、底梁和若干导流叶片，若干导流叶片相互平行、且均固定连接在顶梁和底梁之间，所述导流叶片呈弧形，使得相邻导流叶片之间形成弧形通道；

所述方向舵包括上连杆、下连杆、上固定板、下固定板和至少一导向叶片，所述上连杆固定连接在顶梁的一侧，所述下连杆固定连接在底梁的一侧，所述上连杆位于下连杆的上方，所述上固定板和下固定板分别固定连接在上连杆和下连杆远离牵引体的一侧，所述导向叶片固定连接在上固定板和下固定板之间之间，所述导向叶片呈朝向牵引体所在一侧凸起的弧形、且所述弧形通道指向所述导向叶片的中部；

所述布放系统还包括方向控制绳，所述方向控制绳的一端固定连接在上固定板远离顶梁的一端、且另一端放置在岸基上，所述方向控制绳的中部绕设在小滑轮上；

所述顶梁靠近方向舵的一侧设有牵引滑轮，所述固定副绳呈环状，所述固定副绳绕设在大滑轮和牵引滑轮之间；

所述分线器包括分线板、大滑轮、小滑轮、连接扣一和连接扣二，所述分线板上设有三个线桩，所述固定主绳、牵引绳和连接扣一分别固定连接在三个线桩上，所述大滑轮通过连接扣一连接在分线板的一侧，所述小滑轮通过连接扣二连接在大滑轮的一侧。

2.根据权利要求1所述的所述一种水上牵引系统，其特征在于，相邻所述导流叶片的间距自方向舵所在的一侧起逐渐变大。

3.一种根据权利要求1所述的水上牵引系统的操作方法，其特征在于，按以下步骤进行操作：

1）、初始化：将固定桩固定连接在岸基上，并将分线器和流动力牵引器置入河道中，使得牵引体背向方向舵的一侧迎着水流方向设置；

2）、围油栏放出：操作人员手持方向控制绳拉住方向舵，并在逐步放开方向控制绳的同时，确保流动力牵引器不发生转动，从而使得流动力牵引器在水流的作用以及固定主绳的拉拽下逐步逆流而上，最终运动至河道中部，完成围油栏的放出；

3）、静置：此时，河道中的围油栏将在水流的作用下形成一弧形，从而截住顺流而下的水面油污，并使得油污堆积在围油栏的内侧；

4）、转向：操作人员在岸基上拉拽方向控制绳，使得方向舵绕牵引滑轮的中心旋转；

5）、围油栏封闭：此时，流动力牵引器将水流的作用下朝向固定桩所在一侧位移；与此同时，由操作人员拔起固定桩、逐步收起固定主绳，从而使得围油栏和岸基之间形成封闭区域；

6）、收油：通过收油机收取封闭区域中的油污；完毕。