CN113605345A - 一种船闸应急阻拦装置 - Google Patents
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Abstract
本发明采用的技术方案是：一种船闸应急阻拦装置，包括两个结构相同且对称设置的升降机构，所述两个升降机构分别设置于闸室的两岸且与船闸闸门之间设置有用于位于闸室内的船舶缓冲的空间；所述两个升降机构之间挂接有阻拦机构；所述阻拦机构为阻拦网或者阻拦索；两个升降机构用于同步调节阻拦机构的两端挂点的高度；两个升降机构用于控制阻拦机构的两端挂点同步向闸室内侧或者外侧进行移动，以调整阻拦机构的张弛状态。本发明有效保护船闸免于撞击损坏。
Description
技术领域
本发明属于江河水电站通航船闸应急阻拦技术领域，具体涉及一种船闸应急阻拦装置。
背景技术
江河水力发电站在筑坝拦截江河储水蓄能的同时，为保证船舶能够正常通航，通常修建升降机或通航船闸。升降机主要适用于小吨位船舶通航，目前江河船舶“翻坝”通航的主要形式还是通航船闸。为了避免通闸船舶失控而撞击船闸，主要有要求船舶双车双舵、限制船舶进出闸室以及闸内移动速度、划定禁停线等管理措施。这些管理措施降低了船闸通航效率，虽然降低了通航船舶撞击闸门的概率，但并不能完全避免通航船舶撞击闸门的风险。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种船闸应急阻拦装置，保护船闸免于撞击损坏。
本发明采用的技术方案是：一种船闸应急阻拦装置，包括两个结构相同且对称设置的升降机构，所述两个升降机构分别设置于闸室的两岸且与船闸闸门之间设置有用于位于闸室内的船舶缓冲的空间；所述两个升降机构之间挂接有阻拦机构；所述阻拦机构为阻拦网或者阻拦索；两个升降机构用于同步调节阻拦机构的两端挂点的高度；两个升降机构用于控制阻拦机构的两端挂点同步向闸室内侧或者外侧进行移动，以调整阻拦机构的张弛状态。
上述技术方案中，所述升降机构包括缓冲装置、吸能装置和绳索；所述吸能装置和对应的阻拦机构的一端挂点分别位于缓冲装置的两侧；所述绳索的一端与吸能装置固定连接，绳索的另一端与阻拦机构的一端挂点绑接；绳索处于拉直状态；缓冲装置的端部与绳索相接触；缓冲装置的端部通过缓冲装置的内部动力或者绳索施加的压力沿其轴线方向前进或者后退。
上述技术方案中，所述缓冲装置包括液压缸，活塞和活塞杆；所述活塞杆的一端与设置于液压缸内部的活塞固定连接，活塞杆的另一端与绳索相接触。
上述技术方案中，所述外露于液压缸的活塞杆一端设置有第一滑轮，所述绳索嵌设于第一滑轮内。
上述技术方案中，所述缓冲装置还包括蓄能器；所述蓄能器与液压缸相连通；当蓄能器中的高压气体被排空后，位于液压缸的液压油向蓄能器回流；活塞带动活塞杆向液压缸内部回缩；当蓄能器中充入高压气体，蓄能器的液压油在高压气体压力作用进入液压缸，液压油在活塞上产生推力推动活塞杆伸出；所述液压油和活塞杆分别位于活塞的两侧。
上述技术方案中，所述吸能装置包括电机和绕索绳毂；所述电机的转轴与绕索绳毂固定连接，用于带动绕索绳毂自转；所述绳索缠绕于绕索绳毂。
上述技术方案中，还包括定滑轮；阻拦机构的一端挂点和第一滑轮之间或设置有一个或者多个定滑轮；所述绳索配合嵌设于定滑轮内。
上述技术方案中，吸能装置和第一滑轮之间或设置有一个或者多个定滑轮；所述绳索配合嵌设于与定滑轮内。
上述技术方案中，所述液压缸与活塞杆端部相对的一侧设置有定滑轮；所述绳索配合嵌设于与定滑轮内。所述绳索在多个定滑轮之间环绕一圈或者多圈。升降机构设置有齿轮齿条结构，升降机构随着闸室通航水位变化通过齿轮齿条机构进行适应性升降。
本发明在闸室两岸距离闸门一定的位置各布置一套升降机构，左、右两岸的升降机构跨闸室布置一根可快速拆卸的阻拦索或阻拦网。在阻拦保护闸门状态时，升降机构随着闸室通航水位变化，通过齿轮齿条机构进行适应性升降，确保阻拦索或阻拦网处于合适高度，能够对失控船舶进行有效拦截。此时，如果通航船舶因超速或失控而撞向阻拦索或阻拦网，则阻拦索或阻拦网将阻拦力通过绳索传递至缓冲装置，缓冲装置被压缩或拉伸，释放部分绳索，同时消减撞击瞬间的绳索峰值张力，绳索拖拽绕索轮毂旋转继续释放绳索，吸能装置通过在绕索绳毂轴系上施加阻拦力矩而吸收船舶动能，确保通航船舶在碰触闸门之前被有效拦停。在闸门开启船舶准备过闸时，升降机构快速升至最高点，船舶可以快速的通过闸门。升降机构可以上升至高位，实现船舶顺利通航；也可以下降至低位，对失速或失控撞向闸门的船舶进行应急拦停，且低位的具体位置随着闸室通航水位进行适应性调整。本发明的应用灵活，如果通航闸室只允许吨位较小的船舶通航，也可以取消绕索轮毂和吸能装置，依靠缓冲装置完全吸收船舶动能。失速或失控船舶撞向阻拦索或阻拦网后，缓冲装置活塞杆被压缩或拉伸，能够释放部分绳索，能够大幅降低船舶撞击瞬间绳索峰值张力和船舶承受的阻拦力，有效保护绳索和船体结构；吸能装置可以依据通航船舶的吨位、撞索或撞网速度主动调控阻拦力矩和阻拦距离，确保闸门安全，同时有效保护船舶结构的安全。
附图说明
图1是本船闸应急阻拦装置整体结构示意图。
图2是本船闸应急阻拦装置采用压缩式缓冲装置单圈绕索结构示意图。
图3是本船闸应急阻拦装置采用压缩式缓冲装置双圈绕索结构示意图。
图4是本船闸应急阻拦装置绳索传动及能量吸收部件采用绕索绳毂及吸能阻拦电机结构示意图。
图中包括：1-液压缸 2-活塞 3-活塞杆 4-流量控制阀 5-蓄能器 6-第一滑轮 7-顶部定滑轮 8-底部定滑轮 9-尾部定滑轮 10-尾部定滑轮支架 11-绳索 12-绕索绳毂 13-吸能阻拦电机 14-挂点 15-闸门 16-阻拦机构 17-升降机构 18-缓冲装 置 19-吸能装置 20-滑轮组。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
图1是本船闸应急阻拦装置整体结构示意图，在江河两岸距离闸门15安全距离的位置各布置一套升降机构17，通过升降机构17的升降适应闸室通航水位的变化，以及实现系统是处于通航状态还是拦停保护状态。升降机构17随着闸室通航水位变化，通过齿轮齿条机构进行适应性升降，确保阻拦索或阻拦网处于合适高度。所述升降机构17包括绳索11、缓冲装置18、吸能装置19和滑轮组20；所述吸能装置19和对应的阻拦机构16的一端挂点分别位于缓冲装置18的两侧；所述绳索11的一端与吸能装置19固定连接，绳索11的另一端与阻拦机构16的一端挂点14绑接；绳索11处于拉直状态；缓冲装置18的端部与绳索11相接触；缓冲装置18的端部通过缓冲装置18的内部动力或者绳索11施加的压力沿其轴线方向前进或者后退，用于控制阻拦机构16的两端挂点同步向闸室内侧或者外侧进行移动，以调整阻拦机构16的张弛状态。缓冲装置18可以是活塞杆压缩式，也可以是活塞杆拉伸式；缓冲装置18阻尼特性可以是固定式的，也可以为了更好适应不同吨位的船舶，采用可变阻尼特性的。吸能装置可以是液力式、机械摩擦式或电机（电磁）式，也可以是不同吸能方式的组合式。挂点14、缓冲装置18和吸能装置19之间通过绳索11和滑轮组20相互配合，绳索11可以在滑轮组中通过船舶以及缓冲装置18和吸能装置19的作用运动。
图2是本船闸应急阻拦装置采用压缩式缓冲装置单圈绕索结构示意图。所述缓冲装置包括液压缸1、活塞2、活塞杆3，以及与液压缸1相连通的流量控制阀4和蓄能器5；活塞杆3的一端与设置于液压缸1内部的活塞2固定连接，活塞杆3的另一端设置有第一滑轮6，绳索嵌设于第一滑轮内。蓄能器5和液压缸1连通的管道上设置有流量控制阀4，用于控制蓄能器5和液压缸1之间流动的液压油流量。第一滑轮6和挂点之间设置有两个定滑轮，第一滑轮6和吸能装置19之间设置有一个定滑轮。蓄能器5中的高压气体通过排气阀被排空后，活塞杆3压缩进液压缸1，第一滑轮6向左移动，并释放顶部定滑轮7和底部定滑轮8之间的部分绳索，绳索11处于松弛状态，便于阻拦索或阻拦网快速挂接。阻拦索或阻拦网快速挂接完毕后，蓄能器5中开始充入高压气体，液压油在气体压力作用下从蓄能器5进入液压缸1，高压液压油在活塞2上产生推力推动活塞杆3伸出，同时带动第一滑轮6向右移动，自动张紧阻拦索或阻拦网。当通航船舶因超速或失控而撞向阻拦索或阻拦网，则阻拦索或阻拦网将阻拦力通过绳索传递至缓冲装置18，缓冲装置18被压缩释放部分绳索，消减船舶撞索或撞网瞬间绳索上的张力峰值，同时吸收通航船舶的部分或全部动能。
图3是本船闸应急阻拦装置采用压缩式缓冲装置双圈绕索结构示意图。在图2工作原理的基础上，如果需要增加缓冲距离，或者在固定缓冲距离时需要缩短缓冲装置活塞杆压缩行程，则可通过增加尾部定滑轮9。在液压缸1的尾部对称设置向外侧延伸的尾部定滑轮支架10，尾部定滑轮9设置于尾部定滑轮支架10的端部。绳索在多个滑轮配合形成的滑轮绕圈，所述绳索11可采用双圈或多圈绕索结构，可根据实际需求选择尾部定滑轮9的数量和安装位置。
图4是本船闸应急阻拦装置绳索传动及能量吸收部件采用绕索绳毂及吸能阻拦电机结构示意图。在图3工作原理的基础上，如果缓冲装置不足以释放足够长度的绳索，或者吸收通航船舶的全部能量，则可通过增加绕索绳毂12和吸能装置的电机13（以采用电机作为吸能装置19为例），在缓冲装置活塞2及活塞杆3被压缩的同时，绳索11拖拽绕索绳毂12旋转，同轴的吸能阻拦电机13通过施加制动力矩吸收拦停船舶的能量。船舶被拦停后，吸能阻拦电机13通过反向旋转自动回收并张紧阻拦索或阻拦网，进入下一次应急阻拦保护状态。
挂接阻拦索或阻拦网时，一种方式是缓冲装置的蓄能器5内气体通过排气阀泄放，缓冲装置活塞杆3被压缩或拉伸，绳索处于松弛状态，易于阻拦索或阻拦网快速挂接，阻拦索或阻拦网挂接完毕后，缓冲装置的蓄能器5开始充气，活塞杆3在压力作用下开始伸出，自动张紧阻拦索或阻拦网；另一种方式是吸能装置19阻拦力矩释放，通过绕索轮毂12旋转释放部分绳索，使绳索处于松弛状态，易于阻拦索或阻拦网快速挂接，阻拦索或阻拦网挂接完毕后，绕索轮毂12通过施加驱动力矩旋转，自动张紧阻拦索或阻拦网。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (10)
1.一种船闸应急阻拦装置，其特征在于：包括两个结构相同且对称设置的升降机构，所述两个升降机构分别设置于闸室的两岸且与船闸闸门之间设置有用于位于闸室内的船舶缓冲的空间；所述两个升降机构之间挂接有阻拦机构；所述阻拦机构为阻拦网或者阻拦索；两个升降机构用于同步调节阻拦机构的两端挂点的高度；两个升降机构用于控制阻拦机构的两端挂点同步向闸室内侧或者外侧进行移动，以调整阻拦机构的张弛状态。
2.根据权利要求1所述的一种船闸应急阻拦装置，其特征在于：所述升降机构包括缓冲装置、吸能装置和绳索；所述吸能装置和对应的阻拦机构的一端挂点分别位于缓冲装置的两侧；所述绳索的一端与吸能装置固定连接，绳索的另一端与阻拦机构的一端挂点绑接；绳索处于拉直状态；缓冲装置的端部与绳索相接触；缓冲装置的端部通过缓冲装置的内部动力或者绳索施加的压力沿其轴线方向前进或者后退。
3.根据权利要求1所述的一种船闸应急阻拦装置，其特征在于：所述缓冲装置包括液压缸，活塞和活塞杆；所述活塞杆的一端与设置于液压缸内部的活塞固定连接，活塞杆的另一端与绳索相接触。
4.根据权利要求3所述的一种船闸应急阻拦装置，其特征在于：所述外露于液压缸的活塞杆一端设置有第一滑轮，所述绳索嵌设于第一滑轮内。
5.根据权利要求3所述的一种船闸应急阻拦装置，其特征在于：所述缓冲装置还包括蓄能器；所述蓄能器与液压缸相连通；当蓄能器中的高压气体被排空后，位于液压缸的液压油向蓄能器回流；活塞带动活塞杆向液压缸内部回缩；当蓄能器中充入高压气体，蓄能器的液压油在高压气体压力作用进入液压缸，液压油在活塞上产生推力推动活塞杆伸出；所述液压油和活塞杆分别位于活塞的两侧。
6.根据权利要求1所述的一种船闸应急阻拦装置，其特征在于：所述吸能装置包括电机和绕索绳毂；所述电机的转轴与绕索绳毂固定连接，用于带动绕索绳毂自转；所述绳索缠绕于绕索绳毂。
7.根据权利要求4所述的一种船闸应急阻拦装置，其特征在于：还包括定滑轮；阻拦机构的一端挂点和第一滑轮之间或设置有一个或者多个定滑轮；所述绳索配合嵌设于定滑轮内。
8.根据权利要求7所述的一种船闸应急阻拦装置，其特征在于：吸能装置和第一滑轮之间或设置有一个或者多个定滑轮；所述绳索配合嵌设于与定滑轮内。
9.根据权利要求8所述的一种船闸应急阻拦装置，其特征在于：所述液压缸与活塞杆端部相对的一侧设置有定滑轮；所述绳索配合嵌设于与定滑轮内。
10.根据权利要求9所述的一种船闸应急阻拦装置，其特征在于：所述绳索在多个定滑轮之间环绕一圈或者多圈。
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