一种悬挂式船只过坝方法及设施 |
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| 申请号 | CN202311297696.4 | 申请日 | 2023-10-09 | 公开(公告)号 | CN117364734A | 公开(公告)日 | 2024-01-09 |
| 申请人 | 华电郑州机械设计研究院有限公司; | 发明人 | 张莉; 赵进科; 冯宇; 胡美玲; 赵亚楠; 马新彦; 张利伟; 耿清波; 孟鹏飞; 王少伟; 刘双全; 韩百科; | ||||
| 摘要 | 一种悬挂式船只过坝方法和设施，其方法包括以下步骤：a.在大坝下游和上游之间设置轨道和控制室，悬挂小车与轨道相匹配，悬挂小车底部铰接升船机，悬挂小车和升船机均与控制室电连接；b.船只从大坝下游到上游时，升船机在大坝下游，控制室引导船只开进升船机中并停稳，将船只缆绳系于升船机上；c.控制室启动悬挂小车在轨道上向上游移动；d.移动至大坝上游，升船机底部缓慢浸入上游 水 面内，船只浮起时停止悬挂小车，解开船只缆绳，船只游出升船机进入上游水面。本 发明 能够使小型船只顺利在大坝上游和下游之间通过，不必在 水坝 位置 建设专 门 的过船设施，悬挂式过船设施可以根据需要设计过船线路，规避水流水位等不利过船因素，过船线路灵活、过船方法简单。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种悬挂式船只过坝方法，其特征在于：包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种悬挂式船只过坝方法及设施技术领域背景技术[0002] 为了水利水电或景观需求，很多河流都修建了各种型式水坝。水坝的修建使船只不能顺利地在河流上下游自由行驶。对于大型水坝，为了使船舶能顺利通过各种水坝，一般 利用船闸、斜面升船机和垂直升船机等过船设施进行过坝，这些升船机一般包含各种型式 的水工建筑物和机电设备，升船机一般建设在水坝上。对于小型河流水坝或者人工河湖，由 于建设成本、水流速度和通航水位等原因，很多水坝都没有建设或没有条件建设过船设施。 发明内容[0004] 为解决上述问题，本发明提供一种悬挂式船只过坝方法。本发明能够使小型船只顺利在大坝上游和下游之间通过，不必在水坝位置建设专门的过船设施，悬挂式过船设施 可以根据需要设计过船线路，规避水流水位等不利过船因素，过船线路灵活、过船方法简 单。 [0005] 本发明的目的是以下述方式实现的：一种悬挂式船只过坝方法，包括以下步骤： a.在大坝下游和上游之间设置轨道和控制室，悬挂小车与轨道相匹配，悬挂小车 底部铰接升船机，悬挂小车和升船机均与控制室电连接； b.船只从大坝下游到上游时，升船机在大坝下游，控制室引导船只开进升船机中 并停稳，将船只缆绳系于升船机上； c.控制室启动悬挂小车在轨道上向上游移动； d.移动至大坝上游，升船机底部缓慢浸入上游水面内，船只浮起时停止悬挂小车， 解开船只缆绳，船只游出升船机进入上游水面。 [0006] 上述悬挂式船只过坝方法，所述步骤a的轨道通过若干立柱设置在大坝下游和上游之间。 [0007] 上述悬挂式船只过坝方法， 所述轨道为设置在大坝下游和上游之间两侧的环形轨道或者在大坝下游和上游之间的一侧的非环形轨道。 [0008] 上述悬挂式船只过坝方法，所述步骤a中的轨道为底部开口的矩形截面，轨道的截面大小与悬挂水车相配合，轨道内部顶面设置有用于给升船机供电的滑触线，步骤a中的悬 挂小车包括小车架，小车架上设置有4个竖向的支撑轮、4个水平导向轮、供电拉杆、驱动装 置和吊杆，水平导向轮设置在小车架的四个角上且与轨道竖直面上设置的水平轮导向面相 匹配，4个支撑轮竖向设置在小车架的四个角上且与轨道底板内侧的竖向导向面相匹配，供 电拉杆设置在小车架后部一侧，供电拉杆携带供电受电器与轨道内滑触线保持接触，驱动 装置设置在小车架前部中间位置，悬挂小车的驱动装置采用电力驱动，连接于前两个支撑 轮作为驱动轮，吊杆设置在小车架底部，且伸出轨道外与升船机铰接。 [0009] 上述悬挂式船只过坝方法，所述步骤a中升船机包括与吊杆铰接的悬吊架，悬吊架两侧铰接平衡梁，平衡梁底部通过若干悬吊绳连接船厢。 [0010] 上述悬挂式船只过坝方法，所述步骤a中至少两个悬挂小车的吊杆与悬吊架铰接，悬吊架通过的两侧固定设置吊板，平衡梁的中部通过铰轴设置在吊板底部，在平衡梁两端 设置有角度调节机构，角度调节机构包括角度传感器和调节油缸，调节油缸的一端铰接于 平衡梁，另一端铰接于悬吊架，角度传感器设置在平衡梁上，角度传感器和调节油缸均与控 制室内的控制器电连接。 [0011] 上述悬挂式船只过坝方法，所述步骤a中船厢为两端开口的凹形结构，船厢两侧为主梁，中间有与主梁连接的横梁，两侧为船厢侧板，底部为底板，设置为与待运船只船底匹 配的中间低两侧高的结构，底板上固定有弹性支撑块，对当落到船只底板上的船只进行支 撑，主梁顶面上设置有缆桩，缆绳系缆在缆桩上，当船只底部还未接触船厢弹性支撑块前， 升船机携带船厢运行时，船厢通过缆绳实现船只的牵引同步运行。 [0012] 一种悬挂式船只过坝设施，包括升船机，还包括轨道、控制室、悬挂小车，轨道设置在大坝下游和上游之间，控制室设置在便于监视、操作和方便通行的位置，悬挂小车与轨道 相匹配，悬挂小车底部铰接升船机，悬挂小车和升船机均与控制室电连接，所述轨道为底部 开口的矩形截面，轨道的截面大小与悬挂水车相配合，轨道内部顶面设置有用于给升船机 供电的滑触线，悬挂小车包括小车架，小车架上设置有4个竖向的支撑轮、4个水平导向轮、 供电拉杆、驱动装置和吊杆，水平导向轮设置在小车架的四个角上且与轨道竖直面上设置 的水平轮导向面相匹配，4个支撑轮竖向设置在小车架的四个角上且与轨道底板内侧的竖 向导向面相匹配，供电拉杆设置在小车架后部一侧，供电拉杆携带供电受电器与轨道内滑 触线保持接触，驱动装置设置在小车架前部中间位置，悬挂小车41的驱动装置414采用电力 驱动，连接于前两个支撑轮411作为驱动轮，吊杆设置在小车架底部，且伸出轨道外与升船 机铰接。 [0013] 上述悬挂式船只过坝设施，所述轨道通过若干立柱设置在大坝下游和上游之间，轨道为底部开口的矩形截面，轨道的截面大小与悬挂水车相配合，轨道内部顶面设置有用 于给升船机供电的滑触线，所述悬挂小车包括小车架，小车架上设置有4个竖向的支撑轮、4 个水平导向轮、供电拉杆、驱动装置和吊杆，水平导向轮设置在小车架的四个角上且与轨道 竖直面上设置的水平轮导向面相匹配，4个支撑轮竖向设置在小车架的四个角上且与轨道 底板内侧的竖向导向面相匹配，供电拉杆设置在小车架后部一侧，供电拉杆携带供电受电 器与轨道内滑触线保持接触，驱动装置设置在小车架前部中间位置，悬挂小车的驱动装置 采用电力驱动，连接于前两个支撑轮作为驱动轮，吊杆设置在小车架底部，且伸出轨道外与 升船机铰接。 [0014] 上述悬挂式船只过坝设施，所述步骤a中至少两个悬挂小车的吊杆与悬吊架铰接，悬吊架通过的两侧固定设置吊板，平衡梁的中部通过铰轴设置在吊板底部，在平衡梁两端 设置有角度调节机构，角度调节机构包括角度传感器和调节油缸，调节油缸的一端铰接于 平衡梁，另一端铰接于悬吊架，角度传感器设置在平衡梁上，角度传感器和调节油缸均与控 制室内的控制器电连接。 [0015] 相对于现有技术，本发明有以下技术效果：本发明能够使小型船只顺利在大坝上游和下游之间通过，不必在水坝位置建设专 门的过船设施，悬挂式过船设施可以根据需要设计过船线路，规避水流水位等不利过船因 素，过船线路灵活、过船方法简单。 附图说明 [0016] 图1是本发明非环形轨道过船设施布置示意图。 [0017] 图2是本发明升船机结构示意图。 [0018] 图3是本发明轨道结构示意图。 [0019] 图4是本发明环形轨道示意图。 [0020] 图5是本发明悬挂小车结构示意图。 [0021] 图6是本发明船厢结构示意图。 [0022] 图7是本发明升船机离开下游水域过程示意图。 [0023] 图8是本发明升船机浸入上游水域过程示意图。 具体实施方式[0024] 为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。 [0025] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。 [0026] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特 定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。 [0027] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相 连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关 系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体 含义。 [0028] 以下结合附图1‑8具体详细地说明本发明的结构及工作过程。 [0029] 一种悬挂式船只过坝方法，其特征在于：包括以下步骤：a.在大坝下游和上游之间设置轨道2和控制室1，悬挂小车41与轨道2相匹配，悬挂 小车底部铰接升船机4，悬挂小车41和升船机4均与控制室电连接；轨道通过若干立柱设置 在大坝下游和上游之间；轨道和控制室的位置并没有特殊指定，可以根据不同的工况设置 在任何需要的位置，比如有边渠的设置在边渠上，有里基础突出水面的设置在水面上的基 础上，甚至可以在水里设置基础后建设在水面上。 [0030] 所述轨道2可以根据设计需要在高度方向上缓慢爬升和降低，在水平方向上缓慢转弯以满足升船机4的运行路线； 根据大坝周围的实际情况，轨道的形状可以是设置在大坝下游和上游之间两侧的 环形轨道，如图4所示，升船机4可以沿轨道2环式运行；还可以是设置在大坝下游和上游之 间的一侧的开放的非环形轨道，如图1所示，升船机4可以在沿轨道2来回往复运行； 立柱3用于悬挂固定轨道2，沿着轨道2方向相隔一定距离设置一个立柱3，立柱3可 以采用钢结构或钢筋混凝土结构，立柱3可以采用L型，也可以采用门字形将轨道2挂于中 间； 本发明的过船设施至少设置一个控制室1，控制室1是对过船设施的监控、运营、操 作、检修的场所； b.船只从大坝下游到上游时，升船机在大坝下游，控制室引导船只5开进升船机4 中并停稳，将船只5缆绳51系于升船机上； c.控制室启动悬挂小车在轨道上向上游移动； d.移动至大坝上游，升船机底部缓慢浸入上游水面内，船只浮起时停止悬挂小车， 解开船只缆绳，船只游出升船机进入上游水面。 [0031] 本发明所述的悬挂式船只过坝方法，如图2、3、5所示，所述步骤a中的轨道为底部开口的矩形截面，轨道的截面大小与悬挂水车相配合，轨道内部顶面设置有用于给升船机4 供电的滑触线21，步骤a中的悬挂小车包括小车架415，小车架415是悬挂小车41的框架结 构，小车架415上设置有4个竖向的支撑轮411、4个水平导向轮412、供电拉杆413、驱动装置 414和吊杆416，水平导向轮412设置于小车架415对角位置，沿轨道2内水平轮导向面22滚 动，实现悬挂小车41的水平导向，4个支撑轮竖向设置在小车架的四个角上且与轨道底板内 侧的竖向导向面23相匹配，供电拉杆设置在小车架后部一侧，供电拉杆413携带供电受电器 与轨道2内滑触线21保持接触，实现悬挂小车41的供电，驱动装置设置在小车架前部中间位 置，悬挂小车41的驱动装置414采用电力驱动，连接于前两个支撑轮411作为驱动轮，吊杆设 置在小车架底部，且伸出轨道外与升船机铰接，。 [0032] 本发明所述的悬挂式船只过坝方法，如图2所示，所述步骤a中升船机包括与吊杆416铰接的悬吊架42，悬吊架42两侧铰接平衡梁43，平衡梁底部通过若干悬吊绳45连接船厢 44。升船机4的重量通过吊杆416作用在小车架415上，进而通过支撑轮411作用在轨道2上， 吊杆416上部与小车架415固定连接，下部与悬吊架42铰接。 [0033] 悬吊架42至少通过两个悬挂小车41的两个吊杆416悬吊，悬吊架42为框架钢结构，两侧设置有吊板421，吊板421底部与平衡梁43中间利用铰轴422铰接。 [0034] 平衡梁43为箱型梁结构，设置在悬吊架42下方的两侧，每个平衡梁43可以绕吊板421底部的铰轴422转动。 [0035] 本发明所述的悬挂式船只过坝方法，所述步骤a中至少两个悬挂小车的吊杆与悬吊架铰接，悬吊架通过的两侧固定设置吊板421，平衡梁42的中部通过铰轴设置在吊板421 底部，在平衡梁43两端设置有角度调节机构，角度调节机构包括角度传感器431和调节油缸 432，调节油缸432的一端铰接于平衡梁43，另一端铰接于悬吊架42。角度传感器431设置在 平衡梁43上，角度调节机构的作用为保持平衡梁43的水平。当悬挂小车41携带悬吊架42上 坡或下坡时，悬吊架42将于水平面产生夹角，角度传感器431设置在平衡梁43上用于检测平 衡梁43和水平面的角度，当平衡梁43倾斜时，角度调节机构通过调节油缸432的长短将平衡 梁43调节至水平，确保船厢44处于水平位置。 [0036] 本发明所述的悬挂式船只过坝方法，所述步骤a中船厢44为两端开口的凹形结构，船厢44两侧为主梁443，中间有与主梁443连接的横梁445，两侧为船厢侧板，底部为底板 441，设置为与待运船只5船底匹配的中间低两侧高的结构，底板上固定有弹性支撑块442， 对当落到船只5底板441上的船只进行支撑，主梁443顶面上设置有缆桩444，缆绳51系缆在 缆桩444上，当船只5底部还未接触船厢44弹性支撑块442前，升船机4携带船厢44运行时，船 厢44通过缆绳51实现船只5的牵引同步运行。 [0037] 一种悬挂式船只过坝设施，包括升船机，还包括轨道2、控制室1、悬挂小车41，轨道设置在大坝下游和上游之间上，控制室根据需要设置在便于监视、操作和方便通行的位置， 悬挂小车41与轨道2相匹配，悬挂小车底部铰接升船机4，悬挂小车41和升船机4均与控制室 电连接，所述轨道为底部开口的矩形截面，轨道的截面大小与悬挂水车相配合，轨道内部顶 面设置有用于给升船机4供电的滑触线21，悬挂小车包括小车架415，小车架415上设置有4 个竖向的支撑轮411、4个水平导向轮412、供电拉杆413、驱动装置414和吊杆416，水平导向 轮设置在小车架的四个角上且与轨道竖直面上设置的水平轮导向面22相匹配，4个支撑轮 竖向设置在小车架的四个角上且与轨道底板内侧的竖向导向面23相匹配，供电拉杆设置在 小车架后部一侧，供电拉杆413携带供电受电器与轨道2内滑触线21保持接触，驱动装置设 置在小车架前部中间位置，悬挂小车41的驱动装置414采用电力驱动，连接于前两个支撑轮 411作为驱动轮，吊杆设置在小车架底部，且伸出轨道外与升船机铰接。 [0038] 本发明所述的悬挂式船只过坝设施，所述轨道通过若干立柱3设置在大坝下游和上游之间，轨道为底部开口的矩形截面，轨道的截面大小与悬挂水车相配合，轨道内部顶面 设置有用于给升船机4供电的滑触线21，所述悬挂小车包括小车架415，小车架415上设置有 4个竖向的支撑轮411、4个水平导向轮412、供电拉杆413、驱动装置414和吊杆416，水平导向 轮设置在小车架的四个角上且与轨道竖直面上设置的水平轮导向面22相匹配，4个支撑轮 竖向设置在小车架的四个角上且与轨道底板内侧的竖向导向面23相匹配，供电拉杆设置在 小车架后部一侧，供电拉杆413携带供电受电器与轨道2内滑触线21保持接触，驱动装置设 置在小车架前部中间位置，悬挂小车41的驱动装置414采用电力驱动，连接于前两个支撑轮 411作为驱动轮，吊杆设置在小车架底部，且伸出轨道外与升船机铰接。 [0039] 本发明所述的悬挂式船只过坝设施，所述步骤a中至少两个悬挂小车的吊杆与悬吊架铰接，悬吊架通过的两侧固定设置吊板421，平衡梁42的中部通过铰轴设置在吊板421 底部，在平衡梁43两端设置有角度调节机构，角度调节机构包括角度传感器431和调节油缸 432，调节油缸432的一端铰接于平衡梁43，另一端铰接于悬吊架42。角度传感器431设置在 平衡梁43上，角度传感器和调节油缸均与控制室内的控制器电连接。 [0040] 船只上行过程：如图7所示，船只5首先发出过坝运输请求，控制室1收到请求后，引导升船机4运行至下游水域A位置，此时船厢44底板位于水面以下且底板上弹性支撑块442 最高点低于船底。控制室1引导船只5开进船厢44后停稳，将船只5缆绳51系于船厢44上的缆 桩444上。启动悬挂式升船机4上两台悬挂小车41的驱动装置414驱动支撑轮411转动，悬挂 小车41在支撑轮411驱动下，在水平导向轮412的导向下，沿轨道2向前运行。两台悬挂小车 41共同悬吊下方的悬吊架42、平衡梁43、船厢44共同向前运行。此时船只5底部与船厢44弹 性支撑块442未接触，船厢44通过缆绳51牵拉船只5向前运行。悬挂式升船机4沿轨道2进入 爬坡段，前方悬挂小车41高于后方悬挂小车41，悬吊架42此时与水平面产生夹角。角度调节 机构的角度传感器431监测到平衡梁43与水平面有夹角后，角度调节机构的调节油缸432协 调动作，一个伸长一个缩短，推动平衡梁43绕铰轴转动将平衡梁43调整至水平状态，船厢44 在平衡梁43的悬吊下也可以保持水平状态。升船机4爬坡至B位置时，由于船厢44和船只5高 度升高，船厢44和船只5慢慢脱离水面，船厢44内的水从两端和底部的开口流出，船只5船底 落到船厢44的弹性支撑块442上。升船机4继续运行至位置C时，即完全从下游水域离开，可 以沿轨道2继续运行。 [0041] 如图8所示，悬挂式升船机4运行至位置D时，准备进入上游水域，轨道2需要设置一段下坡段。升船机4运行至下坡段的位置E时，前方悬挂小车41位置低于后方悬挂小车41，角 度调节机构调节平衡梁43保持水平。船厢44底部缓慢接触上游水面，水从船厢44底部和前 后开口进入船厢44内部，进入水域一定深度后，船只5被浮起，浮起的船只5在缆绳51牵引下 与船厢44共同向前运行。升船机4运行至位置F时停止。然后将缆绳51解开，船只5驶出船厢 44，进入上游水域。升船机4完成船只5的上行过坝过程。 [0042] 悬挂式过船设施的下行过程与上行过程相反。如果过船设施采用环形轨道2，那么升船机4在进入上游水域后不需要反向运行，只需持续向前运行即可。 [0043] 以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的 保护范围。 |
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