一种水力驱动式升船机下游快速对接方法与流程

本发明涉及一种下水式升船机下游对接方法，具体来说是一种水力驱动式升船机快速对接方法，属于内河通航技术领域。

背景技术：

升船机根据船厢是否入水对接分为不下水式和下水式两种，其中下水式升船机具备适应我国中西部河流下游引航道水位变幅大、变率快的特点，船厢对接准确可靠。升船机下游对接采用船厢入水方式，省去了下闸首及其相应的附属设备，包括密封机构、下闸首工作门、间隙水充泄系统等，同时运行流程大大简化，省去了推出和收回密封框、充间隙水和排间隙水、开启和关闭下闸首工作门等流程，缩短了船只过坝时间，提高了运行效率。

下水式升船机下游对接流程为：船厢下行入水至对接位→制动器上闸→夹紧机构投入使船厢固定→防撞梁下落到位→下游船厢门开启→船舶驶出船厢→下游船舶驶入船厢→防撞梁提升到位→下游船厢门关闭→夹紧机构退出→制动器松闸→船厢上行。

水力驱动式升船机能够自动改变平衡重的淹没深度适应船厢荷载变化，特别适合船厢入水对接，目前水力驱动式升船机下游对接即采用上述通常下水式升船机下游对接方法及流程。在船厢入水对接过程中，船池内水面波动、水位变化、船舶进出船厢、船厢门开启等均会产生一定的水动力荷载作用于船厢，引起船厢摆动、倾斜、同步轴扭矩过大等，因此，对接流程中通过制动器上闸及夹紧机构对船厢进行固定，船厢被全约束在轨道上，很好的解决了船厢摆动及倾斜问题，但在应对下游水位快速涨落需要快速解除对接方面显得机动性不足。制动器、夹紧等机构均液压驱动，需要确保油压泵站工作正常，在解除对接时需要按顺序依次退出，尤其制动器松闸需要对其两侧荷载进行判断，差异较大的情况下不能直接松闸，需要将两侧荷载缩小至容许范围内才可以松闸，否则会引起同步轴急剧转动产生对船厢、同步轴、平衡重等部位的冲击荷载。可见，目前水力驱动式升船机船厢下游对接及解除依然较为复杂，不仅效率低下，且缺乏机动性，在发生下游水位变率较快时，存在较大的安全风险。

因此，有必要针对水力驱动式升船机的特点，发明一种下游快速对接方法，以提高水力驱动式升船机下游对接效率，增加其机动性和安全性。

技术实现要素：

本发明即针对水力驱动式升船机下游对接流程复杂、效率低下、存在安全隐患问题，发明一种水力驱动式升船机下游快速对接方法，以提高水力驱动式升船机的对接效率，增加其机动性和安全性。

本发明达到上述目的的技术方案包括以下两个方面：

(1)利用水力驱动式升船机的纵向抗倾导向，采用一种上窄下宽的异形轨道与纵向抗倾导向配合，在空中运行阶段，纵向抗倾导向的导轮与轨道不接触，发挥正常的对船厢极限抗倾后备保障作用，在船厢出入水及下游对接阶段，纵向抗倾导向的导轮与轨道贴紧，实现对船厢的摆动和倾斜约束，取代下游对接流程中相对繁琐的夹紧操作；

(2)利用水力驱动式升船机的自动平衡特性，采用制动器敞闸进行下游对接，卷筒两侧荷载始终处于平衡状态，避免了下游对接制动器上闸、松闸操作，以及由其带来的松闸条件判断及荷载调整等流程。

基于上述方案，本发明一种水力驱动式升船机下游快速对接方法，其下游对接流程为：船厢下行入水至对接位→防撞梁下落到位→下游船厢门开启→船舶驶出船厢→下游船舶驶入船厢→防撞梁提升到位→下游船厢门关闭→船厢上行。

本发明一种水力驱动式升船机下游快速对接方法，异形轨道设计及总体布置如下：

(1)异型轨道共分为上段、下段和中间过渡段三个部分，其中上段和下段与通常的升船机导向轨道一样，轨道两侧面相互平行，上段轨道宽度略小于下段轨道宽度，中间过渡段采用45°倾角连接上段和下段；

(2)下段轨道比上段轨道宽20mm，每侧轨道面均宽出10mm，中间过渡段布置于下游最高通航水位以上2m的位置；

(3)水力驱动式升船机共四组纵向抗倾导向和四根轨道，对称分布于船厢四角略偏中间位置，四根轨道采用本发明的异形轨道后，调整每组导向导轮使与下段轨道贴紧，则实现在船厢出入水及下游对接阶段纵向抗倾导向与轨道贴紧约束船厢摆动和倾斜，在空中运行阶段，导轮与轨道存在间隙，发挥正常的对船厢极限抗倾后备保障作用。

本发明的优点如下：

(1)取消了水力驱动式升船机下游对接中夹紧、制动器上闸松闸等操作，极大的简化了下游对接流程，提高了升船机的运行效率；

(2)采用纵向抗倾导向的约束作用，代替夹紧的作用，极大的缩短了船厢解除对接的时间，能够满足下游水位快速变化时快速解除对接的要求，船厢对接与解除对接的机动性和安全性显著提高。

(3)本项发明充分利用了水力驱动式升船机现有的装置和特点，原理简单，易于实现，效果显著，，具有很好的应用前景。

附图说明

附图1为传统升船机下游对接方法示意图；

附图2为本发明对接方法侧视图；

附图3为本发明对接方法俯视图；

附图4为本发明轨道形状示意图。

具体实施方式

实施例一

以景洪水力驱动式升船机为例，结合附图对本发明进行详细说明。

图1为传统升船机对接原理示意图，图2为本发明对接方法侧视图，图3为本发明对接方法俯视图，图4为本发明轨道形状示意图。图中1为制动器，2为夹紧机构，3为船厢，4为防撞梁，5为船厢门，6为卷筒，7为轨道，8为轨道上段，9为轨道下段，10为轨道中间过渡段，11为纵向抗倾导向，12为异形轨道。

景洪水力式驱动式升船机采用传统的下游对接方式，主要流程为：船厢3下行入水至对接位→制动器1上闸→夹紧机构2投入使船厢3固定→防撞梁4下落到位→下游船厢门5开启→船舶驶出船厢→下游船舶驶入船厢→防撞梁4提升到位→下游船厢门5关闭→夹紧机构2退出→制动器1松闸→船厢3上行。在正常情况下其下游对接过程耗时约20min，其中夹紧机构2推出及收回耗时约5min，制动器1不满足直接松闸条件时，卷筒6两侧荷载调整约耗时3～5min，因此，在不采用本发明的情况下，景洪水力驱动式升船机下游对接流程较为繁琐、效率低下，且存在当下游水位变率较快时无法及时解除对接的安全风险。

采用本发明一种水力驱动式升船机下游快速对接方法，(1)利用水力驱动式升船机的纵向抗倾导向11，采用一种上窄下宽的异形轨道12与纵向抗倾导向11配合，在空中运行阶段，纵向抗倾导向11的导轮与轨道7不接触，发挥正常的对船厢极限抗倾后备保障作用，在船厢3出入水及下游对接阶段，纵向抗倾导向11的导轮与轨道7贴紧，实现对船厢的摆动和倾斜约束，取代下游对接流程中相对繁琐的夹紧2操作；(2)利用水力驱动式升船机的自动平衡特性，采用制动器1敞闸进行下游对接，卷筒6两侧荷载始终处于平衡状态，避免了下游对接制动器1上闸、松闸操作，以及由其带来的松闸条件判断及荷载调整等流程。

异形轨道设计及总体布置如下：

(1)异型轨道7共分为上段8、下段9和中间过渡段10三个部分，其中上段8和下段9与通常的升船机导向轨道一样，轨道两侧面相互平行，上段轨道8宽度略小于下段轨道9宽度，中间过渡10段采用45°倾角连接上段和下段；

(2)下段轨道9比上段轨道8宽20mm，每侧轨道面均宽出10mm，中间过渡段10布置于下游最高通航水位以上2m的位置；

(3)水力驱动式升船机共四组纵向抗倾导向11和四根轨道7，对称分布于船厢3四角略偏中间位置，四根轨道7采用本发明的异形轨道12后，调整每组导向11导轮使与下段轨道10贴紧，则实现在船厢出入水及下游对接阶段纵向抗倾导向11与轨道12贴紧约束船厢摆动和倾斜，在空中运行阶段，导轮与轨道12存在间隙，发挥正常的对船厢极限抗倾后备保障作用。

采用本发明后，景洪水力驱动式升船机下游对接流程为：船厢下行入水至对接位→防撞梁4下落到位→下游船厢门5开启→船舶驶出船厢→下游船舶驶入船厢→防撞梁4提升到位→下游船厢门5关闭→船厢上行。下游对接流程取消了水力驱动式升船机下游对接中夹紧2、制动器1上闸松闸等操作，极大的简化了下游对接流程，提高了升船机的运行效率，在正常情况下其下游对接过程耗时缩短至10min；采用纵向抗倾导向11的约束作用，代替夹紧2的作用，极大的缩短了船厢3解除对接的时间，能够满足下游水位快速变化时快速解除对接的要求，船厢对接与解除对接的机动性和安全性显著提高。