一种升船机船厢补排水系统及补排水方法与流程

本发明涉及船机船厢补排水技术领域，具体是一种升船机船厢补排水系统及补排水方法。

背景技术：

目前对升船机船厢的补水和排水是单独进行的，船厢位于不同的高程需与位于混泥土墙壁上的补排水管道系统进行对接。船厢需补水时，人工根据船厢与补排水管道系统中不同高度位置的阀接头选择不同长度的软管，软管接头需与补排水系统上的阀法兰接头进行连接，手动开启和关闭相应的阀，实现船厢补水；船厢需排水时，需把软管吊装到船厢排水口处进行软管一端的接头与船厢底部排水口接头对接，另一端的接头与船厢补排水系统对应阀对接实现船厢的排水。目前升船机船厢补水与排水的方法需要多人操作，且为高空悬边作业，存在安全隐患，操作所需时间较长，影响效率。

技术实现要素：

本发明提供一种升船机船厢补排水系统及补排水方法，可以在保证升船机船厢能实现快速的补排水操作的同时能优化工艺流程，实现升船机船厢补排水高效化、自动化。本发明自动化程度高，可实现补、排水一体化，节省人力物力成本，具有高效快捷、安全可靠的特点。

本发明采取的技术方案为：

一种升船机船厢补排水系统，包括补排水管道系统、补排水对接装置、船厢。所述补排水管道系统包括主管道、进水总阀、多个电控制阀、排水总阀；所述主管道与进水总阀、多个电控制阀、排水总阀之间连通，多个电控制阀均匀分布在进水总阀与排水总阀之间；

所述补排水对接装置包括升降机构、对接机构、连通管、控制柜、信号发射端、管道固定机构；

所述对接机构位于升降机构上，升降机构进行动作，用于保证对接机构与相对应高度的电控制阀高度保持一致；对接机构进行动作，用于完成补补排水对接装置与补排水管道系统对接；

所述船厢包括船厢结构、止逆阀、水泵、电控阀一、电控阀二、电控阀三、电控阀四、分管道、船厢管道；所述船厢结构中储存有水，船厢管道一端与船厢结构连通，船厢管道另一端与连通管连通，电控阀一、电控阀四和电控阀三安装在船船厢管道上；所述的分管道与船厢管道并联，止逆阀、水泵和电控阀二安装在分管道上。

本发明一种升船机船厢补排水系统及补排水方法，减少操作人员、节省时间、消除安全隐患、自动化程度高、可实现补、排水一体化可靠操作。

附图说明

图1是本发明的总布局图。

图2是图1中ⅰ处的局部放大图。

图3是本发明的船厢补排水系统原理图。

图4是对接机构正面立体图；

图5是对接机构侧面立体图；

图6是对接机构主视图；

图7是对接机构左视图；

图8是对接机构俯视图；

图9是对接机构的竖直方向行程调节机构立体图；

图10是对接机构的水平方向行程调节与角度及行程偏差补偿机构正面立体图；

图11是对接机构的水平方向行程调节与角度及行程偏差补偿机构侧面立体图。

具体实施方式

一种升船机船厢补排水系统，包括补排水管道系统1、补排水对接装置2、船厢3。船厢3补水或者排水时，补排水对接装置2机构动作与补排水管道系统1完成对接，通过控制补排水管道系统1和船厢3上水泵303的启停、阀门的开启和关闭操作工艺，完成船厢的补水或者排水动作。

所述补排水管道系统1竖直布置在混泥土墙壁上，补排水管道系统1包括主管道101、进水总阀102、多个电控制阀103、排水总阀104。进水总阀102位于系统顶部，排水总阀104位于系统底部。所述主管道101与进水总阀102、多个电控制阀103、排水总阀104之间连通，多个电控制阀103均匀分布在进水总阀102与排水总阀104之间。

所述补排水对接装置2包括升降机构201、对接机构202、连通管203、控制柜204、信号发射端205、管道固定机构206；

所述信号发射端205，用于接收补排水管道系统1中多个电控制阀103的高度参数，信号发射端205采用l24yk-tx型无线信号发射模块。

所述信号发射端205连接控制柜204，控制柜204接收信号发射端205中信号，控制相应高程电控制阀103的开/关；

所述控制柜204连接进水总阀102、多个电控制阀103、排水总阀104；

所述升降机构201、对接机构202连接控制柜204；

控制柜204由plc、触摸屏、直流电源、断路器、接触器、中间继电器、热继电器、2档自复位开关和指示灯电气元器件组成。

所述对接机构202位于升降机构201上，升降机构201进行动作，用于保证对接机构202与相对应高度的电控制阀103高度保持一致；对接机构202进行动作，用于完成补补排水对接装置2与补排水管道系统1对接。

具体来说，所述对接机构202包括竖直方向行程调节机构401、水平方向行程调节机构502、角度及行程偏差补偿机构603。对接机构202如图4-图11所示。

所述的竖直方向行程调节机构401通过转动第一手轮4102实现机构中升降台4105升降运动，所述的升降台4105上安装有水平方向行程调节机构502，通过转动第二手轮5202实现机构中支撑板5201的水平伸缩，所述的支撑板5201上安装有角度及行程偏差补偿机构603，角度及行程偏差补偿机构603中的避震接头6305与升船机船厢补排水接头连接。

所述的竖直方向行程调节机构401由底座4101、第一手轮4102、螺母轴4103、连接轴4104、升降台4105、惰轮轴4106、侧板4107、第一连杆4108、第二连杆4109、限位螺母4110、丝杆4111和销轴4112组成。

四个侧板4107中两个对称安装在底座4101上端面的两侧，另外两个侧板对称安装在升降台4105的下端面两侧，所述的四个侧板4107上分别安装有第一连杆4108和第二连杆109。

四个侧板4107中两个对称安装在底座4101上端面的两侧，另外两个侧板4107对称安装在升降台4105的下端面两侧，所述的四个侧板4107上分别安装有第一连杆4108和第二连杆4109。

四个侧板4107中一端有u型槽，另一端有孔径。

所述的第一连杆4108和第二连杆4109两端和中间有孔径。

所述的第一连杆4108和第二连杆4109上分别铰接装配第二连杆4109和第一连杆4108，组成了双剪叉结构，两个连接轴4104分别装配在第一连杆4108和第二连杆4109中心孔上。

两个螺母轴4103分别装配在第一连杆4108和第二连杆4109一端的孔上，所述的惰轮轴4106安装在第一连杆4108的另一端孔上，所述的销轴4112安装在第二连杆4109的另一端孔上，所述的丝杆4111安装在两个螺母轴4103的螺孔上。

所述的惰轮轴4106上的惰轮可在侧板4107的u型槽中滚动和滑动，u型槽中侧壁有限位台阶，防止惰轮脱槽。

所述的两个螺母轴4103中间分别有旋向相反的t型螺纹孔，对应丝杆4111上有两端相同旋向的螺杆与螺母轴配合，丝杆4111与螺母轴4103配合可以保证机构停止时的自锁。

所述的第一手轮4102安装在螺母轴4103的端部，所述的限位螺母4110对连接轴4104、惰轮轴4106和销轴4112轴端进行限位。

所述的第一手轮4102安装在螺母轴4103的端部，所述的限位螺母4110对连接轴4104、惰轮轴4106和销轴4112轴端进行限位。

所述的水平方向行程调节机构502由支撑板5201、第二手轮5202、轴承座5203、支座5204、滑块5205、直线导轨5206、传动轴5207、齿轮5208、齿条5209、导轨支撑块5210和限位板5211组成。

两个导轨支撑块5210安装固定在升降台5105上，所述的两个直线导轨5206分别固定安装在导轨支撑块5210上，所述的四个滑块5205分别安装在两个直线导轨5206上，滑块5205通过螺钉固定在支撑板5201下端面。

所述的导轨支撑块5210上有等间距的方形孔，传动轴5207穿过方形孔。

所述的滑块5205在直线导轨5206上自由滑动，直线导轨5206两端有限位板5211，防止滑块5205脱槽。

两个支座5204通过螺栓安装固定在升降台4105上，所述的两个轴承座5203分别位于两个支座5204上，两个轴承座5203之间装配有传动轴5207，传动轴5207上安装有齿轮5208，传动轴5207的一端安装有第二手轮5202。

所述的传动轴5207与齿轮5208通过轴肩进行轴向定位，传动轴5207与齿轮5208上有键槽，键槽上装配有键。

所述的齿条5209安装在支撑板5201下平面中心，齿轮5208与齿条5209相啮合。

所述的角度及行程偏差补偿机构603由管接头6301、下固定座6302、上固定座6303、橡胶垫6304、避震接头6305和导向定位销6306组成。

两个下固定座6302位于支撑板5201上，两个上固定座6303分别安装在两个下固定座6302上，管接头6301固定在两组上固定座6303和下固定座6302中，橡胶垫位于管接头6301、上固定座6303和下固定座6302之间，

所述的两个下固定座6302呈90°布置，保证管接头6301的固定牢靠。

所述的避震接头6305通过螺栓连接在管接头6301端面法兰上，两个导向定位销6306安装在避震接头6305端面法兰孔中，呈180°布置。

工作过程为：

转动第一手轮4102，第一手轮4102带动丝杆4111转动，位于丝杆4111上的两个螺母轴4103同步靠拢或者远离，螺母轴4103上的第二连杆4109和第一连杆4108组成的了双剪叉结构动作使升降台4105上升或者下降，直到补排水管接头的高度与补排水系统高度一致，转动第二手轮5202，第二手轮5202带动传动轴5207上的齿轮5208转动，齿轮与齿条5209啮合传动，齿条5209与支撑板5201同步运动，支撑板由滑块限位只能沿直线导轨5206水平移动直到完成对接，管接头端部为避震接头6305结构，可以补偿由于角度或位移偏差对装置对接精度的影响，避震接头法兰上安装有导向定位销6306，可保证完成装置快速准确对接。

所述船厢3包括船厢结构301、止逆阀302、水泵303、电控阀一304、电控阀二305、电控阀三306、电控阀四307、分管道308、船厢管道309；所述船厢结构301中储存有水，船厢管道309一端与船厢结构301连通，船厢管道309另一端与连通管203连通，电控阀一304、电控阀四307和电控阀三306安装在船厢管道309上；所述的分管道308与船厢管道309并联，止逆阀302、水泵303和电控阀二305安装在分管道308上。

补水或者排水操作时系统的初始状态：进水总阀102、多个电控制阀103、排水总阀104、电控阀一304、电控阀二305、电控阀三306、电控阀四307均处于关闭状态，水泵303处于停止状态。

升船机船厢补水操作方法如下：

步骤一：信号发射端205接收补排水管道系统1中多个电控制阀103的高度参数，控制升降机构201进行上升或者下降动作，与其中的一个对应高程的电控制阀103的高度保持一致，在升降机构201动作的同时，管道固定机构206也进行同步的上升或者下降动作；对接机构202动作完成连通管203接头与对应高程的电控制阀103接头的对接。

步骤二：开启进水总阀102，使主管道101充满水，依次开启电控阀三306和电控阀一304；

步骤三；开启电控制阀103，补排水管道系统1的水进入船厢，进行船厢的补水操作；

步骤四：信号发射端205接收船厢补水完成信号后，通过控制柜204控制依次执行进水总阀102、对应高程的电控制阀103和电控阀三306的关闭，开启排水总阀104排空补排水管道系统1中主管道101的残留水之后，关闭排水总阀104；

步骤五：开启电控阀四307，排空连通管203、分管道308和船厢管道309中的残留水，延迟关闭电控阀一304、电控阀三306和电控阀四307；

步骤六：补排水对接装置2机构动作，解除与补排水管道系统1的对接，最终完成了船厢补水操作工艺的。

升船机船厢排水操作方法如下：

步骤（一）：信号发射端205接收补排水管道系统1中电控制阀103的高度参数，判断升降机构201进行上升或者下降动作，与其中的一个对应高程的电控制阀103的高度保持一致，在升降机构201动作的同时管道固定机构206也进行同步的上升或者下降动作；对接机构202动作完成连通管203接头与对应高程的电控制阀103接头的对接。

步骤（二）：依次开启排水总阀104、电控制阀103、电控阀二305、电控阀三306。

步骤（三）：启动水泵303，将船厢3里的水通过水泵303抽至主管道101，并通过排水总阀104排出。

步骤（四）：开启电控阀一304，延迟关闭水泵303、电控阀二305，利用虹吸效应进行船厢排水；

步骤（五）：信号发射端205接收船厢补水完成信号后，通过控制柜204控制依次关闭电控阀三306和对应高程的电控制阀103，排空补排水管道系统1中主管道101的残留水之后关闭排水总阀104。

步骤（六）：开启电控阀四307和电控阀二305，排空连通管203、分管道308和船厢管道309中的残留水，延迟关闭电控阀一304、电控阀二305、电控阀三306和电控阀四307。

步骤（七）：补排水对接装置2机构动作，解除与补排水管道系统1的对接，最终完成了船厢补水操作工艺的。