一种船闸浮式系船柱脱扣装置的制作方法

1.本发明涉及运船闸装备技术领域，具体涉及一种船闸浮式系船柱脱扣装置。


背景技术：

2.浮式系船柱作为船舶在过船闸时系船设施，在闸室内灌泄水时因其能随着水位变化而自动升降，已经成为船闸的基本配套设施。中国专利cn203613513u公开一种浮式系船柱，包括浮筒、支撑架、系船柱和导向滚轮系，支撑架固定在浮筒的上部，系船柱设置有两组，分别设置在浮筒和支撑架的顶部，而导向滚轮系设置有六组，分别设置于浮筒上部、底部和支撑架顶部的两侧，且每组导向滚轮系均包括横向滚轮和纵向滚轮，横向滚轮和纵向滚轮上下层叠设置且滚动轴相互垂直，闸墙上竖直设置有浮体库，导向滚轮系设置在浮体库内。
3.中国专利cn108612052a公开了一种系船装置，包括浮筒组件、平衡系缆组件和连接件，浮筒组件包括浮筒；平衡系缆组件包括平衡系缆单件，平衡系缆单件包括支撑架、系船柱组件和移动组件，系船柱组件包括系船柱；移动组件包括横向移动件和纵向移动件；连接件包括连接单件，浮筒与平衡系缆单件之间以及相邻两个平衡系缆单件之间均通过连接单件活动连接。
4.现有的技术方案主要集中在实现浮式系船柱自动适应水位的升降以及基本的系船绑缆功能研究，船闸在灌泄水时一旦浮式系船柱发生卡阻，尤其是泄水时目前浮式系船柱技术方案会使船舶挂在闸墙上，容易导致船舶侧翻事故。


技术实现要素：

5.本发明的目的就是提供一种船闸浮式系船柱脱扣装置，避免浮式系船柱卡阻时，船舶侧翻事故的发生。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种船闸浮式系船柱脱扣装置，包括系船柱套筒摇杆滑轮组件、压板弹簧储能组件和脱扣锁定组件；
7.所述的系船柱套筒摇杆滑轮组件设置在浮筒支架上，压板弹簧储能组件设置在系船柱套筒摇杆滑轮组件下方并与系船柱套筒摇杆滑轮组件相接触，所述的压板弹簧储能组件上设置有脱扣锁定组件。
8.优选地，所述的系船柱套筒摇杆滑轮组件包括系船柱套筒、系船柱摇杆和滑轮；
9.所述的系船柱摇杆设置在浮筒支架上，系船柱套筒设置在系船柱摇杆外侧，滑轮设置在系船柱套筒下部并与压板弹簧储能组件相接触。
10.进一步优选地，所述的系船柱套筒上设有滑槽。
11.更进一步优选地，所述的系船柱摇杆通过摇杆固定轴销和扭簧设置在浮筒支架上。所述的系船柱摇杆绕销轴传递系缆力的水平分量，系船柱套筒可在摇杆轴向运动传递系缆力的竖直分量。系船柱套筒低端连接滑轮，将力传递给压板弹簧储能组件。
12.优选地，所述的压板弹簧储能组件包括压板、压缩弹簧和坡度导轨；
13.所述的坡度导轨设置在压板前端上部，并与系船柱套筒摇杆滑轮组件相接触，所述的压缩弹簧设置在压板后端下部。滑轮将力传递给压板。
14.进一步优选地，所述的坡度导轨为具有一定坡度的三角块。滑轮与三角块相接触并传递系缆绳水平分力和竖直分力，使压板具有向下转动趋势，并压缩端部的压缩弹簧储能。
15.本发明压板、三角块坡顶点高度和端部连接压缩弹簧刚度与整个装置的脱扣系缆力阈值相匹配。滑轮在三角坡内，则系船柱则具备常规的靠船系缆功能。系缆力超过设定阈值，则滑轮滚过三角坡顶点，滑轮失去底部约束，系船柱套筒可大幅度转动，缆绳脱扣。
16.优选地，所述的脱扣锁定组件包括锁定卡扣、锁定杆和复位摇杆；
17.所述的锁定卡扣连接压板弹簧储能组件，所述的锁定杆用于与锁定卡扣配合锁定压板弹簧储能组件，所述的复位摇杆用于使锁定卡扣和锁定杆解除锁定。所述的锁定卡扣设置在压板底部。
18.进一步优选地，所述的复位摇杆转动设置在锁定压板弹簧储能组件上，并与系船柱套筒摇杆滑轮组件接触。
19.更进一步优选地，所述的锁定杆和复位摇杆通过传递连杆相连。
20.本发明中，系缆力达到阈值时，压板底部的锁定卡扣与锁定杆相互作用，卡扣咬合，锁定压板转动位置。系船柱复位时，咬合的卡扣脱离，释放压板恢复到原来位置。
21.优选地，所述的锁定杆上部与系船柱套筒摇杆滑轮组件接触，中部转动设置在锁定压板弹簧储能组件上，下部与传递连杆相连。
22.本发明中，系船缆绳的水平分力和竖直通过系船柱套筒、系船柱摇杆、滑轮以及压板等机构的传递，转化为压缩弹簧的压缩运动，达到设定阈值后，脱扣锁定组件锁定压板位置，系船柱端部滑轮脱离压板。缆绳随着系船柱失去压板约束后大幅度转动而脱扣。随后系船柱在扭簧力的作用下自动复位，并解锁脱扣锁定组件，释放压缩弹簧，整个装置恢复初始状态。本发明能有效地传递船舶在船闸浮式系船柱上的系缆力，在保证正常安全使用功能下，当其超过设定阈值后实现系缆绳从系船柱上自动脱扣功能，从而避免了船闸在灌泄水时一旦浮式系船柱发生卡阻发生的船舶侧翻事故等问题，提高过闸安全性。
23.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
24.1.本发明提供了一种应用在船闸浮式系船柱上的自动脱扣装置，结构简单，可同时传递系缆绳水平分力和竖直分力，系缆力达到阈值自动脱扣，可实现自动复位；
25.2.本发明可避免船闸在灌泄水时，浮式系船柱发生卡阻使船舶挂在闸墙上而导致船舶侧翻的问题，提高船舶过闸的安全性；
26.3.本发明船舶系缆力水平分力和竖直分力都传递到压缩弹簧，两种分力都能对脱扣阈值产生正向关联，解决了由于系缆角度引起的实际缆绳受力达到设定阈值而未发生脱扣的问题；
27.4.本发明可实现脱扣装置的自动复位功能，降低了检修工作量和成本。
附图说明
28.图1为本发明装置外观图；
29.图2为本发明装置主要组件装配图；
30.图3为本发明系船柱套筒摇杆滑轮组件爆炸装配图；
31.图4为本发明脱扣锁定组件示意图；
32.图5为本发明缆绳脱扣状态示意图；
33.图中：1
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系船柱套筒摇杆滑轮组件，11
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系船柱套筒，111
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滑槽，12
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系船柱摇杆，13
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滑轮，14
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摇杆固定轴销，15
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扭簧，2
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压板弹簧储能组件，21
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压板，22
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压缩弹簧，23
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坡度导轨，3
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脱扣锁定组件，31
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锁定卡扣，32
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锁定杆，33
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复位摇杆，34
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传递连杆，4
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浮筒支架。
具体实施方式
34.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
35.实施例1
36.一种船闸浮式系船柱脱扣装置，包括系船柱套筒摇杆滑轮组件1、压板弹簧储能组件2、脱扣锁定组件3和浮筒支架4。系船柱套筒摇杆滑轮组件1包括系船柱套筒11、系船柱摇杆12、滑轮13、扭簧15。其中系船柱套筒11上带有滑槽111，上部作为船舶在闸室内停靠系缆用。压板弹簧储能组件2包括与滑轮13接触的压板21和安装在后端的压缩弹簧22，其中压板21前端上部设有带有一定坡度的三角块(坡度导轨23)，压板21下部带有锁定卡扣31。脱扣锁定组件3如图4所示，包括与压板21下部接触的锁定杆32、与滑轮13接触的复位摇杆33以及一根传递连杆34。浮筒支架4为架在浮筒上的桁架结构，两侧安装有滚轮，主要作用是给予系船柱以及脱扣装置支撑。各个组件通过轴销安装在浮筒支架4上。
37.船舶系缆绳挂在系船柱套筒11上部时，整个装置受到的系缆力可分解为水平分力和竖直分力。其中水平分力通过系船柱套筒11挤压接触套在里面系船柱摇杆12，使得整个系船柱套筒摇杆滑轮组件1承受一个转动力矩，该组件具有转动趋势。系船柱套筒摇杆滑轮组件1转动带动底部滑轮13在坡度导轨23上滚动。滑轮13在坡度导轨23上的滚动使得压板21具有向下转动的趋势。只要满足三角块的坡度轨迹覆盖系船柱套筒摇杆滑轮组件1滑轮端点的转动轨迹，则压板21端部就会向下运动，同时压板21端部压缩弹簧22储能。
38.系缆力沿着系船柱的竖直分力使得系船柱套筒11在系船柱摇杆12上具有轴向运动趋势。由于系船柱套筒11上带有滑槽111，固定摇杆的摇杆固定轴销14穿过滑槽111，使得系船柱套筒11可以在系船柱摇杆12上轴向运动，因此系船柱上端的竖直分力可以通过底部的滑轮13接触传递到三角块上，同样使得压板21具有向下转动的趋势。压板21端部就会向下运动，同时压板21端部压缩弹簧22储能。
39.设计好压缩弹簧22的刚度以及三角块坡度的顶点，只要系船柱摇杆12端部滑轮13在三角块坡度内，系船柱则具备常规的靠船系缆功能。当闸室进行灌泄水时，浮式系船柱在导槽内发生卡阻，船舶与系船柱高度差逐渐增大，系缆力会越来越大，且缆绳与系缆平面的夹角也随之增大。当系缆力，包括水平分力和竖直分力，达到设定的阈值时，即压板21使弹簧压缩量达到设定的阈值时，滑轮13脱离三角坡度顶点。系船柱套筒摇杆滑轮组件1失去底部的约束，在系缆力的作用下朝闸室方向转动，缆绳随之脱离，如图5所示。
40.压板21向下转动压缩弹簧22到达阈值点时，压板21底部的锁定卡扣31与锁定杆32
相互作用，卡扣咬合，锁定压板21转动位置。系船柱套筒滑轮13脱离坡度点后，压板21保持锁定状态，如图5所示。当缆绳脱离系船柱后，系船柱摇杆12在扭簧15的作用下回复运动，并顺利通过锁定状态的三角块最高点。系船柱复位到竖直位置，滑轮13在惯性的作用下触碰到复位摇杆33上部，复位摇杆33通过传递连杆34使锁定杆32摆动，咬合的卡扣脱离，释放压板21恢复到原来位置，整个装置恢复到初始状态。
41.实施例2
42.一种船闸浮式系船柱脱扣装置，如图1～2所示，包括设置在浮筒支架4上的系船柱套筒摇杆滑轮组件1、压板弹簧储能组件2和脱扣锁定组件3。其中，系船柱套筒摇杆滑轮组件1的结构如图3所示，包括系船柱套筒11、系船柱摇杆12、滑轮13、摇杆固定轴销14和扭簧15，系船柱摇杆12通过摇杆固定轴销14和扭簧15固定在浮筒支架4上，系船柱套筒11套设在系船柱摇杆12外侧，顶部设有系船帽，中上部设有缆绳限位块，在系船柱套筒11底部设有滑轮13，侧壁竖向设置有滑槽111，固定轴销14穿过滑槽111。
43.压板弹簧储能组件2的结构如图2所示，包括压板21、压缩弹簧22和坡度导轨23，其中，坡度导轨23为具有一定坡度的三角块，设置在压板21前端上部，并与滑轮13相接触，压缩弹簧22设置在压板21后端下部。在压板弹簧储能组件2上设置脱扣锁定组件3，脱扣锁定组件3的结构如图4所示，包括锁定卡扣31、锁定杆32、复位摇杆33和传递连杆34，其中，锁定卡扣31设置在压板21底部，复位摇杆33转动设置在压板21前端且与滑轮13接触，复位摇杆33通过传递连杆34连接锁定杆32，锁定杆32与锁定卡扣31端部均设有卡扣结构，可相互配合实现对压杆21的锁定。
44.系船柱套筒摇杆滑轮组件1上部所受系缆力的水平分量通过摇杆销轴使得系船柱受力矩而具有转动趋势，而竖直分力使得套筒在摇杆上具有轴向运动趋势，套筒上带有滑槽使得竖直分力可绕过轴销向下传递。系船柱套筒11的转动和轴向运动趋势，经过底部滑轮13与坡度导轨23的接触传递，使得压板21具有向下转动的趋势。只要满足坡度导轨23的坡度轨迹覆盖系船柱套筒摇杆滑轮组件1滑轮端点的转动轨迹，则压板21端部就会向下运动，同时压板21端部压缩弹簧22储能。当摇杆端部滑轮13在坡度导轨23内，系船柱则具备常规的靠船系缆功能。当系缆力，包括水平分力和竖直分力，达到设定的阈值时，即压板21使弹簧压缩量达到设定的阈值时，滑轮13脱离坡度导轨23坡度顶点。系船柱套筒摇杆滑轮组件1失去底部的约束，在系缆力的作用下朝闸室方向转动，缆绳随之脱离，实现阈值自动脱扣功能。
45.所述脱扣锁定组件，压板向下转动压缩弹簧到达阈值点时，压板底部的锁定卡扣与脱扣锁定组件的锁定杆相互作用，卡扣咬合，锁定压板转动位置。系船柱套筒滑轮脱离坡度点后，压板保持锁定状态。当缆绳脱离系船柱后，系船柱摇杆在扭簧的作用下回复运动，并顺利通过锁定状态的压板三角坡最高点。系船柱复位到竖直位置，滑轮在惯性的作用下触碰到复位摇杆上部，复位摇杆通过传递连杆使锁定杆摆动，咬合的卡扣脱离，释放压板恢复到原来位置，整个装置恢复到初始状态，实现自动复位功能。
46.上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的
保护范围之内。