专利名称：槽运系统的船、槽、运输模式的制作方法
技术领域：
在船运的基础上，引入管道运输、铁路运输的先进理念，再用电子技术、计算机技术、鱼雷技术等改造装备内河航运，内河航运是可以做到高速、节能、大运量的。本发明属于内河船舶运输技术领域。
背景技术：
本发明是杨金玉发明(200710017805 7)的细化和提高。该发明用标准化的船，以头尾相接的密度，在标准化的水槽中与水一起流动，船本身无动力，推动(拖曳)船队前进的是岸边动力站。该系统由标准化的船和槽；岸边动力站；货物装卸和船队编组站；移动式装卸子系统等组成。该发明有待细化和提高
发明内容
高速、节能、无污染、安全、易装卸、低成本是一切运输系统所追求的目标。我们的槽运系统追求的就是这一目标，详细内容结合附图加以说明
图中
1、 船自浮集装箱式，可吊装可堆积；统一标准制作，船上无动力，无人驾驶；船四角有四个贮水舱(图二)，用排空或装水的办法调节装货之后的船体平衡及整船的吃水线；船上装有漏水检测无线、灯光报警设备，还可以控制排水泵排水以减缓船漏水的危害；为适应高速、减少阻力，船顶有盖板盖布，船尾有可伸縮"拖裙"用以覆盖两船的间隙，船底装有导流板用以引导水流及气流；在装船的货场还应配有"计算机装船配重小系统"以加快装船。
2、 槽统一标准的宽度和槽形；有图一(a)敞开式及图一(b)封闭管道式。这里的水的作用与汽车轮、铁轨、磁悬浮装置一样，但最省钱。船对槽底的压力是分散的，平均压强低、因此槽的造价比高速公路、铁路低。槽运的动力是电，运行过程不耗氧无污染，因此沉入地下的封闭管道式隧洞内的设施可以很简单，隧洞的空间几乎都用来通过船只，相同载货量的隧洞比公路铁路隧道小，造价低维修费也低，地下冬天不结冰、水分蒸发少，特别适合北方及戈壁沙漠地区。水槽有水平槽(图五)和斜坡槽(图六)之分，水平槽一般与联动式斜坡传输带(图四)配合，构成水平梯级槽。每个槽都是独立的，都有水位调节设备和小水库。各方向的水槽汇集在货物装卸和船队编组站。
3、 水理论上只要在水槽与船的间隙处，充满薄薄一层水，就能使船浮起来并行走。我们来算一下船与槽之间的间隙为0.2米、船
宽6米、长12米、吃水分别l米及5米两种水槽中每公里需要的水量l米吃水的船，排水量为72吨(可载重50吨左右)，每公里用水量为1680吨；5米吃水的船，排水量为360吨，每公里用水量3280吨，可见用水不多，也就是说槽运是少水运行模式。当船与槽动态配合精度提高之后，间隙可进一步縮小，用水更少了。这就为北方地区用润滑油等替代水创造了条件，这些替代品应该有减阻力、低温不冻的特性。在槽运系统中水是循环流动、反复利用的，除了蒸发消耗之外，防渗漏是主要任务。在水槽和船底涂复既可防渗漏又可减少水阻力的涂料很有必要。水的来源尽量就近取水，干旱无水地区，用槽运从远处拉来补充。
4、 岸边动力站把船的动力移到岸上，可减轻船的自重和造价，提高运输效率每船的运输效率=货物重/(货物重+船自重)。岸边动力'站用拖曳替代螺旋桨推进，提高了能量转换效率机械力经螺旋桨旋转、转换成对船的推力，其能量转换效率低于50%，而直接由岸边拖曳的效率高于90%，这一措施非但节能(约为普通船运的一倍).也为提高船速创造了条件。在槽运系统中还采用以下三措施，进一步减小船的运行阻力、提高船速、节约能源①水流气流的利用图三画出了封闭管道中船、水、气之间的关系。常识告诉我们当船队前进时，将推动并挤压船前的水和空气，反过来水和气将对船的前进产生阻力。我们用低水位及船队"首船"上装犁一样的分水器化解之，设计时低水位的水正好被犁分配到船帮和船底，满足浮力要求。同时"首船"上装有空气压縮机，吸进船前的空气形成负压，压縮后再分别送至船底及船帮，使水与船之间形成气垫，进一步减少阻力。由于水流波动会产生阻力，船底空气也会向上泄漏，所以除在船底装置导流板使水流气流处于阻力最小的相对平稳状态之外，还要岸边动力站适当给船底补气，使船底泄气和补气处于平衡状态，有稳定的气垫。综上所述，在船速一定时，若水流气流都处于最好状态，则槽运环境就有可能比鱼雷运行环境好，槽运的速度就可以赶超鱼雷。②、爬坡爬水坝时采用图四所示的上下联动的传输带。槽运是统一标准的船，载重量也差不多，加上头尾相接的运输模式，可保证上下联动的传输带两边每一时刻的承重基本平衡，也就是说在理想状况下，下坡船队将势能全部用作带动上坡船队，整条传输带是不需要为克服重力而做功，仅仅只要克服传输带本身的摩擦力就行了。当船较长不便爬坡时，可使船侧一角度，再并列爬坡，船太长对爬坡和转弯都不利。本方案还有连续不停运的优势，无论船闸、升降电梯都做不到这点。船闸要大量的水，传输带下可以没有水。◎、槽运系统设计成连续不停运模式，在这种模式下，所有运输参数都可以调整到最佳。因此不停运的运输模式是最节能运量最大的运输模式，只有货源不足，设备检修时才用间歇连续模式。
岸边动力站推动(拖曳)船队前进的方式有接触式和非接触式两种，采用磁悬浮列车的直线电机拖曳时为非接触式，此时岸边装直线电机的一组电极，而船帮船底装另一组电极；采用链轮拖曳时为接
触式，此时岸边装电机驱动的链轮，而船上装链条。两者都用电作动力，运行过程不耗氧无污染。用计算机调节控制各岸边动力站的运行，可以做到无人值守。岸边动力站可以隔一定距离设置一个，因为船队
7有惯性。
具体实施方式
图五示出了 "水平槽"槽运的示意，图中水槽中有一个可升降的水闸，闸两边分高低水位，闸左边高水位区为"货物装卸和船队编组站"，站里设有调节水位高低的设备和小水库。高水位保证船能浮起来，每向水槽下一只船，槽中的水就会超过高水位而自动溢入水库。装了货的船在此调平衡、调吃水、检测漏水，进行货物名称、去向的计算机登记和校对，为槽运的全线计算机调度管理做准备。当动力站加电启动槽运后，水闸迅速下降，船队就向低水位区前进，"首船"的犁把低水位水抬高至高水位，保证船队前进。船队全部通过之后，水闸又会升起来，继续蓄水到高水位备用。用水闸贮蓄临时高水位的办法还用在浮起因故障而停运后的船队，也就是说在水槽较长时，要适当增设一些可升降水闸和调节水位的设备及水池，作救援贮备。
图六为"斜坡槽"，与"水平槽"相比"斜坡槽"顺地形坡度建槽，动的土方要少，造价要低，但必须保证有低水流才行(不同坡度水流不同)。而梯级水平槽要省水、下坡的势能利用也好。可根据实际地形水源权衡利弊选图五或图六。
图七、图八、图九是三种连续不停运状态下如何装卸货的设施和方法。图七叫切线甩出嵌入法。在高速不停运状态，船和货都有巨大的惯性，故采用如图所示沿"主航道"切线方向甩出货船，进入辅航
道卸货。与此同时以同样的速度沿切线把装了货的船嵌入"主航道'v
图八叫漏斗式移动码头法，图中以客运船为例，需要上船的旅客先全部登上静候在站台上的移动码头，然后开动移动码头，速度逐渐加快、直至追上对应的旅客船位，由于此时码头与船速度相同，两者相对静止，出发旅客就可有组织地迅速的沿梯子进入船舱，到达旅客也迅速由船舱爬上码头，旅客一上-一下载重基本平衡。然后移动码头带着到达旅客反方向开回原站台，请旅客出站。当然漏斗式移动码头还可用于装卸货及检修。图九叫旋转吊臂组合法。图中以六台吊车组合为仔'J ，
各吊车的吊臂旋360。的时间，正好与走过六只船的时间—'致。A吊车在旋转中吊起A船后继续旋转，并以切线甩出方式卸下船。然后继续转至原来位置，准备吊装下一只船，在A吊车吊起A船之后B吊车也转了 60° ，正好与走过来的B船相遇，吊起B船。C吊车……。六个吊车依次吊起六只船，如此重复。图中左边六个虚线吊车，表示依次吊船入槽。以上三种不停运装卸都离不开计算机操控。
下面讨论航运救援，航道可能因船漏水，塌方而阻塞，必须事前有应对措施，事发时及时抢救。事前的措施有船的自动检漏、报警、排水泵及装货后下水检漏。在运行过程中，动力站可发现漏水触底船要求拖力突增，并发出紧急报警信号。为了减轻触底磨擦，可考虑在槽底断续加装些滑轮，部分承担载荷。把前后船连接起来运行，船与船之间互相搭载可以缓解个别船漏水的危害。对付塌方采用铁路公路中常用的转入备用道或转入其他航道方法，这些都应在施工前设计进去。救援措施有直升飞机跟纵吊装；每隔几公里设里一台旋臂吊车；每几十公里配自行吊车。
槽运系统是一个长距离的大运量的运输系统；引入管道运输中连续不停运运输模式，采取把动力由船上移至岸边拖曳、采取船水流、气流(气垫)阻力最小化设计、采取上下联动传输带爬坡等技术措施，提高了船速、减低了能耗，槽运就成了目前最节能的，最快捷的大运量输系统。其能量利用率约为普通船运的一倍，是公路运输的好几倍。槽运系统已经不是昔日的河与船，河是管道或开放管道而船是自浮集装箱。其少水运行模式，使其具有穿越戈壁沙漠的能力。
权利要求
1、一种槽运系统，包括由船、水槽、岸边动力站，不停运装卸货设施构成的水运系统；其中，船自浮集装箱式，可吊装可堆积；统一标准制作，船上无动力，无人驾驶；船四角有四个贮水舱，用排空或装水的办法调节装货之后的船体平衡及整船的吃水线；船上装有漏水检测无线、灯光报警设备，还可控制排水泵减缓船漏水的危害；为适应高速，减少阻力，船顶有盖板盖布，船尾有可伸缩“拖裙”，用以覆盖两船的间隙，船底装有导流板，用以引导水流气流；其中，槽统一标准的宽度和槽形，有敞开式和封闭管道式；由于用电作动力不耗氧无污染，封闭管道式的隧洞内，设施可以很简单，隧洞的空间几乎都用来通过船只，这样的隧洞造价低，好维护；隧洞内冬天不结水，水份蒸发少，适合北方及戈壁沙漠地区；水槽有水平槽和斜坡槽之分，水平槽一般与联动式斜坡传输带配合，构成水平梯级槽；每个槽都是独立的，都备有水位调节设备和小水库；各方向的水槽汇集在货物装卸和船队编组站；其中，岸边动力站把船上动力移至岸边，改螺旋桨推进为岸边拖曳船队；拖曳方式有接触式与非接触式，采用直线电机拖曳时为非接触式，此时岸边装直线电机的一组电极，而船帮船底装另一组电极，采用链轮拖曳时为接触式，此时岸边动力站装电机驱动的链轮，而船上装链条；两者都用电作动力，运行过程不耗氧无污染；用计算机控制各动力站的运行，可以做到无人值守；船队有惯性，岸边动力站可以每隔一定距离设置一个；其中，不停运装卸货设施有三种不停运装卸方法和相应的设施，第一种叫切线甩出嵌入法，在主航道的装卸点建有货船出和入的两条与主航道相切的圆弧辅助航道；在计算机控制下，到达货船从主航道沿切线甩至辅航道等待卸货，而待出发的货船以相同的速度从另一辅航道沿切线嵌入主航道；第二种叫漏斗式移动码头，移动码头事先装满货物或旅客，然后启动并加速追赶船，等码头速度与船速相同时，即两者相对静止时，迅速完成装卸货交换，装卸作业完成后，移动码头反方向返回原出发地卸货，等待下一次作业；第三种叫旋转吊臂吊车组合，以航道边排列六台吊车为例，各吊车的吊臂旋转360°的时间，正好与走过六只船的时间相同，六台吊车的旋转吊臂的位置，依次各迟延60°角；这样，第一台吊车吊起第一只船并旋转至后面放下船只，然后继续旋转准备吊下一只船；此期间第二台吊车转了60°，正好与走过来的第二只船相遇并吊起第二只船……，六台吊车依次吊起六只船；用另外六台吊车同样可以向主航道依次吊入六只船。
2、 一种槽运节能提速措施，其特征是 船上无动力，拖曳船队的动力来自岸边动力站。
3、 一种槽运节能提速措施，其特征是船、水流、气流的综合利用，在首船的船头装犁形分水器把低水 位的水引向船底船帮，在导流板配合下，形成稳定的对船阻力最小的 水流；在首船上装空气压縮机，吸进船前的空气，压縮后再分别送至 船底船帮，使水与船之间形成气垫，进一步减小阻力；为了维持稳定 的气垫，船上装导流板，并由岸边动力站向船底提供补气，泄气与补 气动态平衡。
4、 一种槽运节能提速措施，其特征是爬坡时采用上下联动的传输带，下坡船队的势能被全部用作提升 上坡船队；理想情况下，整条传输带是不需要为克服重力而作功，仅 仅只要克服传输带本身的摩擦力；该传输带是槽运系统连续不停运的 组成部分，传输带下面可以没有水。
5、 一种槽运节能提速的运行模式，其特征是槽运系统设计成连续不停运模式，在这种模式下，所有运输参数 都可调整到最佳，因此是最节能运量最大的模式，也是货物最快到达模式；只有货源不足或检修才启用间歇连续模式。
6、 一种槽运少水运行模式，其特征是水槽的水由可升降的闸分隔成高低水位；在连续不停运的水槽 里，船帮上一直保持高水位，这是常态；当临时停运，船只不能完全 塞满水槽时，水位就会下降，船就会接触槽底无法行走，此时可用升 起槽里的水闸和向槽里注水的办法使水往上升；每个水槽都有自己的 小水库和调节水位的设备；整个水槽的用水量就是船塞满水槽之后的 槽与船的间隙的用水量，是一种少水运行模式；槽里的水可以就近取 用，也可以用槽运从远处拉来o
全文摘要
槽运系统是一个长距离的大运量的运输系统；引入管道运输中连续不停运运输模式，采取把动力由船上移至岸边拖曳、采取船水流、气流(气垫)阻力最小化设计、采取上下联动传输带爬坡等技术措施，提高了船速、减低了能耗，槽运就成了目前最节能的，最快捷的大运量运输系统。其能量利用率约为普通船运的一倍，是公路运输的好几倍。槽运系统已经不是昔日的河与船，河是管道或开放管道而船是自浮集装箱。其少水运行模式，使其具有穿越戈壁沙漠的能力。
文档编号B63B21/56GK101537840SQ20081001773
公开日2009年9月23日 申请日期2008年3月18日 优先权日2008年3月18日
发明者杨金玉 申请人:杨金玉