用于航标船的移动配载安全保护装置的制作方法

技术领域

本发明涉及一种航标船移动配载装置配套装置，更具体的说，本发明主要涉及一种用于航标船的移动配载安全保护装置。

背景技术：

长江航标船是长江航道上航标维护、修理、移标、布标的主力船型，其上最重要的生产设备是旋臂式吊机，该吊机必备的辅助配套装置就是移动配载装置。移动配载装置原理是当吊机起重作业时，在船宽方向上反向移动一定重量的物体，抵消吊机起重工作时的力矩，减小船舶横倾角，保持船舶的平衡。但是该装置在船上使用时是靠四只滚轮在轨道上运行移动的，其制动装置是靠运行机构的电动机的电磁抱刹自锁装置来完成制动力。在江上风浪条件恶劣时，船舶会产生剧烈的横摇、纵摇、垂荡等运动，产生的惯性力可能会使移动配载箱产生跳齿、滑移，甚至倾覆等可能，配载装置重量达5t以上，如果出现上述问题后果是非常严重的。长期以来该问题一直存在，船员六级风以上就不敢出航，出航率低工作效率低；因而有必要针对航标船的移动配载装置的安全防护装置进行研究和改进。

技术实现要素：

本发明的目的之一在于针对上述不足，提供一种用于航标船的移动配载安全保护装置，以期望解决现有技术中航标船上移动配载装置运行时，在恶劣风浪条件下很大的惯性力仅靠运行电机的自锁力作为整个装置的制动力，力量不够且不可靠，移动配载的惯性力将可能导致运行齿条跳齿、滑移、甚至配载箱倾覆等技术问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

本发明所提供的一种用于航标船的移动配载安全保护装置，所述的安全装置包括刹车轨道与刹车模块，所述刹车轨道位于移动配载运行轨道之间的船底结构上；所述刹车模块包括垫板，所述垫板上安装有支架，所述支架上安装有两个第一支座，所述两个第一支座，且所述两个第一支座上分别安装有两个相互对应的刹车油缸，两个刹车油缸的输出杆均上安装有刹车块，且两个刹车块位于刹车轨道的两侧；所述刹车油缸还通过管道与液压泵站相连通；所述液压泵站包括油箱、电动机与液压泵，所述液压泵安装在油箱与刹车油缸之间的管道上，且油箱与刹车油缸之间的管道上还安装有蓄能器、换向阀与单向阀；用于由电动机带动液压泵从油箱中吸取液压油，并经单向阀与换向阀输出至刹车油缸，从而驱动刹车油缸动作。

作为优选，进一步的技术方案是：所述刹车轨道为两条，且均固定于船底结构上，每条刹车轨道上均安装有两个刹车模块。

更进一步的技术方案是：所述小车上安装有配载装置，所述液压泵站安装于配载装置的顶部。

更进一步的技术方案是：所述刹车油缸上均安装有弹簧，用于在失压状态下带动刹车油缸的输出杆退回。

更进一步的技术方案是：所述刹车模块的外侧均设有水平滚轮，所述水平滚轮置于移动配载运行轨道的外侧。

更进一步的技术方案是：所述刹车轨道插入安装在船体底部的龙骨上，且刹车轨道的两侧还加密设置有肘板。

更进一步的技术方案是：所述第一支座的内部还设有第二支座，所述刹车油缸安装在第二支座内。

更进一步的技术方案是：所述的安全装置还包括控制系统，所述控制系统包括控制器、电机制动器接触器、电磁阀接触器、压力表两个压力开关，所述电机制动器接触器、电磁阀接触器、压力表与两个压力开关均接入控制器；所述压力表与两个压力开关均安装在油箱与刹车油缸的之间的管道上；用于由压力表采集当前管道中压力传输至控制器中，由控制器根据当前压力控制电机制动器接触器、电磁阀接触器以及两个压力开关的闭合与断开。

与现有技术相比，本发明的有益效果之一是：通过在航标船移动配载装置结构的基础上增加刹车轨道及刹车模块，用于在移动配载装置运行的过程中辅助刹车，有效提升整个装置的制动力，改善在恶劣风浪条件下很大的惯性力仅靠运行电机的自锁力导致制动力量不够的问题，防止运行齿条跳齿、滑移、甚至配载箱倾覆等不利情况的发生，从而保证恶劣风浪条件下出航的安全性，同时本发明所提供的一种用于航标船的移动配载安全保护装置结构简单，可直接基于现有移动配载装置改造，并且改造后的船舶可在大风浪的条件下应急移标、抢修、战洪等，其耗时短，效率高，从而将可观的间接经济效益和社会效益。

附图说明

图1为用于说明本发明一个实施例的结构示意图；

图2为用于说明本发明一个实施例中的刹车模块结构示意图；

图3为用于说明本发明一个实施例中的液压系统结构示意图；

图4为用于说明本发明另一个实施例中的控制系统示意图；

图5为用于说明本发明另一个实施例的控制系统硬件结构示意框图；

图中，1为刹车轨道、2为刹车模块、21为垫板、22为第一支座、23为刹车油缸、24为刹车块、25为支架、26第二支座、3为小车、4为移动配载运行轨道、5为液压泵站、51为电动机、52为液压泵、53为蓄能器、54为换向阀、55为单向阀、56为压力表、57为安全阀、6为配载装置、7为水平滚轮、8为肘板、9为运行电机、10为减速器、11为齿条装置、12为齿轮装置、13为移动配载安全保护装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步阐述。

本发明针对背景技术中所描述的安全隐患，提高船舶的出航率。提供一套安全可靠的安全保护系统，对移动配载装置进行动、静态保护。在移动配载装置运行前即先打开安全保护系统，在配载装置停止工作后即跟随刹车锁定，该装置与原船移动配载装置相互配合，有序工作，互不干扰。

参考图1所示，本发明的一个实施例一种用于航标船的移动配载安全保护装置，该安全装置包括刹车轨道1与刹车模块2，其中刹车轨道1位于移动配载运行轨道4之间的船底结构上；而刹车模块2则需要安装于移动配载运行轨道4上的小车3底部；

更为重要的是，结合图2所示，前述的刹车模块2应包括垫板21，垫板21上安装有支架25，支架25上安装有两个第一支座22，两个第一支座22上再分别安装两个相互对应的刹车油缸23，两个刹车油缸23的输出杆均上安装刹车块24，且两个刹车块24位于刹车轨道1的两侧；刹车油缸23还通过管道与液压泵站5相连通；

结合图3所示，上述的液压泵站5包括油箱、电动机51与液压泵52，其中液压泵52安装在油箱与刹车油缸23之间的管道上，且油箱与刹车油缸23之间的管道上还安装有蓄能器53、换向阀54与单向阀55；用于由电动机51带动液压泵52从油箱中吸取液压油，并经单向阀55与换向阀54输出至刹车油缸23，从而驱动刹车油缸23动作，进而通过刹车块24与刹车轨道1之间的摩擦力实现刹车；刹车产生的扭矩，由刹车装置支架25和刹车轨道24共同承担；

与此同时，液压系统向蓄能器充能，当蓄能器充满压力后，将持续向系统冲压，从而保证系统压力维持在设定值范围，使得刹车装置能处于24h刹紧状态。此外，蓄能器处设置一路安全阀57，当蓄能器完成充能，系统压力达到设定值（4.0MPa）后，安全阀57打开，液压油回流至液压油箱。

正如上述实施例所提到的，上述的刹车模块可设置为四只，进而组成刹车制动装置，具体可将刹车轨道1设置为两条，且均固定于船底结构上，每条刹车轨道1上均安装有两个刹车模块2；并且在液压泵站5以及与之配套的液压系统的辅助下，可实现四只刹车模块同步进行刹车及松开。

在本实施例中，通过在航标船移动配载装置结构的基础上增加刹车轨道1及刹车模块2，用于在移动配载装置运行的过程中辅助刹车，有效提升整个装置的制动力，改善在恶劣风浪条件下很大的惯性力仅靠运行电机的自锁力导致制动力量不够的问题，防止运行齿条跳齿、滑移、甚至配载箱倾覆等不利情况的发生，从而保证恶劣风浪条件下出航的安全性。

根据本发明的另一实施例，为便于装置的结构整合，发明人参考现有船舶移动配载装置的结构，将上述的液压泵站5安装于配载装置6的顶部，而正如图1所示出的，配载装置6置于小车3的上部；另一方面，为便于刹车油缸23的输出杆加压伸出，失压退回的功能，还可在上述刹车油缸23上均安装弹簧，通过该弹簧即可在失压状态下带动刹车油缸23的输出杆退回，刹车块24松开。

进一步的，还可在刹车模块2的外侧均设有水平滚轮7，并使该水平滚轮7置于移动配载运行轨道4的外侧；水平滚轮7可以起到分担纵向力矩的作用，减轻配载装置小车两边的水平导向滚轮与运行轨道4槽钢之间的摩擦，从而起到保护运行轨道4槽钢的作用。此处需要说明的是，水平滚轮与运行轨道4之间的安装间隙小于移动配载装置的摩擦片与运行轨道4之间的间隙，从而使在移动配载装置工作及船舶产生纵倾的时候，防止其摩擦片与运行轨道4接触，从而影响移动配载装置的正常工作，以及起到保护作用。

并且，水平滚轮装置主要由上下支座、支架、销轴、压盖及挡圈等零部件组成。其中上下支座、压盖等零部件采用Q235-B钢板制作，支架及销轴均采用45#锻钢件制作。

同时为了增加上述刹车轨道1的稳定性，最好采用钢板作为上述的刹车轨道1，并将其插入安装在船体底部的龙骨上，且刹车轨道1的两侧还需加密设置有肘板8，前述的钢板可选用40mm的厚度，以增加其使用的安全性，从而弥补运行轨道4刚性较弱的缺陷。

另外，为便于更换上述刹车模块2中的刹车块24，还可在第一支座22的内部增设第二支座26，将上述刹车油缸安装23在第二支座26内。

参考图4所示，在本发明用于解决技术问题更加优选的一个实施例中，发明人还上述实施例所述移动配载安全保护装置的基础上，增加了用于控制其液压系统的控制系统，该控制系统包括控制器、电机制动器接触器、电磁阀接触器、压力表56两个压力开关，电机制动器接触器、电磁阀接触器、压力表56与两个压力开关均接入控制器；压力表56与两个压力开关均安装在油箱与刹车油缸23的之间的管道上；用于由压力表56采集当前管道中压力传输至控制器中，由控制器根据当前压力控制电机制动器接触器、电磁阀接触器以及两个压力开关的闭合与断开；

除上述以外，上述实际应用中亦可结合控制箱的原理，将控制器安装于泵站控制箱中，参考图5所示，本发明实际应用中控制系统的硬件组成如下：

⑴ 泵站控制箱1只，包括手动/自动转换开关、启动停止按钮、松开到位指示灯、刹车到位指示灯、断路器、接触器、变压器、整流桥、熔断器等。安装在下去舱内的楼梯口。可以实现泵站电源控制，泵站启动、停止，观察是刹车还是松开的状态。

⑵ 远程信号指示箱1只，包括电源、运行、刹车、松开信号指示灯。安装在配载柜附近，便于操作人员就近配载装置附近观察泵站和系统的状态。

⑶ 泵站遥控按钮盒1只，包括泵站启动、停止按钮。安装在配载柜附近，便于操作人员离开配载装置远处控制泵站的启动和停止。

⑷ 就地信号接线盒1只，主要用于外接1只油路总管压力开关、1只自动起停压力开关、1只电磁阀、1只0.75kW泵站电机电源。安装在移动配载小车上，主要用于将所有电源信号线和控制线集中于一体，美观整齐，接线方便。

参考图4所示，本实施例所述控制系统的一个优选控制方式的应用如下：

原有的移动配载小车电机功率为5.5kW，在原有的移动配载装置变频控制柜中的配载电机制动器接触器KM1接出一常开触点，到本系统新增的泵站控制箱里的1KA（电磁阀接触器），本系统的刹车和松开信号取自于液压系统油路上的2只压力开关：

总油路压力开关：

① KM1断开，电磁阀失电，总油路上压力开关1PK闭合，产生压差，刹车到位，信号指示箱和泵站控制箱上红灯亮；

② KM1吸合，电磁阀通电，总油路上压力开关1PK打开，进行卸油，松开到位，信号指示箱和泵站控制箱上绿灯亮；

泵站启停压力开关：

① 油箱低于2Mpa时，泵站启停压力开关的常开触点1P闭合，液压泵站电机自动启动。

② 油箱达到4Mpa时，泵站启停压力开关的常开触点2P断开，液压泵站电机自动停止。

配载电机断电，停止运转，原有的移动配载装置变频控制柜中的配载电机制动器接触器KM1断开，新增的泵站控制箱里的1KA断开，此时电气线路为断开状态，电磁阀失电，然后总油管上产生压差，此时四只脚上的刹车装置就会刹住。这时候由于机械上的总油路所选的压力开关固有的特性决定：电磁阀失电，总油路上压力开关闭合（1PK），1PK闭合后，刹紧/松开接触器（2KA）闭合，其辅助触点（2KA1）闭合，而后远程信号指示箱上的4HL1红灯亮，泵站控制箱上的4HL红灯亮，显示刹车到位。

配载电机通电，开始运转，原有的移动配载装置变频控制柜中的配载电机制动器接触器KM1吸合，新增的泵站控制箱里的1KA也跟着吸合（我们选用1KA型号为JZX-22F/4Z，较先进，吸合速度比原有的KM1快），此时新增的控制系统电气线路先于原有的控制系统线路闭合，电磁阀通电，打开油路，油路上的油压卸载，四只脚上的刹车装置就会先松开，而后配载电机刹车接着松开。这时候由于机械上的总油路所选的压力开关固有的特性决定：电磁阀通电，总油路上压力开关打开（1PK），进行卸油，总油管压力为零。1PK打开后，刹紧/松开接触器（2KA）打开，其辅助触点（2KA1）打开，而后远程信号指示箱上的5HL1绿灯亮，泵站控制箱上的5HL绿灯亮，显示松开到位。

除此之外，在本控制系统中亦可实现自动/手动遥控功能：即在泵站控制箱里设有1只自动/手动转换开关（ZHKG2），一般情况下，打在自动状态。

从新增的泵站控制箱里的泵站电机制动接触器（1KM）引出常开触点与新增的泵站控制箱体上的启动按钮（1SQ）和停止按钮（1ST）相互联锁，通过ZHKG2可以打到泵站手动状态。

从新增的泵站控制箱里的泵站电机制动接触器（1KM）引出常开触点与新增的遥控按钮盒上的启动按钮（2SQ）和停止按钮（2ST）相互联锁，通过ZHKG2可以打到泵站遥控状态。

在液压泵站油路总管上另设有泵站启停压力开关1只，由于此压力开关固有的特性：

在油压为4Mpa时（通过计算确定的设定值），泵站油箱高限位压力开关常闭触点（2P）断开 ，随之中间继电器的常闭触点K2断开，此时线路为开路，实现泵站自动停止。

在油压低于2Mpa时（通过计算确定的设定值），泵站油箱低限位压力开关常开触点（1P）闭合 ，随之中间继电器的常闭触点K1闭合，此时线路为闭路，实现泵站自动启动。

正如上述实施例所描述的，本发明优选的一个实施例在实际使用中，当泵站控制箱接通电源后，电动机51启动，通过联轴器带动齿轮泵（即液压泵52）转动向系统供油，此时系统也向蓄能器53充压，系统油压快速升高，当刹车油缸油压达到设定最大值时，油泵停止运行；当刹车油缸油压低于设定最低值时，电机油泵又一次开始启动泵油；当移动配载行走时，刹车油缸油压为零时，电动机51及液压泵52应正常运行，当压力超过设定压力时，多余油液经安全阀回油箱。当刹车电换向磁阀（即换向阀54）失电时，系统压力油进入刹车油缸，刹车装置刹紧；当刹车电磁换向阀得电时，油缸内压力油经电磁阀回油箱，在油缸弹簧作用下刹车装置松开。

通过上述液压系统中的电磁换向阀，当船上吊机及移动配载装置需要工作时，电磁换向阀得电并接通回油管路，系统压力卸载，液压油回流至液压油箱，此时液压油缸活塞杆在弹簧的作用下迅速弹回，实现刹车装置松开动作；当吊机及移动配载装置停止工作时，电磁换向阀失电，此时液压管路中无压力，电动机自动起动，驱动液压泵工作，此时刹车油缸活塞杆在油压作用下弹出，实现刹车工作。此时电动机及齿轮泵继续工作，直到整个液压系统的压力达到设定值（优选4.0MPa），电动机自动停机，此时液压油在单向阀及电磁换向阀关闭的作用下，无法回流，维持刹车油缸处的油压，使得刹车装置能持续处于刹紧状态。

而整个刹车模块2的所有零部件均采用螺栓连接的形式直接或间接的连接在垫板21上，垫板21焊接在配载小车3底部。刹车块24以及与之配合的调整块、安装在第一支座22内的刹车油缸23通过第二支座26与支架25连接（每只模块共12只螺栓），当需要更换刹车块24时，切断油路，拧开上述12只螺栓，位于刹车轨道1两侧的第二支座26及刹车块24会自动落于维修槽内（船体结构预留），此时即可更换刹车块。

除上述以外，还需要说明的是在在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。