CN221441426U - 一种摩阻消能式船闸闸门防撞装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种摩阻消能式船闸闸门防撞装置，包括浮筒机构，卷扬机构，摩阻消能组件和拦阻链索；浮筒机构于船闸闸槽内，漂浮于水面上，在船闸两侧闸槽对称分布，成对出现，卷扬机构和摩阻消能组件于浮筒机构正上方，布置于闸墙顶部对称分布，成对出现，拦阻链索横跨闸室经浮筒机构转向转换为拦阻索钢丝绳连接至闸顶部卷扬机构上，摩阻消能组件通过齿轮传动连接至卷扬机构。与现有技术相比，本实用新型具有结构简单，安全可靠，维保检修方便，成本低等优点。

Description

一种摩阻消能式船闸闸门防撞装置

技术领域

本实用新型涉及船闸设备技术领域，尤其是涉及一种摩阻消能式船闸闸门防撞装置。

背景技术

船闸是水利枢纽工程的主要通航建筑之一，为保障其安全高效的运行，一些大型船闸设置有防撞警戒装置，防撞警戒装置安装于船闸人字门之前，目的在于防止或尽量减轻因驾驶员的失误或船舶故障而致使船舶向船闸人字门滑行造成冲撞人字门损坏船闸设备的事故。大部分船闸防撞警戒装置着重于警戒警示作用，防撞作用功能不足，因未设置有消能装置，一旦发生船舶冲撞防撞警戒装置事件，巨大的冲击力甚至可能会损坏闸墙闸槽类的水工建筑物，如专利CN111402553A“一种带挡船索下放保护装置的船闸防撞系统”提到的船闸防撞装置。

专利CN203701044U“阻尼机式拦船装置”公开了具有摩阻消能功能的拦船设施，其包括阻尼机、钢丝绳、浮筒，可实现通过钢丝绳和阻尼机的摩擦阻力来消减船舶动能，但因其适合于动水河道中，钢丝绳和浮筒连接漂浮于水面起到拦船作用，无法自动下放钢丝绳使船舶通过，且无法实现自动控制，使用人力成本较高、一旦钢丝绳断裂，维保检修工程量较大。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了提供一种摩阻消能式船闸闸门防撞装置，结构简单，安全可靠，维保检修方便。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：一种摩阻消能式船闸闸门防撞装置，包括浮筒机构、卷扬机构、摩阻消能组件和拦阻链索，所述浮筒机构、卷扬机构、摩阻消能组件在船闸两侧闸墙顶和闸槽内对称分布，成对出现，由拦阻链索连接；

所述摩阻消能组件包括摩阻制动器、摩阻轮、摩阻连轴、传力小齿轮和传力大齿轮，所述传力小齿轮、摩阻轮由摩阻连轴连接，摩阻制动器能与摩阻轮接触制动，传力小齿轮与传力大齿轮啮合；

所述卷扬机构包括拦阻钢丝绳卷筒、卷筒开式齿轮、卷筒啮合齿轮、联轴器和驱动组件，所述卷筒开式齿轮与拦阻钢丝绳卷筒连接，并与卷筒啮合齿轮啮合，卷筒啮合齿轮与传力大齿轮通过轴相连接再与联轴器连接，联轴器连接驱动组件；

所述拦阻链索包括拦阻链和拦阻钢丝绳，拦阻钢丝绳一端卷绕于拦阻钢丝绳卷筒上，另一端与拦阻链连接，拦阻链穿过浮筒机构与船闸另一侧的浮筒机构和拦阻钢丝绳连接。

所述摩阻消能组件通过齿轮传动连接至卷扬机构。

优选地，所述卷筒开式齿轮和传力大齿轮为开式大齿轮。

优选地，所述卷筒啮合齿轮和传力小齿轮为开式小齿轮。

优选地，所述摩阻制动器为电力液压鼓式制动器，传力小齿轮、摩阻轮由摩阻连轴通过键连接，摩阻轮设于摩阻制动器的制动瓦之间。

优选地，所述驱动组件包括电机、制动器和减速箱，所述联轴器连接于减速箱，减速箱与电机连接，减速箱与电机之间设有制动器。

进一步优选地，所述制动器为电力液压块式制动器。

优选地，所述卷筒开式齿轮与拦阻钢丝绳卷筒通过法兰盘螺栓连接。

优选地，所述拦阻钢丝绳卷筒键连接有卷筒轴，卷筒轴通过支架安装在卷筒底座上，卷筒底座在拦阻钢丝绳卷筒下方设有便于拦阻钢丝绳下降与上升的开孔。

优选地，所述装置还包括控制系统，控制系统连接卷扬机构、摩阻消能组件。

进一步优选地，所述拦阻钢丝绳卷筒上设有荷重仪，荷重仪、摩阻制动器、驱动组件均连接控制系统。

优选地，所述浮筒机构包括浮筒、机架和转向轴，所述浮筒漂浮于水面，机架设置在浮筒上，机架上设有转向轴，拦阻链通过转向轴转向并连接拦阻钢丝绳。

进一步优选地，所述机架前后部安装有滑轨支垫，两侧安装有导轮。

所述浮筒机构设于船闸闸槽内，漂浮于水面上，在船闸两侧闸槽对称分布，成对出现，卷扬机构和摩阻消能组件于浮筒机构正上方，布置于闸墙顶部，对称分布，成对出现。

本实用新型中，浮筒机构起到随水位上下自动调节高度的作用以及转换传力方向和主要支撑的作用。

优选地，所述浮筒机构漂浮于闸槽内水面上，卷扬机构、摩阻消能组件布置于浮筒机构上方顶部的闸墙上，拦阻链索横跨闸室经浮筒机构转向连接至闸顶部卷扬机构上，所述卷扬机构、摩阻消能组件对称分布于两侧闸墙顶部，浮筒机构对称分布于两侧闸槽水面上，通过拦阻链索连接组成防撞系统。

本实用新型为一种摩阻消能式船闸闸门防撞装置，在船闸船舶进闸时，利用拦阻链索拦截失控或误操作的船舶，拦船的拦阻链索张紧后，拉力通过卷筒机构的传递，转化为摩阻消能组件的摩擦做功，使失速船舶在碰撞船闸闸门前制动，保护闸门。通过设置浮筒机构，实现拦阻链索提升高度自动随闸室水位变化设定，将拦阻链索工作状态保持在水面以上一定高度。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1.本实用新型装置安全可靠，设计了摩阻消能组件，把失速船舶的动能转化为摩阻消能组件的摩擦做功，可有效地保护船闸闸门，避免船舶碰撞，提高了船闸结构设备的安全性；

2.本实用新型装置原理易懂，结构简单，通过在卷筒机构上合理连接摩阻消能组件，对比其他消能形式的船闸防撞装置，结构更简单，空间占据更小，在一个船闸闸室井槽内便能实现整套装置单侧的安装和改造；

3.本实用新型装置恢复快速便捷，维保检修方便，防撞能力设计范围内，失速船舶的动能转化为摩阻消能组件的摩擦做功，最后能量在摩擦做功产生的热能中耗散，装置的恢复通过松开摩阻制动器正常启动卷扬机构以提升拦阻链索便可回复初始状态，结构简单，部件使用寿命长，检修周期大大缩短，成本低；

4.本实用新型装置的拦阻链与柔性的拦阻钢丝绳连接，在摩阻消能组件设定的设计值内，船舶与拦阻链发生轻微碰撞，动能转化为柔性钢丝绳的弹性势能，可恢复性强，保持了结构的完整性和较好的拦截效果；

5.本实用新型装置自动适应水位高度的变化，便捷性好，浮筒机构利用浮力随闸室水位升降自动升降，将拦阻链提升高程自动设定在水面一定高度，实现拦阻链高度准确的自动调整；

6.本实用新型装置的摩阻消能组件设定有静摩擦和动摩擦两种状态，当船舶与拦阻链发生轻微碰撞产生动能在设定值内时，动能转化为柔性钢丝绳的弹性势能，当船舶与拦阻链发生碰撞产生动能超过设定值时，动能转化为摩阻制动器和摩阻轮的摩擦做功，摩阻消能组件两种状态的设定有减少了卷扬机构多频次使用，延长了设备的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型船闸防撞装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型卷扬机构的结构示意图；

图3为本实用新型卷扬机构的俯视图；

图4为本实用新型浮筒机构的结构示意图；

图5为本实用新型卷扬机构和摩阻消能组件的结构示意图；

图6为本实用新型摩阻消能组件的结构示意图；

图中：1-浮筒机构，11-浮筒，12-机架，13-导轮，14-滑轨支垫，15-转向轴，2-卷扬机构，21-拦阻钢丝绳卷筒，22-卷筒轴，23-卷筒开式齿轮，24-卷筒啮合齿轮，25-电机，26-制动器，27-减速箱，28-联轴器，29-卷筒底座，3-摩阻消能组件，31-摩阻制动器，32-摩阻轮，33-摩阻连轴，34-传力小齿轮，35-传力大齿轮，4-拦阻链索，41-拦阻链，42-拦阻钢丝绳。

图中：拦阻链索包括拦阻船舶的拦阻链、拦阻钢丝绳，拦阻钢丝绳一端卷绕于拦阻钢丝绳卷筒上，绳端通过压板固定于拦阻钢丝绳卷筒，另一端与拦阻链连接，拦阻链穿过浮筒机构横跨江面与对岸浮筒机构、拦阻钢丝绳连接。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步的定义和解释。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

实施例1

一种摩阻消能式船闸闸门防撞装置，如图1所示，包括浮筒机构1、卷扬机构2、摩阻消能组件3和拦阻链索4，浮筒机构1、卷扬机构2、摩阻消能组件3在船闸两侧闸墙顶和闸槽内对称分布，成对出现，由拦阻链索4横跨闸室经浮筒机构1转向转换为拦阻索钢丝绳42连接至闸室顶部卷扬机构2上。

具体地，如图2、3所示，卷扬机构2包括拦阻钢丝绳卷筒21、卷筒轴22、卷筒开式齿轮23、卷筒啮合齿轮24、电机25、制动器26、减速箱27、联轴器28和卷筒底座29，卷筒底座29在拦阻钢丝绳卷筒21下方位置有方形孔以便拦阻钢丝绳42顺利下降与上升，卷筒轴22与拦阻钢丝绳卷筒21通过键连接，卷筒开式齿轮23与拦阻钢丝绳卷筒21通过法兰盘螺栓连接，卷筒开式齿轮23与卷筒啮合齿轮24啮合连接，卷筒啮合齿轮24与传力大齿轮35通过轴相连接再与联轴器28连接，联轴器28另一端连接于减速箱27的低速输出轴，减速箱27高速输入轴与电机25连接，中间有制动器26控制转速。

如图5所示，摩阻消能组件3包括摩阻制动器31、摩阻轮32、摩阻连轴33、传力小齿轮34和传力大齿轮35；传力小齿轮34、摩阻轮32由摩阻连轴33连接，传力小齿轮34与传力大齿轮35啮合连接传导摩阻力，通过摩阻制动器31与摩阻轮32作用产生摩阻力并经过传力小齿轮34和传力大齿轮35的啮合传导摩阻力至拦阻钢丝绳卷筒21起到摩阻式消能拦以达截失速船舶的作用。

如图4所示，浮筒机构1包括漂浮于水面的浮筒11、支撑的机架12、导轮13、拦阻时主要受力的滑轨支垫14和改变传力方向的转向轴15。

拦阻链索4包括拦阻船舶的拦阻链41、拦阻钢丝绳42，拦阻钢丝绳42一端卷绕于拦阻钢丝绳卷筒21上，另一端与拦阻链41连接，拦阻链41穿过浮筒机构1横跨江面与对岸浮筒机构1、拦阻钢丝绳42连接。

本实施例中，摩阻消能组件3中的摩阻制动器31和摩阻轮32处于压紧制动状态，下行第一排进闸船舶由于未及时制动与拦阻链41发生轻微碰撞时，阻力传递至与拦阻链41连接的拦阻钢丝绳42，当碰撞的动能的在摩阻消能组件1设定值内未能使得摩阻制动器31和摩阻轮32发生动摩擦，碰撞时的动能转化为柔性钢丝绳的弹性势能，实现拦截失速船舶，当船舶由于制动故障或者误操作撞向拦阻链41，碰撞的动能超过摩阻消能组件3设定值时，阻力通过拦阻链索4的传递至卷扬机构2再到摩阻消能组件3，摩阻制动器31和摩阻轮32发生动摩擦，摩擦做功抵消掉碰撞中的动能直至失速船舶在闸门前停止，实现防撞功能，保护人字门。

实施例2

一种摩阻消能式船闸闸门防撞装置，该装置主要由浮筒机构1、卷扬机构2、摩阻消能组件3和拦阻链索4四部分组成；卷扬机构2包括拦阻钢丝绳卷筒21、卷筒轴22、卷筒开式齿轮23、卷筒啮合齿轮24、电机25、制动器26、减速箱27、联轴器28、卷筒底座29；浮筒机构1包括浮筒11、机架12、导轮13、滑轨支垫14、转向轴15；摩阻消能组件3包括摩阻制动器31、摩阻轮32、摩阻连轴33、传力小齿轮34、传力大齿轮35；拦阻链索4包括拦阻链41、拦阻钢丝绳42；浮筒机构1、卷扬机构2、摩阻消能组件3在船闸两侧闸墙顶和闸槽内对称分布，成对出现，由拦阻链索4横跨闸室经浮筒机构1转向转换为拦阻索钢丝绳42连接至闸室顶部卷扬机构2上。

具体地，上述阻钢丝绳卷筒21通过卷筒轴22及支架安装在卷筒底座29上，卷筒底座29在拦阻钢丝绳卷筒21下方位置有方形孔以便拦阻钢丝绳42顺利下降与上升，卷筒轴22与拦阻钢丝绳卷筒21通过键连接。

上述卷筒开式齿轮23与拦阻钢丝绳卷筒21通过法兰盘螺栓连接，卷筒开式齿轮23与卷筒啮合齿轮24啮合连接，卷筒啮合齿轮24与传力大齿轮35通过轴相连接再与联轴器28连接，联轴器28另一端连接于减速箱27的低速输出轴，减速箱27高速输入轴与电机25连接，两者中间设置有制动器26。

上述摩阻轮32由摩阻连轴33连接，摩阻连轴33另一端连接传力小齿轮34，传力小齿轮34与传力大齿轮35啮合连接，摩阻制动器31抱紧摩阻轮32固定在卷筒底座29的支座上。

上述浮筒机构1包括浮筒11，与支撑的机架12焊接为一体，机架前后部安装有滑轨支垫14，两侧安装有导轮13、中间安装有转向轴15，浮筒11、机架12有设有穿过拦阻链41和拦阻钢丝绳42的贯穿式方形孔。

上述组件的拦阻链41横跨闸室经浮筒机构1转向转换为拦阻索钢丝绳42连接至闸顶部卷扬机构2上，所述的卷扬机构2、摩阻消能组件3对称分布于两侧闸墙顶部，浮筒机构1对称分布于两侧闸槽水面上，通过拦阻链索4连接组成防撞系统；本实施例摩阻消能式船闸闸门防撞装置的工作流程为：

1)启动防撞装置

防撞装置初始状态，摩阻制动器31处于松开状态，拦阻链41沉于闸室水下底部，电机端电力液压块式制动器26制动，浮筒机构1在闸槽内浮于水面上。

上行过闸船舶出闸完毕后，船闸进入下行状态。首先，控制启动卷扬电机25正转，同时松开电力液压块式制动器26。拦阻钢丝绳卷筒21开始收卷拦阻钢丝绳42并带着拦阻链41一起提升，拦阻链41升出水面约0.5米后，与浮筒机构1的转向轴15接触，拦阻钢丝绳卷筒21继续收卷直至横跨闸室水面下垂的拦阻链41开始张紧，当达到拦阻钢丝绳卷筒21上设有的荷重仪报警值时，电机25停机，同时摩阻制动器31制动抱紧摩阻轮32，整个装置进入拦阻防撞工作状态，下行船舶开始进闸。

2)拦阻防撞过程

下行第一排进闸船舶由于未及时制动与拦阻链41发生轻微碰撞时，阻力传递至与拦阻链41连接的拦阻钢丝绳42，当碰撞的动能的在摩阻消能组件3设定值内未能使得摩阻制动器31和摩阻轮32发生动摩擦，碰撞时的动能转化为柔性钢丝绳的弹性势能，实现拦截失速船舶。

当船舶由于制动故障或者误操作撞向拦阻链41，碰撞的动能超过摩阻消能组件3设定值时，阻力通过拦阻链索4的传递至卷扬机构2再到摩阻消能组件3，摩阻制动器31和摩阻轮32发生动摩擦，摩擦做功抵消掉碰撞中的动能直至失速船舶在闸门前停止，实现防撞功能，保护人字门。

3)防撞装置初始化

进闸第一排船舶停稳后，若未发生碰撞刮蹭事故，则防撞装置开始初始化。

控制启动卷扬电机25反转，同时摩阻制动器31松开。拦阻钢丝绳卷筒21开始放卷拦阻钢丝绳42并带着拦阻链41一起下降，当达到拦阻钢丝绳卷筒21设定的行程下限时，电机25停止，同时电机端电力液压块式制动器26制动，防撞装置恢复到初始状态。

实施例3

一种摩阻消能式船闸闸门防撞装置，如图6所示，摩阻制动器31为电力液压鼓式制动器，摩阻轮32设于摩阻制动器31的制动瓦之间，通过电力液压推杆与弹簧的作用实现制动瓦的打开和合拢。通过旋拧摩阻制动器31上的调节螺母实现安装弹簧长度的调整以此来调节摩阻消能组件3的设定值。其余与实施例2相同。

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实用新型。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，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种摩阻消能式船闸闸门防撞装置，其特征在于，包括浮筒机构(1)、卷扬机构(2)、摩阻消能组件(3)和拦阻链索(4)，所述浮筒机构(1)、卷扬机构(2)、摩阻消能组件(3)在船闸两侧闸墙顶和闸槽内对称分布，成对出现，由拦阻链索(4)连接；

所述摩阻消能组件(3)包括摩阻制动器(31)、摩阻轮(32)、摩阻连轴(33)、传力小齿轮(34)和传力大齿轮(35)，所述传力小齿轮(34)、摩阻轮(32)由摩阻连轴(33)连接，摩阻制动器(31)能与摩阻轮(32)接触，传力小齿轮(34)与传力大齿轮(35)啮合；

所述卷扬机构(2)包括拦阻钢丝绳卷筒(21)、卷筒开式齿轮(23)、卷筒啮合齿轮(24)、联轴器(28)和驱动组件，所述卷筒开式齿轮(23)与拦阻钢丝绳卷筒(21)连接，并与卷筒啮合齿轮(24)啮合，卷筒啮合齿轮(24)与传力大齿轮(35)通过轴相连接再与联轴器(28)连接，联轴器(28)连接驱动组件；

所述拦阻链索(4)包括拦阻链(41)和拦阻钢丝绳(42)，拦阻钢丝绳(42)一端卷绕于拦阻钢丝绳卷筒(21)上，另一端与拦阻链(41)连接，拦阻链(41)穿过浮筒机构(1)与船闸另一侧的浮筒机构(1)和拦阻钢丝绳(42)连接。

2.根据权利要求1所述的摩阻消能式船闸闸门防撞装置，其特征在于，所述摩阻制动器(31)为电力液压鼓式制动器，传力小齿轮(34)、摩阻轮(32)由摩阻连轴(33)通过键连接，摩阻轮(32)设于摩阻制动器(31)的制动瓦之间。

3.根据权利要求1所述的摩阻消能式船闸闸门防撞装置，其特征在于，所述驱动组件包括电机(25)、制动器(26)和减速箱(27)，所述联轴器(28)连接于减速箱(27)，减速箱(27)与电机(25)连接，减速箱(27)与电机(25)之间设有制动器(26)。

4.根据权利要求1所述的摩阻消能式船闸闸门防撞装置，其特征在于，所述卷筒开式齿轮(23)与拦阻钢丝绳卷筒(21)通过法兰盘螺栓连接。

5.根据权利要求1所述的摩阻消能式船闸闸门防撞装置，其特征在于，所述拦阻钢丝绳卷筒(21)键连接有卷筒轴(22)，卷筒轴(22)通过支架安装在卷筒底座(29)上，卷筒底座(29)在拦阻钢丝绳卷筒(21)下方设有便于拦阻钢丝绳(42)下降与上升的开孔。

6.根据权利要求1所述的摩阻消能式船闸闸门防撞装置，其特征在于，所述装置还包括控制系统，控制系统连接卷扬机构(2)、摩阻消能组件(3)。

7.根据权利要求6所述的摩阻消能式船闸闸门防撞装置，其特征在于，所述拦阻钢丝绳卷筒(21)上设有荷重仪，荷重仪、摩阻制动器(31)、驱动组件均连接控制系统。

8.根据权利要求1所述的摩阻消能式船闸闸门防撞装置，其特征在于，所述浮筒机构(1)包括浮筒(11)、机架(12)和转向轴(15)，所述浮筒(11)漂浮于水面，机架(12)设置在浮筒(11)上，机架(12)上设有转向轴(15)，拦阻链(41)通过转向轴(15)转向并连接拦阻钢丝绳(42)。

9.根据权利要求8所述的摩阻消能式船闸闸门防撞装置，其特征在于，所述机架(12)前后部安装有滑轨支垫(14)，两侧安装有导轮(13)。

10.根据权利要求1所述的摩阻消能式船闸闸门防撞装置，其特征在于，所述浮筒机构(1)漂浮于闸槽内水面上，卷扬机构(2)、摩阻消能组件(3)布置于浮筒机构(1)上方顶部的闸墙上，拦阻链索(4)横跨闸室经浮筒机构(1)转向连接至闸顶部卷扬机构(2)上，所述卷扬机构(2)、摩阻消能组件(3)对称分布于两侧闸墙顶部，浮筒机构(1)对称分布于两侧闸槽水面上，通过拦阻链索(4)连接组成防撞系统。