一种带挡船索下放保护装置的船闸防撞系统

摘要

一种带挡船索下放保护装置的船闸防撞系统，它包括挡船索、与挡船索在连接部连接的提升机构、报警机构，提升机构包括卷筒组，在卷筒组上设有起重量限制器，卷筒组通过起吊钢丝绳与挡船索连接。本发明的目的是为了在出现挡船索下降受阻时，及时提醒工作人员进行应急处理和调查取证，避免或减轻船闸设备/辅助设备和船舶遭受更严重损伤。

权利要求

1.一种带挡船索下放保护装置的船闸防撞系统，其特征在于：它包括挡船索（1）、卷筒组（2）、起重量限制器（3）、报警机构（4）、起吊钢丝绳（5），挡船索（1）在连接部与提升机构连接，提升机构包括卷筒组（2），起重量限制器（3）设置在卷筒组（2）上，卷筒组（2）通过起吊钢丝绳（5）与挡船索（1）连接；

挡船索（1）在端部与船闸的闸槽连接，在闸槽的顶端设有起重量限制器（3），起重量限制器（3）包括轴承座（3‑1）、压力传感器（3‑3），轴承座（3‑1）设置在压力传感器（3‑3）上；轴承座（3‑1）受到的压力由压力传感器（3‑3）检测；

起重量限制器（3）用于检测起吊钢丝绳（5）下端负重的重量，若起重量限制器（3）检测的重量低于欠载点报警值，则报警机构（4）报警；

闸槽包括第一闸槽（9）、第二闸槽（10），挡船索（1）横跨设置并通过两端的挡船索连接部（11）分别与第一闸槽（9）、第二闸槽（10）连接；

起吊钢丝绳（5）在底端通过滑轮组件与挡船索连接部（11）连接，滑轮组件包括滑轮（6）、护罩（7），滑轮（6）与若干根起吊钢丝绳（5）的下端连接，且在滑轮（6）外侧面设有用于连接、限位起吊钢丝绳（5）的轮槽，从滑轮（6）一端至另一端且贯穿滑轮（6）设有中心旋转轴（12），护罩（7）与中心旋转轴（12）的两端连接，挡船索连接部（11）与护罩（7）的底端连接。

2.根据权利要求1所述的带挡船索下放保护装置的船闸防撞系统，其特征在于：在护罩（7）内底侧固定设有钢丝绳防脱槽工件（8），在钢丝绳防脱槽工件（8）上端面且位于各个轮槽的下方设有限位槽（13），轮槽与限位槽（13）配合可将起吊钢丝绳（5）的下侧限位。

说明书

一种带挡船索下放保护装置的船闸防撞系统

技术领域

[0001] 本发明属于水运交通技术领域，涉及一种船闸防撞技术，尤其涉及一种带挡船索下放保护装置的船闸防撞系统。

背景技术

[0002] 船闸是水利枢纽工程的主要通航建筑物之一，其安全高效运行是确保水域通航的重要保障。船闸防撞警戒装置是安装于船闸人字门门前，防止船舶碰撞闸门而设置的辅助
警示保护设备。船舶(或船队)进船闸后，为防止或尽量减轻由于驾驶员的操作失误或船舶
故障使船舶或船队向人字闸门迎面滑冲而造成撞击人字闸门的事故，在船闸闸首设置防撞
警戒装置，以提醒船舶或船队驾驶人员在船舶进闸后谨慎驾驶操作，严格按规定的航速驶
进人字门。此外，如一旦发生事故，防撞警戒装置将起到一定的阻挡船舶和吸收冲击能量并
使船舶减速的作用，从而一定程度上杜绝和减轻对闸门和船舶的损害。防撞装置的运行指
令与其他设备动态相关联，达到船舶移泊靠近时防撞装置能下降到位，船舶需要通过防撞
装置能提升到位的效果。

[0003] 防撞警戒装置通常主要由起升机构、活动钢丝绳支架、钢轨及埋件、挡船索、警戒牌等组成。起升机构依次由电动机、制动轮联轴器(包括制动器)、浮动轴，制动轮联轴器(包
括制动器)、减速器、卷筒组、吊钩组及定滑轮组组成。起升机构由一个电动机通过联轴器、
浮动轴、制动轮与减速器高速轴相连接，减速器的输出轴与卷筒上的球铰式联轴器连接，带
动其旋转并通过卷筒的转动带动钢丝绳和吊钩组在开口形井槽内升、降，吊钩组与活动钢
丝绳支架的吊耳相连。

[0004] 当前防撞警戒装置主要有以下两个方面的缺陷：（1）当船舶停泊的位置太靠前，位于防撞警戒装置挡船索的下方，则挡船索下降时会挂在船头，且无任何报警。（2）起吊钢丝
绳因其处于动滑轮组与下护罩之间，间隙较大，当挡船索下降受阻时，会导致起吊钢丝绳脱
出吊钩动滑轮轮槽。这前两种情况的发生都会导致防撞警戒装置的严重损坏，进而影响船
舶移泊和继续运行，而集控人员通过摄像头不一定能及时发现，所以需要增加对这两种险
情的预警和预防保护。

[0005] 因此，基于上述分析需要设计新的保护装置和报警程序，让防撞警戒装置具有解决以上两个缺陷的功能。

发明内容

[0006] 本发明的目的是为了在出现挡船索下降受阻时，及时提醒工作人员进行应急处理和调查取证，避免船闸组件/附属组件或船舶进一步遭到更严重损伤。

[0007] 为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

[0008] 一种带挡船索下放保护装置的船闸防撞系统，它包括挡船索、与挡船索在连接部连接的提升机构、报警机构，提升机构包括卷筒组，在卷筒组上设有起重量限制器，卷筒组
通过起吊钢丝绳与挡船索连接。

[0009] 还包括控制器，控制器的数据端分别与重量限制器、报警机构连接，控制器可根据重量限制器检测的数据对报警机构进行控制。

[0010] 上述起重量限制器用于检测起吊钢丝绳下端负重的重量，若起重量限制器检测的重量低于欠载点报警值，则报警机构报警。

[0011] 上述挡船索在端部与船闸的闸槽连接，在闸槽的顶端设有用于安装起重量限制器的底座，起重量限制器包括轴承座、放大器、压力传感器、显示屏，轴承座设置在压力传感器
上。

[0012] 上述轴承座感受的压力由压力传感器检测后，转换成模拟量电信号，再送到放大器进行放大，然后进行A/D转换成数字量，经处理送到数字显示屏显示。

[0013] 上述闸槽包括第一闸槽、第二闸槽，挡船索横跨设置并通过两端的挡船索连接部分别与第一闸槽、第二闸槽连接。

[0014] 上述起吊钢丝绳在底端通过滑轮组件与挡船索连接部连接，滑轮组件包括滑轮、护罩，滑轮与若干根起吊钢丝绳的下端连接，且在滑轮外侧面设有用于连接、限位起吊钢丝
绳的轮槽，从滑轮一端至另一端且贯穿滑轮设有中心旋转轴，护罩与中心旋转轴的两端连
接，挡船索连接部与护罩的底端连接。

[0015] 在护罩内底侧固定设有钢丝绳防脱槽工件，在钢丝绳防脱槽工件上端面且位于各个轮槽的下方设有限位槽，轮槽与限位槽配合可将起吊钢丝绳的下侧限位。

[0016] 一种防撞挡船索下放故障停机的处理方法，它包括以下步骤：

[0017] 步骤1）“防撞装置故障”报警；

[0018] 步骤2）检查核实故障现象及原因；

[0019] 步骤3）如果防撞挡船索落在船上，防撞机房内触摸屏显示“中隔墩欠载”或“非中隔墩侧欠载”，操作现地提升防撞并指挥船舶后退；

[0020] 步骤4）当船舶后退至禁停线以内后，复位故障；如果故障不消失，则现地控制方式将防撞挡船索提升至上到位再切除，进行后续检查；

[0021] 步骤5）如果故障能消失，则现地控制方式将防撞挡船索降至下到位；恢复集控运行。

[0022] 本发明有如下有益效果：

[0023] 1、在卷扬提升机构上安装了一个起重量限制器，充分利用了其欠载保护功能，并运用继电器和报警机构添加了声光报警功能，以便操作人员能尽快发现风险，第一时间应
急处理；

[0024] 2、设计延时判断程序，避免假报警，提高可靠性；

[0025] 3、防撞警戒装置挡船索下放保护是增加的全新功能，能最大程度上防范防撞警戒装置被损坏，保护三峡船闸重要运行设备，避免财产损失；

[0026] 4、制定了一套防撞警戒装置挡船索下放停机应急处理方法，能有效应对防撞警戒装置的意外碰撞和挂阻事件，节省时间成本；

[0027] 5、起吊钢丝绳防脱槽装置能稳固钢丝绳，即使挡船索遇到撞击和挂船，也能有效避免起吊钢丝绳脱离动滑轮轮槽。

附图说明

[0028] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

[0029] 图1是防撞警戒装置整体示意图(向下游方向)；

[0030] 图2是本发明中起重量限制器3与显示器结构图；

[0031] 图3是本发明中新增的欠载检测保护触点；

[0032] 图4是本发明PLC输出点与电气继电器连接的示意图；

[0033] 图5是本发明程序控制报警机构的示意图；

[0034] 图6是本发明中滑轮、护罩、钢丝绳防脱槽工件连接的结构示意图；

[0035] 图7是本发明根据欠载停机故障处理方法绘制的故障处理流程图。

具体实施方式

[0036] 如图1至图6所示，一种带挡船索下放保护装置的船闸防撞系统，它包括挡船索1、与挡船索1在连接部连接的提升机构、报警机构4，提升机构包括卷筒组2，在卷筒组2上设有
起重量限制器3，卷筒组2通过起吊钢丝绳5与挡船索1连接。

[0037] 还包括控制器，控制器的数据端分别与重量限制器3、报警机构4连接，控制器可根据重量限制器3检测的数据对报警机构4进行控制。

[0038] 起重量限制器3用于检测起吊钢丝绳5下端负重的重量，若起重量限制器3检测的重量低于欠载点报警值，则报警机构4报警。

[0039] 当船舶处于挡船索1下方时，挡船索1下降则会落在船体上，起吊钢丝绳5松弛，卷筒组2受到向下的拉力减小，相应的起重量限制器3检测到的重量降低，低于欠载点报警值
时内部继电器动作，控制器可选PLC系统，信号输入到PLC系统内，经程序处理后控制报警机
构4启动，优选的，报警机构4为声光报警器。

[0040] 挡船索1在端部与船闸的闸槽连接，在闸槽的顶端设有用于安装起重量限制器3的底座3‑4，起重量限制器3包括轴承座3‑1、放大器3‑2、压力传感器3‑3、显示屏3‑5，轴承座3‑
1设置在压力传感器3‑3上。

[0041] 轴承座3‑1感受的压力由压力传感器3‑3检测后，转换成模拟量电信号，再送到放大器3‑2进行放大，然后进行A/D转换成数字量，经处理送到数字显示屏3‑5显示。

[0042] 更具体的，闸槽包括第一闸槽9、第二闸槽10，挡船索1横跨设置并通过两端的挡船索连接部11分别与第一闸槽9、第二闸槽10连接。

[0043] 起吊钢丝绳5在底端通过滑轮组件与挡船索连接部11连接，滑轮组件包括滑轮6、护罩7，滑轮6与若干根起吊钢丝绳5的下端连接，且在滑轮6外侧面设有用于连接、限位起吊
钢丝绳5的轮槽，从滑轮6一端至另一端且贯穿滑轮6设有中心旋转轴12，护罩7与中心旋转
轴12的两端连接，挡船索连接部11与护罩7的底端连接。

[0044] 在护罩7内底侧固定设有钢丝绳防脱槽工件8，在钢丝绳防脱槽工件8上端面且位于各个轮槽的下方设有限位槽13，轮槽与限位槽13配合可将起吊钢丝绳5的下侧限位。

[0045] 为了便于实施，具体的关于滑轮组件的连接结构，起吊钢丝绳在底端通过滑轮组件与挡船索连接部，滑轮组件包括动滑轮，起吊钢丝绳有三根拖着动滑轮，钢丝绳防脱槽工
件的三个圆弧小槽对应的是起吊钢丝绳的位置下方，小槽圆弧半径R略大于钢丝绳截面半
径，钢丝绳防脱槽工件的半径r取决于钢丝绳与动滑轮下护罩的间隙。当防撞警戒装置挡船
索落在船体，起吊钢丝绳松弛时，工件能限制松弛范围，依然把钢丝绳限制在动滑轮轮槽
内。

[0046] 关于西门子PLC（S7‑300）的程序设计，如图3所示，起重量限制器（QCX‑2M）内部继电器（F70U01）的21、22常闭触点引入到PLC系统的DI模块U01的I1.1点位，当欠载发生时
I1.1点位数字量输入由1变为0。

[0047] 当起重限制器欠载继电器动作后，给PLC模块的输入口I1.1送电信号，I1.1常闭变为常开，定时器T65的S端有一个下降沿（1变化到0），经过设定的2s延时后给寄存器M01赋值
1，如果在2s的计时过程中I1.1变为常闭，则定时器T65将停止，M01保持状态为0；如果之后
有复位信号M02，则M01值会清零。

[0048] SR触发器还是起一个复位作用，如果在现地PLC系统的触摸屏复位故障，则M02有脉冲，故障报警信号会中断，寄存器M03会重置为0。中隔墩侧故障信号M03与非中隔墩侧故
障信号M04合并向寄存器M05赋值，意思为中隔墩侧或非中隔墩侧两者只要有一侧有故障脉
冲，则寄存器M05会被赋值为1，最后给欠载故障输出点Q01.1赋值，向现地PLC系统输送故障
信息。

[0049] 如图4所示，DO模块上欠载故障输出点Q01.1输出24V电压，经端子X01.44至安全制动器接触器K01，接触器得电动作，从而实现保护停机。

[0050] 如图5所示，把输出点Q01.1出来接到的端子排4‑1的端子X01.44与X01.45短接，再从X01.45端子接到报警机构（ND2‑51ZFR/DC24V），达到故障时触发声光报警的效果，报警机
构选用电源为DC24V的产品。

[0051] 如图7所示，一种防撞挡船索下放故障停机的处理方法，它包括以下步骤：

[0052] 步骤1）“防撞装置故障”报警；

[0053] 步骤2）检查核实故障现象及原因；

[0054] 步骤3）如果防撞挡船索落在船上，防撞机房内触摸屏显示“中隔墩欠载”或“非中隔墩侧欠载”，操作现地提升防撞并指挥船舶后退；

[0055] 步骤4）当船舶后退至禁停线以内后，复位故障；如果故障不消失，则现地控制方式将防撞挡船索提升至上到位再切除，进行后续检查；

[0056] 步骤5）如果故障能消失，则现地控制方式将防撞挡船索降至下到位；恢复集控运行。