專利名稱：平衡重式垂直升船機(jī)的安全保障裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種平衡重式垂直升船機(jī)的安全保障裝置，屬于船只過壩技術(shù)領(lǐng) 域。
背景技術(shù)：
平衡重式垂直升船機(jī)是船只通過有水位落差的提壩時(shí)常用的一種升降船只的裝 置。目前的平衡重式垂直升船機(jī)包括垂直升降架，垂直升降架上安裝有一組定滑輪和一組 轉(zhuǎn)矩卷筒；定滑輪上纏繞有鋼絲繩，鋼絲繩的一端與船廂連接，鋼絲繩的另一端系有重力 重；轉(zhuǎn)矩卷筒也纏繞有鋼絲繩，鋼絲繩的一端也與船廂連接，鋼絲繩的另一端系有轉(zhuǎn)矩重； 一組轉(zhuǎn)矩卷筒經(jīng)同步機(jī)構(gòu)與電機(jī)連接，由電機(jī)為轉(zhuǎn)矩卷筒提供旋轉(zhuǎn)力矩，整個(gè)平衡重式垂 直升船機(jī)組成一個(gè)平衡系統(tǒng)，一上一下，彼此作方向相反的垂直運(yùn)動。電機(jī)只需要提供能夠 克服摩擦阻力的力矩，就可以將很重的船廂以及船廂內(nèi)的水和船只提升起來。一般情況下，所有通過定滑輪的重力重加上所有通過轉(zhuǎn)矩卷筒的轉(zhuǎn)矩重的總重量 等于船廂的重量加上船廂內(nèi)水的重量，兩邊的重量基本平衡，電機(jī)只需克服系統(tǒng)摩擦力即 可驅(qū)動船廂升降。由于通常情況下，船廂的密封并不好，船廂在升降的過程中，船廂內(nèi)的水不斷的漏 掉，所以船廂側(cè)的重量在不斷的減小，當(dāng)重量減小量小于轉(zhuǎn)矩平衡重總重量時(shí)，電機(jī)還可以 保證升船機(jī)系統(tǒng)平衡。從保證升船機(jī)的安全可靠性出發(fā)，應(yīng)盡可能提高轉(zhuǎn)矩平衡重的重量， 以提高主提升機(jī)構(gòu)對升船機(jī)船廂懸吊系統(tǒng)的控制能力，但增加轉(zhuǎn)矩平衡重的重量，就必然 要提高電機(jī)的功率，而且還會增加機(jī)械同步系統(tǒng)的布置難度，因此一般升船機(jī)轉(zhuǎn)矩平衡重 的比例僅占升船機(jī)平衡重總重量的20 30%左右，當(dāng)船廂側(cè)重量減小量大于轉(zhuǎn)矩平衡重 總重量時(shí)，升船機(jī)平衡系統(tǒng)將會破壞，船廂在重力平衡重作用下將會迅速上升，發(fā)生飛車事 故，這種情況稱為“失衡”。因此，為解決“失衡”狀態(tài)下的安全問題，傳統(tǒng)升船機(jī)一般采用沿 程設(shè)置安全鎖裝置及嚴(yán)格控制船廂水位等方法解決船廂嚴(yán)重漏水時(shí)的安全問題，但這些方 法增加了運(yùn)行控制的難度或存在一定的使用限制條件。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，提供一種運(yùn)行控制方便、安全性高、并可以解決船廂任意 位置完全失水安全問題的平衡重式垂直升船機(jī)的安全保障裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。本實(shí)用新型的技術(shù)方案本實(shí)用新型的一種平衡重式垂直升船機(jī)的安全保障裝 置，包括安裝在垂直升降架上的一組定滑輪和一組轉(zhuǎn)矩卷筒，還包括可沿垂直升降架上下 移動的船廂；定滑輪上設(shè)有鋼絲繩，鋼絲繩的一端與船廂連接，鋼絲繩的另一端與重力重連 接；轉(zhuǎn)矩卷筒上設(shè)有鋼絲繩，鋼絲繩的一端與船廂連接，鋼絲繩的另一端與轉(zhuǎn)矩重連接；一 組轉(zhuǎn)矩卷筒經(jīng)機(jī)械同步裝置與電機(jī)連接；所述垂直升降架上還設(shè)有安全卷筒，安全卷筒上 設(shè)有鋼絲繩，鋼絲繩的一端與船廂連接，鋼絲繩的另一端與安全重連接；轉(zhuǎn)矩卷筒和安全卷 筒上均設(shè)有制動器。[0007]前述裝置中，所述重力重的總重量等于船廂的重量。前述裝置中，所述轉(zhuǎn)矩重與安全重的總重量和等于或大于船廂內(nèi)最大水量時(shí)水的
總重量。前述裝置中，所述轉(zhuǎn)矩重與安全重的重量比為1 1 1. 7。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型可以在船廂內(nèi)水體完全漏空情況下，保證升船機(jī)仍 處于平衡狀態(tài)，解決了平衡重式垂直升船機(jī)船廂漏水的安全問題。通過增設(shè)安全卷筒及安 全重?cái)?shù)量，在不增加升船機(jī)電機(jī)功率的條件下，提高了升船機(jī)極端事故下的安全性，可以實(shí) 現(xiàn)升船機(jī)船廂在任意位置鎖定，極大提高了升船機(jī)的運(yùn)行安全，且工程造價(jià)較低?？奢^為 方便的對已建的傳統(tǒng)垂直升船機(jī)進(jìn)行升級改造，只需將部分定滑輪改造為設(shè)置有制動器的 安全卷筒，即可完成對升船機(jī)的升級改造。本實(shí)用新型的有效性已通過烏江思林1 10升 船機(jī)整體物理模型試驗(yàn)驗(yàn)證，運(yùn)行控制過程簡單、安全、可靠，具有很好的應(yīng)用前景。本實(shí)用 新型提供了一種新的升船機(jī)拖動及安全保障新技術(shù)，在不增加升船機(jī)電機(jī)功率的條件下， 較為方便的解決了升船機(jī)船廂內(nèi)水體嚴(yán)重減少，平衡系統(tǒng)嚴(yán)重破壞條件下的升船機(jī)安全問 題，該方法與傳統(tǒng)方法相比具有工程造價(jià)低、運(yùn)行控制方便、安全性高、可以解決船廂任意 位置完全失水的安全問題，極大地提高了升船機(jī)的運(yùn)行安全問題。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中的標(biāo)記為1-安全卷筒，2-安全重，3-轉(zhuǎn)矩卷筒，4-轉(zhuǎn)矩重，5-船廂，6_定 滑輪，7-重力重，8-制動器，9-機(jī)械同步裝置，10-電機(jī)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但不作為對本實(shí)用新 型的任何限制。本實(shí)用新型的實(shí)施例本實(shí)用新型所采用的平衡重式垂直升船機(jī)的安全保障方法 原理，如圖1所示，它是將平衡重分為用于平衡船廂的一組重力重和用于平衡船廂內(nèi)水的 重量的一組附加重；再將一組附加重分成一組轉(zhuǎn)矩重和一組安全重，一組轉(zhuǎn)矩重經(jīng)鋼絲繩 通過一組轉(zhuǎn)矩卷筒與船廂連接；一組安全重經(jīng)鋼絲繩通過一組安全卷筒與船廂連接；安全 卷筒與轉(zhuǎn)矩卷筒上均設(shè)有制動器。所述安全卷筒上的制動器根據(jù)船廂內(nèi)水的重量變化情況 確定安全制動器的工作狀態(tài)。當(dāng)船廂內(nèi)水的重量等于最大時(shí)，全部制動器處于斷開狀態(tài)，所 有安全卷筒相當(dāng)于定滑輪，可以自由轉(zhuǎn)動，安全重作為重力重使用，所有的安全重和轉(zhuǎn)矩 重一起平衡船廂內(nèi)水的重量。當(dāng)船廂內(nèi)的水大量泄漏或船廂內(nèi)發(fā)生沉船事故時(shí)，升船機(jī)的 平衡狀態(tài)被破壞，此時(shí)，制動器分批由斷開狀態(tài)轉(zhuǎn)換至接通狀態(tài)進(jìn)行制動，使升船機(jī)可以安 全停靠在行程內(nèi)的任意位置。所述制動器的工作狀態(tài)由自動控制電路控制所述船廂的重量 加上船廂內(nèi)水的總重量通過定滑輪、轉(zhuǎn)矩卷筒、安全卷筒經(jīng)鋼絲繩與重力重、轉(zhuǎn)矩重和安全 重完全平衡。本實(shí)用新型的裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括安裝在垂直升降架上的一組定滑輪6和 一組轉(zhuǎn)矩卷筒3，還包括可沿垂直升降架上下移動的船廂5 ；定滑輪6上設(shè)有鋼絲繩，鋼絲繩 的一端與船廂5連接，鋼絲繩的另一端與重力重7連接；轉(zhuǎn)矩卷筒3上設(shè)有鋼絲繩，鋼絲繩的一端與船廂5連接，鋼絲繩的另一端與轉(zhuǎn)矩重4連接；一組轉(zhuǎn)矩卷筒3經(jīng)機(jī)械同步裝置9 與電機(jī)10連接。所述垂直升降架上還設(shè)有安全卷筒1，安全卷筒1上設(shè)有鋼絲繩，鋼絲繩 的一端與船廂5連接，鋼絲繩的另一端與安全重2連接；轉(zhuǎn)矩卷筒3和安全卷筒1上均設(shè) 有制動器。所述重力重7的總重量等于船廂5的重量。所述轉(zhuǎn)矩重4與安全重2的總重量 和等于或大于船廂5內(nèi)最大水量時(shí)水的總重量。所述轉(zhuǎn)矩重與安全重的重量比為11 1. 7。下面是實(shí)施本實(shí)用新型的兩個(gè)實(shí)例實(shí)例1設(shè)船廂5的重量為1000噸，船廂5內(nèi)的水體設(shè)計(jì)重量為2400噸，垂直升降架上安 裝有4個(gè)定滑輪6，每個(gè)定滑輪6上都纏繞有鋼絲繩，4條鋼絲繩的一端分別與船廂5連接， 每條鋼絲繩的另一端均連接一個(gè)250噸的重力重7，4個(gè)重力重7的總重量等于船廂5的 重量1000噸。垂直升降架上安裝有8個(gè)轉(zhuǎn)矩卷筒3，每個(gè)轉(zhuǎn)矩卷筒3上都纏繞有鋼絲繩，8 條鋼絲繩的一端分別與船廂5連接，每條鋼絲繩的另一端均連接一個(gè)轉(zhuǎn)矩重4 ；垂直升降 架上還安裝有8個(gè)安全卷筒1，每個(gè)安全卷筒1上都纏繞有鋼絲繩，8條鋼絲繩的一端分別 與船廂5連接，每條鋼絲繩的另一端均連接一個(gè)安全重2 ；如果選擇轉(zhuǎn)矩重與安全重的重量 比為1 1。則轉(zhuǎn)矩卷筒3上每個(gè)轉(zhuǎn)矩重4的重量為150噸，安全卷筒1上的每個(gè)安全重2 的重量為150噸。這樣8個(gè)轉(zhuǎn)矩重加上8個(gè)安全重的重量等于船廂5內(nèi)的水體設(shè)計(jì)重量為 2400 噸。實(shí)例2設(shè)船廂5的重量為1600噸，船廂5內(nèi)的水體設(shè)計(jì)重量為3200噸，垂直升降架上安 裝有4個(gè)定滑輪6，每個(gè)定滑輪6上都纏繞有鋼絲繩，4條鋼絲繩的一端分別與船廂5連接， 每條鋼絲繩的另一端均連接一個(gè)400噸的重力重7，4個(gè)重力重7的總重量等于船廂5的 重量1600噸。垂直升降架上安裝有8個(gè)轉(zhuǎn)矩卷筒3，每個(gè)轉(zhuǎn)矩卷筒3上都纏繞有鋼絲繩，8 條鋼絲繩的一端分別與船廂5連接，每條鋼絲繩的另一端均連接一個(gè)轉(zhuǎn)矩重4 ；垂直升降架 上還安裝有8個(gè)安全卷筒1，每個(gè)安全卷筒1上都纏繞有鋼絲繩，8條鋼絲繩的一端分別與 船廂5連接，每條鋼絲繩的另一端均連接一個(gè)安全重2 ；如果選擇轉(zhuǎn)矩重與安全重的重量比 為1 1.5。則轉(zhuǎn)矩卷筒3上每個(gè)轉(zhuǎn)矩重4的重量為160噸，安全卷筒1上的每個(gè)安全重2 的重量為240噸。這樣8個(gè)轉(zhuǎn)矩重的總重量等于160X8 = 1280噸，加上8個(gè)安全重的重 量240X8 = 1920噸。轉(zhuǎn)矩重的總重量加上安全重的總重量等于船廂5內(nèi)的水體設(shè)計(jì)重量 1280 噸 +1920 噸=3200 噸。上述實(shí)例只是本實(shí)用新型中的兩個(gè)特例。根據(jù)工程實(shí)際情況的不同，本實(shí)用新型 還可以有其它實(shí)施方案。只要升船機(jī)配置的安全重和轉(zhuǎn)矩重的總重量等于或大于船廂水體 重量均視為本實(shí)用新型要求的保護(hù)范圍。為了更加清楚起見，下面再將本實(shí)用新型的工作原理說明如下升船機(jī)升降運(yùn)行過程船廂5漏水量小于轉(zhuǎn)矩重重量時(shí)，安全卷筒1上的制動器處 于開啟狀態(tài)，安全卷筒1僅起鋼絲繩換向作用，其功能類似于定滑輪6，安全重2通過鋼絲連 接到船廂5，平衡船廂5內(nèi)與安全重2重量相等的水體的重量；升船機(jī)船廂5升降運(yùn)行時(shí)， 船廂側(cè)和平衡重側(cè)的不平衡力，通過機(jī)械同步裝置9與轉(zhuǎn)矩卷筒3連接的電機(jī)10出力來克 服；船廂5停止運(yùn)行時(shí)，通過布置在電機(jī)10上的工作制動器與轉(zhuǎn)矩卷筒3上的制動器8來克服升船機(jī)整個(gè)系統(tǒng)的不平衡力，其工作方式與傳統(tǒng)升船機(jī)相同。 船廂5漏水量大于轉(zhuǎn)矩重4的重量，電機(jī)10出力已不能克服船廂側(cè)和平衡重側(cè)的 不平衡力時(shí)，安全卷筒1上的制動器8處于閉合狀態(tài)，安全重2退出對船廂5的作用；船廂 5在安全卷筒1的制動器8的作用下，重新處于平衡狀態(tài)。
權(quán)利要求1.一種平衡重式垂直升船機(jī)的安全保障裝置，包括安裝在垂直升降架上的一組定滑輪 (6 )和一組轉(zhuǎn)矩卷筒(3 )，還包括可沿垂直升降架上下移動的船廂(5 )；定滑輪(6 )上設(shè)有鋼 絲繩，鋼絲繩的一端與船廂(5)連接，鋼絲繩的另一端與重力重(7)連接；轉(zhuǎn)矩卷筒(3)上設(shè) 有鋼絲繩，鋼絲繩的一端與船廂(5)連接，鋼絲繩的另一端與轉(zhuǎn)矩重(4)連接；一組轉(zhuǎn)矩卷 筒(3)經(jīng)機(jī)械同步裝置(9)與電機(jī)(10)連接；其特征在于所述垂直升降架上還設(shè)有安全 卷筒(1)，安全卷筒(1)上設(shè)有鋼絲繩，鋼絲繩的一端與船廂(5)連接，鋼絲繩的另一端與安 全重(2)連接；轉(zhuǎn)矩卷筒(3)和安全卷筒(1)上均設(shè)有制動器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平衡重式垂直升船機(jī)的安全保障裝置，其特征在于所述重 力重(7)的總重量等于船廂(5)的重量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平衡重式垂直升船機(jī)的安全保障裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn) 矩重(4)與安全重(2)的總重量和等于或大于船廂(5)內(nèi)最大水量時(shí)水的總重量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平衡重式垂直升船機(jī)的安全保障裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn) 矩重(4)與安全重(2)的重量比為1 :1 1. 7。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種平衡重式垂直升船機(jī)的安全保障裝置，包括安裝在垂直升降架上的一組定滑輪和一組轉(zhuǎn)矩卷筒，還包括可沿垂直升降架上下移動的船廂；定滑輪上設(shè)有鋼絲繩，鋼絲繩的一端與船廂連接，鋼絲繩的另一端與重力重連接；轉(zhuǎn)矩卷筒上設(shè)有鋼絲繩，鋼絲繩的一端與船廂連接，鋼絲繩的另一端與轉(zhuǎn)矩重連接；一組轉(zhuǎn)矩卷筒經(jīng)機(jī)械同步裝置與電機(jī)連接；在垂直升降架上還設(shè)有安全卷筒，安全卷筒上設(shè)有鋼絲繩，鋼絲繩的一端與船廂連接，鋼絲繩的另一端與安全重連接；轉(zhuǎn)矩卷筒和安全卷筒上均設(shè)有制動器。本實(shí)用新型具有工程造價(jià)低、運(yùn)行控制方便、安全性高等優(yōu)點(diǎn)，可以解決船廂任意位置完全失水的安全問題，極大地提高了升船機(jī)的運(yùn)行安全問題。
文檔編號E02C5/00GK201785740SQ20102026098
公開日2011年4月6日 申請日期2010年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月16日
發(fā)明者嚴(yán)沾謀, 徐祎, 李月彬, 王興恩, 譚守林, 金城, 陳寅其 申請人:中國水電顧問集團(tuán)貴陽勘測設(shè)計(jì)研究院