CN108612052A - 一种系船装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种系船装置，包括浮筒组件、平衡系缆组件和连接件，浮筒组件包括浮筒；平衡系缆组件包括平衡系缆单件，平衡系缆单件包括支撑架、系船柱组件和移动组件，系船柱组件包括系船柱；移动组件包括横向移动件和纵向移动件；连接件包括连接单件，所述浮筒与平衡系缆单件之间以及相邻两个平衡系缆单件之间均通过连接单件活动连接。应用本发明的技术方案，平衡系缆单件和连接单件的数量均可根据实际需求调节，适应性强；单层平衡系缆单件在船舶系揽力作用下均能实现自我平衡；浮筒、平衡系缆单件等各部件之间采用连接单件活动连接，能自动适应导槽的安装误差，不需要过度严于控制制作安装精度，且能确保不发生卡阻事故，提高运行可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及水运装置技术领域，特别地，涉及一种系船装置。
背景技术
浮式系船设施是目前船闸中最为普遍的一种系船设施，因其可自动适应水位的升降，因此，给过闸船舶的系揽带来极大方便。
现有技术中的系船设施如下：
申请号为201320752661.0的专利公开一种浮式系船柱，包括浮筒、支撑架、系船柱和导向滚轮系，支撑架固定在浮筒的上部，系船柱设置有两组，分别设置在浮筒和支撑架的顶部，而导向滚轮系设置有六组，分别设置于浮筒上部、底部和支撑架顶部的两侧，且每组导向滚轮系均包括横向滚轮和纵向滚轮，横向滚轮和纵向滚轮上下层叠设置且滚动轴相互垂直，闸墙上竖直设置有浮体库，导向滚轮系设置在所述的浮体库内。
申请号为201510618492.5的专利公开一种船闸浮式系船柱,包括：滑动于轨道滑轮上的浮筒，位于轨道滑轮外侧的船闸闸室，安装在浮筒上的系船柱；包裹在系船柱外侧的第一发电组件，置于浮筒内的第二发电组件，通过配套线路将第一发电组件、第二发电组件产生的电储存起来的蓄电池组。
申请号为201720188972.7的专利公开一种分离滑动式浮式系船柱，主要包括分离的滑动机构和浮箱；所述滑动机构包括系船柱、支架、滑块结构和滑轨结构；其中，系船柱与滑块结构通过支架连接固定；滑轨结构固定安置，滑块结构能够沿所述滑轨结构滑动；浮箱设置在水上导槽中；滑动机构放置在浮箱上，能够随浮箱上下运动。
除此之外，还有别的结构的浮式系船设施，但目前的浮式系船设施均存在每层系揽柱在船舶系揽力作用下不能自平衡，系揽柱层数少，每层间距不易调节，以及难以根据后期需要增加系揽层等问题。
因此，设计一种结构精简、自平衡能力好以及总系揽高度和系揽层数可调的系船装置具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种系船装置，具有结构精简、自平衡能力好以及总系揽高度和系揽层数可调的特点，具体技术方案如下：
一种系船装置，包括浮筒组件、平衡系缆组件以及连接件；
所述浮筒组件包括一个浮筒或串联设置的至少两个浮筒；
所述平衡系缆组件包括至少一个平衡系缆单件，所述平衡系缆单件包括支撑架、系船柱组件以及移动组件，所述系船柱组件包括至少一个系船柱，所述移动组件至少一个移动单件，所述移动单件包括包括横向移动件和纵向移动件；所述系船柱、横向移动件以及纵向移动件均设置在所述支撑架上，所述横向移动件以及所述纵向移动件均与设置在浮体库侧壁上的轨道槽组相匹配；
所述连接件包括至少一个连接单件，所述浮筒与所述平衡系缆单件之间、相邻两个所述浮筒之间以及相邻两个所述平衡系缆单件之间均通过所述连接单件活动连接。
以上技术方案中优选的，所述浮筒上设有浮筒横向移动件和浮筒纵向移动件；所述浮筒横向移动件以及浮筒纵向移动件均与设置在浮体库侧壁上的轨道槽组相匹配。
以上技术方案中优选的，所述支撑架为水平设置的三角形结构；所述移动组件包括两组移动单件，同一组所述移动单件中横向移动件的滚动轴和纵向移动件的滚动轴相互垂直设置；所述系船柱组件包括一个系船柱；两组所述移动单件和所述系船柱分别设置在三角形结构的三个角位置；所述连接单件以及两组所述移动单件位于所述三角形结构的同一边上，且所述连接单件位于三角形结构上对应边的中点位置。
以上技术方案中优选的，所述横向移动件包括上下对称设置的两组滚轮，两组滚轮通过滚轮架与所述支撑架可拆卸式连接。
以上技术方案中优选的，所述连接单件包括连杆和活动铰，所述活动铰包括安装座和安装法兰，所述连杆的上端和下端均设有所述安装座，所述安装座通过所述安装法兰活动设置在所述浮筒以及所述支撑架中的至少一个上；
或者是，所述活动铰包括关节轴承或万向节，活动铰的一端与所述浮筒或所述支撑架连接，另一端与所述连杆活动连接。
以上技术方案中优选的，所述安装座为上小下大的圆台形结构，所述安装法兰为由两个半圆形空壳组成的带有出口且具有容纳腔的结构，所述连杆能贯穿所述出口设置，所述安装座设置在所述容纳腔内且安装座能在所述容纳腔内进行相对转动。
以上技术方案中优选的，所述安装法兰与所述述浮筒之间以及所述安装法兰与所述支撑架之间均通过螺栓组件进行固定。
以上技术方案中优选的，所述连杆的上端与所述安装座之间以及所述连杆的下端与所述安装座之间均为水密焊接；
所述平衡系缆单件的数量为1-10个。
应用本发明的技术方案，效果是：
1、本发明的系船装置包括浮筒组件、平衡系缆组件以及连接件，所述平衡系缆组件包括至少一个平衡系缆单件；平衡系缆单件包括支撑架、系船柱组件以及移动组件；移动组件包括至少一组移动单件，所述移动单件包括横向移动件和纵向移动件；系船柱、横向移动件以及纵向移动件均设置在所述支撑架上，横向移动件以及纵向移动件均与设置在浮体库侧壁上的轨道槽组相匹配；连接件包括至少一个连接单件，所述浮筒与所述平衡系缆单件之间以及相邻两个所述平衡系缆单件之间均通过所述连接单件铰接连接。整体结构精简。
2、本发明中平衡系缆单件的数量和连接单件的数量均可以根据实际需求选择，且通过调节连杆长度可调节各层平衡系揽单件之间的距离(连杆也可采用不同规格长度的连杆搭配使用)，满足各种系揽高度的需求，既适用于小型船舶，又适应大型化船舶，适应性强。
3、本发明中平衡系缆单件在船舶系揽力作用下均能实现自我平衡，系揽力的传递路径依次为船舶→系船柱→支撑架→横向移动件→浮体库侧壁上的轨道槽组。平衡系揽单件的上下两组横向移动件形成两支点将水平向系揽力直接传递到轨道上去，使得连接单件和浮筒不承受船舶水平系揽力作用，这样可有效减小连接单件的截面尺寸和浮筒壁厚，大大降低系船装置的自重。横向移动件和浮筒横向移动件均起到对横向移动进行导向以及传动作用力的双重作用，纵向移动件和浮筒纵向移动件均仅起到对纵向移动进行导向的作用。
4、本发明中浮筒组件包括一个浮筒或者至少两个串联设置的浮筒，浮筒上设有预留安装法兰，当使用过程中需要增加上部平衡系缆单件而导致浮力不够时，在浮筒上依次串联设置其他浮筒增加浮力，相邻的两个所述浮筒之间均通过所述连接单件可拆卸式连接，连接单件可采用连杆、安装座、安装法兰的组合，浮筒和连接单件在工厂制作好后，在现场安装到原有结构上即可，操作方便。
5、本发明中连接单件包括连杆和活动铰，活动铰设计的目的是实现各相连部件之间的相对转动，只限制轴向运动，不限制相对转动，活动铰可采用多种形式，可采用关节轴承，也可采用万向节等形式，为简化结构降低造价，本装置采用安装座和安装法兰的组合形式，安装座和安装法兰的独特结构设计，使得安装座能够在安装法兰的腔体内实现相对转动。
6、本发明中所述支撑架为水平设置的三角形结构；所述移动组件包括两组移动单件；所述系船柱组件包括一个系船柱。两组所述移动单件和所述系船柱分别设置在三角形结构的三个角位置；所述连接单件以及两组移动单件位于三角形结构的同一边上，且连接单件处于中点位置。三角形结构，使得平衡系揽单件结构精简且稳定性好。
7、本发明中所述连杆为钢管，连杆的两端与所述安装座之间均为水密焊接，保证连杆内部不进水，以免响应连杆的使用寿命。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是实施例1中系船装置的结构示意图；
图2是图1的侧视图；
图3是图1的A放大图；
图4是图1中的平衡系缆单件的结构示意图；
其中：1、浮筒组件，1.1、浮筒，1.2、浮筒横向移动件，1.3、浮筒纵向移动件， 1.4、预留安装法兰，2、平衡系缆单件，2.1、支撑架，2.11、安装连接口，2.2、系船柱组件，2.3、移动组件，2.31、横向移动件，2.32、纵向移动件，3、连接件，3.1、连杆，3.2、安装座，3.3、安装法兰。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1：
一种系船装置，详见图1和图2，具体包括浮筒组件1、平衡系缆组件2以及连接件3，详情如下：
所述浮筒组件1包括一个浮筒1.1，浮筒1.1上设置用于其他浮筒安装的预留安装法兰1.4以及用于连杆件3安装的连接口。所述浮筒1.1上设有横向移动件1.2和纵向移动件1.3；所述浮筒横向移动件1.2以及所述浮筒纵向移动件1.3均与设置在浮体库侧壁上的轨道槽组相匹配。浮筒横向移动件1.2包括上下对称设置的两组滚轮，浮筒纵向移动件1.3包括一组滚轮，浮筒横向移动件1.2的滚动轴和浮筒纵向移动件1.3的滚动轴相互垂直设置，且浮筒横向移动件1.2和浮筒纵向移动件1.3均通过滚轮架设置在浮筒上，滚轮架上安装滚轴，通过自润滑轴套与滚轮配合。当使用过程中需要增加上部平衡系缆单件而导致浮力不够时，在浮筒上依次串联设置其他浮筒增加浮力，相邻的两个所述浮筒之间均通过所述连接单件可拆卸式连接，连接单件可采用连杆、安装座、安装法兰的组合，浮筒和连接单件在工厂制作好后，在现场安装到原有结构上即可，操作方便。
所述平衡系缆组件2包括至少一个平衡系缆单件(图1和图2中示意了三个串联设置的平衡系缆单件)，所述系缆单件包括支撑架2.1(支撑架上设有安装连接口2.11)、系船柱组件2.2以及移动组件2.3，详见图3和图4，具体结构如下：
所述支撑架2.1为水平设置的三角形结构，可为焊接工字型断面而成的三角形结构。支撑架2.1上设有用于安装接杆的安装连接口2.11。
所述系船柱组件2.2包括至少一个系船柱(图1和图2中示意了一个系船柱)。系船柱沿竖直方向设置，垂直于三角形结构所在的水平面，便于系船舶。
所述移动组件2.3包括两组移动单件，移动单件包括横向移动件2.31和纵向移动件2.32；两组所述移动单件以及所述系船柱分别设置在三角形结构的三个角位置；所述连接单件以及两组所述移动单件位于所述三角形结构的同一边上，且连接单件位于此边的中点位置。横向移动件2.31和纵向移动件2.32均采用滚轮，具体是：横向移动件2.31包括上下对称设置的两组滚轮，纵向移动件2.32包括一组滚轮，横向移动件的滚动轴和纵向移动件的滚动轴相互垂直设置，且横向移动件和纵向移动件均通过滚轮架设置在浮筒上，滚轮架上安装滚轴，通过自润滑轴套与滚轮配合。
所述系船柱、横向移动件2.31以及纵向移动件2.32均设置在所述支撑架2.1上，所述横向移动件2.31以及所述纵向移动件2.32均与设置在浮体库侧壁上的轨道槽组相匹配(轨道槽组为矩形轨道槽)。
所述连接件3包括多个连接单件(图1和图2中示意了三个)，所述浮筒1.1与所述平衡系缆单件之间以及相邻两个所述平衡系缆单件之间均通过所述连接单件活动连接。连接单件包括连杆3.1和活动铰(即活动铰接连接)，活动铰的目的是实现连接部件的相对转动，只限制轴向运动，不限制相对转动，活动铰可采用多种形式，可采用关节轴承，也可采用万向节等形式，为简化结构降低造价，本实施例中采用安装座3.2 及安装法兰3.3的组合形式，所述连杆3.1的上端和下端均设有安装座3.2，所述安装座3.2通过所述安装法兰3.3活动设置在所述浮筒1.1和所述支撑架2.1上。具体是：所述安装座3.2为上窄下宽的圆台形结构，所述安装法兰3.3为由两个弧形空壳组成的带有出口且具有容纳腔的结构，在水平面上所述出口的横截面积大于连杆的横截面积而小于圆台形结构上端面的横截面积，所述连杆能贯穿所述出口设置，所述安装座设置在所述容纳腔内且能在所述容纳腔内进行转动。
所述安装法兰3.3与所述述浮筒1.1之间以及所述安装法兰3.3与所述支撑架2.1之间均通过螺栓组件进行固定。
本实施例中，所述连杆3.1为钢管，连杆的两端与所述安装座3.2之间均为水密焊接，保证连杆内部不进水，以免响应连杆的使用寿命。
应用本实施例的系船装置，效果是：
1、传力路径明确，更加安全可靠。本实施例装置每层平衡系缆单件在船舶系揽力作用下均能实现自我平衡，系揽力的传递路径非常明确，依次为：船舶→平衡系缆单件上的系船柱→平衡系缆单件上的支撑架→横向移动件(横向滚轮)→浮体库侧壁上的轨道槽组。平衡系揽单件的上下两组横向移动件形成两支点将水平向系揽力直接传递到轨道去，使得连接单件和浮筒不承受船舶水平系揽力作用，这样可有效减小连接单件的截面尺寸和浮筒壁厚，大大降低系船装置的自重。
传统浮式的系船设施一般设两层系船柱，上层通过三角桁架支持，下层直接设置在浮筒上。船舶系揽时，整个三角桁架及浮筒均会受力，受力大小不能精确计算，因此三角架截面尺寸及浮筒壁厚均比较大，增加了结构自重。
2、可根据实际需要，设置多层平衡系缆单件，单层平衡系缆单件上的系船柱的数量可以根据实际需求定；相邻两层平衡系缆单件之间的距离可进行调节，而不需要对原有的平衡系缆单件结构进行返厂改造。随着船舶大型化，各船闸的过闸船舶大小不一，干舷高度变化幅度较大，如某综合枢纽，过闸船舶干舷高度从0.5m至5m，因此，要求每套浮式系船设施具有多层系船柱，每层间的间距应合理。本装置因结构自重轻，在和传统浮式系船设施同样浮筒尺寸的前提下可增加系揽柱层数。采用本新型装置后，在不改变浮筒大小的前提下，系船柱变为三层，总系揽高度变为5m，层间距离只需调节连杆长度即可调节。
3、适应船舶大型化，在后期可根据需要，非常方便的增加平衡系缆单件。本新型装置在先前制作过程中，在平衡系缆单件中的支撑架和浮筒上均预留安装法兰，在后期运行过程中如需要增加平衡系缆单件，只需在工厂制作好连杆和平衡系揽单件，在现场安装到原有结构即可。如遇浮筒吃水深度不够情况，则在工厂制作一个小浮筒，现场串联到原有浮筒下方即可。
4、本发明装置制作安装工艺简单，精度要求低，自重轻。支撑架为普通三角形焊接结构形式，制作简单，滚轮架通过螺栓与支撑架连接，连接简单。平衡系揽单元之间通过连杆连接，由于连杆两端是活动铰，因此各单元能自动适应导槽的安装误差，不需要过度严于控制制作安装精度。而传统浮式系船设施由于上下层之间通过三角桁架连接，不仅制作工艺复杂，而且由于连接刚度大，必须严格控制上下层制作安装精度，方能确保不再导槽内发生卡阻，即使如此，仍然有发生卡阻现象。
将本发明的装置用于某一综合枢纽船闸中选取一孔浮式系船设施进行了试验，经过近5个月的试用期，结构运作灵活，为发生卡阻现象，且结构安全性、可靠性、适应性均满足预期。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种系船装置，其特征在于：包括浮筒组件(1)、平衡系缆组件(2)以及连接件(3)；
所述浮筒组件(1)包括一个浮筒(1.1)或串联设置的至少两个浮筒(1.1)；
所述平衡系缆组件(2)包括至少一个平衡系缆单件，所述平衡系缆单件包括支撑架(2.1)、系船柱组件(2.2)以及移动组件(2.3)，所述移动组件(2.3)包括至少一个移动单件，所述移动单件包括横向移动件(2.31)和纵向移动件(2.32)；所述系船柱、横向移动件(2.31)以及纵向移动件(2.32)均设置在所述支撑架(2.1)上，所述横向移动件(2.31)以及所述纵向移动件(2.32)均与设置在浮体库侧壁上的轨道槽组相匹配；
所述连接件(3)包括至少一个连接单件，所述浮筒(1.1)与所述平衡系缆单件之间、相邻两个所述浮筒(1.1)之间以及相邻两个所述平衡系缆单件之间均通过所述连接单件活动连接。
2.根据权利要求1所述的系船装置，其特征在于：所述浮筒(1.1)上设有浮筒横向移动件(1.2)和浮筒纵向移动件(1.3)；所述浮筒横向移动件(1.2)以及所述浮筒纵向移动件(1.3)均与设置在浮体库侧壁上的轨道槽组相匹配。
3.根据权利要求1所述的系船装置，其特征在于：所述支撑架(2.1)为水平设置的三角形结构；所述移动组件(2.3)包括两组移动单件，同一组所述移动单件中横向移动件(2.31)的滚动轴和纵向移动件(2.32)的滚动轴相互垂直设置；所述系船柱组件(2.2)包括一个系船柱；两组所述移动单件和所述系船柱分别设置在三角形结构的三个角位置；所述连接单件以及两组所述移动单件位于所述三角形结构的同一边上，且所述连接单件位于三角形结构上对应边的中点位置。
4.根据权利要求3所述的系船装置，其特征在于：所述横向移动件(2.31)包括上下对称设置的两组滚轮，两组滚轮通过滚轮架与所述支撑架(2.1)可拆卸式连接。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的系船装置，其特征在于：所述连接单件包括连杆(3.1)和活动铰，所述活动铰包括安装座(3.2)和安装法兰(3.3)，所述连杆(3.1)的上端和下端均设有所述安装座(3.2)，所述安装座(3.2)通过所述安装法兰(3.3)活动设置在所述浮筒(1.1)以及所述支撑架(2.1)中的至少一个上；
或者是，所述活动铰包括关节轴承或万向节，活动铰的一端与所述浮筒(1.1)或所述支撑架(2.1)连接，另一端与所述连杆(3.1)活动连接。
6.根据权利要求5所述的系船装置，其特征在于：所述安装座(3.2)为上小下大的圆台形结构，所述安装法兰(3.3)为由两个半圆形空壳组成的带有出口且具有容纳腔的结构，所述连杆(3.1)能贯穿所述出口设置，所述安装座设置在所述容纳腔内且安装座能在所述容纳腔内进行相对转动。
7.根据权利要求5所述的系船装置，其特征在于：所述安装法兰(3.3)与所述述浮筒(1.1)之间以及所述安装法兰(3.3)与所述支撑架(2.1)之间均通过螺栓组件进行固定。
8.根据权利要求5所述的系船装置，其特征在于：所述连杆(3.1)的上端与所述安装座(3.2)之间以及所述连杆的下端与所述安装座(3.2)之间均为水密焊接；
所述平衡系缆单件的数量为1-10个。
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