一种升船机船厢及闸首工作门水域漂、悬浮物清理系统及方法与流程

1.本发明涉及升船机船厢水域障碍物清理技术领域，尤其是一种升船机船厢及闸首工作门水域漂、悬浮物清理系统及清理方法。


背景技术：

2.升船机船厢及闸首工作门水域漂、悬浮物等障碍物会影响升船机通航船舶及设备运行安全，影响通航效率。植物残骸、生活垃圾、建筑垃圾等大部分漂、悬浮物在水中受水流和风的影响较大，当漂、悬浮物出现在升船机船厢及闸首工作门水域时，会顺着水流、风的方向聚集在闸首工作门、船厢门区域有阻挡的边界部位，而位于船厢厢头的船厢门和闸首工作门为升船机重要运行设备。升船机闸首工作门在运行过程中，位于工作门侧止水座板附近的漂浮物会造成工作门的侧止水与止水压板之间密封不牢，引起门体漏水，同时对于比较坚硬的漂浮物可能会引起止水橡皮的破损，对于较大的漂浮物可能会引起工作门开到位信号异常；漂浮物容易使船厢门侧导向、侧止水、底止水部位造成卡阻，对船厢门运行产生影响。漂、悬浮物的清理不及时会对升船机的通航水域的水质造成污染，破坏升船机对外形象，对通航客船上的乘客产生负面影响。
3.目前通过统计可知：位于升船机船厢及闸首工作门水域漂、悬浮物最大尺寸多为小于0.5m，有一些木头长度在0.5m~1.5m之间,障碍物占比：船厢门及闸首门附近：90%，其他部位：10%；目前对三峡升船机水域漂、悬浮物主要以清漂船方式进行人工打捞清理，现有清漂船体积大，船体进出升船机水域占用航道资源影响通航，人工清理方式效率低，存在落水等安全隐患。在进行漂浮物清理的过程中，针对船厢门与工作大门附近的狭窄区域，清理困难。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是提供一种升船机船厢及闸首工作门水域漂、悬浮物清理系统及清理方法，以解决上述背景中提出的问题，提高漂、悬浮物清理效率，升船机运行安全稳定。
5.为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种升船机船厢及闸首工作门水域漂、悬浮物清理系统，包括充水系统、第一清理装置、第二清理装置；所述充水系统布置在厢头端面上，充水系统对船厢门及闸首工作门附近水域形成水花将漂浮物、悬浮物进行驱离；所述第一清理装置包括船体、网兜、收放机构、第一拦污带、引导船、第一拦污网；所述船体为双体船结构，网兜位于船体船艏中间；收放机构位于船体船艏两侧，第一拦污带后端通过收放机构驱动收放，第一拦污带前端与引导船连接；所述第二清理装置包括第二拦污带、引导船、第二拦污网、牵引绳；第二拦污带两
端分别与引导船连接；第二拦污网安装在第二拦污带下方；牵引绳位于第二拦污网底部。
6.所述充水系统包括空压机、电控球阀、主管道、歧管、喷嘴及第一控制模块；主管道通过管卡固定布置在厢头甲板和端面上；主管道两端进口与空压机出口连接且主管道上安装有电控球阀，主管道位于下部一段均布有多个歧管，每个歧管前端安装有喷嘴。
7.所述收放机构包括电机、箱体、齿轮组和滚子；所述箱体安装在船体的船艏处，两个滚子安装在箱体内腔孔径中，齿轮组安装在滚子上端轴上，所述电机安装在箱体上端面，电机与其中一个滚子通过联轴器连接。
8.所述滚子上均布有若干凸起。
9.所述箱体底部前后为喇叭口结构。
10.所述第一拦污带和第二拦污带结构相同，均包括顶部的浮力泡沫，缆线布置在浮力泡沫中心孔内，浮力泡沫的中间区域布置多个孔；浮力泡沫的底部有均布若干连接槽，浮力泡沫通过连接槽与第一拦污网或第二拦污网连接。
11.所述第二拦污网底部贯穿有牵引绳和配重，第二拦污带顶部布置有吊钩。
12.所述引导船包括引导船体，引导船体的船艏部位布置圆弧形电磁铁。
13.一种升船机船厢及闸首工作门水域漂、悬浮物清理方法，step1：通过起吊装置将第一清理装置或第二清理装置吊放至升船机船厢水域；step2：当船厢门或闸首工作门处于开启过程中时，充水系统中电控球阀开启，空压机将压缩空气依次通过主管道、歧管及喷嘴输出，在船厢门及闸首工作门附近水域形成水花将漂浮物、悬浮物进行驱离；当船厢门或闸首工作门处于开启状态时，充水系统间歇工作，间隔时间及工作时长比为1:2～1:5之间，保证船厢及工作门运行设备水域没有漂浮物、悬浮物；step3：针对大面积水域内最大尺寸≤0.5m的漂浮物的清理，选择第一清理装置进行清理作业，首先操作船体和引导船同步行驶至漂浮物区域，第一拦污带处于最长状态；其次船体停止动作，操作引导船移动带动第一拦污带进行张开操作，将漂浮物包围至第一拦污带内区域；再次操作引导船移动带动第一拦污带进行合拢操作，合拢时位于引导船体船艏电磁铁吸附；最后操作收放机构使第一拦污带回缩，将漂浮物推聚到网兜中，第一清理装置行驶至起吊位；step4：针对水域内0.5m＜最大尺寸≤1.5m的漂浮物、悬浮物的清理，选择第二清理装置进行清理作业，首先引导船移动带动第二拦污带及第二拦污网进行张开并向前移动操作，将漂、悬浮物包围至第二拦污带及第二拦污网内区域；其次引导船移动进行合拢操作；最后第二清理装置行驶至起吊位置，通过收紧牵引绳两端使第二拦污网底部向中心聚拢，形成封闭网兜，保证漂、悬浮物不漏出第二拦污网；step5：针对第一清理装置，通过起吊装置将网兜吊起至船厢甲板，完成漂浮物的清理后将网兜放置在第一清理装置中；针对第二清理装置，通过起吊装置将第二清理装置整体吊起至船厢甲板，完成漂、悬浮物的清理后将第二清理装置中至升船机船厢水域中；step6：重复步step3~step5直至漂、悬浮物清理作业完成后，将第一清理装置或第二清理装置起吊至船厢甲板，放置指定位置。
14.本发明一种升船机船厢及闸首工作门水域漂、悬浮物清理系统及清理方法，具有以下技术效果：
1）、通过设置充水系统可实现闸首工作门及船厢门运行设备附近水域漂、悬浮物驱离，确保设备安全稳定运行。
15.2）通过第一清理装置和第二清理装置进行清理作业时通过起吊装置将其吊运至船厢水域，清理完成后吊放至船厢甲板，吊运方便快捷，不影响船舶通航。
16.3）第一清理装置和第二清理装置体积小，通过拦污带与引导船配合张开及聚拢操作，操作灵活，可实现较大面积清理作业。
17.4）、通过设置双体船结构，在双体船结构的船艏中间设置网兜，网兜可对最终的漂、悬浮物集中存储，方便后期清理；通过设置收放机构、第一拦污带、第一拦污网及引导船，可使得第一拦污带伸出或张开，这样在前期有利于形成包围圈，从而对漂、悬浮物进行汇聚，而后期则将漂、悬浮物推聚到网兜中，简单高效。
18.5）、通过采用浮力泡沫加工第一拦污带和第二拦污带，这样可使得第一拦污网、第二拦污网可展开、可弯曲且自由垂入水体中形成拦截网，实现对漂、悬浮物的有效收集。
19.6）、通过采用可驱动、可吸引的引导船，为第一拦污网、第二拦污网实现展开、弯曲提供动力和可能。
附图说明
20.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：图1为船厢的结构示意图。
21.图2为图1中a处的局部放大示意图。
22.图3为本发明中第一清理装置的结构示意图。
23.图4为本发明中第一清理装置的结构示意图。
24.图5为本发明中第二清理装置的结构示意图。
25.图6为本发明中船体处的结构示意图。
26.图7为图6中b处的局部放大示意图。
27.图8为本发明中第一拦污带的局部结构示意图。
28.图9为本发明中第一拦污带与第一拦污网的局部连接示意图。
29.图10为本发明中引导船的结构示意图。
30.图11为本发明中第二清理装置的工作状态示意图。
31.图12为本发明中起吊装置的工作状态示意图。
具体实施方式
32.如图1所示，船厢门3和闸工作门2为升船机通航运行设备，两个闸首工作门2布置在船厢1的厢头11位置，所述船厢门3位于厢头11内。
33.一种升船机船厢及闸首工作门水域漂、悬浮物清理系统，包括充水系统4、第一清理装置5及第二清理装置6组成。充水系统4安装布置在厢头11端面上，位于闸首工作门2与厢头11之间的间隙中。充水系统4用于在船厢门3及闸首工作门2附近水域形成水花将漂浮物、悬浮物进行驱离。第一清理装置5用于清理船厢1及闸首工作门2水域漂浮物，所述第二清理装置6用于清理船厢1及闸首工作门2水域漂、悬浮物，所述起吊装置7位于船厢甲板12上，起吊装置7用于吊装第一清理装置5和第二清理装置6。
34.如图2所示，充水系统4包括空压机41、电控球阀42、主管道43、歧管44、喷嘴45和第一控制模块46。所述主管道43两端进口与空压机41出口之间安装有电控球阀42，主管道43通过管卡固定布置在厢头11甲板和端面上，11根歧管44均布在底部的主管道43上，歧管44前端安装有喷嘴45，第一控制模块46用于控制电控球阀42开启时间及时长。
35.如图3
‑
4所示，所述第一清理装置5包括船体51、网兜52、收放机构53、第一拦污带54、引导船55、第一拦污网56。所述船体51为双体船结构，网兜52位于船体51船艏中间，所述网兜52上有吊耳，便于起吊，所述两套收放机构53位于船体51船艏两侧，两套第一拦污带54后端分别连接在收放机构53上，第一拦污带54前端固定在引导船55上。
36.如图5所示，所述第二清理装置6包括第二拦污带61、引导船55、第二拦污网62、牵引绳63和吊钩64，所述第二拦污带61两端固定在引导船55上，所述三个吊钩64均布在第二拦污带61顶部，所述第二拦污网62连接在第二拦污带61下方，所述牵引绳63位于第二拦污带61底部。
37.如图6
‑
7所示，所述收放机构53包括电机5301、箱体5302、齿轮组5303和滚子5304，所述箱体5302安装在船体51的船艏处，所述两个滚子5304安装在箱体5302内腔孔径中，所述齿轮组5303安装在滚子5304上端轴上，所述电机5301安装在箱体5302上端面，电机5301与其中一个滚子5304通过联轴器连接，滚子5304上均布有若干凸起用于增加摩擦力，箱体5302前后为喇叭口结构。收放机构53工作时由电机5301驱动齿轮组5303传动，使两个滚子5304相对转动，利用滚子5304正反转动带动拦污带54伸出或缩回。
38.如图8
‑
9所示，所述第一拦污带54和第二拦污带61顶部为浮力泡沫5401，所述缆线5402布置在浮力泡沫5401中心孔内，浮力泡沫5401中间区域布置若干孔5403用减小水流阻力。浮力泡沫5401底部均布若干连接槽，浮力泡沫5401通过连接槽与第一拦污网56、第二拦污网62连接。
39.所述第二拦污网62底部贯穿有牵引绳63和配重，第二拦污带61顶部布置有吊钩64，用于起吊。
40.如图10所示，所述引导船55包括引导船体5501和电磁铁5502，所述引导船体5501上有吊耳，便于起吊，引导船体5501船艏部位布置圆弧形电磁铁5502，当需要两个引导船体5501连接时，通过控制引导船体5501带动拦污带54运动使船艏靠拢，电磁铁5502通电使引导船体5501船艏吸附一起形成封闭区域。
41.第一清理装置5和第二清理装置6通过遥控操作。岸站控制设备与第一清理装置5和第二清理装置6中主控单元通过无线方式进行双向通信，岸站控制设备包括一个手持式遥控器（型号：风迎
‑
m12）和一个可移动平板智能设备，遥控器用于控制船体运动，平板智能设备用于显示工况数据以及工作参数的选择配置，遥控器操纵船舶前进、后退、转向、拦污带收放、合拢等动作。
42.主控单元获取第一清理装置5和第二清理装置6中遥控器发送的前进、后退、方向和拦污带收放、合拢等信号，经过处理后将信号发送给执行机构，实现远程控制。
43.本发明一种升船机船厢及闸首工作门水域漂、悬浮物清理方法，包括以下步骤：step1：通过起吊装置7将第一清理装置5或第二清理装置6吊放至升船机船厢1水域。
44.step2：当船厢门3或闸首工作门2处于开启过程中时，充水系统4中电控球阀42开
启，空压机41将压缩空气依次通过主管道43、歧管44及喷嘴45输出，在船厢门3及闸首工作门2附近水域形成水花将漂浮物、悬浮物进行驱离；当船厢门3或闸首工作门2处于开启状态时，充水系统4间歇工作，间隔时间及工作时长比为1:2～1:5之间，保证船厢及工作门运行设备水域没有漂浮物、悬浮物。
45.step3：针对漂浮物（最大尺寸≤0.5m）的清理，选择第一清理装置5进行清理作业，首先操作船体51和引导船55同步行驶至漂浮物区域，第一拦污带54处于最长状态；其次船体51停止动作，操作引导船55移动带动第一拦污带54进行张开操作，将漂浮物包围至第一拦污带54内区域；再次操作引导船55移动带动第一拦污带54进行合拢操作，合拢时位于引导船体5501船艏电磁铁5502吸附；最后操作收放机构53使第一拦污带54回缩，将漂浮物推聚到网兜52中，第一清理装置5行驶至起吊位。
46.step4：针对水域内0.5m＜最大尺寸≤1.5m的漂浮物、悬浮物的清理，选择第二清理装置6进行清理作业。首先引导船55移动带动第二拦污带61及第二拦污网62进行张开并向前移动操作，将漂、悬浮物包围至第二拦污带61及第二拦污网62内区域；其次引导船55移动进行合拢操作；最后第二清理装置6行驶至起吊位置，通过收紧牵引绳63两端使第二拦污网62底部向中心聚拢，形成封闭网兜，保证漂、悬浮物不漏出第二拦污网62。
47.step5：针对第一清理装置5，通过起吊装置7将网兜52吊起至船厢甲板12，完成漂浮物的清理后将网兜52放置在第一清理装置5中；针对第二清理装置6，通过起吊装置7将第二清理装置6整体吊起至船厢甲板12，完成漂、悬浮物的清理后将第二清理装置6中至升船机船厢1水域中。
48.step6：重复步step3～step5直至漂、悬浮物清理作业完成后，将第一清理装置5或第二清理装置6起吊至船厢甲板12，放置指定位置。