CN1338619A - 升船机停位检测系统 - Google Patents

Abstract

一种升船机停位检测系统,上行检测系统中的测井1位于上游工作大门30上,电动浮子2与依次排列的光电管8固定在提梁3上,船厢27的测井11内也设有电动浮子12,船厢上的反射板9与光电管通过光路耦合;下行检测系统中船厢的测井26内依次设有磁接近开关20,电动浮子23位于测井内,与立管13相接的横梁14上的磁块21通过磁场与接近开关20耦合。

Description

升船机停位检测系统

本发明涉及一种升船机的停位检测系统。

广西岩滩水电站1×250T垂直升船机是我国第一台自行设计的下水式升船机。这种升船机是将船体开进与上游(或下游)水位齐平的船厢中，经过卷扬系统对船厢的起吊，当船厢的水位与下游(或上游)的水位齐平后打开船厢端头的卧倒门，使船体驶入下游(或上游)的江、河中。这种升船机结构庞大、提升(或下降)速度快、动作平稳，大大缩短了船体从上游到下游或下游到上游的过闸过程，减少了航运时间，提高了运输效率。但由于这种升船机要保证船厢的绝对安全运行，减少停位时的浪涌现象，控制船厢在厢内水位与厢外水位齐平时准确停位，必须使船厢在升降过程中的各个停位之前就要提前给出相应的船厢与水位的距离信号，在技术上提出了很高的要求。由于该升船机的工作模式是入水式，且无人职守全自动运行，所以它对停位的准确性有特殊要求。若不是在两水位齐平时停位，水位差越大对船只的危险性也越大。如果船厢外水位高于船厢内水位，停位后卧倒门打开时产生的浪涌会对船厢产生冲击，对船厢的安全运行极为不利；若船厢内水位高于船厢外水位时，停位后卧倒门打开时船厢内的水马上流失而水位降低，容易对船只造成搁浅或倾倒的事故。

另外，在最早的设计方案中，对水位高低的检测采用的是机械式浮子，它长期浸泡在水中，水中的微生物会逐渐粘附在浮子体上，增加了浮子本身的重量，引起较大的测量误差。若要克服这些不足，则要对浮子经常进行清理，增加了工作量，还有，机械式浮子在上、下运动时与测井壁之间的摩擦也对测量精度有很大影响。

本发明的目的就是为解决上述背景技术中存在的技术问题，而提供一种可使船厢在升降过程中的每个停位之前就给出相应准确位置信号，以供控制系统使用的停位检测系统。

为了实现上述目的，本发明提出了相应地技术解决方案：

这种升船机停位检测系统是由上行检测系统和下行检测系统构成，其中：上行检测系统中的测井位于上游工作大门内，电动浮子与依次排列的光电管均固定在提梁上，船厢的测井内也设置有电动浮子，船厢上的反射板与光电管通过光路耦合；下行检测系统中，船厢的测井内依次设有接近开关，电动浮子位于测井内，与立管相接的横梁上的磁块通过磁场与接近开关耦合。在上行检测系统中提梁由电机及齿轮、丝杠按电动浮子给出的信号控制升降，另一电机按相应的电动浮子给出的信号控制反射板的升降。在下行检测系统中的接近开关依次固定在传感器盒内，该传感器盒固定在测井的壁上，在传感器盒的上、下各设有行程开关。横梁通过钢丝绳与位于测井顶部由电机和制动器控制的卷扬机连接。电动浮子内设有两个电容式接近开关，电动浮子上连接可穿入导线的立管。

图1：本发明中上游检测系统结构示意图。

图2：本发明中下游检测系统结构示意图。

图3：图2的A-A视图。

图4：测井在船厢上的分布示意图。

图5：图4的B-B视图。

图6：图4的C-C视图。

以下将结合附图及实施例对本发明的技术内容作一描述。

本发明是由上行停位检测系统和下行停位检测系统两大部分构成，现分别加以说明。

上行停位检测系统：

如图1所示，在上游工作大门30(即可使船只通过的闸门)上设置有测井1，该测井1与上游的水相通，即测井1内的水位就是上游的水位，所以上游工作大门30和测井1内的水位永远保持齐平。提梁3的两端分别连有带电动浮子2的立管13和按设定距离排列的光电管8，这个提梁3是由与上游工作大门30固定的立柱4上的电机5驱动齿轮6及丝杠7进行升降的，它也带动电动浮子2和固定光电管8的条形盒同步升降。在与上游工作大门30对应的船厢27的上行测井11内也设有一电动浮子12，这个电动浮子12由电机10及相应的齿轮、丝杠控制升降，在与电动浮子12连接的丝杠的另一端设置有与光电管8对应配合的反射板9。所说的测井11与船厢27内的水相通(参见图5、图6)，所以，当船厢27内的水位有多高，测井11的水位也同样有多高，二者水位也保持齐平。

下行停位检测系统：

如图2、图3所示，在船厢27的另一端(参见图4、图5)设有下行测井26，在这个测井26的内壁上，具有按设定距离排列的磁接近开关20，这些磁接近开关20固定在开关盒22内。电动浮子23通过立管13与横梁14固定，在横梁14的两端还设有与磁接近开关20相配合的磁块21。钢丝绳18连接于横梁14与卷扬机16之间，这个卷扬机16由电机15和制动器17按电动浮子23所给出的信号控制升降。在测井26内的上、下部还分别设有上到位限位开关19和下到位限位开关25。所说的测井26贯通于船厢27的上下(参见图5)，所以，下游的水可进入测井26内，以使测井26的水位与下游水位保持齐平。

所说的电动浮子2、12、23的结构均相同，都是在一个密闭的壳体内安有两个检测开关24(K₁、K₂)，这个检测开关24由对水面较敏感的电容式接近开关构成，其检测距离可以根据需要在0～35mm范围内调整。其中一个检测开关24(K₁)为常开，用于检测水位下降。若在的检测范围内无水面，它输出一个高电位而控制电动浮子下降，直到在它的检测范围内出现水面，它则输出低电位，此时K₁处于稳态；而另一个检测开关24(K₂)为常闭，用于检测水位上升。若在它的检测范围内无水面，它就输出一个低电位，反之则输出高电位，控制电动浮子上升，直到在它的检测范围内无水面而输出低电位为止，此时K₂也处于稳态。所说的稳态是指电动浮子的检测面距水面的距离应保持在1.5-2.5cm的范围内，若低于1.5cm，电动浮子则上升；若高于2.5cm，电动浮子则下降。所说的电动浮子2、12、23对水位的检测信号均通过位于壳体和立管13内的导线分别传输至各自的控制器，由各控制器发出相应的指令而控制电机5、10、15和齿轮6、丝杠7以及卷扬机16的动作，从而实现对电动浮子2、12、23的提升或下降的控制。在各自的运行检测过程中，电动浮子始终不进入水中。

该检测系统在船厢上行和下行停位以前要提前给出相应信号供控制系统使用。

上行时：参见图1，因光电开关8与电动浮子2联动，光电开关8的高低位置由电动浮子2带动而随上游水位同步而动，船厢27上的反射板9也是由电动浮子12相对水位的高低而决定其位置的高低。在船厢27由提升机构向上提升的过程中，反射板9同时顺光电开关8向上移动，当反射板9依次对准光电开关8时即可将相应的位置信号反馈给相应的控制系统。比如：

1、船厢内水面距离上游水面2m时；

2、船厢内水面距离上游水面0.24m时；

3、船厢内水面距离上游水面0.045m时；

4、船厢内水面距离与上游水面齐平时；

5、船厢内水面距离高出上游水面0.1m。

当船厢27内的水位与上游工作大门30内的水位齐平时，船厢27停止向上运行，打开上游工作大门30和船厢上游卧倒门而使船只安全驶出并进入上游的江、河中。

下行时：船厢27运行至如下各位置时也相应提供一个信号给控制系统，比如：

1、船厢底部距离下游水面2.36m时；

2、船厢底部距离下游水面0.6m时；

3、船厢底部出入水时；

4、船厢内水面距离下游水面0.045m时；

5、船厢内水面与下游水面齐平时；

6、船厢内水面低于下游水面0.1m时。

在船厢27的下降过程中，电动浮子23先自动位于下到位点(由下到位限位开关25控制)，此时船厢27底部距下到位点为2.46m。当船厢27行至下游水面距电动浮子23检测面为2cm时，电动浮子23开始上行。随着船厢27的继续下行，磁块21由电动浮子23带动而继续上行。当磁块21靠近某一个磁接近开关20时，这个磁接近开关20给出的就是它所代表的船厢底部距下游水面距离的信号。电动浮子23的最高位置由上到位限位开关19实现控制。当船厢27内的水面与下游水面齐平时，则可打开船厢27上的下游卧倒门，使船只安全驶出而进入下游江河中。

所说的卧倒门是设计在船厢27两端的活动机构，因船厢27的两端相对于上游工作大门30和下游，故称为上游卧倒门和下游卧倒门。当船厢27在上行并且其内的水位与上游工作大门30内的水面齐平时，船厢27停止运行，将上游工作大门30和船厢上游卧倒门同时打开，二者内的水混为一体并保持同一水面，此时船只即可从船厢27内安全顺利地驶入上游的江、河中继续航行。若下行时，当船厢27内的水位与下游水位齐平时，只需打开船厢27的下游卧倒门，船只即可顺利地进入下游的江河中航行。

从以上技术方案不难看出，本发明由于采用了上、下游各自由电动浮子相对水位高低和光电管及磁接近开关的相互作用而给出控制信号的系统装置，使得船厢在运行过程中能够安全、平稳、准确地停位在与上游或下游水位齐平的位置，减少了浪涌现象，并避免了搁浅事故的发生，船只可从船厢内顺利进入上游或下游的江、河中继续航行，大大缩短了船只通过的时间，提高了运输效率。另外，电动浮子的结构设计合理，始终不进入水中，也不与测井壁摩擦，确保了检测精度，同时也减少了维修量，给出的信号及时准确，为整个检测系统提供了良好的性能保证。由本发明所述的检测系统已首次成功地应用在广西岩滩水电站的大型升船机中，取得了很好的效果。

Claims (5)

1、一种升船机停位检测系统，是由上行检测系统和下行检测系统构成，其中：上行检测系统中的测井(1)位于上游工作大门(30)上，电动浮子(2)与依次排列的光电管(8)均固定在提梁(3)上，船厢(27)的测井(11)内也设置有电动浮子(12)，船厢(27)上的反射板(9)与光电管(8)通过光路耦合；下行检测系统中，船厢(27)的测井(26)内依次设有接近开关(20)，电动浮子(23)位于测井(26)内，与立管(13)相接的横梁(14)上的磁块(21)通过磁场与接近开关(20)耦合。

2、如权利要求1所述的停位检测系统，其特征是在上行检测系统中提梁(3)由电机(5)及齿轮(6)丝杠(7)控制升降，电机(10)控制反射板(9)的升降。

3、如权利要求1所述的停位检测系统，其特征在下行检测系统中的接近开关(20)依次固定在传感器盒(22)内，传感器盒(22)固定在测井(26)的壁上，在传感器盒(22)的上、下各设有行程开关(19、25)。

4、如权利要求1所述的停位检测系统，其特征是横梁(14)通过钢丝绳(18)与位于测井(26)顶部由电机(15)和制动器(17)控制的卷扬机(16)连接。

5、如权利要求1所述的停位检测系统，其特征是电动浮子(2、12、23)内设有两个电容式接近开关(24)，每个电动浮子上均连接可穿入导线的立管(13)。

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