一种水利河道船闸闸室用船体过闸辅助系统

技术领域

本发明涉及水利工程技术领域，尤其涉及一种水利河道船闸闸室用船体过闸辅助系统。

背景技术

水路运输货物是当今世界上运输量最大的运输方式之一，但相对于铁路、公路两大系统，水上运输速度太慢，过船闸又太麻烦，有时一天的航程，过闸却需要等三、四天。

船闸是利用向两端墙体控制的航道内灌、泄水，以升降水位，使船舶能克服航道上的集中水位落差。船只下行时，先向闸室内灌水，待闸室内水位与上游水位齐平，开启上游闸门，让船只进入闸室，随即关闭上游墙体，将闸室泄水，待闸室水面与下游水位相齐平时，打开下游闸门，船只驶出闸室，进入下游航道；上行时则相反。在船舶进入闸室前，船舶为了保证停泊平稳需要通过缆绳系在船墩上，进入闸室后还需将船舶通过缆绳限位。

为了提高灌泄水速度，缩短灌泄水时间，减少船舶停靠排队时间，船闸输水系统多利用水泵等快速输水设备，然而这就会降低船闸内船舶的停泊平稳性，且缆绳的拉力是有限的，如何能够提高通航速度，而且要避免船舶相撞或者与上下游墙体撞击是当前社会亟待解决的问题。

经检索，公开号为CN108301392B的授权发明公开了一种水利河道船闸闸室用船体临时稳固装置，该发明较好的解决了上述问题，但该方案实施难度较大：需要在两侧墙体开设巨大滑槽、需要功率巨大的牵引机构，同时滑块在滑槽中滑动会有较大磨损导致滑槽使用寿命较低，为此提出一种不依赖大功率牵引机构的过闸辅助系统尤为重要。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的问题，而提出的一种水利河道船闸闸室用船体过闸辅助系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种水利河道船闸闸室用船体过闸辅助系统，包括浮床，所述浮床为橡胶材质的空心结构，所述浮床内密封连接有一个横隔板，所述横隔板将浮床内部分隔为上侧的变形室和下侧的气室；

所述变形室内密封胶合有多个竖隔板，多个所述竖隔板将变形室分割成多个变形区域，每个所述变形区域内均设置有多个水平设置的托板以及竖直设置的内隔板，所述托板将变形区域分为上下两层，所述托板和内隔板将变形区域分隔为多个变形单元，每个所述内隔板上均设置有至少两个通孔，多个所述通孔分布在托板的上下两侧，同一个所述变形区域内上侧的变形单元通过通孔互相连通，同一个所述变形区域内下侧的变形单元通过通孔互相连通，所述变形区域中位于托板上侧的空间灌有电流变液，所述变形区域中位于托板下侧的空间充有常压空气，所述浮床的上侧内壁设置有多组电极；

所述气室内灌满水时，所述浮床的整体密度大于1000kg/m

在上述的水利河道船闸闸室用船体过闸辅助系统中，位于托板上侧的每个变形单元内均固定连接有一个电磁线圈，位于托板下侧的每个变形单元内均固定连接有一个磁块，所述电磁线圈与磁块一一对应且上下正对。

在上述的水利河道船闸闸室用船体过闸辅助系统中，位于托板上侧的每个变形单元内均固定连接有一个铁芯，所述电磁线圈固定连接于浮床上侧内壁，所述铁芯固定连接于托板上侧，所述电磁线圈与对应铁芯上下正对。

在上述的水利河道船闸闸室用船体过闸辅助系统中，所述电极与电磁线圈均通过导线与外界电源连接，所述气室侧壁连通有多个泵管，所述泵管与外界气泵连通，所述气室的下壁开有与外界连通的进水孔。

在上述的水利河道船闸闸室用船体过闸辅助系统中，所述浮床划分为多个驻船区，每个驻船区的正下方对应整数个变形区域，且所述变形区域边缘下方正对竖隔板。

与现有的技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明系统在初始状态下，气室内灌有水使得浮床沉入水底，当船只过闸时，首先开启驶入闸门，待船舶全部进入闸室内关闭驶入闸门，使然后启动外界气泵使其向气室内泵气，气室内的水从底部的排水孔排出，浮床整体密度减小而向上浮起逐渐与船只接触；由于浮床所受浮力较大，船只的底部与浮床开始接触时会明显挤压浮床变形，直至船只的底部插入至浮床内部，然后向电极通电，此时电流变液通电变为固态而无法形变，即此时将各船只卡设在浮床上；

2、逐渐开启驶出闸门，使得闸室内的水逐渐与驶出侧的水面高度保持一致，此过程中，闸室内的液面会有明显的改变，浮床随液面高度变化而变化，此过程中个船只卡设在浮床上而不会产生相对运动，因而也不会出现船只之间互相撞击的情况发生，同时由于浮床上的总质量极大而具有较高的平稳性，不会产生明显的偏斜，保证船只不会发生偏斜而影响船内人员的乘船体验。

3、本发明中当浮床中的部分电磁线圈所处位置正好位于船底时，浮床的浮力使得对应位置的电磁线圈受正向下的挤压，从而使得浮床的上壁竖直向下变形，使得对应的铁芯插入至电磁线圈内，不位于船底而与船侧壁相抵接触位置的电磁线圈则会受斜向挤压，而铁芯会相对竖直向上运动而无法插入至电磁线圈内；

电磁线圈插入铁芯则会使其产生的磁场变强，磁场更强的电磁线圈则会吸引其正下方的磁块向上运动，从而将对应位置磁块周围的空气经通孔挤压至其他变形单元中，从而使得周围的变形单元鼓起，促使周围浮床的上壁与船只的侧壁密切贴合；保证船只能够更加彻底的被浮床包裹。

附图说明

图1为本发明提出的一种水利河道船闸闸室用船体过闸辅助系统的结构示意图；

图2为本发明提出的一种水利河道船闸闸室用船体过闸辅助系统中A部分结构的放大示意图。

图中：1浮床、2横隔板、3气室、4变形室、5竖隔板、6内隔板、7托板、8电磁线圈、9铁芯、10磁块、11通孔、12电极、13导线、14泵管。

具体实施方式

以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。

实施例

参照图1-2，一种水利河道船闸闸室用船体过闸辅助系统，包括浮床1，浮床1的大小应为闸室面积的0.6～0.8倍，过大则容易与闸室内壁发生挤压膨胀，反之过小则无法对过闸船只起到良好的效果，浮床1为橡胶材质的空心结构，浮床1内密封连接有一个横隔板2，横隔板2将浮床1内部分隔为上侧的变形室4和下侧的气室3；气室3内灌满空气时，浮床1整体密度明显小于水而向上浮起。

变形室4内密封胶合有多个竖隔板5，多个竖隔板5将变形室4分割成多个变形区域，每个变形区域内均设置有多个水平设置的托板7以及竖直设置的内隔板6，托板7将变形区域分为上下两层，托板7和内隔板6将变形区域分隔为多个变形单元；

每个内隔板6上均设置有至少两个通孔11，多个通孔11分布在托板7的上下两侧，同一个变形区域内上侧的变形单元通过通孔11互相连通，其内的电流变液可互相流通；同一个变形区域内下侧的变形单元通过通孔互相连通，变形区域中位于托板7上侧的空间灌有电流变液，变形区域中位于托板7下侧的空间充有常压空气，其内的空气可通过通孔11互相流通，浮床1的上侧内壁设置有多组电极12；电极12通电会向电流变液通入电流，电流变液的特性为当其通入电场时会从液态转变为固态，从而无法继续流动、变形。

气室3内灌满水时，浮床1的整体密度大于1000kg/m

位于托板7上侧的每个变形单元内均固定连接有一个电磁线圈8，电磁线圈8通入电流会产生磁性，对船底产生吸引力，而正对电磁线圈8的船体则会被强烈吸引，使得浮床1对应位置与船体底部贴合，位于托板7下侧的每个变形单元内均固定连接有一个磁块10，电磁线圈8与磁块10一一对应且上下正对，电磁线圈8通电可对磁块10产生吸引力。

位于托板7上侧的每个变形单元内均固定连接有一个铁芯9，电磁线圈8固定连接于浮床1上侧内壁，铁芯9固定连接于托板7上侧，电磁线圈8与对应铁芯9上下正对；

当电磁线圈8所处位置正好位于船底时，浮床1的浮力使得对应位置的电磁线圈8受正向下的挤压，从而使得浮床1的上壁竖直向下变形，使得对应的铁芯9插入至电磁线圈8内，与船侧壁相抵接触位置的电磁线圈8则会受斜向挤压，此时铁芯9初始会相对于对应的电磁线圈8竖直向上，从而无法插入至对应的电磁线圈8内；

电磁线圈8插入铁芯9则会使其产生的磁场变强，磁场更强的电磁线圈8则会吸引其正下方的磁块10向上运动，从而将对应位置磁块10周围的空气经通孔11挤压至其他变形单元中，从而使得周围的变形单元鼓起，促使周围浮床1的上壁与船只的侧壁密切贴合，待各船只的侧壁均受浮床1明显包裹时，向电极12通电，此时电流变液通电变为固态而无法形变，即此时将各船只卡设在浮床1上。

电极12与电磁线圈8均通过导线13与外界电源连接，气室3侧壁连通有多个泵管14，泵管14与外界气泵连通，气室3的下壁开有与外界连通的进水孔，向气室3内泵气则可使得气室3内的水从底部的排水孔排出，浮床1整体密度减小而向上浮起；反之从气室3向外抽气则使得气室3内产生负压，排水孔处会向气室3内进水，浮床1整体密度增大而向下沉入河道。

浮床1划分为多个驻船区，每个驻船区的正下方对应整数个变形区域，如图1所示，将浮床1划分为A、B、C、D等区域，且变形区域边缘下方正对竖隔板5，本申请系统的装置在使用时，每个变形区域的上方停放一只船只，竖隔板5的存在保证各变形区域内的电流变液、空气不流通，从而保证各船只稳定位于原位置。

本发明系统在初始状态下，气室3内灌有水使得浮床1沉入水底，当船只过闸时，首先开启驶入闸门(如下行时，上游闸门即为驶入闸门；反之上行时，下游闸门为驶入闸门)，待船舶全部进入闸室内关闭驶入闸门，且每个船只因位于浮床的一个区域(A或B或C……)中，避免船只过近，使然后启动外界气泵使其向气室3内泵气，气室3内的水从底部的排水孔排出，浮床1整体密度减小而向上浮起逐渐与船只接触；

由于浮床1所受浮力较大，船只的底部与浮床1开始接触时会明显挤压浮床1变形；当浮床1中的部分电磁线圈8所处位置正好位于船底时，浮床1的浮力使得对应位置的电磁线圈8受正向下的挤压，从而使得浮床1的上壁竖直向下变形，使得对应的铁芯9插入至电磁线圈8内，不位于船底而与船侧壁相抵接触位置的电磁线圈8则会受斜向挤压，此时铁芯9初始会相对于对应的电磁线圈8竖直向上，从而无法插入至对应的电磁线圈8内；

电磁线圈8插入铁芯9则会使其产生的磁场变强，磁场更强的电磁线圈8则会吸引其正下方的磁块10向上运动，从而将对应位置磁块10周围的空气经通孔11挤压至其他变形单元中，从而使得周围的变形单元鼓起，促使周围浮床1的上壁与船只的侧壁密切贴合，待各船只的侧壁均受浮床1明显包裹时，向电极12通电，此时电流变液通电变为固态而无法形变，即此时将各船只卡设在浮床1上。

然后逐渐开启驶出闸门，使得闸室内的水逐渐与驶出侧的水面高度保持一致，此过程中，闸室内的液面会有明显的改变(船只上行时，液面升高，反之液面降低)，浮床1随液面高度变化而变化，此过程中个船只卡设在浮床1上而不会产生相对运动，因而也不会出现船只之间互相撞击的情况发生，同时由于浮床1上的总质量极大而具有较高的平稳性，不会产生明显的偏斜，保证船只不会发生偏斜而影响船内人员的乘船体验。

尽管本文较多地使用了浮床1、横隔板2、气室3、变形室4、竖隔板5、内隔板6、托板7、电磁线圈8、铁芯9、磁块10、通孔11、电极12、导线13、泵管14等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。