一种具有自动升降和自动平衡功能的趸船及其平衡方法与流程

本发明涉及一种趸船，特别是一种具有自动升降和自动平衡功能的趸船，还涉及上述具有自动升降和自动平衡功能的趸船的平衡方法。

背景技术：

随着我国经济的快速发展以及世界贸易的繁荣，作为占据绝对运输优势的航运业也蓬勃发展，从而带动了港口的建设和港口土地资源的紧缺。

趸船是建设在水体中的建筑物，或者用于连接码头和水中船舶的钢质浮体结构，随着潮涨潮落，趸船也会随之上下浮动，为了保证建筑物的安全，也为了保证所连接的船舶安全，需要具有自动升降和自动平衡功能的趸船。

现有趸船具有以下几个缺点：

1、不具备自动升降和自动平衡功能，需要工作人员根据水位的变化手动调节趸船的升降，会带来繁重的劳动和出错的风险；

2、部分趸船甚至不具备主动调节能力，采用钢质桩或其他方式固定在岸边，被动跟随潮汐升降，无法移动，利用率不高；

3、当装有重物或者安装设备不平衡时，只能采取手动调节，存在调整精度不高的现象。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种具有自动升降和自动平衡功能的趸船。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供了上述具有自动升降和自动平衡功能的趸船的平衡方法。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种具有自动升降和自动平衡功能的趸船，该趸船包括主趸船浮体、分别连接在主趸船浮体两侧的艏部分离趸船浮体和艉部分离趸船浮体，在主趸船浮体、艏部分离趸船浮体和艉部分离趸船浮体上均设置有若干压载舱，压载舱通过进水管路连通，进水管路与设置在主趸船浮体上的海底门连通，在海底门处的进水管路上均安装有进水驱动阀门；在主趸船浮体上还安装有与进水管路连通的排水管路，排水管路与设置在主趸船浮体上的排出口连通，在排出口处的出水管路上安装有出水驱动阀门，在排水管路上还安装有用于排水的压载泵。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的具有自动升降和自动平衡功能的趸船，每个压载舱内均安装有一个或多个液位传感器；在主趸船浮体、艏部分离趸船浮体和艉部分离趸船浮体的四角均安装有用于检测吃水深度的水位传感器；在主趸船浮体的横向中心线上安装有挠度传感器。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的具有自动升降和自动平衡功能的趸船，挠度传感器设置有2个，2个挠度传感器分别设置在主趸船浮体的两侧。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的具有自动升降和自动平衡功能的趸船，在每个压载舱处的进水管路上均设置有与该压载舱配合的进出水控制阀。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的具有自动升降和自动平衡功能的趸船，主趸船浮体上的压载舱设置有8个，8个压载舱均分成2排设置在主趸船浮体上。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的具有自动升降和自动平衡功能的趸船，艏部分离趸船浮体和艉部分离趸船浮体上的压载舱均设置有4个，艏部分离趸船浮体和艉部分离趸船浮体上的4个压载舱都均分成2排设置。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的具有自动升降和自动平衡功能的趸船，该趸船上还安装有1个或多个压载泵舱，压载泵固定安装在压载泵舱内。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的具有自动升降和自动平衡功能的趸船，在主趸船浮体还安装有控制柜，控制柜内安装有总控制器，进水驱动阀门、出水驱动阀门和压载泵均与总控制器的输入端连接，液位传感器、水位传感器和挠度传感器均与总控制器的输出端连接，在控制柜上还安装有声光报警器。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的具有自动升降和自动平衡功能的趸船，该趸船还配备有远程工作站，远程工作站与总控制器通讯连接。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的具有自动升降和自动平衡功能的趸船，一种具有自动升降和自动平衡功能的趸船的平衡方法，内容如下：

（1）在涨潮时，控制柜内的总控制器根据预设的程序进行计算，自动打开进水驱动阀门，海水通过海底门流入各个压载舱，使该趸船整体下降，当下降到需求的高度差时，关闭所有进水驱动阀门，阻止海水继续进入；

（2）在落潮时，控制柜内的总控制器根据预设的程序进行计算，保持进水驱动阀门关闭，打开出水驱动阀门，启动压载泵，各个压载舱内的海水通过排出口排除，使该趸船整体上升，当上升到需求高度差时，关闭压载泵和各个出水驱动阀门，阻止海水继续流出；

（3）当水位传感器检测到该趸船倾斜时，控制柜内的总控制器控制打开吃水较深侧的压载舱的进出水控制阀，启动压载泵，排出吃水较深侧压载舱的海水；

（4）当挠度传感器检测到挠度较大时，控制柜内的总控制器控制打开挠度传感器附近的液位较低的压载舱的进出水控制阀，注入海水，以此平衡挠度过大现象；

（5）当主电源断电时、挠度过大时、吃水过大时、压载泵故障时、进水驱动阀门故障时、出水驱动阀门故障时、进出水控制阀故障时、液位传感器故障时、水位传感器故障时，控制柜上的声光报警器发出声光报警信号。

与现有技术相比，本发明通过设置主趸船浮体、分别连接在主趸船浮体两侧的艏部分离趸船浮体和艉部分离趸船浮体，并在主趸船浮体、艏部分离趸船浮体和艉部分离趸船浮体上设置压载舱，通过向压载舱内输入和输出海水来调整主趸船浮体、艏部分离趸船浮体和艉部分离趸船浮体的整体重量，进而实现主趸船浮体、艏部分离趸船浮体和艉部分离趸船浮体的自动升降与平衡；其次，通过在主趸船浮体、艏部分离趸船浮体和艉部分离趸船浮体上设置水位传感器来检测吃水深度，便于检测该趸船的整体平衡状态，并根据平衡状态调整相应位置的压载舱内的水位，自动调整该趸船的整体平衡。该趸船有效解决了现有趸船不能自动升降和不能自动平衡的难点，提高了趸船的安全性、降低了工作人员的工作强度，减少了人工可能造成的操作失误。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图；

图2为本发明控制柜的连接框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1-2，一种具有自动升降和自动平衡功能的趸船，该趸船包括主趸船浮体1、分别连接在主趸船浮体1两侧的艏部分离趸船浮体2和艉部分离趸船浮体3，在主趸船浮体1、艏部分离趸船浮体2和艉部分离趸船浮体3上均设置有若干压载舱4，压载舱4通过进水管路5连通，进水管路5与设置在主趸船浮体1上的海底门6连通，在海底门6处的进水管路5上均安装有进水驱动阀门7；在主趸船浮体1上还安装有与进水管路5连通的排水管路，排水管路与设置在主趸船浮体1上的排出口9连通，在排出口9处的出水管路8上安装有出水驱动阀门，在排水管路上还安装有用于排水的压载泵10。艏部分离趸船浮体2和艉部分离趸船浮体3上的进水管路5与主趸船浮体1上的进水管路5通过快速接头14连接，艏部分离趸船浮体2和艉部分离趸船浮体3上的出水管路8与主趸船浮体1上的出水管路8通过快速接头14连接，方便拆装；压载舱4的设置用于输入和输出海水，从而调整主趸船浮体1、艏部分离趸船浮体2和艉部分离趸船浮体3的整体重量，实现升降、平衡控制；进水驱动阀门7用于控制进水管路5的通断，出水驱动阀门用于控制出水管路8的通断，进水驱动阀门7和出水驱动阀门采用现有技术中的电液动闸阀，是由电液动装置同刀闸阀配合，实现电控液动，同时配合信号输出控制，可实现远程自控，可控制任意阀位并可锁定；海底门6是指通向舷外海水的阀门；压载泵10是指用于压载水舱注水或排水的泵。

每个压载舱4内均安装有一个或多个液位传感器；在主趸船浮体1、艏部分离趸船浮体2和艉部分离趸船浮体3的四角均安装有用于检测吃水深度的水位传感器11；在主趸船浮体1的横向中心线上安装有挠度传感器12。液位传感器用于对所在的压载舱4内的海水水位进行检测；主趸船浮体1上的水位传感器11用于检测主趸船浮体1没入海水的深度，即主趸船浮体1的吃水深度；艏部分离趸船浮体2上的水位传感器11用于检测艏部分离趸船浮体2没入海水的深度，即艏部分离趸船浮体2的吃水深度；艉部分离趸船浮体3上的水位传感器11用于检测艉部分离趸船浮体3没入海水的深度，即艉部分离趸船浮体3的吃水深度。

挠度传感器12设置有2个，2个挠度传感器12分别设置在主趸船浮体1的两侧。挠度传感器12采用的是现有技术中的挠度传感器12，可以现有技术中的挠度仪来呈现，挠度仪是用于测量挠度的仪器，挠度是指结构构件的轴线或中面由于弯曲引起垂直于轴线或中面方向的线位移；本申请采用挠度传感器12来对主趸船浮体1的两侧的挠度进行检测，便于通过压载舱4保持主趸船浮体1的平衡。

在每个压载舱4处的进水管路5上均设置有与该压载舱4配合的进出水控制阀13。每个压载舱4均配置进出水控制阀13，用于单独控制该压载舱4的进水和出水，从而可以调整主趸船浮体1、艏部分离趸船浮体2和艉部分离趸船浮体3的局部重量；进出水控制阀13可采用现有技术中的电动阀。

主趸船浮体1上的压载舱4设置有8个，8个压载舱4均分成2排设置在主趸船浮体1上。其中4个压载舱4成直线排列设置在主趸船浮体1的一侧，剩余4个压载舱4成直线排列设置在主趸船浮体1的另一侧，用于通过进出海水来控制主趸船浮体1两侧的高低，同时可以保持主趸船浮体1的平衡。

艏部分离趸船浮体2和艉部分离趸船浮体3上的压载舱4均设置有4个，艏部分离趸船浮体2和艉部分离趸船浮体3上的4个压载舱4都均分成2排设置。艏部分离趸船浮体2的4个压载舱4分别设置在艏部分离趸船浮体2中心的四周，用于通过进出海水来控制艏部分离趸船浮体2四角的高低，同时可以保持艏部分离趸船浮体2的平衡；艉部分离趸船浮体3的4个压载舱4分别设置在艉部分离趸船浮体3中心的四周，用于通过进出海水来控制艉部分离趸船浮体3四角的高低，同时可以保持艉部分离趸船浮体3的平衡。

该趸船上还安装有1个或多个压载泵10舱，压载泵10固定安装在压载泵10舱内。压载泵10舱的设置用于压载泵10进行固定安装，方便对压载泵10进行维护和控制；压载泵10舱可设置在主趸船浮体1上，或者根据实际情况设置在艏部分离趸船浮体2或艉部分离趸船浮体3上。

在主趸船浮体1还安装有控制柜，控制柜内安装有总控制器，进水驱动阀门7、出水驱动阀门和压载泵10均与总控制器的输入端连接，液位传感器、水位传感器11和挠度传感器12均与总控制器的输出端连接，在控制柜上还安装有声光报警器。总控制器采用现有技术中的plc或cpu模块，可预设程序，程序由本领域技术人员根据实际需求设置，可接收液位传感器、水位传感器11和挠度传感器12信号，并根据信号控制进水驱动阀门7、出水驱动阀门和压载泵10的动作；声光报警器用于在发生故障是发出声光报警信号，提醒操作人员；控制柜通过电力电缆与外部220v电源和220v不间断电源相连接。

该趸船还配备有远程工作站，远程工作站与总控制器通讯连接。远程工作站内配置有计算机和大屏幕显示器，用于与总控制器进行通讯，便于对该趸船进行远程监控，可远程接收信号和发送指令。

一种具有自动升降和自动平衡功能的趸船的平衡方法，内容如下：

（1）在涨潮时，控制柜内的总控制器根据预设的程序进行计算，自动打开进水驱动阀门，海水通过海底门流入各个压载舱，使该趸船整体下降，当下降到需求的高度差时，关闭所有进水驱动阀门，阻止海水继续进入；

（2）在落潮时，控制柜内的总控制器根据预设的程序进行计算，保持进水驱动阀门关闭，打开出水驱动阀门，启动压载泵，各个压载舱内的海水通过排出口排除，使该趸船整体上升，当上升到需求高度差时，关闭压载泵和各个出水驱动阀门，阻止海水继续流出；

（3）当水位传感器检测到该趸船倾斜时，控制柜内的总控制器控制打开吃水较深侧的压载舱的进出水控制阀，启动压载泵，排出吃水较深侧压载舱的海水；

（4）当挠度传感器检测到挠度较大时，控制柜内的总控制器控制打开挠度传感器附近的液位较低的压载舱的进出水控制阀，注入海水，以此平衡挠度过大现象；

（5）当主电源断电时、挠度过大时、吃水过大时、压载泵故障时、进水驱动阀门故障时、出水驱动阀门故障时、进出水控制阀故障时、液位传感器故障时、水位传感器故障时，控制柜上的声光报警器发出声光报警信号。