一种模块化浮船平衡及防冻方法

技术领域

本发明属于模块化浮船泵站技术领域，具体涉及一种模块化浮船平衡及防冻方法。

背景技术

目前，我国部分地区仍经常出现干旱缺水的现象，为将大坝库区及江河湖泊中水源顺利高效的引出，现阶段常采用模块化浮船取水泵站以达到引水的目的。模块化浮船取水泵站通过现场拼装组成，便于运输、调试、和后期维护，但其在拼装和设备上船期间易产生重心偏移导致船体侧倾。冬季气温低时，船体周围液面以下将出现结冰现象,易造成浮船船体损坏,当冰层过厚时取水泵将无法吸入水源中的水,导致取水泵站无法正常工作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种模块化浮船平衡及防冻方法，其操作方法简便，通过在模块化浮船的四个角处的平衡船体模块的船舱内设置储水橡胶气囊，并分别通过水泵和排水阀控制储水橡胶气囊中的储水量，通过控制四个储水橡胶气囊内的储水量来使模块化浮船保持平衡，并灵活调整模块化浮船的吃水深度，能有效避免模块化浮船在拼装和设备上船期间易产生重心偏移导致船体侧倾，同时能够通过控制水泵与储水橡胶气囊之间输水管的通断来实现水泵注水功能和防冻功能的切换，避免水面结冰。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种模块化浮船平衡及防冻方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、在模块化浮船上安装平衡及防冻设备：所述模块化浮船包括多个呈多排多列布设的船体模块，将所述模块化浮船的四个角处的船体模块均作为平衡船体模块，在每个所述平衡船体模块的船舱内均设置一个环形的储水橡胶气囊，并在每个所述平衡船体模块的船舱底部中间安装一个平衡倾角仪，在每个所述平衡船体模块的一侧外部均安装一个用于向储水橡胶气囊内注水或者用于防冻的水泵，所述水泵能够沿平衡船体模块的高度方向进行上下移动；

所述储水橡胶气囊上设置有排水口，所述排水口处安装有排水阀，所述水泵的出水口与储水橡胶气囊的进水口之间可拆卸的连接有输水管；

步骤二、水泵注水使模块化浮船整体平衡：通过四个平衡倾角仪测量四个所述平衡船体模块的倾角，当任一个平衡倾角仪测量到的倾角大于设定倾角时，根据平衡倾角仪的测量数据，开启上倾的一个或多个所述平衡船体模块对应的水泵，向上倾的一个或多个所述平衡船体模块的船舱内的储水橡胶气囊注水，直至四个平衡倾角仪测量到的倾角均不大于设定倾角，此时模块化浮船整体平衡，关闭水泵；

步骤三、调节模块化浮船的吃水深度：当模块化浮船的吃水深度达到最大深度时，开启四个排水阀排放四个储水橡胶气囊内的水以调节模块化浮船的吃水深度，直至模块化浮船的吃水深度达到中间深度；当模块化浮船的吃水深度达到最小深度时，开启四个水泵向四个储水橡胶气囊内注水以调节模块化浮船的吃水深度，直至模块化浮船的吃水深度达到中间深度；

步骤四、水泵喷水防冻：当调节好模块化浮船的吃水深度，在模块化浮船取水泵站使用过程中，断开四个输水管与水泵的出水口之间的连接，并用螺旋接头封堵输水管管口；

通过模块化浮船侧部的温度传感器测量模块化浮船周围水体温度，当模块化浮船周围水体温度小于等于设定温度时，开启四个水泵，水直接从水泵出水口喷出，使模块化浮船周围水处于流动状态，防结冰。

上述的一种模块化浮船平衡及防冻方法，其特征在于：所述平衡船体模块的一侧外部设置有一个供水泵滑动安装的滑轨，所述水泵通过安装架滑动安装在所述滑轨上。

上述的一种模块化浮船平衡及防冻方法，其特征在于：所述滑轨包括两个沿平衡船体模块的高度方向布设的槽型轨道和连接在两个槽型轨道之间的多个横向连接杆，两个所述槽型轨道相对布设，所述槽型轨道通过多个纵向连接杆与平衡船体模块连接。

上述的一种模块化浮船平衡及防冻方法，其特征在于：所述安装架的一侧设置有能够沿所述滑轨进行上下滑移的滚轮。

上述的一种模块化浮船平衡及防冻方法，其特征在于：所述平衡船体模块的一侧上方设置有用于带动水泵升降的电动葫芦。

上述的一种模块化浮船平衡及防冻方法，其特征在于：所述平衡船体模块的甲板上设置有供电动葫芦安装的支架，所述支架为T型支架且其顶部设置有两个用于对电动葫芦的钢丝绳进行导向的定滑轮，所述电动葫芦安装在支架的一侧。

上述的一种模块化浮船平衡及防冻方法，其特征在于：当水泵浮于水面上方时，通过电动葫芦使水泵平稳下降至水面下方，同时使水泵的出水口位于水面上方。

上述的一种模块化浮船平衡及防冻方法，其特征在于：所述排水阀的出水口穿过平衡船体模块的侧壁延伸至平衡船体模块的外侧。

上述的一种模块化浮船平衡及防冻方法，其特征在于：步骤三中，当模块化浮船的吃水深度达到中间深度时，关闭四个水泵或者四个排水阀以停止调节模块化浮船的吃水深度。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明通过在模块化浮船的四个角处的平衡船体模块的船舱内设置储水橡胶气囊，并分别通过水泵和排水阀控制储水橡胶气囊中的储水量，能够通过控制四个储水橡胶气囊内的储水量来使模块化浮船保持平衡，同时能调节模块化浮船的吃水量，能有效避免模块化浮船在拼装和设备上船期间易产生重心偏移导致船体侧倾。

2、本发明通过在每个所述平衡船体模块内均设置一个平衡倾角仪，能够通过平衡倾角仪测量每个所述平衡船体模块的倾角，进而反映出模块化浮船的倾角，当一个平衡倾角仪倾角测量值大于设定值时，表明模块化浮船出现侧倾，通过调整四个储水橡胶气囊中的储水量，使模块化浮船保持平衡。

3、本发明通过将水泵可升降的安装在平衡船体模块的一侧，能根据模块化浮船的入水深度，灵活调整水泵的高度，进而保证水泵始终处于水中。

4、本发明操作方法简便，通过控制输水管与水泵出水口的通断，进而实现水泵注水功能和防冻功能的切换，能有效简化浮船平衡及防冻，实现一套装备的两种用法，在平衡浮船的同事还能起到防冻的效果。

综上所述，本发明操作方法简便，通过在模块化浮船的四个角处的平衡船体模块的船舱内设置储水橡胶气囊，并分别通过水泵和排水阀控制储水橡胶气囊中的储水量，通过控制四个储水橡胶气囊内的储水量来使模块化浮船保持平衡，并灵活调整模块化浮船的吃水深度，能有效避免模块化浮船在拼装和设备上船期间易产生重心偏移导致船体侧倾，同时能够通过控制水泵与储水橡胶气囊之间输水管的通断来实现水泵注水功能和防冻功能的切换，避免水面结冰。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的流程框图。

图2为本发明平衡及防冻设备的安装结构示意图。

图3为图2的右视图。

图4为本发明平衡船体模块的结构示意图。

图5为图4的A-A剖视图。

图6为本发明水泵、滑轨和电动葫芦的连接结构示意图。

图7为本发明排水阀和水泵的控制主回路图。

图8为本发明排水阀和水泵的控制原理示意图。

附图标记说明:

1—船体模块；        1-1—甲板；              2—储水橡胶气囊；

3—输水管；          4—排水阀；              5—水泵；

6—安装架；          7—槽型轨道；            8—横向连接杆；

9—纵向连接杆；      10—滚轮；               11—滚轮架；

12—电动葫芦；       13—支架；               14—定滑轮；

15—平衡倾角仪；     16—上部水位控制器；     17—下部水位控制器；

18—温控开关。

具体实施方式

如图1至图6所示的一种模块化浮船平衡及防冻方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、在模块化浮船上安装平衡及防冻设备：所述模块化浮船包括多个呈多排多列布设的船体模块1，将所述模块化浮船的四个角处的船体模块1均作为平衡船体模块，在每个所述平衡船体模块的船舱内均设置一个环形的储水橡胶气囊2，并在每个所述平衡船体模块的船舱底部中间安装一个平衡倾角仪15，在每个所述平衡船体模块的一侧外部均安装一个用于向储水橡胶气囊2内注水或者用于防冻的水泵5，所述水泵5能够沿平衡船体模块的高度方向进行上下移动；在所述模块化浮船一侧中部的一个船体模块1的侧部安装有上部水位控制器16、下部水位控制器17和温控开关18，温控开关18的测温触头始终位于水面以下，如图2所示；

所述储水橡胶气囊2上设置有排水口，所述排水口处安装有排水阀4，所述水泵5的出水口与储水橡胶气囊2的进水口之间可拆卸的连接有输水管3；

实际使用时，通过在模块化浮船的四个角处的平衡船体模块的船舱内设置储水橡胶气囊2，能够通过控制四个储水橡胶气囊2内的储水量来使模块化浮船保持平衡，能有效避免模块化浮船在拼装和设备上船期间易产生重心偏移导致船体侧倾，或者遭遇大风大浪时，模块化浮船发生颠簸。

需要说明的是，四个储水橡胶气囊2在安装好之后，内部充填有大概三分之一至二分之一的水量，进而便于提高模块化浮船取水泵站现场拼装过程中的稳定性，同时为后期的模块化浮船平衡性调整提供空间，分别通过水泵5和排水阀4控制储水橡胶气囊2中的储水量，能够对模块化浮船的吃水深度进行灵活调整，进而保证模块化浮船取水泵站的安全性。

需要说明的是，通过将储水橡胶气囊2设置为环形，并使其围绕平衡船体模块的内侧壁布设，能有效保证储水橡胶气囊2对平衡船体模块施加一个平衡力，进而保证模块化浮船的平衡性。

具体实施时，通过在每个所述平衡船体模块内均设置一个平衡倾角仪15，能够通过平衡倾角仪15测量每个所述平衡船体模块的倾角，进而反映出模块化浮船的倾角，当一个平衡倾角仪15倾角测量值大于设定值时，表明模块化浮船出现侧倾，通过调整四个储水橡胶气囊2中的储水量，使模块化浮船保持平衡。

需要说明的是，通过将水泵5可升降的安装在平衡船体模块的一侧，能根据模块化浮船的入水深度，灵活调整水泵5的高度，进而保证水泵5始终处于水中。

具体实施时，平衡倾角仪15、上部水位控制器16、下部水位控制器17和温控开关18均与控制器连接；控制器通过四个信号继电器KA1、KA2、KA3和KA4分别控制四个水泵5。

步骤二、水泵注水使模块化浮船整体平衡：通过四个平衡倾角仪15测量四个所述平衡船体模块的倾角，当任一个平衡倾角仪15测量到的倾角大于设定倾角时，根据平衡倾角仪15的测量数据，开启上倾的一个或多个所述平衡船体模块对应的水泵5，向上倾的一个或多个所述平衡船体模块的船舱内的储水橡胶气囊2注水，直至四个平衡倾角仪15测量到的倾角均不大于设定倾角，此时模块化浮船整体平衡，关闭水泵5；

需要说明的是，通过在四个所述平衡船体模块的船舱底部均设置一个平衡倾角仪15，能有效避免因模块化浮船拼装过程中，使模块化浮船整体水平度不统一而造成的测量误差。

实际使用时，通过在水泵5的出水口与储水橡胶气囊2的进水口之间可拆卸的连接有输水管3，能够通过控制输水管3与水泵5出水口的通断，进而实现水泵5注水功能和防冻功能的切换，当输水管3与水泵5的出水口连通时，开启水泵5，能够向储水橡胶气囊2内注水；当断开输水管3与水泵5的出水口之间的连接时，开启水泵5，水直接从出水口喷出，使周围水处于流动状态，不结冰，进而起到防冻的作用。

需要说明的是，四个储水橡胶气囊2再初始状态均未充水。

如图7和图8所示，QS为断路器，M1、M2、M3和M4分别代表四个水泵，BK代表排水阀4，使模块化浮船整体平衡时，首先按下开关SB1，然后平衡倾角仪15数据传输至控制器，经处理完成后，对上倾水位高的的一个或多个所述平衡船体模块对应的水泵5对应的信号继电器发送信号指令，该信号继电器控制与其对应的接触器线圈通电，该接触器的常开触点闭合，进而使得水位高侧的水泵5吸水，四个水泵5对应的接触器分别为KM1、KM2、KM3和KM4；当平衡倾角仪15检测到模块化浮船平衡时，控制器对工作中的信号继电器发送信号指令，信号继电器控制对应的接触器常开触点断开，水泵5停止工作。

步骤三、调节模块化浮船的吃水深度：当模块化浮船的吃水深度达到最大深度时，开启四个排水阀4排放四个储水橡胶气囊2内的水以调节模块化浮船的吃水深度，直至模块化浮船的吃水深度达到中间深度；当模块化浮船的吃水深度达到最小深度时，开启四个水泵5向四个储水橡胶气囊2内注水以调节模块化浮船的吃水深度，直至模块化浮船的吃水深度达到中间深度；

实际使用时，上部浮球液位开关16安装在模块化浮船的最高吃水深度处，当模块化浮船周围水面达到最高吃水深度时，上部浮球液位开关16打开，当模块化浮船周围水面低于最高吃水深度时，上部浮球液位开关16呈闭合状态；下部浮球液位开关17与其工作原理相同。

如图7和图8所示，当需要调节模块化浮船的吃水深度时，按下开关SB2，当上部水位控制器16(UQK2)检测到模块化浮船的吃水深度达到最大深度(即模块化浮船周围水体的水位达到上部水位控制器16对应的高水位)时，上部水位控制器16控制接触器KM6线圈通电，KM6常开触点闭合，进而使得四个排水阀4开启并排放四个储水橡胶气囊2内的水以调节模块化浮船的吃水深度，当上部水位控制器16(UQK2)检测到模块化浮船的吃水深度达到中间深度(即模块化浮船周围水体的水位达到上部水位控制器16对应的低水位)时，接触器KM6线圈断电，四个排水阀4关闭；当下部水位控制器17(UQK1)检测到模块化浮船的吃水深度达到最小深度(即模块化浮船周围水体的水位达到下部水位控制器17对应的低水位)时，接触器KM5线圈通电，KM5常开触点闭合，进而使得四个水泵5开启并向四个储水橡胶气囊2内注水以调节模块化浮船的吃水深度，当下部水位控制器17(UQK1)检测到模块化浮船的吃水深度达到中间深度(即模块化浮船周围水体的水位达到下部水位控制器17对应的高水位)时，接触器KM5线圈断电，进而使得四个水泵5关闭。

步骤四、水泵喷水防冻：当调节好模块化浮船的吃水深度，在模块化浮船取水泵站使用过程中，断开四个输水管3与水泵5的出水口之间的连接，并用螺旋接头封堵输水管3管口；

通过模块化浮船侧部的温度传感器测量模块化浮船周围水体温度，当模块化浮船周围水体温度小于等于设定温度时，开启四个水泵5，水直接从水泵5出水口喷出，使模块化浮船周围水处于流动状态，防结冰。

实际使用时，当不需要向储水橡胶气囊2内注水使模块化浮船整体平衡时，输水管3与水泵5的出水口之间的连接处于断开状态，进而能够不断的使周围水处于流动状态，不会结冰，进而实现防冻作用。

具体实施时，温度的设定值为1℃。

如图7和图8所示，当进行防冻时，按下开关SB3，当温控开关18(WJ)检测到模块化浮船周围水体温度小于等于设定温度时，温控开关18吸合，进而使得四个水泵5开启，水直接从水泵5出水口喷出，使周围水处于流动状态，不结冰。

本实施例中，所述平衡船体模块的一侧外部设置有一个供水泵5滑动安装的滑轨，所述水泵5通过安装架6滑动安装在所述滑轨上。

实际使用时，所述水泵5可拆卸安装在安装架6上，滑轨的设置，便于水泵5进行上下滑动实现升降；所述水泵5为潜水泵。

本实施例中，所述滑轨包括两个沿平衡船体模块的高度方向布设的槽型轨道7和连接在两个槽型轨道7之间的多个横向连接杆8，两个所述槽型轨道7相对布设，所述槽型轨道7通过多个纵向连接杆9与平衡船体模块连接。

实际使用时，两个所述槽型轨道7的凹槽相对布设，纵向连接杆9连接在平衡船体模块的外侧壁与槽型轨道7上靠近平衡船体模块的一侧之间。

需要说明的是，横向连接杆8和纵向连接杆9均与槽型轨道7相互垂直，横向连接杆8的两端分别连接在两个槽型轨道7上靠近平衡船体模块的一侧。

本实施例中，所述安装架6的一侧设置有能够沿所述滑轨进行上下滑移的滚轮10。

实际使用时，所述滚轮10的数量为四个，四个滚轮10通过滚轮架11安装在安装架6上靠近平衡船体模块的一侧，所述滚轮架11为由一个竖杆和三个横杆连接而成的“王”字形架，上部横杆和下部横杆的两端分别安装有一个滚轮10，所述滚轮10沿槽型轨道7的槽底进行上下移动。

需要说明的是，滚轮10的设置，能够减小与槽型轨道7之间的摩擦力，进而当钢丝绳放松后，水泵5能够在自重作用下下降。

如图5和图6所示，本实施例中，所述平衡船体模块的一侧上方设置有用于带动水泵5升降的电动葫芦12。

本实施例中，所述平衡船体模块的甲板1-1上设置有供电动葫芦12安装的支架13，所述支架13为T型支架且其顶部设置有两个用于对电动葫芦12的钢丝绳进行导向的定滑轮14，所述电动葫芦12安装在支架13的一侧。

实际使用时，两个定滑轮14分别安装在支架13顶部横梁的两端，电动葫芦12安装在支架13立杆上远离滑轨的一侧，电动葫芦12的钢丝绳依次跨过两个定滑轮14后连接在安装架6上。

本实施例中，当水泵5浮于水面上方时，通过电动葫芦12使水泵5平稳下降至水面下方，同时使水泵5的出水口位于水面上方。

实际使用时，使水泵5上升时，通过电动葫芦12拉动水泵5平稳上升。

实际使用时，当水泵5的出水口位于水面以下时，使水泵5升高，进而便于实现水泵5的喷水防冻作用。

本实施例中，所述排水阀4的出水口穿过平衡船体模块的侧壁延伸至平衡船体模块的外侧。

实际使用时，所述排水阀4的出水口的布设高度较高，能够保证始终位于水面上方。

本实施例中，步骤三中，当模块化浮船的吃水深度达到中间深度时，关闭四个水泵5或者四个排水阀4以停止调节模块化浮船的吃水深度。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。