組線式全平衡垂直升船機的製作方法
2023-10-30 16:56:27
專利名稱：組線式全平衡垂直升船機的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於水運工程和大壩通航領域，特別是一種組線式全平衡垂直升船機。
背景技術：
船閘和升船機是當今世界上 船舶克服航道上集中落差的最主要的兩種通航建築物型式。與船閘藉助於閘室內水位變化升降船舶克服落差機理不同的是，升船機利用機械動力拖動承船廂作上升下降運動克服落差，以達到通航目的。升船機是一項牽涉到水動力學、電氣、機械、結構等多個領域的系統工程。升船機按承船廂運行線路，分為垂直升船機和斜面升船機兩類；按船隊(舶)在承船廂中的支託方式，有溼運和幹運兩種；按船廂是否下水，有下水式和不下水式兩種；按其對承船廂重量的平衡方式，有全平衡、部分平衡和非平衡三種；根據承船廂的驅動方式，有自爬式(帶螺杆螺母安全裝置的齒輪齒條爬升式)、卷揚式(鋼絲繩卷揚提升式)、浮筒式、水壓式和水力浮動式幾種類型。中國是世界上修建人工運河通航建築物最早的國家，在我國古代曾經出現一種叫做「埭」(亦有叫「堰」、「堰埭」或「車船壩」)的通航設施，這是我國斜面式升船機的雛形；直至今日，在浙江杭州、寧波一帶，還有不少古老的堰埭存在著，並且仍然在航運中起著一定的作用。我國現代升船機技術發展的真正歷史是從上個世紀50年代後期開始的。當時主要圍繞三峽升船機的設計進行研究，後來由於種種客觀原因，三峽升船機的研究工作處於停頓，開始轉入小型斜面升船機的研製工作。有代表性的是1965年在安徽省建成壽縣溼運斜面升船機，這是我國第一座溼運斜面升船機，也是我國第一座溼運中間試驗機。此後，小型斜面升船機在我國各地開始受到重視，創造出不少新的型式。近些年來，我國在大中型升船機方面的研製工作又有所進展。八十年代，三峽工程重新提上了議事日程，對大中型升船機的科研工作順利開展。相繼建成了湖南五強溪升船機、廣西巖灘升船機、福建水口升船機，清江上的隔河巖升船機也正在施工中。舉世矚目的三峽升船機正在設計和前期準備中。最近考慮的還有大化、百色、龍灘、景洪、響家壩等升船機。國外升船機的發展史可追溯到很久以前。公元前600年，在古希臘，科林斯城堡的國王庇裡安多斯曾在連接伯羅奔尼撒與希臘大陸的科林斯地峽建造過一條長600公裡的滑道，沿斜坡拖船上岸並通過地峽，可視為國外斜面升船機的原始形式。現代升船機最早於1788年出現在英國的開特裡冶金工廠引水渠上，為一雙排縱向斜面升船機。國外升船機應用較多的是前蘇聯、德國、比利時、英國、法國等國家。第一座平衡重式垂直升船機1809年建於英國的塔得比格。建成的比利時斯特勒比——布拉克裡雙線升船機將是國外最大的平衡重式垂直升船機。前蘇聯西伯利亞葉尼塞河上的克拉斯諾雅爾斯克升船機是當今世界上最大的自行式斜面升船機，就其升降高度和過船噸位而言，它都是當前世界上最大的；它還是國外唯一船廂下水的升船機。目前世界上最大的平衡重式縱向斜面升船機是比利時布魯塞爾——沙勒羅瓦運河上的隆庫爾斜面升船機，它是世界上第二大斜面升船機。橫向斜面升船機中最大的一座是法國馬恩一一萊茵運河上的阿爾茲維累升船機，建於1967年。此外，國外較為有名的升船機還有德國的亨利興堡、尼德芬諾、呂內堡等升船機。與船閘相比，升船機具有自身的優點(I)理論耗水量幾乎為零；(2)形式多樣；
(3)能適應較高的水頭；(4)船舶過壩速度快，當水頭超過一定值時，其總操作時間要明顯小於船閘；(5)從一定的水頭高度起，工程投資較少；(6)船隻在升降過程中處於漂浮狀態，受力情況較船閘室裡正常，提升的重量也為一常量；(7)在沿海地區，能滿足「鹹淡分家」。通航建築物的通航能力主要取決於通航速度和一次通航量，雖然在同等條件下，升船機的通航速度要快於船閘，但升船機的一次 通航量要小於船閘，因此同等條件下的升船機的通航能力要小於船閘。
發明內容本實用新型的目的是克服現有技術的不足，提供一種組線式全平衡垂直升船機。組線式全平衡垂直升船機包括平衡重系統、承船廂、滑輪組、懸吊系統、平衡鏈、塔柱結構、渡槽、內閘門、外閘門和廂門，兩個相鄰承船廂廂舷的上端通過懸吊系統跨過滑輪組相互連接，在組線式全平衡垂直升船機兩側的懸吊系統一端與平衡重系統的上端相連，懸吊系統另一端跨過滑輪組與承船廂廂舷的上端相連，平衡重系統的下端通過平衡鏈與承船廂廂舷的下端相連，相鄰兩個承船廂廂舷的下端通過平衡鏈相連，在塔柱結構的上端設有滑輪組，在承船廂的兩頂端安設廂門，在承船廂的上下遊兩側安設渡槽，在渡槽的內外兩端分別設有內閘門和外閘門。所述的承船廂為多個，多個承船廂和平衡重系統通過懸吊系統跨過滑輪組相互連接形成一個耦合的聯動系統。所述的相鄰兩個承船廂的運動方向相反。所述的塔柱結構的數目比承船廂的數目多一個。本實用新型在保證通航速度和投資費用相對節省的前提下，成倍地增加了升船機的一次通航量，使得升船機的通航能力大大提高，而且組線數量越多，其經濟效益越顯著。本實用新型能有效地實現集中落差水道上的高效通航，具有結構簡單、投資節省、操作方便、環境友好、不耗水、能適應上下遊水位變幅等優點，在水運工程中極具研究推廣價值。
圖I是中間塔柱採用單滑輪的組線式全平衡垂直升船機的結構示意圖。圖2是中間塔柱採用雙滑輪的組線式全平衡垂直升船機的結構示意圖。圖3是單線情況下渡槽與承船廂布置的平面示意圖。圖4是單線情況下渡槽與承船廂布置的正面示意圖。
具體實施方式
如圖1、2、3、4所示，組線式全平衡垂直升船機包括平衡重系統I、承船廂2、滑輪組
3、懸吊系統4、平衡鏈5、塔柱結構6、渡槽7、內閘門8、外閘門9和廂門10，兩個相鄰承船廂2廂舷的上端通過懸吊系統4跨過滑輪組3相互連接，在組線式全平衡垂直升船機兩側的懸吊系統4 一端與平衡重系統I的上端相連，懸吊系統4另一端跨過滑輪組3與承船廂2廂舷的上端相連，平衡重系統I的下端通過平衡鏈5與承船廂2廂舷的下端相連，相鄰兩個承船廂2廂舷的下端通過平衡鏈5相連，在塔柱結構6的上端設有滑輪組3，在承船廂2的兩頂端安設廂門10，在承船廂2的上下遊兩側安設渡槽7，在渡槽7的內外兩端分別設有內閘門8和外閘門9。所述的承船廂2為多個，多個承船廂2和平衡重系統I通過懸吊系統4跨過滑輪組3相互連接形成一個耦合的聯動系統。所述的相鄰兩個承船廂2的運動方向相反。所述的塔柱結構6的數目比承船廂2的數目多一個。組線式全平衡垂直升船機的通航方法是上行的承船廂2運行到上遊控制位置 時，下行的承船廂2運行到下遊控制位置，承船廂2內的水位與設計通航水位持平，這時承船廂2與渡槽7對接，打開渡槽7的內閘門8和對接處的廂門10，承船廂2內的船舶駛入渡槽7，關閉內閘門8，對渡槽7輸水，使得渡槽7內水位與外水位持平，打開外閘門9，船舶駛出渡槽7，候泊的船舶駛入渡槽7，關閉外閘門9，對渡槽7輸水，使得渡槽7內水位與設計通航水位持平，打開內閘門8，船舶駛入承船廂2，關閉渡槽7的內閘門8和對接處的廂門10，承船廂2反方向運行至控制位置，周而復始。本實用新型的渡槽可以與引航道結合起來，渡槽的輸水系統可以參照船閘輸水系統類型進行設計，在水位變幅不是太大的情況下，可以用水泵代替；當中間塔柱較細時宜採用單滑輪形式，當中間塔柱較粗時宜採用雙滑輪形式；本實用新型的承船廂為統一規格，全平衡設計與單體升船機相同；本實用新型的驅動方式宜採用卷揚式或自爬式，承船廂內的水位誤差可以通過驅動機構吃緊克服，也可以通過承船廂自帶水泵調節，安全裝置可參照相應驅動方式下的升船機常用安全裝置；本實用新型的承船廂不宜下水。
權利要求1.一種組線式全平衡垂直升船機，其特徵在於包括平衡重系統(I)、承船廂(2)、滑輪組(3)、懸吊系統(4)、平衡鏈(5)、塔柱結構(6)、渡槽(7)、內閘門(8)、外閘門(9)和廂門(10)，兩個相鄰承船廂(2)廂舷的上端通過懸吊系統(4)跨過滑輪組(3)相互連接，在組線式全平衡垂直升船機兩側的懸吊系統(4) 一端與平衡重系統(I)的上端相連，懸吊系統(4)另一端跨過滑輪組(3)與承船廂(2)廂舷的上端相連，平衡重系統(I)的下端通過平衡鏈(5)與承船廂(2)廂舷的下端相連，相鄰兩個承船廂(2)廂舷的下端通過平衡鏈(5)相連， 在塔柱結構(6)的上端設有滑輪組(3)，在承船廂(2)的兩頂端安設廂門(10)，在承船廂(2)的上下遊兩側安設渡槽(7 )，在渡槽(7 )的內外兩端分別設有內閘門(8 )和外閘門(9 )。
2.如權利要求I所述的ー種組線式全平衡垂直升船機，其特徵在於所述的承船廂(2)為多個，多個承船廂(2)和平衡重系統(I)通過懸吊系統(4)跨過滑輪組(3)相互連接形成一個耦合的聯動系統。
3.如權利要求I所述的ー種組線式全平衡垂直升船機，其特徵在於所述的相鄰兩個承船廂(2)的運動方向相反。
4.如權利要求I所述的ー種組線式全平衡垂直升船機，其特徵在於所述的塔柱結構(6)的數目比承船廂(2)的數目多ー個。
專利摘要本實用新型公開了一種組線式全平衡垂直升船機。兩個相鄰承船廂廂舷的上端通過懸吊系統跨過滑輪組相互連接，在組線式全平衡垂直升船機兩側的懸吊系統一端與平衡重系統的上端相連，懸吊系統另一端跨過滑輪組與承船廂廂舷的上端相連，平衡重系統的下端通過平衡鏈與承船廂廂舷的下端相連，相鄰兩個承船廂廂舷的下端通過平衡鏈相連，在塔柱結構的上端設有滑輪組，在承船廂的兩頂端安設廂門，在承船廂的上下遊兩側安設渡槽，在渡槽的內外兩端分別設有內閘門和外閘門。本實用新型能有效地實現集中落差水道上的高效通航，具有結構簡單、投資節省、操作方便、環境友好、不耗水、能適應上下遊水位變幅等優點，在水運工程中極具研究推廣價值。
文檔編號E02C5/00GK202380451SQ20112052256
公開日2012年8月15日 申請日期2011年12月14日 優先權日2011年12月14日
發明者劉國良, 徐曉東, 曹曉萌, 顧正華 申請人:浙江大學