一種不耗水節能船閘裝置製造方法
2023-12-07 19:27:36 3
一種不耗水節能船閘裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種不耗水節能船閘裝置，包括設置在閘室兩端的上下遊閘門、設置在閘室內的閘塢和帶動閘塢升降的槓桿組件，所述閘塢為兩端分別設有閘塢門的長槽形結構，槓桿組件包括設置在固定位置上的支撐座和中部鉸接在支撐座上的平衡杆，平衡杆的延伸方向垂直於所述長槽形閘塢的延伸方向，平衡杆的一端與閘塢之間通過起吊纜繩連接在一起，平衡杆的另一端上懸吊有配重塊。本發明在運行過程中，閘塢內水位保持不變，利用槓桿原理使閘塢實現整體升降，從而使閘塢內的水位與上遊或下遊水位持平，因此運行過程中不需要洩水，大大節約了水資源。通過改變配重塊產生的力矩使閘塢實現整體升降，這樣就不需要其它動力裝置使閘塢升降，達到節能的目的。
【專利說明】一種不耗水節能船鬧裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種水利樞紐中供船舶通行的水工建築物，具體的說是涉及一種不耗水節能船閘裝置裝置，屬於船閘運行【技術領域】。
【背景技術】
[0002]利用河水灌溉或者進行水力發電時，需要在河流上修建攔河壩，用以提高水位。因此，河水被大壩隔斷，上下遊的水位差較大，導致船舶無法通過。於是需要在大壩的旁邊修建船閘，供船舶通行。船閘主要由閘室及上下遊閘首所組成，閘室的兩端設置閘門，用以與上下遊隔開。當船由上遊向下遊下行時，先將閘室充水，待閘室內水位與上遊相平時，將上遊閘門開啟，讓船隻進入閘室，隨即關閉上遊的閘門，再將閘室放水，待閘室內水位降至與下遊水位相平時，將下遊閘門開啟，船隻即可出閘。上行時與上述過程相反。現有技術的這種船閘運行的示意圖如圖1、圖2和圖3所示，圖中1是上遊閘首，2是下遊閘首，3是閘室。
[0003]船閘運行分以下步驟:
1.上遊閘門關閉，下遊閘門打開，閘室內水位與下遊齊平，閘室內部和下遊的水體形成一體，下遊過閘船舶從下遊引航道駛入閘室，關閉下遊閘門。此時上遊、閘室和下遊的水體被隔離，形成三個不連續的水體。此時閘室內的水位與下遊水位相同。
[0004]2.利用水的自重把上遊的水下洩進閘室,使閘室內的水位與上遊齊平，打開上遊閘門，閘室內部和上遊的水體形成一體，閘室內船舶駛離閘室，進入上遊引航道；上遊過閘船舶從上遊引航道駛入閘室，再關閉上遊閘門。此時上遊、閘室和下遊的水體再一次被隔離，形成三個不連續的水體。此時閘室內的水位與上遊水位相同。
[0005]3.利用水的自重把閘室內的水下洩到下遊引航道，使閘室內的水位與下遊齊平，打開下遊閘門，閘室內部和下遊的水體形成一體，閘室內船舶駛離閘室，進入下遊引航道。
[0006]船隻通過大壩時，船閘運行按照上述步驟循環運行。
[0007]現有技術這種船閘循環運行的要點就是把上遊、閘室和下遊三部分水體能夠隔離。閘室內的水位與下遊齊平時，船舶可以在閘室內和下遊自由通行；閘室內的水位與上遊齊平時，船舶可以在閘室內和上遊自由通行。為了完成一個循環運行，必須使閘室內的水位時而與上遊齊平，時而與下遊齊平。目前船閘採用的是利用水體自重下洩水體，來完成一個循環運行。因此造成船閘洩水。
[0008]目前的船閘運行造成水資源和能源的極大損失。以平原地區船閘為例:平原地區船閘上下遊水位差一般在2米至7米。船閘上下行通行一次船舶，就會下洩一部分水。以閘室尺寸長230米、寬20米，上下遊工作水位差3米的船閘為例:上下行通行一次船舶下洩的水量為230米X 20米X 3米=1.38萬立方米，一天上下行通行35次，下洩的水量為48.3萬立方米，一年下洩的水量達1.7億立方米。上遊的水有的通過上遊水源地自然補充，許多需要通過翻水設施從下遊提升補充到上遊。如京杭運河，屬於南水北調東線的輸水廊道，需要從下遊逐級提水到上遊。
【發明內容】
[0009]為解決現有技術的船閘運行需要洩水導致水資源和能源損失的技術問題，本發明的目的在於提供一種不耗水節能船閘裝置。
[0010]本發明採用如下技術方案:一種不耗水節能船閘裝置，其包括設置在閘室兩端的上遊閘首和下遊閘首，所述不耗水節能船閘裝置還包括設置在閘室內的閘塢和帶動閘塢升降的槓桿組件，所述閘塢為兩端分別設有閘塢門的長槽形結構，所述槓桿組件包括設置在固定位置上的支撐座和中部鉸接在支撐座上的平衡杆，所述平衡杆的延伸方向垂直於所述長槽形閘塢的延伸方向，所述平衡杆的一端與閘塢之間通過起吊纜繩連接在一起，平衡杆的另一端上懸吊有配重塊。
[0011]所述閘塢兩端的外壁面分別滑動貼合在上遊閘首和下遊閘首內。
[0012]所述上遊閘首和下遊閘首上與閘塢接觸的部位設有豎直延伸的軌道，所述閘塢的兩端具有在所述軌道內滑動的滑動配合部。
[0013]所述上遊閘首和下遊閘首上分別設有限位塊，所述閘塢兩端的外壁上分別設有與所述限位塊擋止配合的擋塊，上遊閘首和下遊閘首上限位塊的上端面分別與上遊水位和下遊水位持平，所述擋塊的下端面與閘塢內的水位持平。
[0014]所述平衡杆懸吊有配重塊的一端上設有沿平衡杆延伸方向來回移動的移動行車，移動行車上懸吊有吊籃，所述配重塊放置在所述吊籃內。
[0015]所述槓桿組件的數量至少為兩個。
[0016]本發明的有益效果是:本發明在運行過程中，利用槓桿原理使閘塢實現整體升降，從而使閘塢內的水位與上遊或下遊水位持平，這樣就能使上、下遊引航道內的船舶進入到閘塢中，或者閘塢中船舶進入到上、下遊引航道內，因此船閘運行過程中不需要洩水，大大節約了水資源。由於閘塢和配重塊分別懸吊在在平衡杆兩端，配重塊的勢能可以轉化為閘塢升降的動能，通過改變配重塊產生的力矩就能使閘塢實現整體升降，來滿足閘室內水位的變化，這樣就不需要其它動力裝置使閘塢升降，達到節能的目的。本發明不需要洩水，也不需要專門的動力裝置提升閘塢，因此不會造成水資源和能源浪費。
[0017]進一步的，閘塢兩端的外壁面分別滑動貼合在上遊閘首和下遊閘首內，防止閘塢升降時偏移和歪斜。
[0018]進一步的，上遊閘首和下遊閘首內的軌道對閘塢的升降進行限位，防止閘塢在升降過程中偏移。
[0019]進一步的，移動行車可以帶動配重塊來回移動，從而使配重塊產生的力矩發生改變，從而就能使閘塢實現升降。
[0020]進一步的，多個槓桿組件能更加容易的將閘塢提升提來，而且多個槓桿組件組件還能使閘塢受力更加均勻，防止閘塢在升降過程中發生歪斜。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是現有技術船閘運行的示意圖(閘室低水位);
圖2是現有技術船閘運行的示意圖(閘室高水位)；
圖3是現有技術閘室的剖面圖；
圖4是本發明一種實施例的俯視圖； 圖5是圖4中槓桿組件的結構示意圖；
圖6是上下遊閘首和閘塢結合部位的放大視圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。
[0023]本發明一種具體的實施例如圖4至圖6所示，本實施例的不耗水節能船閘裝置包括設置在閘室兩端的上遊閘首I和下遊閘首2、設置在閘室內的閘塢4和帶動閘塢升降的槓桿組件，上遊閘首I和下遊閘首2處分別設有上遊閘門和下遊閘門，所述閘塢4為兩端分別設有閘塢門的長槽形結構，閘塢4兩端的外壁面分別滑動裝配在上遊閘首I和下遊閘首2內，為了對閘塢4的升降進行導向，本實施例上遊閘首和下遊閘首上與閘塢接觸的部位設置豎直延伸的軌道，閘塢的兩端設有在軌道內滑動的滑動配合部。由於上遊閘門和下遊閘以及軌道等結構比較簡單，附圖中均未顯示。
[0024]本實施例的槓桿組件共有十個，各個槓桿組件分別包括設置在固定位置上的支撐座6和中部鉸接在支撐座6上的平衡杆5，所述平衡杆5的延伸方向垂直於所述長槽形閘塢4的延伸方向，所述平衡杆5的一端與閘塢之間通過起吊纜繩10連接在一起，平衡杆5的另一端上懸吊有配重塊7，平衡杆5懸吊有配重塊的一端上設有沿平衡杆延伸方向來回移動的移動行車9，移動行車9上懸吊有吊籃8，所述配重塊7放置在所述吊籃8內。配重塊8的勢能可以轉化為閘塢4升降的動能，利用配重塊能使閘塢基本保持平衡，本實施例通過改變移動行車在平衡杆位置使配重塊產生的力矩發生改變，從而閘塢實現升降。
[0025]如圖6所示所述上遊閘首I和下遊閘首2上分別設有限位塊11，所述閘塢4兩端的外壁上分別設有與所述限位塊擋止配合的擋塊12，上遊閘首I和下遊閘首2上限位塊的上端面分別與上遊水位和下遊水位持平，所述擋塊12的下端面與閘塢內的水位持平。
[0026]本實施例的運行過程按照以下步驟進行:
1.利用移動行車調節配重塊在平衡杆上的位置使閘塢升降，直至閘塢內的水位與下遊齊平，閘塢一端的擋塊與下遊閘首上的限位塊擋止配合，此時利用行程控制裝置作出的提示，閘塢在此位置鎖緊固定。打開下遊閘門和靠近下遊處的閘塢門，閘塢內的船舶離開閘塢駛入下遊引航道，下遊引航道內的船舶也可也以上行進入閘塢，然後關閉下遊閘門和靠近下遊處的閘塢門。此時閘室內水位也就是閘塢內水位與下遊水位引航道水位齊平，上下遊處的閘塢門和閘門全部關閉。
[0027]2、打開閘塢和下遊閘首的固定裝置，使閘塢和下遊閘首分離。把配重塊往遠離閘塢的方向稍作移動，增大配重塊的力臂，使配重塊產生的力矩大於閘塢的力矩，載著水體和過閘船舶的閘塢便會沿著上、下遊閘首壁面緩慢往上提升，直到閘塢內水位與上遊引航道水位齊平。
[0028]3、閘塢另一端的擋塊與下遊閘首上的限位塊擋止配合，利用行程控制裝置作出的提示，閘塢在此位置鎖緊固定。打開上遊閘門和靠近上遊處的閘塢門，閘塢內部水體和上遊引航道的水體形成一體，也就是閘塢內水位與下遊水位引航道水位齊平，此時閘室內船舶駛離閘室進入上遊引航道，上遊過閘船舶也可以從上遊引航道駛入閘室，然後再關閉上遊閘室門和上遊閘塢門。
[0029]4、打開閘塢和上遊閘首的固定裝置，使閘塢和上遊閘首分離。把配重塊往靠近閘塢的方向稍作移動，減小配重塊的力臂，使配重塊產生的力矩小於閘塢的力矩，載著水體和過閘船舶的船塢便會沿著上、下遊閘首壁面緩慢往下降落，直到閘塢內水位與下遊引航道水位齊平。
[0030]5、閘塢一端的擋塊與下遊閘首上的限位塊擋止配合，此時利用行程控制裝置作出的提示，閘塢在此位置鎖緊固定。打開下遊閘門和靠近下遊處的閘塢門，閘塢內的船舶離開閘塢駛入下遊引航道，下遊引航道內的船舶也可也以上行進入閘塢，然後關閉下遊閘門和靠近下遊處的閘塢門。此時閘室內水位也就是閘塢內水位與下遊水位引航道水位齊平，上下遊處的閘塢門和閘門全部關閉。
[0031]如此完成了一個流程。船隻通過大壩時，船閘運行按照上述步驟循環運行。
[0032]本實施例在運行過程中，需要保證靠近上遊的閘塢門和上遊閘門之間必須密閉，不能漏水，閘塢內的水位始終保持不變，利用槓桿原理使閘塢實現整體升降，從而使閘塢內的水位與上遊或下遊水位持平，因此船閘運行過程中不需要洩水，大大節約了水資源。由於閘塢和配重塊分別懸吊在在平衡杆兩端，配重塊的勢能可以轉化為閘塢升降的動能，通過改變配重塊產生的力矩使閘塢實現整體升降，來滿足閘室內水位的變化，這樣就不需要其它動力裝置使閘塢升降，達到節能的目的。
[0033]在具體實施時，以長230米、寬20米、水深4米的閘室，閘室裡停留5艘1000噸級的滿載船為例:閘室內水體重量18400噸，閘塢體自重7000噸，閘塢內過閘船舶的重量6000噸，合計31400噸。
[0034]為了以最低的能耗提升閘塢，設置槓桿組件，各平衡杆兩端的閘塢和配重保持極限平衡，即閘塢產生的力矩要和配重產生的力矩相同，才能保證閘塢和配重保持平衡。閘塢提升和下落時，通過平衡杆上的移動行車的來回移動，改變力矩，達到閘塢提升和下落的目的。採用N個槓桿組件，提升三萬多噸的閘塢，每個平衡杆平均提升N分之一的重量。
[0035]本實施例用在已經建成使用的船閘上，需要對已經建成使用的船閘進行改造,改造過程如下:
在閘室內用鋼板建造一個閘塢，兩端分別設置上吊式閘塢門，閘塢外壁緊貼上下閘首壁面，閘塢外壁和上下閘首壁面用軌道相隔，閘塢可沿著船閘壁上下滑動。
[0036]閘室旁邊平行建造若干個槓桿組件，平衡杆的一端用起吊纜繩連接閘塢，平衡杆的另一端安裝配重吊籃和配重塊，使平衡杆兩端基本保持平衡。
[0037]本發明既可以用在已經建成使用的船閘上，還可以用在新建的船閘上。新建的船閘比改造的船閘更加方便，造價也低，閘室的建設不需要像建設普通船閘那樣精細，只要在閘塢外用鋼板樁等材料圍一個閘室即可。
[0038]上述實施例為一種優選的實施例，在本發明其它的實施例中，可以將配重塊的重量改變使配重塊產生的力矩改變，從而使閘塢實現整體升價，此時則就不需要再平衡杆上設置移動行車。
[0039]在本發明其它的實施例中，槓桿組件的數量可以根據閘室的重量、長度等參數設定，平衡杆的數量可以是兩個或兩個以上的任意值。
[0040]在本發明其它的實施例中，還可以將閘塢兩端的壁面上安裝軌道、同時在上下閘首上設置裝配在軌道內滑動配合部，滑動配合部同樣也能對閘塢的升降進行限位。
[0041]在本發明其它的實施例中，當閘塢升降到所需要的位置時，還可以採用纜繩等其它固定結構將閘塢鎖緊，此時就不要再上遊閘首和下遊閘首上設置限位塊，閘塢上對應的擋塊也可以省去。
【權利要求】
1.一種不耗水節能船閘裝置，其包括設置在閘室兩端的上遊閘首(I)和下遊閘首(2)，其特徵在於:所述不耗水節能船閘裝置還包括設置在閘室內的閘塢(4)和帶動閘塢(4)升降的槓桿組件，所述閘塢(4)為兩端分別設有閘塢門的長槽形結構，所述槓桿組件包括設置在固定位置上的支撐座(6)和中部鉸接在支撐座上的平衡杆(5)，所述平衡杆(5)的延伸方向垂直於所述長槽形閘塢(4)的延伸方向，所述平衡杆(5)的一端與閘塢(4)之間通過起吊纜繩(10 )連接在一起，平衡杆(5 )的另一端上懸吊有配重塊(7 )。
2.根據權利要求1所述的一種不耗水節能船閘裝置，其特徵在於:所述閘塢(4)兩端的外壁面分別滑動貼合在上遊閘首(I)和下遊閘首(2)內。
3.根據權利要求1所述的一種不耗水節能船閘裝置，其特徵在於:所述上遊閘首(I)和下遊閘首(2)上與閘塢接觸的部位設有豎直延伸的軌道，所述閘塢(4)的兩端具有在所述軌道內滑動的滑動配合部。
4.根據權利要求1或2或3所述的一種不耗水節能船閘裝置，其特徵在於:所述上遊閘首(I)和下遊閘首(2)上分別設有限位塊(11)，所述閘塢(4)兩端的外壁上分別設有與所述限位塊(11)擋止配合的擋塊(12)，上遊閘首(I)和下遊閘首(2)上限位塊(11)的上端面分別與上遊水位和下遊水位持平，所述擋塊(12)的下端面與閘塢(4)內的水位持平。
5.根據權利要求1或2或3所述的一種不耗水節能船閘裝置，其特徵在於:所述平衡杆(5)懸吊有配重塊的一端上設有沿平衡杆延伸方向來回移動的移動行車(9)，移動行車(9)上懸吊有吊籃(8 )，所述配重塊(7 )放置在所述吊籃(8 )內。
6.根據權利要求1或2或3所述的一種不耗水節能船閘裝置，其特徵在於:所述槓桿組件的數量至少為兩個。
【文檔編號】E02C1/00GK104404937SQ201410785843
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年12月18日 優先權日:2014年12月18日
【發明者】施永富, 餘勇 申請人:施永富