CN101392522B - 一种液压提升式升船机 - Google Patents

Abstract

本发明是一种液压提升式升船机，包括承船厢、卷筒、动滑轮、钢丝绳、竖井、浮筒，浮筒与动滑轮连接，并通过在动滑轮上运动的钢丝绳与承船厢连接，其特征在于通过在浮筒与竖井之间增加密封，使浮筒变成为活塞，通过上下游水头差在活塞与竖井之间产生的压力驱动承船厢的升降运行。本发明的优点是：1、充分利用上下游水位差，大幅度减小竖井尺寸及工程投资，由于竖井直径减小，使升船机塔楼的结构安全性提高，布置方便。2、运行平稳可靠，更有利于升船机平稳升降。3、易于保证竖井水位升降同步，使升船机的运行安全可靠。

Description

一种液压提升式升船机

技术领域

本发明涉及水利、水电站基础建设工程，特别是一种用于内河高坝通航过坝的液压提升式升船机。

背景技术

为了有效利用水资源，利用河流的落差获得清洁的再生能源，人类修建了众多的大坝和水力发电工程。随着水力发电工程的高速度发展，水电站项目几乎覆盖了国内所有的河道，包括一些航运河道，修建水电站就必须在天然河道上修建大坝拦截水流发电，大坝在拦截水流的同时也影响了航船的直接通过，所以针对在航道上修建的电站必须在修建拦河大坝的同时应配备有通航过坝建筑。

目前常规的通航过坝方式有船闸、升船机等方式，目前投入运用的升船机主要型式有钢丝绳卷扬式升船机、齿轮爬升式升船机等型式。均属于电力驱动、机械提升的升船机型式。

后期随着对通航过坝方式的进一步研究，又出现了通过水力驱动的升船机型式——水力浮动式转矩平衡重升船机，其基本原理是将平衡重做成重量和体积合适的浮筒，通过钢丝绳与承船厢连接。平衡重浮筒的重量大于船厢总重量，浮筒在可充泄水的竖井内升降，通过调节平衡重浮筒的入水深度以改变浮筒的浮力，利用浮力变化驱动船厢升降运行。船厢在升降过程中由于漏水等原因造成的载荷变化，通过平衡重浮筒淹没水深的自动改变予以适应，保证了在任意位置船厢侧的载荷与平衡重的载荷保持相对的平衡。船厢的运行速度由竖井中充、泄水的流量来控制。水力浮动转矩平衡重升船机具有安全可靠、结构简单、控制简便等优点，但由于驱动运行的主要动力来自浮筒的浮力，在船厢下水的情况下，浮筒的截面尺寸要求足够大以提供足够大的浮力克服船厢下水产生的浮力，造成竖井尺寸较大，土建结构较为复杂，且由于水体本身具有的特性，竖井水位波动难以避免，对浮筒平稳运行及各竖井水位同步升降不利，输水管道水力学问题也较为复杂。

发明内容

本发明的目的是针对水力浮动转矩平衡重升船机的特点提供一种新的水力驱动型式的通航过坝升船机——液压提升式升船机。

本发明的液压提升式升船机，包括承船厢、卷筒、动滑轮、钢丝绳、竖井、浮筒，浮筒与动滑轮连接，并通过在动滑轮上运动的钢丝绳与承船厢连接，其特征在于通过在浮筒与竖井之间增加密封，使浮筒变成为活塞，通过上下游水头差在活塞与竖井之间产生的压力驱动承船厢的升降运行。活塞的重量与承船厢重量相当，截面面积与上下游水头差的乘积与承船厢承载水体体积相当。

本发明与水力浮动转矩平衡重式升船机相比是把水力浮动转矩平衡重式升船机的浮力驱动转化成为压力驱动。可充分利用上下游水位之间的水位压力差，特别适用于上下游水位差较大的情况，以上游最低通航水位和下游最高通航水位之间的差值做为其可利用的驱动水头。同时由于采用了密封圈结构，变浮力驱动为压力驱动，可有效减小活塞筒截面尺寸，进而减小竖井尺寸，同时有效克服竖井水位波动及输水管道的水力学问题，保证升船机平稳运行，竖井水位同步升降。是一种更经济、更安全可靠的升船机型式。

本发明液压提升式升船机除具有水力浮动转矩平衡重式升船机的优势之外，还具有如下几方面的优点：

1.充分利用上下游水位差，大幅度减小竖井尺寸及工程投资

由于浮筒与竖井之间增加密封，船厢下水所产生的浮力通过浮筒底面产生的压力来平衡，而不是通过浮筒淹没产生的浮力来平衡。可充分利用上游水头与竖井水位之间的水头差，大大减小浮筒和竖井的直径以及输水系统的阀门、管道直径，工程投资可明显降低。由于竖井直径减小，使升船机塔楼的结构安全性提高，布置方便。

2.运行平稳可靠

液压提升式升船机由于浮筒与竖井增加了密封装置，把浮力转化成了水压力，有效克服竖井水位波动及输水管道的相关水力学问题，浮筒运行平稳可靠，更有利于升船机平稳升降。由于避免了高水头竖井的消能问题，使升船机的适用水头和提升能力均得到大幅度提高。

3.易于保证竖井水位升降同步

由于升船机是通过水压力驱动而不是浮力驱动，浮筒并非自由无约束状态，水压力将对竖井水位的升降有同步约束功能，容易保证各个竖井的水位同步升降，使升船机的运行安全可靠。

附图说明

图1是本发明的液压提升式升船机示意图。

图2是图1的I部放大图。

图中，1—活塞筒，2—充泄水竖井，3—密封圈，4—承船厢，5—充泄水管路，6—钢丝绳，7—动滑轮，8—卷筒。

具体实施方式

如图1所示，液压提升式升船机包括承船厢、卷筒、动滑轮、钢丝绳、竖井、浮筒等，通过在浮筒1与竖井2之间增加密封3，使浮筒变成为活塞，通过上下游水头差在浮筒与竖井之间产生的压力驱动承船厢4的升降运行。活塞筒1的重量与承船厢4的重量相当(或理论上相等)，截面面积与上下游水头差的乘积和承船厢4承载水体体积相当(或理论上相等)。活塞筒1与动滑轮连接，并通过在动滑轮上运动的钢丝绳6与承船厢4连接。活塞筒1的周边设置密封圈3，活塞筒1的重量与船厢4总重量相当，活塞筒1在可充泄水的竖井2内升降，通过调节竖井2中的水位以改变作用在活塞筒1上的水压力，带动活塞筒1升降，进而驱动船厢4升降运行。船厢在升降过程中由于漏水等原因造成的载荷变化，通过作用在活塞筒1上的水压力变化予以适应，保证了在任意位置船厢4侧的载荷与活塞筒1侧的载荷保持相对的平衡，且船厢4位置不变，保证承船厢4平稳可靠运行。船厢4的运行速度由竖井2中充、泄水的流量来控制。

Claims (2)

1.一种液压提升式升船机，包括承船厢、卷筒、动滑轮、钢丝绳、竖井、浮筒，浮筒与动滑轮连接，并通过在动滑轮上运动的钢丝绳与承船厢连接，其特征在于通过在浮筒与竖井之间增加密封，使浮筒变成为活塞，通过上下游水头差在活塞与竖井之间产生的压力驱动承船厢的升降运行。

2.根据权利要求1所述的液压提升式升船机，其特征在于活塞筒重量与承船厢重量相当，截面面积与上下游水头差的乘积和承船厢承载水体体积相当。

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