CN104480923B - 一种单级三线连通的船闸 - Google Patents

一种单级三线连通的船闸 Download PDF

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Abstract

本发明是一种单级三线连通的船闸。本发明要解决的问题是二级船闸至五级船闸浪费了很多的水。本发明的技术方案是三个单级船闸的闸室底部用水管连通，连通的水管有阀门，这样，A闸室的水可以排放至B闸室或者C闸室，B闸室的水可以排放至A闸室或者C闸室，C闸室的水可以排放至A闸室或者B闸室，一个闸室的水不需要排放至另一个闸室的时候，关闭阀门。水资源越来越短缺，所以全中国凡是需要修建的或者已经存在的三线船闸，都可以修建为或者改建为单级三线连通的船闸。

Description

一种单级三线连通的船闸
技术领域：
本发明涉及一种水工建筑物，特别涉及一种船只通过水坝的船闸。
背景技术：
目前多级船闸是：上一级闸室的水排放至下一级，这样浪费了很多的水；船只从一个闸室移动到另一个闸室需要时间，通过多级闸室就需要很多的时间；每增加一级需要增加一级闸室的工程量成本。本发明能解决这3个缺点。
发明内容：
单级三线连通的船闸是指，三个单级船闸的闸室是连通的，三个闸室的水是可以互相排放的。本发明要解决的技术问题是：二级船闸至五级船闸要排放很多的水至下游，这样浪费很多的水；船只通过多级船闸需要很多的时间；修建多级船闸需要很多个闸室的工程量成本；本发明能解决这3个问题。
为了便于以下描述，把三个单级船闸闸室其中一个称为A闸室，另一个称为B闸室，最后一个称为C闸室。为了解决上述问题，本发明采用如下技术方案：在三个单级船闸闸室底部用水管连通，在水管部位安装3个阀门，这样，三个闸室成为一个连通器，A闸室的水可以排放至B闸室或者C闸室，B闸室的水可以排放至A闸室或者C闸室，C闸室的水可以排放至A闸室或者B闸室；一个闸室的水不需要排放至另一个闸室的时候，关闭阀门。
本发明的有益效果是：1、单级三线连通的船闸，能超过二级至五级船闸的节水效果；2、单级三线连通的船闸只有三个闸室，比五级三线船闸节省十二个闸室的工程成本；3、船只通过单级三线连通的船闸不需要从一个闸室移动至另一个闸室，因此船只通过船闸的时间远远少于通过五级船闸，单位时间内船只通过量远远大于五级三线船闸。单级三线连通的船闸与单级三线船闸至五级三线船闸的排水量比较，把闸室面积乘以总水头高度的体积水量设为1，其排放至下游的水量分别比较为
船闸类型 单上或者单下通行的排水量 双向通行的排水量
单级三线连通的船闸 1/3 1/6
单级三线船闸 1 1/2
二级三线船闸 1/2 1/2
三级三线船闸 1/3 1/2
四级三线船闸 1/4 1/2
五级三线船闸 1/5 1/2
双向通行的排水量是指，上行后下行，下行后上行两次通行船闸排放至下游的水量除以2。从上表格可以看出，排放至下游水量最少的是单级三线连通的船闸双向通行的排水量！所以，全中国凡是需要修建的或者已经存在的三线船闸，都可以修建为或者改建为单级三线连通的船闸。
本发明的的特征是：船闸为三线，每线为单级，三线船闸的三个闸室是连通的，连通的水管有三个阀门，A闸室的水可以排放至B闸室或者C闸室，B闸室的水可以排放至A闸室或者C闸室，C闸室的水可以排放至A闸室或者B闸室，一个闸室的水不需要排放至另一个闸室的时候，这两个闸室之间至少有一个阀门关闭；常规船闸两个闸室之间排放的水，是从上一级闸室排放至相邻的下一级闸室，排放的水流方向是固定的，不可以反方向排放，本发明的船闸三个闸室之间排放的水流方向不是固定的，是可以正反方向排放的，A闸室的水排放至B闸室，B闸室的水可以反方向排放至A闸室，A闸室的水排放至C闸室，C闸室的水可以反方向排放至A闸室，B闸室的水排放至C闸室，C闸室的水可以反方向排放至B闸室；本发明的三个闸室之间的距离并不要求相邻，连通的水管长度可以延长，三个闸室之间的任何距离都可以用水管 连通。每一个闸室在每一次排水或者进水的水量都是下游水位至上游水位的三分之一。本发明是在常规单级三线船闸的基础上增加了三个闸室连通的水管和三个阀门，因此常规船闸的各阀门、闸门、闸室之间的连接关系没有变化，常规单级三线船闸的特征是：每一个闸室可以上游水进入闸室，因此有进水阀门，每一个闸室的水可以排放至下游，因此有排水阀门，它们之间的连接关系是进水阀门是控制闸室进水、排水阀门是控制闸室排水，没有其它连接关系；常规船闸的一线船闸与另一线船闸之间没有任何连接关系，因此常规船闸的每一线船闸都可以独立运行；本发明是在常规船闸所有的连接关系不变的基础上，把三个独立的闸室连通，连通部位的阀门则控制水流的通断，因此本发明三个闸室的运行方式是联合的(联合运行方式参见具体实施方式)。
附图说明：
图1至图9是单级三线连通的船闸工作原理顺序图。
以下描述中，()里的数字代表图中的数字，数字代表()前面的名称。下游水位(0)三分之一水位(01)，三分之二水位(02)，上游水位(03)在三个闸室位置是相同的，所以每个图中仅在A闸室标出。A闸室(A)，B闸室(B)，C闸室(C)，连通三个闸室的水管(22)，去上游的船只(S)，去下游的船只(X)，A闸室进水阀门(4)，B闸室进水阀门(5)，C闸室进水阀门(6)，A闸室排水阀门(7)，B闸室排水阀门(8)，C闸室排水阀门(9)，连通三个闸室的水管A阀门(10)，连通三个闸室的水管B阀门(11)，连通三个闸室的水管C阀门(12)，A闸室上游闸门(16)，B闸室下游闸门(17)，C闸室上游闸门(18)，A闸室下游闸门(19)，B闸室上游闸门(20)，C闸室下游闸门(21)，连通三个闸室的水管(22)，箭头方向是水流过阀门时的方向。
特别指出，连通三个闸室的水管(22)连通三个闸室的水管A阀门(10)连通三个闸室的水管B阀门(11)连通三个闸室的水管C阀门(12)是本发明的物体特征。
具体实施方式：
在三个单级船闸的闸室底部用水管连通，连通的水管有三个阀门，水管与三个阀门、三个闸室的位置关系是：水管从A闸室开始延伸后经过一个阀门，经过阀门之后的水管分成两个方向的水管，一个方向的水管经过一个阀门后连接B闸室，另一个方向的水管经过一个阀门后连接C闸室；这样，三个闸室成为一个连通器，A闸室的水可以排放至B闸室或者C闸室，B闸室的水可以排放至A闸室或者C闸室，C闸室的水可以排放至A闸室或者B闸室，一个闸室的水不需要排放至另一个闸室的时候，这两个闸室之间至少有一个阀门关闭。闸室的水具体是如何排放的，每一个工作循环是9步，9步分别由9个图标出，结合附图对单级三线连通的船闸工作原理进行说明：
图1是：A闸室水位是上游水位(03)，这时上游闸门(16)打开，闸室内去上游的船只(S)准备离开A闸室；B闸室水位是三分之二水位(02)，闸室内去下游的船只(X)；C闸室位是下游水位(0)，闸室内去上游的船只(S)。这时B闸室进水阀门(5)C闸室进水阀门(6)A闸室排水阀门(7)B闸室排水阀门(8)C闸室排水阀门(9)连通三个闸室的水管A阀门(10)阀门关闭状态，A闸室进水阀门(4)连通三个闸室的水管B阀门(11)连通三个闸室的水管C阀门(12)阀门打开状态，B闸室的水按箭头方向(110)(120)排放至C闸室。
图2是：去下游的船只(X)进入A闸室并关闭阀门；B闸室的水排放至C闸室的结果是B、C闸室水位都是三分之一水位(01)。这时A闸室进水阀门(4)B闸室进水阀门(5)C闸室进水阀门(6)A闸室排水阀门(7)C闸室排水阀门(9)连通三个闸室的水管B阀门(11)阀门关闭状态，B闸室排水阀门(8)连通三个闸室的水管A阀门(10)连通三个闸室的水管C阀门(12)阀门打开状态，A闸室的水按箭头方向(100)(120)排放至C闸室，B闸室的水按箭头方向(80)排放至下游。
图3是：A闸室的水排放至C闸室的结果是A、C闸室水位都是三分之二水位(02)；B闸室的水排放 至下游的结果是其水位与下游水位(0)相同。这时A闸室进水阀门(4)B闸室进水阀门(5)A闸室排水阀门(7)C闸室排水阀门(9)连通三个闸室的水管B阀门(11)连通三个闸室的水管C阀门(12)阀门关闭状态，C闸室进水阀门(6)B闸室排水阀门(8)连通三个闸室的水管A阀门(10)阀门打开状态，B闸室下游闸门(17)打开，去下游的船只(X)准备离开B闸室，C闸室按箭头方向(60)进水。
图4是：去上游的船只(S)进入了B闸室，关闭了B闸室下游闸门；C闸室进水的结果是闸室水位与上游水位(03)相同。这时A闸室进水阀门(4)B闸室进水阀门(5)A闸室排水阀门(7)B闸室排水阀门(8)C闸室排水阀门(9)连通三个闸室的水管C阀门(12)阀门关闭状态，C闸室进水阀门(6)连通三个闸室的水管A阀门(10)连通三个闸室的水管B阀门(11)阀门打开状态，C闸室上游闸门(18)打开，去上游的船只(S)准备离开C闸室，A闸室的水按箭头方向(100)(110)排放至B闸室。
图5是：A闸室的水排放至B闸室的结果是A、B闸室水位都是三分之一水位(01)，去下游的船只(X)进入了C闸室，关闭了C闸室上游闸门。这时A闸室进水阀门(4)B闸室进水阀门(5)C闸室进水阀门(6)B闸室排水阀门(8)C闸室排水阀门(9)连通三个闸室的水管A阀门(10)阀门关闭状态，A闸室排水阀门(7)连通三个闸室的水管B阀门(11)连通三个闸室的水管C阀门(12)阀门打开状态，A闸室的水按箭头方向(70)排放至下游，C闸室的水按箭头方向(120)(110)排放至B闸室。
图6是：A闸室的水排放至下游的结果是闸室水位与下游水位(0)相同；C闸室的水排放至B闸室的结果是C、B闸室水位都是三分之二水位(02)。这时A闸室进水阀门(4)C闸室进水阀门(6)B闸室排水阀门(8)C闸室排水阀门(9)连通三个闸室的水管A阀门(10)连通三个闸室的水管B阀门(11)阀门关闭状态，B闸室进水阀门(5)A闸室排水阀门(7)连通三个闸室的水管C阀门(12)阀门打开状态，A闸室下游闸门(19)打开，去下游的船只(X)准备离开A闸室，B闸室按箭头方向(50)进水。
图7是：去上游的船只(S)进入了A闸室，关闭了A闸室下游闸门；B闸室进水的结果是与上游水位(03)相同。这时A闸室进水阀门(4)C闸室进水阀门(6)A闸室排水阀门(7)B闸室排水阀门(8)C闸室排水阀门(9)连通三个闸室的水管B阀门(11)阀门关闭状态，B闸室进水阀门(5)连通三个闸室的水管A阀门(10)连通三个闸室的水管C阀门(12)阀门打开状态，B闸室上游闸门(20)打开，去上游的船只(S)准备离开B闸室，C闸室的水按箭头方向(120)(100)排放至A闸室。
图8是：C闸室的水排放至A闸室的结果是C、A闸室水位都是三分之一水位(01)；去下游的船只(X)进入了B闸室，关闭了B闸室上游闸门。这时A闸室进水阀门(4)B闸室进水阀门(5)C闸室进水阀门(6)A闸室排水阀门(7)B闸室排水阀门(8)连通三个闸室的水管C阀门(12)阀门关闭状态，C闸室排水阀门(9)连通三个闸室的水管A阀门(10)连通三个闸室的水管B阀门(11)阀门打开状态，B闸室的水按箭头方向(110)(100)排放至A闸室，C闸室的水按箭头方向(90)排放至下游。
图9是：B闸室的水排放至A闸室的结果是B、A闸室水位都是三分之二水位(02)；C闸室的水排放至下游的结果是闸室水位与下游水位(0)相同。这时B闸室进水阀门(5)C闸室进水阀门(6)A闸室排水阀门(7)B闸室排水阀门(8)连通三个闸室的水管A阀门(10)连通三个闸室的水管C阀门(12)阀门关闭状态，A闸室进水阀门(4)C闸室排水阀门(9)连通三个闸室的水管B阀门(11)阀门打开状态，C闸室下游闸门(21)打开，去下游的船只(X)准备离开C闸室。
图9之后又从图1开始，这样循环工作。

Claims (1)

1.一种单级三线连通的船闸，船闸为三线，每线为单级，三线船闸的三个闸室是由水管连通的，连通的水管有三个阀门，水管与三个阀门、三个闸室的位置关系是：水管从A闸室开始延伸后经过一个阀门，经过阀门之后的水管分成两个方向的水管，一个方向的水管经过一个阀门后连接B闸室，另一个方向的水管经过一个阀门后连接C闸室；A闸室的水可以排放至B闸室或者C闸室，B闸室的水可以排放至A闸室或者C闸室，C闸室的水可以排放至A闸室或者B闸室；
每一个闸室在每一次排水或者进水的水量是下游水位至上游水位的三分之一；
每一个工作循环有9个步骤，分别是：
步骤1)、A闸室水位是上游水位(03)，A闸室上游闸门(16)打开，闸室内去上游的船只(S)准备离开A闸室；B闸室水位是三分之二水位(02)，闸室内是去下游的船只(X)；C闸室位是下游水位(0)，闸室内是去上游的船只(S)；这时B闸室进水阀门(5)C闸室进水阀门(6)A闸室排水阀门(7)B闸室排水阀门(8)C闸室排水阀门(9)连通三个闸室的水管A阀门(10)关闭状态，A闸室进水阀门(4)连通三个闸室的水管B阀门(11)连通三个闸室的水管C阀门(12)打开状态，B闸室的水经过连通三个闸室的水管B阀门(11)连通三个闸室的水管C阀门(12)排放至C闸室；
步骤2)、去下游的船只(X)进入A闸室并关闭闸门，B闸室的水排放至C闸室的结果是B、C闸室水位都是三分之一水位(01)，这时A闸室进水阀门(4)B闸室进水阀门(5)C闸室进水阀门(6)A闸室排水阀门(7)C闸室排水阀门(9)连通三个闸室的水管B阀门(11)关闭状态，B闸室排水阀门(8)连通三个闸室的水管A阀门(10)连通三个闸室的水管C阀门(12)打开状态，A闸室的水经过连通三个闸室的水管A阀门(10)连通三个闸室的水管C阀门(12)排放至C闸室，B闸室的水经过B闸室排水阀门(8)排放至下游；
步骤3)、A闸室的水排放至C闸室的结果是A、C闸室水位都是三分之二水位(02)，B闸室的水排放至下游的结果是其水位与下游水位(0)相同，这时A闸室进水阀门(4)B闸室进水阀门(5)A闸室排水阀门(7)C闸室排水阀门(9)连通三个闸室的水管B阀门(11)连通三个闸室的水管C阀门(12)关闭状态，C闸室进水阀门(6)B闸室排水阀门(8)连通三个闸室的水管A阀门(10)打开状态，B闸室下游闸门(17)打开，去下游的船只(X)准备离开B闸室，C闸室由C闸室进水阀门(6)进水；
步骤4)、去上游的船只(S)进入了B闸室，关闭了B闸室下游闸门，C闸室进水的结果是闸室水位与上游水位(03)相同，这时A闸室进水阀门(4)B闸室进水阀门(5)A闸室排水阀门(7)B闸室排水阀门(8)C闸室排水阀门(9)连通三个闸室的水管C阀门(12)关闭状态，C闸室进水阀门(6)连通三个闸室的水管A阀门(10)连通三个闸室的水管B阀门(11)打开状态，C闸室上游闸门(18)打开，去上游的船只(S)准备离开C闸室，A闸室的水经过连通三个闸室的水管A阀门(10)连通三个闸室的水管B阀门(11)排放至B闸室；
步骤5)、A闸室的水排放至B闸室的结果是A、B闸室水位都是三分之一水位(01)，去下游的船只(X)进入了C闸室，关闭了C闸室上游闸门，这时A闸室进水阀门(4)B闸室进水阀门(5)C闸室进水阀门(6)B闸室排水阀门(8)C闸室排水阀门(9)连通三个闸室的水管A阀门(10)关闭状态，A闸室排水阀门(7)连通三个闸室的水管B阀门(11)连通三个闸室的水管C阀门(12)打开状态，A闸室的水经过A闸室排水阀门(7)排放至下游，C闸室的水经过连通三个闸室的水管C阀门(12)连通三个闸室的水管B阀门(11)排放至B闸室；
步骤6)、A闸室的水排放至下游的结果是闸室水位与下游水位(0)相同，C闸室的水排放至B闸室的结果是C、B闸室水位都是三分之二水位(02)，这时A闸室进水阀门(4)C闸室进水阀门(6)B闸室排水阀门(8)C闸室排水阀门(9)连通三个闸室的水管A阀门(10)连通三个闸室的水管B阀门(11)关闭状态，B闸室进水阀门(5)A闸室排水阀门(7)连通三个闸室的水管C阀门(12)打开状态，A闸室下游闸门(19)打开，去下游的船只(X)准备离开A闸室，B闸室由B闸室进水阀门(5)进水；
步骤7)、去上游的船只(S)进入了A闸室，关闭了A闸室下游闸门；B闸室进水的结果是与上游水位(03)相同，这时A闸室进水阀门(4)C闸室进水阀门(6)A闸室排水阀门(7)B闸室排水阀门(8)C闸室排水阀门(9)连通三个闸室的水管B阀门(11)关闭状态，B闸室进水阀门(5)连通三个闸室的水管A阀门(10)连通三个闸室的水管C阀门(12)打开状态，B闸室上游闸门(20)打开，去上游的船只(S)准备离开B闸室，C闸室的水经过连通三个闸室的水管C阀门(12)连通三个闸室的水管A阀门(10)排放至A闸室；
步骤8)、C闸室的水排放至A闸室的结果是C、A闸室水位都是三分之一水位(01)，去下游的船只(X)进入了B闸室，关闭了B闸室上游闸门，这时A闸室进水阀门(4)B闸室进水阀门(5)C闸室进水阀门(6)A闸室排水阀门(7)B闸室排水阀门(8)连通三个闸室的水管C阀门(12)关闭状态，C闸室排水阀门(9)连通三个闸室的水管A阀门(10)连通三个闸室的水管B阀门(11)打开状态，B闸室的水经过连通三个闸室的水管B阀门(11)连通三个闸室的水管A阀门(10)排放至A闸室，C闸室的水经过C闸室排水阀门(9)排放至下游；
步骤9)、B闸室的水排放至A闸室的结果是B、A闸室水位都是三分之二水位(02)；C闸室的水排放至下游的结果是闸室水位与下游水位(0)相同；这时B闸室进水阀门(5)C闸室进水阀门(6)A闸室排水阀门(7)B闸室排水阀门(8)连通三个闸室的水管A阀门(10)连通三个闸室的水管C阀门(12)关闭状态，A闸室进水阀门(4)C闸室排水阀门(9)连通三个闸室的水管B阀门(11)打开状态，C闸室下游闸门(21)打开，去下游的船只(X)准备离开C闸室。
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