CN107119653B - 一种水力驱动式升船机船厢快速放空与补水的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明针对升船机船厢传统补水、放空效率低下的问题，结合水力驱动式升船机能够实时自动调整平衡重淹没水深以适应船厢侧荷载变化的特性，提出了一种水力驱动式升船机船厢快速放空与补水的方法，即船厢门开启状态下进行船厢出入水方式进行放空及补水。该方法极大得提高了升船机放空补水效率，一次放空或补水耗时在半小时以内，全过程均由中控室控制，节约人力物力，船厢上的潜水泵可以撤掉，消除了其对升船机运行带来的安全隐忠，特别适合大尺度船厢放空或补水。

Description

一种水力驱动式升船机船厢快速放空与补水的方法
技术领域
本发明涉及一种升船机船厢补水与放空方法，具体是一种水力驱动式升船机船厢快速补水与放空方法，属于升船机运行及维护领域。
背景技术
随着水运事业的发展，升船机作为超高水头通航建筑物的主要形式越来越得到工程的应用，国内外科学家对升船机的研究也越来越深入。
升船机主要有垂直升船机和斜面升船机两种型式。垂直升船机根据提升装置，可以分为钢丝绳卷扬式、齿轮齿条爬升式、浮筒式和水力驱动式四种类型。其中水力驱动式升船机是我国独创的新型升船机，利用水能作为提升动力和安保措施，通过向竖井充泄水驱动平衡重的升降从而带动船厢升降运行；能自动改变平衡重的淹没深度适应船厢荷载变化，解决船厢漏水等极端事故状态下升船机的安全问题，尤其适合船厢下水，具有广阔的应用前景。
升船机在运行维护过程中会根据需要放空船厢内水体，再补水至设计水深。不下水钢丝绳卷扬式升船机及齿轮齿条爬升式升船机的船厢放空及补水过程较为复杂，需根据船厢水深调整重力平衡重的悬挂数量。水力驱动式升船机均采用船厢下水型式，目前其船厢放空方法是通过在船厢底部设置放空阀进行放空，船厢内水体直接放入船池，受放空阀的排水流量限制，一次放空500吨级的升船机船厢水体耗时超过2小时。水力驱动式升船机向船厢内补水也是利用水泵，在制动器敞闸状态下，将水泵放入船池向船厢抽水，待船厢加水到设计水深后停泵。受限于水泵的数量及功率，补水过程缓慢，对于500吨级的升船机船厢，采用多台水泵的情况下，一般需要耗时1～2天才能完成补水。由上可见，水力驱动式升船机可以通过改变平衡重淹没深度适应船厢侧重量的变化，这是其独特优势，然而目前水力驱动式升船机船厢放空和补水方法依然相对复杂、效率低下，同时由于水泵需长期放置在船厢上，增加了船厢在运行过程中发生刮擦的安全隐患。因此，有必要根据水力驱动式升船机的特点，发明一种水力驱动式升船机船厢快速放空与补水的方法。
发明内容
本发明即针对目前水力驱动式升船机船厢放空与补水方法复杂、效率低下问题，发明一种水力驱动式升船机船厢快速放空与补水的方法，以简化船厢放空与补水操作并提高效率，便于船厢运行维护。
本发明达到上述目的的技术方案是：利用水力驱动式升船机能够实时自动调整平衡重淹没水深以适应船厢侧荷载变化的特性，通过控制水力驱动式升船机充泄水系统的工作阀门，在船厢两端船厢门开启状态下，船厢从下游对接位低速出水至船厢离开船池水面，实现船厢放空；在船厢两端船厢门开启状态下，空船厢下行低速入水至下游对接位，实现船厢补水。
本发明一种水力驱动式升船机船厢快速放空与补水的方法，实现船厢放空的具体操作如下：
(1)船厢位于下游对接位，开启两端船厢门，船厢内外水体连通；
(2)开启输水系统的泄水阀门小开度运行，竖井泄水，船厢低速上行出水，船厢内水深逐渐减小；
(3)至船厢完全离开船池水面，船厢内水体被放空。
本发明一种水力驱动式升船机船厢快速放空与补水的方法，实现船厢补水的具体操作如下：
(1)空船厢位于船池水面上方，开启两端船厢门；
(2)开启输水系统的充水阀门小开度运行，竖井充水，船厢低速下行入水，船厢内水深逐渐增加；
(3)至船厢到达下游对接位，船厢内水深达到设计水深，关闭两端船厢门，船厢完成补水，进入正常运行状态。
本发明一种水力驱动式升船机船厢快速放空与补水的方法，船厢出水、入水速度由充泄水阀门控制，为确保船厢放空、补水过程中受力安全，船厢运行速度控制在0.25m/min内。
本发明的优点是：
(1)极大得提高了升船机船厢放空与补水效率，一次放空或补水耗时在半小时以内；
(2)操作简单，全过程均由中控室控制，避免了人工开泵补水及开阀放空；
(3)节约了水泵的费用及能耗、避免了由其带来的安全隐患；
(4)特别适合大尺度船厢放空与补水。
附图说明
附图1不下水卷扬式船厢补水示意图。
附图2传统水力式升船机放空示意图
附图3传统水力式升船机补水示意图。
附图4本方法船厢放空过程示意图
附图5本方法船厢补水过程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行说明。
实施例一
附图1为不下水卷扬式船厢补水示意图，附图2和附图3为水力式升船机传统放空与补水示意图，附图4和附图5为本方法船厢补水与放空过程示意图。图中1为制动器，2竖井，3为水力式升船机平衡重，4为船厢，5为船厢门，6为钢丝绳，7为船厢水位，8为下游引航道水位，9为充水阀门，10为泄水阀门，11为水泵，12为水源，13为钢丝绳卷扬式升船机平衡重(重力平衡重或可控平衡重)，14为放空阀，15为船池。
不下水卷扬式升船机放空及补水方法如附图1，该方法放空操作为：制动器1上闸固定船厢4的位置，水泵11由船厢4向水源12抽水，在抽水过程中随船厢水深减少减挂重力平衡重13，直至船厢4内水体排完。补水操作为制动器1上闸，水泵由水源12向船厢4内加水至运行水深，在抽水过程中根据船厢水深增挂平衡重13直至船厢内水深达到运行水深停止。
水力驱动式升船机传统放空方法如图2，以景洪水力驱动式升船机放空为例，其船厢4上下游均设置有3个放空阀14(2个
Figure BSA0000145640380000031
1个
Figure BSA0000145640380000032
)。船厢4放空方法是通过在船厢4底部设置放空阀14进行放空，船厢4内水体直接放入船池15，一般步骤：船厢4停在船池15水面上2m左右，人工下到船厢4底部，上下游同时打开放空阀14，船厢4水体放空后关闭放空阀14。该方法一次性将船厢内2.5m水排完需耗时2个小时左右。
水力驱动式升船机传统补水方法如图3，以景洪水力驱动式升船机放空为例，船厢4停在船池15水面上2m左右，制动器1打开状态太下水泵11由船池15向船厢4内抽水，当船厢内水深达到运行水深时停止加水。船厢平面水域面积为833m2，一次性补水到2.5m水深需耗时8小时左右。
本发明一种水力驱动式升船机船厢快速放空与补水方法如附图4及附图5，其具体实施步骤为：
1.放空过程
以景洪水力式驱动升船机船厢内水深为2.5m需放空为例，船厢4运行至船厢内水面与下游引航道水面齐平时，关闭充水阀门9，卷筒制动器1上闸，打开船厢上下游船厢门5，此时船厢内水面与下游水面连通，在船厢门5开启状态下竖井2泄水船厢上行，泄水阀门10主辅阀开度均为30％，船厢4上行速度为0.2m/min。随着船厢4高程逐渐升高，船厢4内水体被排出，待船厢4底部脱离水面，关闭泄水阀门10，此时船厢4内水已经排完。
2.补水过程
以景洪水力驱动式升船机船厢内为空厢补水至2.5m为例。船厢4运行至下游水面8以上0.5m，打开上下游船厢门5，并控制充水阀门9主辅阀开度均为30％，船厢4慢速入水，下行速度在0.2m/min左右。随着船厢4下行，船厢内水位7逐渐增加，当厢内水深7达2.5m时，快速关闭充水阀门9，船厢4停止下行，关闭上下游船厢门5，则船厢内水深7已经达2.5m。
通过观测景洪水驱动式升船机对该方法的使用，结果如下：
(1)升船机补水由原来的8小时缩短为15min，排水由原来的2小时缩短为15min，表明该方法是高效的。
(2)在整个补水及排水过程中，同步轴最大扭矩均在允许范围内，表明该方法是安全可行的。
本发明虽然是针对水力驱动式升船机的，但电力驱动下水式升船机的电机功率较大，能满足船厢出入水，故该也适用该方法。

Claims (2)

1.一种水力驱动式升船机船厢快速放空与补水的方法，其特征在于：利用水力驱动式升船机能够实时自动调整平衡重淹没水深以适应船厢侧荷载变化的特性，通过控制水力驱动式升船机充泄水系统的工作阀门，在船厢两端船厢门开启状态下，船厢从下游对接位低速出水至船厢离开船池水面，实现船厢放空；在船厢两端船厢门开启状态下，空船厢下行低速入水至下游对接位，实现船厢补水；
实现船厢放空的具体操作如下：
(1)船厢位于下游对接位，开启两端船厢门，船厢内外水体连通；
(2)开启输水系统的泄水阀门小开度运行，竖井泄水，船厢低速上行出水，船厢内水深逐渐减小；
(3)至船厢完全离开船池水面，船厢内水体被放空；
实现船厢补水的具体操作如下：
(1)空船厢位于船池水面上方，开启两端船厢门；
(2)开启输水系统的充水阀门小开度运行，竖井充水，船厢低速下行入水，船厢内水深逐渐增加；
(3)至船厢到达下游对接位，船厢内水深达到设计水深，关闭两端船厢门，船厢完成补水，进入正常运行状态。
2.根据权利要求1所述水力驱动式升船机船厢快速放空与补水的方法，其特征在于，船厢出水、入水速度由充泄水阀门控制，为确保船厢放空、补水过程中受力安全，船厢运行速度控制在0.25m/min内。
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