CN108193660B - 一种气压式垂直升船机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气压式垂直升船机，包括船厢支撑机构和加压提升机构，利用船厢支撑机构和加压提升机构共同工作实现船厢升降功能，船厢支撑机构包括承船厢、塔柱和平衡重；加压提升机构包括气泵、输气管、气室和多级套筒式传力杆；多级套筒式传力杆底端连接在气室上，顶端位于承船厢底部；气泵通过输气管与气室相连通，向气室平稳充放气，实现气室气压的变化，使多级套筒式传力杆伸缩运动；多级套筒式传力杆连接承船厢，将气室内的压力传递到承船厢底部，使承船厢升降，实现船厢升降功能。具有结构简单，提升能力大，可靠性高的优点。采用它能实现承船厢的平稳升降，提高了升船机的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种升船机，具体涉及一种全平衡具有多级套筒的气压式垂直升船机。
背景技术
随着我国水利枢纽建设逐渐向河流上游发展，升船机由于具有能适应较高水头和较复杂地形的有利条件。预计将在今后一个时期内，作为修建水利枢纽综合利用开发水资源中发展西部水运而较常被采用的一种通航设施。
在目前世界上已建的升船机中，垂直升船机占大多数。在垂直升船机中，又以平衡重式升船机占大多数。目前较普遍采用的平衡重式垂直升船机，通常在承船厢两侧布置支撑承船厢和平衡重的承重结构，采用与承船厢运动重量力相等的平衡重作为承船厢的平衡系统，驱动机构仅需克服整个系统的运动阻力，使承船厢垂直升降。平衡重力与承船厢之间多以绕过绳轮的钢缆来连接。这种型式升船机的主要优点是机构运行安全可靠，运行管理方便，升船机的主要设备和附属机构的设计、制造、安装和运行，在世界上有已有较为成熟的经验。但对升船机驱动、控制设备的制造、安装的精度要求较高。
从世界垂直升船机发展的趋势看，全平衡钢丝绳卷扬提升式垂直升船机和全平衡齿轮齿条爬升式垂直升船机，将是今后垂直升船机的两种基本方式。对于全平衡钢丝绳卷扬提升式垂直升船机，其主要优点是适应较大提升高度；主提升设备制造、安装难度较小；塔柱的施工精度容易保证；塔柱结构的变形对设备运行影响小；对船厢误载水深的适应能力较大；船厢与主机之间的相互影响小。主要困难是遇船厢漏水事故不能自行制动，对安全制动器的可靠性要求高。而对于全平衡齿轮齿条爬升式垂直升船机，主要优点是遇船厢漏水事故可按限定荷载自行锁定；主提升设备规模小、布置紧凑，塔柱顶部机房设备布置简单。主要困难是主要设备的制造、安装难度较大；塔柱施工精度要求相对较高；影响驱动机构和安全机构正常运行的因素复杂；驱动机构适应船厢水深误差的能力相对较小。鉴于此，设计一种全平衡具有多级套筒的气压式垂直升船机，既有效降低设计施工难度，又能实现升船机的高效安全运行。
发明内容
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种全平衡具有多级套筒的气压式垂直升船机。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种气压式垂直升船机，其特征在于：包括船厢支撑机构和加压提升机构，利用船厢支撑机构和加压提升机构共同工作实现船厢升降功能，
所述船厢支撑机构包括承船厢、塔柱和平衡重；塔柱顶部设有绳轮；钢丝绳一端连接承船厢，另一端通过绳轮与平衡重相连，并通过平衡重作为承船厢的平衡系统，承船厢和平衡重的重量通过绳轮传递给塔柱；
所述加压提升机构包括气泵、输气管、气室和多级套筒式传力杆；
所述多级套筒式传力杆底端连接在气室上，顶端位于承船厢底部；气泵通过输气管与气室相连通，向气室平稳充放气，实现气室气压的变化，使多级套筒式传力杆伸缩运动；多级套筒式传力杆连接承船厢，将气室内的压力传递到承船厢底部，使承船厢升降，实现船厢升降功能。
所述的气压式垂直升船机，其特征在于：所述输气管上设置有气阀，输气管和气阀对称布置于升船机两侧，使进入气室的空气实现对冲，可有效降低气流紊动给多级套筒式传力杆稳定造成的不利影响，实现承船厢的平稳运行。所述气阀在承船厢到达上下游时关闭，以保证所述气室气压不发生变化，使所述承船厢保持在一定高度，保证船舶安全进出承船厢。
作为优选方案，所述的气压式垂直升船机，其特征在于：所述输气管与气室之间设置有空气栅，用于调整进出气室的气流，平稳气流，使气室气压平稳变化，提高加压系统的稳定性。
作为优选方案，所述的气压式垂直升船机，其特征在于：所述多级套筒式传力杆包括多个依次套设的套筒，在承船厢上升过程中实现由小套筒到大套筒依次分级上升，在承船厢下降过程中实现由小套筒到大套筒依次分级下降。采用多级套筒式传力杆，与传统的撑杆相比，可极大的减少气室的深度，减少深地基的开挖。
进一步的，所述的气压式垂直升船机，其特征在于：所述多级套筒式传力杆与承船厢接触部位设置有橡胶垫片，用于将传力杆对承船厢的作用力平均分布在整个承船厢的底部，减小承船厢发生侧倾的机率。
进一步的，所述的气压式垂直升船机，其特征在于：所述承船厢与塔柱之间设置有导向轮，用于在承船厢升降过程中避免承船厢与塔柱发生碰撞，同时也有助于承船厢的平稳运行。
进一步的，所述的气压式垂直升船机，其特征在于：所述多级套筒式传力杆底端与气室的连接处设置密封垫圈进行密封。
有益效果：本发明提供的一种气压式垂直升船机，具有结构简单，运行平稳，可靠性高的优点，采用多级套筒式传力杆可极大的减少气压室的深度，适用于较高水头升船机而不需要开挖深大基坑。本发明实现了承船厢的平稳升降，提高了升船机的稳定性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。
如图1所示，一种全平衡具有多级套筒的气压式垂直升船机，包括船厢支撑机构1和加压提升机构2；
利用所述的船厢支撑机构1和加压提升机构2共同工作实现承船厢升降功能。船厢支撑机构1设置有承船厢3、塔柱4和平衡重5，塔柱顶部设有绳轮；钢丝绳一端连接承船厢3，另一端通过绳轮与平衡重5相连，并通过平衡重作为承船厢的平衡系统，承船厢3和平衡重5的重量通过绳轮传递给塔柱4。加压提升机构2设置有气泵6、输气管7、气阀8、空气栅9、气室10、密封垫圈11和多级套筒式传力杆12。所述多级套筒式传力杆12底端连接在气室10上，顶端位于承船厢3底部；多级套筒式传力杆底端与气室的连接处设置密封垫圈11进行密封；气泵6通过输气管7与气室10连接，在气阀8开闭控制以及空气栅9调节气流的作用下，向气室10平稳充放气，实现气室10气压的变化，使多级套筒式传力杆12伸缩运动。所述多级套筒式传力杆12连接承船厢3，以此将气室10内的压力传递到承船厢3底部，使承船厢3升降，实现船厢升降功能。
所述的气阀8可在承船厢3到达上下游时关闭，以保证所述气室10气压不发生变化，使所述承船厢3保持在一定高度，保证船舶安全进出承船厢3。
所述的输气管7及气阀8对称布置于升船机两侧，使进入气室10的空气实现对冲，可有效降低气流紊动给多级套筒式传力杆12稳定造成的不利影响，实现承船厢3的平稳运行。
所述的空气栅9能调整进出气室10的气流，平稳气流，使气室10气压平稳变化，提高加压系统2的稳定性。
所述的多级套筒式传力杆12在承船厢3上升过程中可实现由大套筒到小套筒依次分级上升，在承船厢3下降过程中可实现由小套筒到大套筒依次分级下降。
所述的导向轮13设置于承船厢3与塔柱4之间，在承船厢3升降过程中可避免在风力等其他偶然因素作用下承船厢3与塔柱4发生碰撞，同时也有助于承船厢3的平稳运行。
所述的多级套筒式传力杆12和承船厢3接触部位设置有橡胶垫片14，可将多级套筒式传力杆12对承船厢3的作用力平均分布在整个承船厢3的底部，减小了承船厢3发生侧倾的机率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种气压式垂直升船机，其特征在于：包括船厢支撑机构和加压提升机构，利用船厢支撑机构和加压提升机构共同工作实现船厢升降功能，
所述船厢支撑机构包括承船厢、塔柱和平衡重，塔柱顶部设有绳轮；钢丝绳一端连接承船厢，另一端通过绳轮与平衡重相连，并通过平衡重作为承船厢的平衡系统，承船厢和平衡重的重量通过绳轮传递给塔柱；
所述加压提升机构包括气泵、输气管、气室和多级套筒式传力杆；
所述多级套筒式传力杆底端连接在气室上，顶端位于承船厢底部；气泵通过输气管与气室相连通，向气室平稳充放气，实现气室气压的变化，使多级套筒式传力杆伸缩运动；多级套筒式传力杆连接承船厢，将气室内的压力传递到承船厢底部，使承船厢升降，实现船厢升降功能；
所述输气管上设置有气阀，输气管和气阀对称布置于升船机两侧，使进入气室的空气实现对冲，实现承船厢的平稳运行；
所述承船厢与塔柱之间设置有导向轮，用于在承船厢升降过程中避免承船厢与塔柱发生碰撞，同时也有助于承船厢的平稳运行。
2.根据权利要求1所述的气压式垂直升船机，其特征在于：所述输气管与气室之间设置有空气栅，用于调整进出气室的气流，平稳气流，使气室气压平稳变化，提高加压系统的稳定性。
3.根据权利要求1所述的气压式垂直升船机，其特征在于：所述多级套筒式传力杆包括多个依次套设的套筒，在承船厢上升过程中实现由小套筒到大套筒依次分级上升，在承船厢下降过程中实现由小套筒到大套筒依次分级下降。
4.根据权利要求1所述的气压式垂直升船机，其特征在于：所述多级套筒式传力杆与承船厢接触部位设置有橡胶垫片，用于将传力杆对承船厢的作用力平均分布在整个承船厢的底部，减小承船厢发生侧倾的机率。
5.根据权利要求1所述的气压式垂直升船机，其特征在于：所述多级套筒式传力杆底端与气室的连接处设置密封垫圈进行密封。
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