CN109113041B - 一种不停船快速船闸 - Google Patents

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Abstract

一种不停船快速船闸，包括上游引航道、下游引航道和闸室，闸室由圆弧形的圆心角为120°的大边墙和小边墙所围成，大边墙和小边墙之间设有上游门槛和下游门槛；在闸室内设有一个圆柱形的转动内墙和一个电机系统；在转动内墙上均匀地布设有6个闸门，闸门由一节静闸门和一节动闸门所构成；在闸室的底板上布设有两个孔群，孔群由若干个小孔所组成，其中一个孔群位于小边墙与上游门槛交界处附近，另一个孔群位于大边墙与下游门槛交界处附近，两个孔群的下面设有输水坑。本发明具有过船程序少、过船时间短、可连续过船、节约能源和管理方便的优点。

Description

一种不停船快速船闸
技术领域
本发明属于水利工程技术领域，具体涉及一种不停船快速船闸。
背景技术
船闸是水利工程中常见的为通航而修建的一种水工建筑物。现有的船闸是通过向两端有闸门控制的闸室内灌水、泄水来升降闸室内水位，从而保证船舶通过航道上集中水位差区域。当船舶上行，由下游向上游行驶时，先待闸室内水位降至与下游水位齐平，然后打开下游闸门，船舶进入闸室，停船，关闸门，灌水，待水位升高到与上游水位齐平后，开上游闸门，船舶即可出闸驶向上游。船舶下行时则相反。船舶在通过船闸时要经过关闸、系锚、灌水或泄水、闸门打开、松开锚绳、船舶通过等多个程序，且每个程序都要耗费较长时间，因此目前船闸的过船时间长。在一些过往船只较多的船闸，过闸拥挤已经常态化，在高峰期，后面的船舶待闸时间会越来越长，造成大量船只滞留时间过长，严重影响了水路运输的物流时效。
发明内容
为了解决现有船闸存在的过船程序多、过船时间长的问题，本发明提供了一种不停船快速船闸。
为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：
一种不停船快速船闸，包括上游引航道、下游引航道和闸室，闸室由圆弧形的大边墙和小边墙所围成，大边墙和小边墙的圆心角均为120°，大边墙和小边墙之间设有上游门槛和下游门槛，上游门槛和下游门槛的高度很低；在闸室内设有一个圆柱形的转动内墙和一个电机系统，转动内墙在电机系统的驱动下可旋转；电机系统安置在一个电机井内；在转动内墙上均匀地布设有6个闸门，闸门由一节静闸门和一节动闸门所构成，静闸门的一端固定在转动内墙上，另一端通过转动轴与动闸门相连接，闸门上设有弹簧以便控制动闸门与静闸门的相对角度；在闸室的底板上布设有两个孔群，孔群由若干个小孔所组成，其中一个孔群位于小边墙与上游门槛交界处附近，另一个孔群位于大边墙与下游门槛交界处附近，孔群所占区域相对于转动内墙圆心的圆心角大小在60°至120°之间，孔群的下面设有输水坑。
优选的，所述上游门槛和下游门槛均为圆弧形。
本发明的有益效果如下：
1)本发明实现了船舶在闸室内行驶的同时闸室内水位逐渐升降，船舶在通过船闸的整个过程中无需停船，也没有关闸、开闸等过船程序，过船程序少，过船时间短。
2)本发明实现了连续过船，后一个船舶无需等到前一个船舶驶出闸室就可以进入闸室，过船效率较高。
3)本发明利用了上、下游水位差来辅助推动闸门旋转，减小了船闸运行的能源消耗，具有节能效果。
4)本发明不需要工作人员频繁地打开和关闭闸门，工作人员日常主要负责监控船闸的运行状况，减轻了工作人员的劳动强度，运行管理十分方便。
附图说明
图1是本发明的平面结构示意图。
图2是图1的A-A断面结构示意图。
图中：1-上游引航道，2-闸门，201-动闸门，202-静闸门，3-闸室，4-大边墙，5-输水坑，6-孔群，7-下游引航道，8-下游门槛，9-电机井，10-转动内墙，11-小边墙，12-电机系统，13-上游门槛。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
参见图1至图2，一种不停船快速船闸，包括上游引航道1、下游引航道7和闸室3，闸室3由圆弧形的大边墙4和小边墙11所围成，大边墙4和小边墙11的圆心角均为120°，大边墙4和小边墙11之间设有上游门槛13和下游门槛8，上游门槛13和下游门槛8的高度很低，在其上方形成缺口以便船舶进出闸室3。在闸室3内设有一个圆柱形的转动内墙10和一个电机系统12，转动内墙10在电机系统12的驱动下可旋转；电机系统12安置在一个电机井9内，电机井9的高度高于上游水位，以便将电机系统12与周围水体相隔离。在转动内墙10上均匀地布设有6个闸门2，闸门2由一节静闸门202和一节动闸门201所构成，静闸门202的一端固定在转动内墙10上，另一端通过转动轴与动闸门201相连接，闸门2上设有扭簧，该扭簧的一个扭臂固定在静闸门202上，另一个扭臂固定在动闸门201上，在没有外力条件下两个扭臂的夹角为180°。转动内墙10与闸室3的底板之间设有滑行轨道，转动内墙10压在滑行轨道上运动，滑行轨道起到承重、减小摩擦阻力和减小水流渗透的作用。在闸室3的底板上布设有两个孔群6，孔群6由若干个小孔所组成，其中一个孔群6位于小边墙11与上游门槛13交界处附近，另一个孔群6位于大边墙4与下游门槛8交界处附近，孔群6所占区域相对于转动内墙10圆心的圆心角大小在60°至120°之间，孔群6的下面设有输水坑5，孔群6和输水坑5可保证孔群6上方的水体始终是相连通的。
大边墙4半径和小边墙11半径的差值等于动闸门201的宽度，闸门2转动到大边墙4一侧时，动闸门201在扭簧的作用下伸展，与静闸门202呈180°；闸门2转动到小边墙11一侧时，动闸门201受到小边墙11的挤压而收缩，与静闸门201的夹角约为90°；上游门槛13和下游门槛8主要起到引导动闸门201的伸展或收缩的作用，使得闸门2在大边墙4和小边墙11之间的过渡较为平顺。上游水位高于下游水位，闸门2在大边墙4一侧和小边墙11一侧均受到上、下游水体压强差产生的指向下游的水压力，这个水压力在大边墙4一侧的力臂较大，力矩也较大，在小边墙11一侧力矩较小。在两侧的力矩差作用下，同时在电机系统的驱动下，闸门2进行缓慢地转动，沿着闸门2的旋转方向闸门2依次经过上游门槛13、大边墙4、下游门槛8和小边墙11。
下面说明本发明在船舶上行时的工作原理。
船舶先开到下游引航道7内等待，闸室3内水位在下游门槛8附近与下游水位齐平，当某个闸门2运行到下游门槛8合适位置时，船舶越过下游门槛8驶入闸室3，并跟随该闸门2继续行驶。在该闸门2运行到小边墙11的中心位置之前，紧随其后的闸门2一直在下游门槛8位置处运行，因此这两个闸门2之间的区间(也是该船舶所在区间)内水位一直与下游水位齐平。在该闸门2经过小边墙11的中心位置之后，紧随其后的闸门2也在小边墙11位置处运行，这两个闸门2之间的区间水体不再与下游水体相连通。该闸门2继续前行进入孔群6所在位置，该闸门2前方水体与该闸门2后方水体在孔群6和输水坑5的作用下相连通，该闸门2前方水体的水位现在与上游水位齐平，在水压差的作用下，该闸门2前方水体不断流入该闸门2和紧随其后闸门2之间的区间，该区间内水位随着该闸门2的前行不断上升直至与上游水位齐平。当该闸门2运行到上游门槛13合适位置时，船舶驶出闸室3进入上游引航道1。
船舶下行时本发明的工作原理与上行时是类似的，船舶在下行时先开到上游引航道1内等待闸门2运行到合适位置，然后顺着闸门2的转动方向越过上游门槛13驶入闸室3，随后控制船舶的航行速度和方向跟随闸门2从大边墙4一侧行驶，最终在下游门槛8驶出闸室3进入下游引航道7。

Claims (2)

1.一种不停船快速船闸，包括上游引航道、下游引航道和闸室，其特征在于：闸室由圆弧形的大边墙和小边墙所围成，大边墙和小边墙的圆心角均为120°，大边墙和小边墙之间设有上游门槛和下游门槛；在闸室内设有一个圆柱形的转动内墙和一个电机系统，转动内墙在电机系统的驱动下可旋转；在转动内墙上均匀地布设有6个闸门，闸门由一节静闸门和一节动闸门所构成；在闸室的底板上布设有两个孔群，孔群由若干个小孔所组成，其中一个孔群位于小边墙与上游门槛交界处附近，另一个孔群位于大边墙与下游门槛交界处附近，两个孔群的下面设有输水坑。
2.根据权利要求1所述的一种不停船快速船闸，其特征在于：所述上游门槛和下游门槛均为圆弧形。
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