CN208183703U - 一种船闸 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种船闸，该船闸包括第一闸室和第二闸室，第一闸室和第二闸室之间通过第一连通机构连通；所述第一闸室和第二闸室内分别设有浮箱，所述浮箱包括上、下分布的承船箱和贮水箱，所述承船箱的两端分别设有闸门，所述贮水箱与大气连通；第一闸室和第二闸室内的贮水箱上分别连接有管道，各管道在相应贮水箱上的连接位置不高于贮水箱内最低水位，第一闸室内的管道和第二闸室内的管道通过第二连通机构连通；所述第二连通机构上设有泵送机构。本实用新型的船闸过程耗水量极少，且运行能耗低，适应性广，不仅可用于新建的双线或多线船闸，也便于在已建成的双线或多线船闸改造使用。

Description

一种船闸

技术领域

本实用新型属于水运交通的通航建筑领域，涉及一种船闸，尤其涉及一种节水节能浮箱式船闸。

背景技术

为保证船舶在上下游不同水位间航行，需要船闸、升船机等辅助过船设施，升船机的运行方式是通过平衡块平衡载体上、下达到运送船舶向上、下游航行的目的，工程期投入昂贵，运行期修理维护费用较高。

升船机适用于水位差较大的航道，如在长江上的葛洲坝，为保证通航，修建了三（五）级船闸。三峡大坝，为保证通航，修建了五级船闸。

随着通航量增加，通航所需用水也相应大大增加。

这都是因为水差大，受现行思维方式的影响，闸门、阀门以及向闸室输水过程的消能问题都难以解决。因此，五级船闸在工程建设期的投入，及投入运行后的养护成本都相当高昂。

综上，如何进行有效节水节能，工程投入较合理且能降低运行成本，是水运工程的重要问题之一。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种节水、节能船闸。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：一种船闸，包括第一闸室和第二闸室，第一闸室和第二闸室之间通过第一连通机构连通；所述第一闸室和第二闸室内分别设有一可相对闸室上、下运动的浮箱，所述浮箱包括上、下分布的承船箱和贮水箱，所述承船箱的两端分别设有闸门，所述贮水箱与大气连通；第一闸室和第二闸室内的贮水箱上分别连接有管道，各管道在相应贮水箱上的连接位置不高于贮水箱内最低水位，第一闸室内的管道和第二闸室内的管道通过第二连通机构连通；所述第二连通机构上设有泵送机构。

本实用新型中，承船箱可用于容纳过闸船只，浮箱漂浮于闸室内水面上，一方面可随闸室内水位高低变化而上下运动，另一方面，也可根据贮水箱内贮水量的变化而实现上下浮动。本实用新型通过第一连通机构实现两闸室的连通，通过第二连通机构和管道实现两个闸室内贮水箱的连通；通过第二连通机构将某一贮水箱的水泵送入另一贮水箱时，贮水量减少的浮箱上浮，同时该浮箱排水量减少；贮水量增加的浮箱下降，该浮箱排水量增加。这样，在两闸室水位平齐后，通过泵送机构将某一贮水箱的水泵送入另一贮水箱，破坏现有的水平衡，贮水量减少的浮箱上升（该浮箱外的闸室水位随之有下降趋势），贮水量增加的浮箱下降（该浮箱外的闸室水位随之有上升趋势，故在开启第一连通机构时，该闸室内的水会流入另一闸室内），两闸室内的水位保持持平，当贮水量减少的贮水箱内的水位（相对地平面而言）超出贮水量增加的贮水箱内的水位（相对地平面而言）时，水位高的贮水箱的水可实现向水位低的贮水箱自流，此时可关闭泵送机构或降低泵送机构输送功能，贮水量减少的浮箱的继续下降，贮水量增加的浮箱的继续上升。

本实用新型在现有船闸、升船机的工作原理上进行改进，充分利用水的浮力以及水的体积不可压缩等原理，通过利用较少电能，充分利用水从高处向低处流动的自然属性具备的势能做功，从而达到节能环保的船舶运行效果，节省建设和运行成本。

进一步地，浮箱与闸室接近等长，在上、下游门坎及闸室侧墙与浮箱之间设置橡胶止水，使浮箱与上、下游引航道和闸室之间互不透水。

进一步地，浮箱的外侧壁与闸室的内侧壁之间滑动连接。

进一步地，浮箱的外侧壁或闸室的内侧壁上设有滚轮。

进一步地，浮箱的外侧壁上设有滚轮，闸室的内侧壁上设有竖向分布且与滚轮配合的轨道，所述滚轮可沿轨道上下滑动。可防止浮箱与闸室内侧壁之间的相互碰撞，以保持和稳定浮箱。进一步地，可设置部分侧向滚轮以防纵向滚轮卡塞。

进一步地，承船箱设置于贮水箱顶部。作为一种可替代方式，贮水箱设置于承船箱的内底部，这也应该被理解为本实用新型所述的承船箱和贮水箱上、下分布。贮水箱亦可在乘船箱周围呈U形环绕分布，虽未必是最优。

进一步地，本实用新型的浮箱也可以采用三层结构，底层为不进水的中空仓体，中层为贮水箱，上层为承船箱，这样在结构上浮箱略为复杂，但可以起到控制提高进出水的水位的作用。要加快调节贮水箱水位（以达到浮箱式船闸更快上升和下降的目的），也可在两个双向贮水箱之间电动抽水的基础上，结合贮水箱（通过连接水管）向上游取水、下游放水，这样需要牺牲部分节水利益，达到通航的目的。

进一步地，所述贮水箱通过一压力平衡管与大气连通。

进一步地，所述第一连通机构包括第一连通管和设置于第一连通管上的第一启闭件。优选地，所述第一启闭件优选为双向水泵，以便需要时可对小范围的水位差进行修正调节。进一步地，可为闸阀。

进一步地，第一连通机构的数量为多个，沿闸室的长度方向均匀分布。

进一步地，所述第二连通机构包括第二连通管和设置于第二连通管上的第二启闭件，所述泵送机构设置于第二连通管上。

进一步地，所述第一连通机构与第一闸室、第二闸室的连通位置均不高于船闸上游水位、下游水位之和的一半。

进一步地，所述第二连通机构的位置不高于船闸上、下游水位之和的一半。优选地，所述第二连通机构的位置低于第一连通机构的高度。

进一步地，贮水箱上配套的管道数量为多个，分别沿贮水箱长度方向依次分别，相应地，第二连通机构的数量也为多个，每个第二连通机构连通一对管道。

进一步地，所述泵送机构为双向水泵。

进一步地，所述管道为由弹性材料制成的管件和弹性管状件中的一种。

进一步地，所述管道包括可伸缩管状件，进一步地，所述可伸缩管状件包括不锈钢伸缩管道。

进一步地，所述贮水箱的尺寸可根据需要进行规划设计，以满足上下过闸需求。

如上所述的船闸的运行方法，包括如下步骤：

（1）调节第一闸室和第二闸室中某一闸室内水位和/或该闸室内贮水箱中贮水量部分开启第一闸室和第二闸室中某一闸室的上游闸门和该闸室中承船箱的上游闸门，使得上游水流入该承船箱内，当该使得该闸室中承船箱内水位与上游水位平齐后，完全开启该闸室的上游闸门和该承船箱的上游闸门，驱使待下行船只驶入该承船箱后，关闭该承船箱的上游闸门和该闸室的上游闸门；

调节另一闸室内水位和/或该闸室内贮水箱中贮水量部分开启另一闸室的下游闸门和该闸室中承船箱的下游闸门，使得下游水流入该承船箱内，当该使得承船箱内水位与下游水位平齐后，完全开启该闸室的下游闸门和该承船箱的下游闸门，驱使待上行船只驶入该承船箱后，关闭该承船箱的下游闸门和该闸室的下游闸门；

上述过程中，保持第一连通机构和第二连通机构处于关闭状态；

（2）开启第一连通机构，将下行船只所在闸室的水通过第一连通机构引入上行船只所在的闸室，使得第一闸室和第二闸室内的水位平齐；

（3）保持第一连通机构处于开启状态，开启第二连通机构，并开启泵送机构，将上行船只所在浮箱的贮水箱中的水泵入下行船只所在浮箱的贮水箱中，使得上行船只所在的浮箱上升，下行船只所在的浮箱下降，当上行船只所在浮箱的贮水箱内的水位超出下行船只所在浮箱的贮水箱内的水位时，关闭泵送机构或者根据需要调整泵送机构的输出功率，使得下行船只所在的浮箱继续下降，上行船只所在的浮箱继续上升；

当下行船只所在承船箱内水位达到下行放行标准时，关闭第一连通机构和第二连通机构，开启下行船只所在承船箱的下游闸门和相应闸室的下游闸门，驱使下行船只驶入下游；

当上行船只所在承船箱内水位达到上行放行标准时，开启该承船箱的上游闸门和相应闸室的上游闸门，驱使上行船只驶入上游。

运行过程中，可以发现，两个贮水箱内水位出现高度差后，可实现自流。

本实用新型中，下行放行标准是指承船箱内水位高度达到船只从船闸进入下游的水位高度要求范围；上行放行标准是指承船箱内水位高度达到船只从船闸进入上游的水位高度要求范围。

采用本实用新型的结构，利用连通的闸室和连通的贮水箱，可在需要外排水时，将水在相邻的闸室内和相邻的贮水箱里调动。双向水泵机构的设置可以通过使用少部分电能充分利用水的势能做功；闸阀的设置可以实现相邻闸室间或贮水箱间水流通道的开启与关闭。

针对特殊情况的上下游之间调水需要，可另设连通上下游的管道，由阀门控制。

本实用新型相比于现有技术，具有如下有益技术效果：

（1） 极大减少过船时的耗水量（基本不消耗水量）；

（2）通过极少电能的使用充分调动水的势能；

（3）充分利用了现有船闸结构，无需额外征地建设；

（4）运行方便，成本低；

（5）适应性广，不仅可用于新建的双线或多线船闸，也便于在已建成的双线或多线船闸改造使用；

（6）通过船闸上下行并进，提高船闸的通过能力。

附图说明

图1是本实用新型一种实施方式的船闸的截面结构示意图（沿与水流方向垂直方向剖切）。

图2是本实用新型另一种实施方式的船闸的截面结构示意图（沿与水流方向垂直方向剖切）。

具体实施方式

以下将结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

如图1和图2所示，一种船闸，包括第一闸室12和第二闸室1，第一闸室12和第二闸室1之间通过第一连通机构5连通；所述第一闸室12和第二闸室1内分别设有一可相对闸室上、下运动的浮箱2，所述浮箱包括上、下分布的承船箱3和贮水箱4，所述承船箱3与闸室上、下游方向对应的两端分别设有闸门，所述贮水箱4与大气连通；第一闸室12和第二闸室1内的贮水箱4上分别连接有管道7，各管道7在相应贮水箱4上的连接位置不高于贮水箱4内最低水位，第一闸室12内的管道和第二闸室1内的管道通过第二连通机构8连通；所述第二连通机构8上设有泵送机构10。

所述贮水箱4通过一压力平衡管（图中未示出）与大气连通，具体地，该压力平衡管的一端与贮水箱4连通，压力平衡管的另一端沿浮箱内壁向上延伸至船闸上游水位之上。

所述第一连通机构5包括第一连通管和设置于第一连通管上的第一启闭件6。优选地，所述第一启闭件为闸阀。所述第二连通机构8包括第二连通管和设置于第二连通管上的第二启闭件9，所述泵送机构10设置于第二连通管上。第二启闭件的数量为2个，泵送机构的左右两侧分别设1个。

所述泵送机构为双向水泵。所述管道由软质材料制成，每个闸室内管道的长度均足够长，可满足浮箱在上、下极限位置的长度要求。

在闸室上游闸门、下游闸门处设置止水（图中未示出），就是两个闸室内水相互流动，而闸室内水不和上、下游水相通。

承船箱水位与上游平齐后，闸室水位并不一定与承船箱或上游水位平齐，因为是隔开的。

作为本实用新型的另一种实施方式，如图2所示，浮箱的外侧壁上设有滚轮11，闸室的内侧壁上设有竖向分布且与滚轮11配合的轨道(图中未示出)，所述滚轮11可沿轨道上下滑动。

为方便描述，对常用船闸运行方式进行说明。在图1和图2中，以左边的第二闸室1为闸室A，左边的浮箱2为浮箱A，左边的浮箱2上层承船箱3为承船箱A，左边的浮箱2下层贮水箱4为贮水箱A；以右边的第一闸室12为闸室B，右边的浮箱2为浮箱B，右边的浮箱2上层承船箱3为承船箱B，右边的浮箱2下层贮水箱4为贮水箱B。

现假设上游的船只13经由闸室A由上游驶向下游（下行），下游的船只13经由闸室B由下游驶向上游（上行）。

运行时，首先部分开启闸室A前上闸首闸门（图中未示出，即该闸室的上游闸门）和承船箱A的上游闸门（图中未示出），上游水流入承船箱A内，当承船箱A内水位与上游水位平齐后，完全开启闸室A前上闸首闸门（图中未示出）和承船箱A的上游闸门（图中未示出），下行船只驶入承船箱A后，关闭承船箱A的上游闸门和闸室A前的上闸首闸门；部分开启闸室B前下闸首闸门（图中未示出，即闸室B的下游闸门）和承船箱B的下游闸门（图中未示出），当承船箱B内水位与下游水位平齐后，完全开启闸室B前下闸首闸门（图中未示出）和承船箱B的下游闸门（图中未示出），上行船只驶入承船箱B（图1所示状态）后，关闭承船箱B的下游闸门和闸室B前下闸首闸门。

然后，打开连接闸室A和闸室B的第一连通管5上的第一启闭件6，将闸室A的水通过第一连通管5引入闸室B，待闸室A和闸室B内水位平齐。

此后，开启连接贮水箱A和贮水箱B的第二连通管8上的第二启闭件9，并开启泵送机构10，将贮水箱B中的水泵入贮水箱A中，破坏现有的水平衡状态，浮箱B上升（浮箱B外的闸室B水位随之下降），浮箱A下降（浮箱A外的闸室A水位随之上升），当贮水箱B内的水位超出贮水箱A内的水位时，出现贮水箱B的水向贮水箱A自流情况，此时可关闭双向水泵10，浮箱A自动下降的同时，浮箱B自动上升。

在平衡过程中调整承船箱A内水位与下游水位接近平齐，关闭第一启闭件6和第二启闭件9，开启承船箱A的下游闸门（图中未示出）和闸室A前下闸首闸门（图中未示出），船只驶入下游。此时承船箱B内水位与上游游水位也接近平齐，开启承船箱B的上游闸门（图中未示出）和闸室B前上闸首闸门（图中未示出），船只驶入上游。运行期间浮箱侧壁支架上的滚轮11随浮箱2上浮和下沉沿闸室墙上的轨道（图中未示出）上下滑动。

接下来，反向运行，在连通闸室A和闸室B使之达到闸室内水位平衡后，关闭闸室的连通水管。由贮水箱A向贮水箱B供水，承船箱B跟随浮箱B下降（闸室B内水位上升），承船箱A跟随浮箱A上升（闸室A内水位下降），当上游水位与承船箱A接近持平时，下游水位也与承船箱B接近持平，上游船只经由承船箱B由上游驶向下游（下行），下游船只经由承船箱A由下游驶向上游（上行）。依次这样循环运行，只以闸室内的水体相互流动及贮水箱内的水体相互流动，不断破坏水力平衡并达到新的平衡，达到船只上升和下降的目的。过船过程耗水量极少，比普通船闸节省巨大水量的情况下实现过船。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本实用新型，而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (9)

1.一种船闸，包括第一闸室（12）和第二闸室（1），第一闸室（12）和第二闸室（1）之间通过第一连通机构（5）连通；其特征在于，所述第一闸室（12）和第二闸室（1）内分别设有一可相对闸室上、下运动的浮箱（2），所述浮箱包括上、下分布的承船箱（3）和贮水箱（4），所述承船箱（3）的两端分别设有闸门，所述贮水箱（4）与大气连通；第一闸室（12）和第二闸室（1）内的贮水箱（4）上分别连接有管道（7），各管道（7）在相应贮水箱（4）上的连接位置不高于贮水箱（4）内最低水位，第一闸室（12）内的管道和第二闸室（1）内的管道通过第二连通机构（8）连通；所述第二连通机构（8）上设有泵送机构（10）。

2.根据权利要求1所述的船闸，其特征在于，浮箱的外侧壁与闸室的内侧壁之间滑动连接。

3.根据权利要求1所述的船闸，其特征在于，浮箱的外侧壁或闸室的内侧壁上设有滚轮（11）。

4.根据权利要求3所述的船闸，其特征在于，浮箱的外侧壁上设有滚轮（11），闸室的内侧壁上设有竖向分布且与滚轮（11）配合的轨道。

5.根据权利要求1所述的船闸，其特征在于，所述贮水箱（4）通过一压力平衡管与大气连通。

6.根据权利要求1所述的船闸，其特征在于，所述第一连通机构（5）包括第一连通管和设置于第一连通管上的第一启闭件（6）。

7.根据权利要求1所述的船闸，其特征在于，所述第二连通机构（8）包括第二连通管和设置于第二连通管上的第二启闭件（9），所述泵送机构（10）设置于第二连通管上。

8.根据权利要求7所述的船闸，其特征在于，所述泵送机构为双向水泵。

9.根据权利要求1-8任一项所述的船闸，其特征在于，所述管道包括可伸缩管状件和弹性管状件中的一种。