双级四线单向通行互补省水船闸 |
|||||||
| 申请号 | CN201710370824.1 | 申请日 | 2017-05-24 | 公开(公告)号 | CN107119651A | 公开(公告)日 | 2017-09-01 |
| 申请人 | 彭国洪; | 发明人 | 彭国洪; | ||||
| 摘要 | 本 发明 是双级四线单向通行互补省 水 船闸。本发明的有益效果是，在没有省水池的条件下把双级四线单向通行船闸的省水率大幅提高到7/8(即87.5％)。本发明的技术方案是，双级四线单向通行船闸闸室与闸室之间以独特的连通方式，按照独一无二的一套进排水操作方法而运行。 | ||||||
| 权利要求 | 1.双级四线单向通行互补省水船闸，船闸为4线，每线为2级，4线之间是连通的，4线船闸闸室之间的水是互相排放的，在同一线船闸中，上一次船舶通过与下一次船舶通过的方向是相同的，其特征在于： |
||||||
| 说明书全文 | 双级四线单向通行互补省水船闸技术领域： [0002] 省水船闸可分为两大类，第一类是带有省水容器(如省水池、储水池、中间渠道)的船闸，第二类是利用闸室的本身做为省水容器的船闸。由于省水容器的高度有严格地设计要求，一座船闸需要多个高度不同的省水池，省水池成本在几百万元、几千万元，甚至高达几亿元。在工程成本这一方面来说，第二类省水船闸不存在省水容器，具有低成本的优势，免除了省水池成本的优越技术效果。 [0003] 第二类省水船闸是一线船闸与另一线(或者为多线)船闸之间，以水量互相补充的运行方式，达到省水为目的的船闸。把第二类船闸命名为互补省水船闸，把第二类船闸的技术领域称之为互补省水船闸技术领域。 [0004] 目前世界上很多国家使用的省水船闸是带有省水容器的船闸，其省水率极低，举一个例子，以典型的省水率1/2单级带省水池船闸进行说明，有省水池A池、B池，船闸泄水运行时先向省水池泄水，其顺序是先泄向高处的省水池(B池)，再依次泄向低处的省水池(A池)。水泄向B池导致B池水位上升，B池水位上升没有用于需要上升的船舶，白白地浪费了水位的上升，没有起到省水的效果，需要花费创造性劳动解决省水的效果。同样，水泄向A池导致A池水位上升，A池水位上升没有用于需要上升的船舶，白白地浪费了水位的上升，没有起到省水的效果，需要花费创造性劳动解决省水的效果。灌水顺序与泄水时相反，首先将低处的省水池(A池)的水灌入闸室，然后依次将高处的省水池(B池)向闸室灌水。A池的水灌入闸室导致A池水位下降，A池水位下降没有用于需要下降的船舶，白白地浪费了水位的下降，没有起到省水的效果，需要花费创造性劳动解决省水的效果。同样，B池的水灌入闸室导致B池水位下降，B池水位下降没有用于需要下降的船舶，白白地浪费了水位的下降，没有起到省水的效果，需要花费创造性劳动解决省水的效果。本发明技术方案把省水池改成船闸闸室，充分地利用水位的上升和下降用于船舶的上升和下降，大幅提高省水效率。 [0005] 目前有一种双级四线连通的船闸，这种船闸是互补省水船闸技术，这种船闸是双向通行的，每次排放至下游的水量是闸室低水位至高水位的二分之一。本发明采用完全不同的运行方式，在同一线船闸实行单向通行，每次排放至下游的水量是闸室低水位至高水位的四分之一，进一步降低排放至下游的水量。 [0006] 船只的制动、转弯、加速度、减速度的灵活性要低于陆地上运动的车辆，在同一线船闸实行单向通行的优点是降低船舶过闸难度和减少过闸时间，本发明船闸是单向通行的，因此比一种双级四线连通的船闸技术具有进步。发明内容： [0007] 双级四线单向通行互补省水船闸是指：船闸为4线，每线为2级，4线之间是连通的，4线船闸闸室之间的水是互相排放的，在同一线船闸中，上一次船舶通过与下一次船舶通过的方向是相同的，即单向通行。 [0008] 本发明的有益效果是，在没有省水池的条件下把双级四线单向通行船闸的耗水量降低到1/8H每次(H：总水头高度)，大幅度提高省水效率，首次把双级四线单向通行船闸省水率提高到7/8(即87.5％)。 [0009] 本发明的技术方案是： [0010] 船闸为4线，每线为2级，4线之间是连通的，4线船闸闸室之间的水是互相排放的，在同一线船闸中，上一次船舶通过与下一次船舶通过的方向是相同的； [0011] 4线船闸的第一级闸室连通廊道25从A1闸室开始，经过阀门十三13阀门二十一21阀门二十二22阀门二十三23阀门十五15与D1闸室连通，阀门十三13与阀门二十一21之间的廊道有分支廊道经过阀门二十四24之后与阀门二十三23阀门十五15之间的廊道连通，阀门二十一21与阀门二十二22之间的廊道有分支廊道与B1闸室连通，阀门二十二22与阀门二十三23之间的廊道有分支廊道与C1闸室连通； [0012] 4线船闸的第二级闸室连通廊道26从A2闸室开始，经过阀门十四14阀门十七17阀门十八18阀门十九19阀门十六16与D2闸室连通，阀门十四14与阀门十七17之间的廊道有分支廊道经过阀门二十20之后与阀门十九19阀门十六16之间的廊道连通，阀门十七17与阀门十八18之间的廊道有分支廊道与B2闸室连通，阀门十八18与阀门十九19之间的廊道有分支廊道与C2闸室连通； [0013] 每一线船闸的上一级闸室与下一级闸室之间的连通方式和廊道阀门与常规双级船闸相同，上一级闸室廊道经过一个阀门之后与下一级闸室连通； [0014] 进水阀门的位置关系及作用与常规双级船闸相同，每一线上游闸室有1个进水阀门； [0015] 排水阀门的位置关系及作用与常规双级船闸相同，每一线下游闸室有1个排水阀门； [0016] 闸门的位置关系及作用与常规双级船闸相同，每一个闸室有上游闸门、下游闸门； [0017] 闸室在每一次排水或进水的水位下降或上升都是下游至上游的总水头高度的八分之一高度； [0019] 图1至图12是双级四线单向通行互补省水船闸工作原理顺序图。 [0020] ()里的数字或字母代表图中的数字或字母，数字或字母代表()前面的名称：A线船闸(A)，B线船闸(B)，C线船闸(C)，D线船闸(D)在每一幅中是相同的，因此只在图1标出。A线下游闸室A1闸室(A1)，B线下游闸室B1闸室(B1)，C线下游闸室C1闸室(C1)，D线下游闸室D1闸室(D1)，A线上游闸室A2闸室(A2)，B线上游闸室B2闸室(B2)，C线上游闸室C2闸室(C2)，D线上游闸室D2闸室(D2)，闸门(Z)，水流经过阀门时的流动方向(→)，去上游的船舶一(S)，去下游的船舶二(X)； [0021] 水位标记0、01、02、03、04在每一线闸室的位置高度是相同的，因此每一幅中只在A线船闸标出。下游至上游的总水头高度平均分成8个水位高度，下游闸室有3个水位高度，水位标记下游水位(0)，1/4水位(01)，2/4水位(02)，3/4水位(03)，下游闸室高水位(04)； [0022] 上游闸室有4个水位高度，水位标记槛上水深(0)，1/4水位(01)，2/4水位(02)，3/4水位(03)，上游水位(04)；下游闸室的高水位(04)与上游闸室槛上水深水位(0)是同一高度水位； [0023] A2闸室上游水进水阀门一(1)，B2闸室上游水进水阀门二(2)，C2闸室上游水进水阀门三(3)，D2闸室上游水进水阀门四(4)，A1闸室水排放至下游阀门九(9)，B1闸室水排放至下游阀门十(10)，C1闸室水排放至下游阀门十一(11)，D1闸室水排放至下游阀门十二(12)；上一级闸室的水排放至下一级闸室的廊道阀门有阀门五(5)，阀门六(6)，阀门七(7)，阀门八(8)； [0024] 一线船闸与另一线船闸之间互相排水的廊道阀门有阀门十三(13)，阀门十四(14)，阀门十五(15)，阀门十六(16)，阀门十七(17)，阀门十八(18)，阀门十九(19)，阀门二十(20)，阀门二十一(21)，阀门二十二(22)，阀门二十三(23)，阀门二十四(24)； [0025] 第一级闸室连通廊道(25)，第二级闸室连通廊道(26)； [0026] 图中的每一线闸室左边视为下游方向，闸室右边视为上游方向，闸室左边的闸门为该闸室的下游闸门(Z)，闸室右边的闸门为该闸室的上游闸门(Z)。具体实施方式： [0027] 结合图1对双级四线单向通行互补省水船闸的廊道阀门位置连接关系进行说明： [0028] A、B、C、D四线船闸，每线为2级，四线船闸并排布置，A线下游闸室A1，A线上游闸室A2，B线下游闸室B1，B线上游闸室B2，C线下游闸室C1，C线上游闸室C2，D线下游闸室D1，D线上游闸室D2； [0029] A2闸室上游水进水阀门一1，B2闸室上游水进水阀门二2，C2闸室上游水进水阀门三3，D2闸室上游水进水阀门四4；A1闸室水排放至下游阀门九9，B1闸室水排放至下游阀门十10，C1闸室水排放至下游阀门十一11，D1闸室水排放至下游阀门十二12； [0030] A2闸室经过阀门五5与A1闸室连通，B2闸室经过阀门六6与B1闸室连通，C2闸室经过阀门七7与C1闸室连通，D2闸室经过阀门八8与D1闸室连通； [0031] 4线船闸的第一级闸室连通廊道25从A1闸室开始，经过阀门十三13阀门二十一21阀门二十二22阀门二十三23阀门十五15与D1闸室连通，阀门十三13与阀门二十一21之间的廊道有分支廊道经过阀门二十四24之后与阀门二十三23阀门十五15之间的廊道连通，阀门二十一21与阀门二十二22之间的廊道有分支廊道与B1闸室连通，阀门二十二22与阀门二十三23之间的廊道有分支廊道与C1闸室连通； [0032] 4线船闸的第二级闸室连通廊道26从A2闸室开始，经过阀门十四14阀门十七17阀门十八18阀门十九19阀门十六16与D2闸室连通，阀门十四14与阀门十七17之间的廊道有分支廊道经过阀门二十20之后与阀门十九19阀门十六16之间的廊道连通，阀门十七17与阀门十八18之间的廊道有分支廊道与B2闸室连通，阀门十八18与阀门十九19之间的廊道有分支廊道与C2闸室连通； [0033] 闸门的位置关系与常规双级四线船闸相同。 [0034] 结合附图对双级四线单向通行互补省水船闸的工作原理进行说明： [0035] 每一个工作循环有12个步聚，12个步聚是： [0036] 步聚1)，如图1所示，A2闸室内船舶二X为上游水位04，B2闸室内船舶二X为2/4水位02，C2闸室内船舶一S为槛上水深水位0，D2闸室内船舶一S为2/4水位02，A1闸室为下游水位 0，B1闸室为2/4水位02,C1闸室为高水位04，D1闸室为2/4水位02；阀门十三13阀门十四14阀门十五15阀门十六16阀门十八18阀门二十20阀门二十二22阀门二十四24打开状态，其它阀门关闭状态；A2闸室的水经过阀门十四14阀门二十20阀门十六16排放至D2闸室，B2闸室的水经过阀门十八18排放至C2闸室，D1闸室的水经过阀门十五15阀门二十四24阀门十三13排放至A1闸室，C1闸室的水经过阀门阀门二十二22排放至B1闸室； [0037] 步聚2)，如图2所示，A2闸室内船舶二X为3/4水位03，B2闸室内船舶二X为1/4水位01，C2闸室内船舶一S为1/4水位01，D2闸室内船舶一S为3/4水位03，A1闸室为1/4水位01，B1闸室为3/4水位03,C1闸室为3/4水位03，D1闸室为1/4水位01；阀门四4阀门六6阀门十二12阀门十三13阀门十四14阀门十九19阀门二十20阀门二十三23阀门二十四24打开状态，其它阀门关闭状态；上游水经过阀门四4排放至D2闸室，B2闸室的水经过阀门六6排放至B1闸室，D1闸室的水经过阀门十二12排放至下游，A2闸室的水经过阀门十四14阀门二十20阀门十九 19排放至C2闸室，C1闸室的水经过阀门二十三23阀门二十四24阀门十三13排放至A1闸室； [0038] 步聚3)，如图3所示，A2闸室内船舶二X为2/4水位02，B2闸室内船舶二X为槛上水深水位0，C2闸室内船舶一S为2/4水位02，D2闸室内船舶一S为上游水位04，A1闸室为2/4水位02，B1闸室为高水位04,C1闸室为2/4水位02，D1闸室为下游水位0；B2闸室下游闸门Z打开，B2闸室内船舶二X离开B2闸室进入B1闸室；D1闸室下游闸门Z打开，去上游的船舶一S进入D1闸室；D2闸室上游闸门Z打开，D2闸室内船舶一S离开闸室进入上游； [0039] 步聚4)，如图4所示，A2闸室内船舶二X为2/4水位02，B2闸室为槛上水深水位0，C2闸室内船舶一S为2/4水位02，D2闸室为上游水位04，A1闸室为2/4水位02，B1闸室内船舶二X为高水位04,C1闸室为2/4水位02，D1闸室内船舶一S为下游水位0；阀门十三13阀门十四14阀门十五15阀门十六16阀门十七17阀门十九19阀门二十一21阀门二十三23打开状态，其它阀门关闭状态；A2闸室的水经过阀门十四14阀门十七17排放至B2闸室，D2闸室的水经过阀门十六16阀门十九19排放至C2闸室，B1闸室的水经过阀门二十一21阀门十三13排放至A1闸室，C1闸室的水经过阀门二十三23阀门十五15排放至D1闸室； [0040] 步聚5)，如图5所示，A2闸室内船舶二X为1/4水位01，B2闸室为1/4水位01，C2闸室内船舶一S为3/4水位03，D2闸室为3/4水位03，A1闸室为3/4水位03，B1闸室内船舶二X为3/4水位03,C1闸室为1/4水位01，D1闸室内船舶一S为1/4水位01；阀门三3阀门五5阀门十一11阀门十五15阀门十六16阀门十七17阀门二十20阀门二十一21阀门二十四24打开状态，其它阀门关闭状态；上游水经过阀门三3排放至C2闸室，A2闸室的水经过阀门五5排放至A1闸室，C1闸室的水经过阀门十一11排放至下游，D2闸室的水经过阀门十六16阀门二十20阀门十七17排放至B2闸室，B1闸室的水经过阀门二十一21阀门二十四24阀门十五15排放至D1闸室； [0041] 步聚6)，如图6所示，A2闸室内船舶二X为槛上水深水位0，B2闸室为2/4水位02，C2闸室内船舶一S为上游水位04，D2闸室为2/4水位02，A1闸室为高水位04，B1闸室内船舶二X为2/4水位02,C1闸室为下游水位0，D1闸室内船舶一S为2/4水位02；A2闸室下游闸门Z打开，A2闸室内船舶二X离开A2闸室进入A1闸室；C1闸室下游闸门Z打开，去上游的船舶一S进入C1闸室；C2闸室上游闸门Z打开，C2闸室内船舶一S离开闸室进入上游； [0042] 步聚7)，如图7所示，A2闸室为槛上水深水位0，B2闸室为2/4水位02，C2闸室为上游水位04，D2闸室为2/4水位02，A1闸室内船舶二X为高水位04，B1闸室内船舶二X为2/4水位02,C1闸室内船舶一S为下游水位0，D1闸室内船舶一S为2/4水位02；阀门十三13阀门十四14阀门十五15阀门十六16阀门十八18阀门二十20阀门二十二22阀门二十四24打开状态，其它阀门关闭状态；D2闸室的水经过阀门十六16阀门二十20阀门十四14排放至A2闸室，C2闸室的水经过阀门十八18排放至B2闸室，A1闸室的水经过阀门十三13阀门二十四24阀门十五15排放至D1闸室，B1闸室的水经过阀门二十二22排放至C1闸室； [0043] 步聚8)，如图8所示，A2闸室为1/4水位01，B2闸室为3/4水位03，C2闸室为3/4水位03，D2闸室为1/4水位01，A1闸室内船舶二X为3/4水位03，B1闸室内船舶二X为1/4水位01,C1闸室内船舶一S为1/4水位01，D1闸室内船舶一S为3/4水位03；阀门二2阀门八8阀门十10阀门十三13阀门十四14阀门十九19阀门二十20阀门二十三23阀门二十四24打开状态，其它阀门关闭状态；上游水经过阀门二2排放至B2闸室，D2闸室的水经过阀门八8排放至D1闸室，B1闸室的水经过阀门十10排放至下游，C2闸室的水经过阀门十九19阀门二十20阀门十四14排放至A2闸室，A1闸室的水经过阀门十三13阀门二十四24阀门二十三23排放至C1闸室； [0044] 步聚9)，如图9所示，A2闸室为2/4水位02，B2闸室为上游水位04，C2闸室为2/4水位02，D2闸室为槛上水深水位0，A1闸室内船舶二X为2/4水位02，B1闸室内船舶二X为下游水位 0,C1闸室内船舶一S为2/4水位02，D1闸室内船舶一S为高水位04；B2闸室上游闸门Z打开，去下游的船舶二X进入B2闸室；B1闸室下游闸门Z打开，B1闸室内船舶二X离开闸室进入下游，D1闸室上游闸门Z打开，D1闸室内船舶一S离开D1闸室进入D2闸室； [0045] 步聚10)，如图10所示，A2闸室为2/4水位02，B2闸室内船舶二X为上游水位04，C2闸室为2/4水位02，D2闸室内船舶一S为槛上水深水位0，A1闸室内船舶二X为2/4水位02，B1闸室为下游水位0,C1闸室内船舶一S为2/4水位02，D1闸室为高水位04；阀门十三13阀门十四14阀门十五15阀门十六16阀门十七17阀门十九19阀门二十一21阀门二十三23打开状态，其它阀门关闭状态；B2闸室的水经过阀门十七17阀门十四14排放至A2闸室，C2闸室的水经过阀门十九19阀门十六16排放至D2闸室，A1闸室的水经过阀门十三13阀门二十一21排放至B1闸室，D1闸室的水经过阀门十五15阀门二十三23排放至C1闸室； [0046] 步聚11)，如图11所示，A2闸室为3/4水位03，B2闸室内船舶二X为3/4水位03，C2闸室为1/4水位01，D2闸室内船舶一S为1/4水位01，A1闸室内船舶二X为1/4水位01，B1闸室为1/4水位01,C1闸室内船舶一S为3/4水位03，D1闸室为3/4水位03；阀门一1阀门七7阀门九9阀门十五15阀门十六16阀门十七17阀门二十20阀门二十一21阀门二十四24打开状态，其它阀门关闭状态；上游水经过阀门一1排放至A2闸室，C2闸室的水经过阀门七7排放至C1闸室，A1闸室的水经过阀门九9排放至下游，B2闸室的水经过阀门十七17阀门二十20阀门十六16排放至D2闸室，D1闸室的水经过阀门十五15阀门二十四24阀门二十一21排放至B1闸室； [0047] 步聚12)，如图12所示，A2闸室为上游水位04，B2闸室内船舶二X为2/4水位02，C2闸室为槛上水深水位0，D2闸室内船舶一S为2/4水位02，A1闸室内船舶二X为下游水位0，B1闸室为2/4水位02,C1闸室内船舶一S为高水位04，D1闸室为2/4水位02；A2闸室上游闸门Z打开，去下游的船舶二X进入A2闸室；A1闸室下游闸门Z打开，A1闸室内船舶二X离开闸室进入下游，C1闸室上游闸门Z打开，C1闸室内船舶一S离开C1闸室进入C2闸室； [0048] 步聚12)之后闸室水位及船舶的位置关系与步聚1)相同，这时从步聚1)开始，这样循环工作。 |
||||||
