单级五线互补省水船闸 |
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| 申请号 | CN201710664836.5 | 申请日 | 2017-08-07 | 公开(公告)号 | CN107268563A | 公开(公告)日 | 2017-10-20 |
| 申请人 | 杨笛; | 发明人 | 杨笛; | ||||
| 摘要 | 本 发明 是单级五线互补省 水 船闸。本发明要解决的问题是，在没有省水池的条件下把单级船闸省水率提高到9/10(即90％)。本发明的技术方案是，船闸为5线，每线为1级，5线之间是连通的，5线船闸闸室的水是互相排放的。 | ||||||
| 权利要求 | 1.单级五线互补省水船闸，其特征在于：船闸为5线，每线为1级，5线船闸之间有2路廊道连通；第1路廊道有5个分支，每1个分支经过1个阀门后分别与A、B、C、D、E闸室连通；第2路廊道有5个分支，每1个分支经过1个阀门后分别与A、B、C、D、E闸室连通； |
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| 说明书全文 | 单级五线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的设计要求，一座船闸需要多个高度不同的省水池，因此省水池成本在几百万元、几千万元，三峡船闸修建省水池其成本高达几亿元。在工程成本这一方面来说，第二类省水船闸具有低成本的优势，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。第二类省水船闸在所有的文件中没有一个统一的标准的名称，因此申请人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，全部利用了水位的上升和下降用于船舶的上升和下降，大幅提高了省水效率的技术效果，把单级船闸的省水率首次突破9/10。 [0005] 目前国内有四线船闸，国外有六线船闸，经济发展通航量增加时，不是把现有船闸闸室面积扩大，而是在现有船闸的基础上增加一线或多线船闸，如果经济发展通航量增加一倍，就会出现五线船闸、六线船闸、七线船闸、八线船闸。发明内容： [0006] 单级五线互补省水船闸是指：船闸为5线，每线为1级，5线之间是连通的，5线船闸闸室的水是互相排放的。 [0007] 本发明要解决的技术问题是：在没有省水池的条件下把单级船闸省水率提高到9/10(即90％)。 [0008] 为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案： [0009] 船闸为5线，每线为1级，5线船闸之间有2路廊道连通；第1路廊道有5个分支，每1个分支经过1个阀门后分别与A、B、C、D、E闸室连通；第2路廊道有5个分支，每1个分支经过1个阀门后分别与A、B、C、D、E闸室连通； [0010] 进水阀门的位置关系及作用与常规单级船闸相同，每一个闸室有1个进水阀门； [0011] 排水阀门的位置关系及作用与常规单级船闸相同，每一个闸室有1个排水阀门； [0012] 闸门的位置关系及作用与常规单级船闸相同，每一个闸室有上游闸门、下游闸门； [0013] 每一个船闸闸室在每一个工作循环排水5次，从上游水位至4/5水位、至3/5水位、至2/5水位、至1/5水位的4次排水是排放至其它船闸闸室，从1/5水位至下游水位的1次排水是排放至下游； [0014] 每一个船闸闸室在每一个工作循环进水5次，从下游水位至1/5水位、至2/5水位、至3/5水位、至4/5水位的4次进水是来自其它闸室的排水，从4/5水位至上游水位的1次进水来自上游水； [0015] 闸室在每一次排水或进水的水位下降或上升都是下游水位至上游水位的五分之一高度。 [0016] 一种新型船闸的省水率，是与同级常规船闸进行比较得出的。下游至上游的总水头高度设置为1，常规单级船闸单向通行船舶每次通过耗水量为1，双向通行每次通过平均耗水量为1/2；单级五线互补省水船闸单向通行船舶每次通过耗水量为1/5，双向通行每次通过平均耗水量为1/10。附图说明： [0017] 图1至图15是单级五线互补省水船闸工作原理顺序图。 [0018] ()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闸室(A)，B闸室(B)，C闸室(C)，D闸室(D)，E闸室(E)，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)； [0019] 下游至上游的水头高度平均分成5个水位，下游水位(0)，1/5水位(01)，2/5水位(02)，3/5水位(03)，4/5水位(04)，上游水位(05)；水位标记在A、B、C、D、E闸室的高度位置是相同的，因此在每一幅图中只有在A闸室标出； [0020] A闸室上游水进水阀门一(1)，B闸室上游水进水阀门二(2)，C闸室上游水进水阀门三(3)，D闸室上游水进水阀门四(4)，E闸室上游水进水阀门五(5)，A闸室水排放至下游阀门六(6)，B闸室水排放至下游阀门七(7)，C闸室水排放至下游阀门八(8)，D闸室水排放至下游阀门九(9)，E闸室水排放至下游阀门十(10)； [0021] 船闸与船闸之间互相排水的廊道阀门有阀门十一(11)，阀门十二(12)，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)。 [0022] 图中的每一个闸室左边视为下游方向，闸室右边视为上游方向，闸室左边的闸门为下游闸门(Z)，闸室右边的闸门为上游闸门(Z)。具体实施方式： [0023] 以下结合附图对单级五线互补省水船闸的工作原理进行说明： [0024] 每一个工作循环是15个步聚； [0025] 步聚1)，如图1所示，A闸室为上游水位05，去下游的船舶二X进入A闸室并关闭A闸室上游闸门，B闸室为2/5水位02，B闸室内去下游的船舶二X，C闸室为3/5水位03，C闸室内去上游的船舶一S，D闸室为2/5水位02，D闸室内去上游的船舶一S，E闸室为下游水位0，E闸室内去下游的船舶二X，E闸室下游闸门Z打开，阀门十一11阀门十三13打开状态，其它阀门关闭状态；A闸室的水经过阀门十一11阀门十三13排放至C闸室，E闸室内船舶二X离开闸室进入下游； [0026] 步聚2)，如图2所示，A闸室水位和船舶二X为4/5水位04，B闸室水位和船舶二X为2/5水位02，C闸室水位和船舶一S为4/5水位04，D闸室水位和船舶一S为2/5水位02，E闸室为下游水位0，去上游的船舶一S进入E闸室并关闭E闸室下游闸门，阀门三3阀门十一11阀门十四 14阀门十七17阀门二十20打开状态，其它阀门关闭状态；上游水经过阀门三3进入C闸室，A闸室的水经过阀门十一11阀门十四14排放至D闸室，B闸室的水经过阀门十七17阀门二十20排放至E闸室； [0027] 步聚3)，如图3所示，A闸室水位和船舶二X为3/5水位03，B闸室水位和船舶二X为1/5水位01，C闸室水位和船舶一S为上游水位05，C闸室上游闸门Z打开，D闸室水位和船舶一S为3/5水位03，E闸室水位和船舶一S为1/5水位01，阀门七7阀门十一11阀门十五15打开状态，其它阀门关闭状态；A闸室的水经过阀门十一11阀门十五15排放至E闸室，B闸室的水经过阀门七7排放至下游，C闸室内船舶一S离开闸室进入上游； [0028] 步聚4)，如图4所示，A闸室水位和船舶二X为2/5水位02，B闸室水位和船舶二X为下游水位0，B闸室下游闸门Z打开，C闸室为上游水位05，船舶二X进入C闸室并关闭C闸室上游闸门，D闸室水位和船舶一S为3/5水位03，E闸室水位和船舶一S为2/5水位02，阀门十三13阀门十四14打开状态，其它阀门关闭状态；C闸室的水经过阀门十三13阀门十四14排放至D闸室，B闸室内船舶二X离开闸室进入下游； [0029] 步聚5)，如图5所示，A闸室水位和船舶二X为2/5水位02，B闸室为下游水位0，船舶一S进入B闸门并关闭B闸室下游闸门，C闸室水位和船舶二X为4/5水位04，D闸室水位和船舶一S为4/5水位04，E闸室水位和船舶一S为2/5水位02，阀门四4阀门十一11阀门十二12阀门十八18阀门二十20打开状态，其它阀门关闭状态；A闸室的水经过阀门十一11阀门十二12排放至B闸室，C闸室的水经过阀门十八18阀门二十20排放至E闸室，上游水经过阀门四4进入D闸室； [0030] 步聚6)，如图6所示，A闸室水位和船舶二X为1/5水位01，B闸室水位和船舶一S为1/5水位01，C闸室水位和船舶二X为3/5水位03，D闸室水位和船舶一S为上游水位05，D闸室上游闸门Z打开，E闸室水位和船舶一S为3/5水位03，阀门六6阀门十二12阀门十三13打开状态，其它阀门关闭状态；A闸室的水经过阀门六6排放至下游，C闸室的水经过阀门十三13阀门十二12排放至B闸室，D闸室内船舶一S离开闸室进入上游； [0031] 步聚7)，如图7所示，A闸室水位和船舶二X为下游水位0，A闸室下游闸门Z打开，B闸室水位和船舶一S为2/5水位02，C闸室水位和船舶二X为2/5水位02，D闸室为上游水位05，船舶二X进入D闸室并关闭D闸室上游闸门，E闸室水位和船舶一S为3/5水位03，阀门十四14阀门十五15打开状态，其它阀门关闭状态；D闸室的水经过阀门十四14阀门十五15排放至E闸室，A闸室内船舶二X离开闸室进入下游； [0032] 步聚8)，如图8所示，A闸室为下游水位0，船舶一S进入A闸室并关闭A闸室下游闸门，B闸室水位和船舶一S为2/5水位02，C闸室水位和船舶二X为2/5水位02，D闸室水位和船舶二X为4/5水位04，E闸室水位和船舶一S为4/5水位04，阀门五5阀门十一11阀门十三13阀门十七17阀门十九19打开状态，其它阀门关闭状态；C闸室的水经过阀门十三13阀门十一11排放至A闸室，D闸室的水经过阀门十九19阀门十七17排放至B闸室，上游水经过阀门五5进入E闸室； [0033] 步聚9)，如图9所示，A闸室水位和船舶一S为1/5水位01，B闸室水位和船舶一S为3/5水位03，C闸室水位和船舶二X为1/5水位01，D闸室水位和船舶二X为3/5水位03，E闸室水位和船舶一S为上游水位05，E闸室上游闸门Z打开，阀门八8阀门十一11阀门十四14打开状态，其它阀门关闭状态；D闸室的水经过阀门十四14阀门十一11排放至A闸室，C闸室的水经过阀门八8排放至下游，E闸室内船舶一S离开闸室进入上游； [0034] 步聚10)，如图10所示，A闸室水位和船舶一S为2/5水位02，B闸室水位和船舶一S为3/5水位03，C闸室水位和船舶二X为下游水位0，C闸室下游闸门Z打开，D闸室水位和船舶二X为2/5水位02，E闸室为上游水位05，船舶二X进入E闸室并关闭E闸室上游闸门，阀门十二12阀门十五15打开状态，其它阀门关闭状态；E闸室的水经过阀门十五15阀门十二12排放至B闸室，C闸室内船舶二X离开闸室进入下游； [0035] 步聚11)，如图11所示，A闸室水位和船舶一S为2/5水位02，B闸室水位和船舶一S为4/5水位04，C闸室为下游水位0，船舶一S进入C闸室并关闭C闸室下游闸门，D闸室水位和船舶二X为2/5水位02，E闸室水位和船舶二X为4/5水位04，阀门二2阀门十三13阀门十四14阀门十六16阀门二十20打开状态，其它阀门关闭状态；上游水经过阀门二2进入B闸室，D闸室的水经过阀门十四14阀门十三13排放至C闸室,E闸室的水经过阀门二十20阀门十六16排放至A闸室； [0036] 步聚12)，如图12所示，A闸室水位和船舶一S为3/5水位03，B闸室水位和船舶一S为上游水位05，B闸室上游闸门Z打开，C闸室水位和船舶一S为1/5水位01，D闸室水位和船舶二X为1/5水位01，E闸室水位和船舶二X为3/5水位03，阀门九9阀门十三13阀门十五15打开状态，其它阀门关闭状态；D闸室的水经过阀门九9排放至下游，E闸室的水经过阀门十五15阀门十三13排放至C闸室，B闸室内船舶一S离开闸室进入上游； [0037] 步聚13)，如图13所示，A闸室水位和船舶一S为3/5水位03，B闸室为上游水位05，船舶二X进入B闸室并关闭B闸室上游闸门，C闸室水位和船舶一S为2/5水位02，D闸室水位和船舶二X为下游水位0，D闸室下游闸门Z打开，E闸室水位和船舶二X为2/5水位02，阀门十一11阀门十二12打开状态，其它阀门关闭状态；B闸室的水经过阀门十二12阀门十一11排放至A闸室，D闸室内船舶二X离开闸室进入下游； [0038] 步聚14)，如图14所示，A闸室水位和船舶一S为4/5水位04，B闸室水位和船舶二X为为4/5水位04，C闸室水位和船舶一S为2/5水位02，D闸室为下游水位0，船舶一S进入D闸室并关闭D闸室下游闸门，E闸室水位和船舶二X为2/5水位02，阀门一1阀门十二12阀门十三13阀门十九19阀门二十20打开状态，其它阀门关闭状态；上游水经过阀门一1进入A闸室，B闸室的水经过阀门十二12阀门十三13排放至C闸室，E闸室的水经过阀门二十20阀门十九19排放至D闸室； [0039] 步聚15)，如图15所示，A闸室水位和船舶一S为上游水位05，A闸室上游闸门Z打开，B闸室水位和船舶二X为3/5水位03，C闸室水位和船舶一S为3/5水位03，D闸室水位和船舶一S为1/5水位01，E闸室水位和船舶二X为1/5水位01，阀门十10阀门十二12阀门十四14打开状态，其它阀门关闭状态；B闸室的水经过阀门十二12阀门十四14排放至D闸室，E闸室的水经过阀门十10排放至下游，A闸室内船舶一S离开闸室进入上游。 [0040] 步聚15)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。 |
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