[发明专利]水力重力式垂直升船机

说明书

技术领域

本发明涉及一种升船机，尤其是一种通过改变重力水厢内的水量，直接用重力水厢驱动船厢的水力重力式垂直升船机。

背景技术  

目前，为了制造出性价比更好的升船机，中国专利申请号：00266550.6提出的《滑轮组平衡升船机》，在每根平衡钢丝绳的两端各加上平衡滑轮组一个。使船厢与平衡舵连接成整体，并相互平衡，再在船厢与平衡舵之间设起吊机若干部，起吊钢丝绳二根与起吊滑轮组二个等构件所组成，可使船厢升降，还可减少起吊力。及中国专利申请号：200810047149.X《水力浮动式快速垂直升船机 》，是向提升竖井充水或排放提升竖井中的水，达到改变提升平衡筒的重量克服摩阻力促使船厢升降的目的。这些方案各有长处，也有短处。例如，正在建设中的三峡大坝升船机，其提升高度将达113m，提升重量达16000t，经过半世纪论证，升船机定型为：齿轮齿条爬升、长螺母柱短螺杆安全装置的设计方案。它的驱动机构由开式齿轮、齿条、液气弹簧、减速器、电动机等设备组成。其齿轮齿条z=16、模数m=62.7、齿轮直径D=1002.7mm、单节齿条长度4725mm，升船机设计概算基本方案确定的静态投资（1993年5月末价格水平）达到19.8亿元。它具有有先进的安全装置，但用于驱动船厢的机械设备之大，制造之难。当船厢与闸首对接过程中误载水深超过正负5cm时，需启动船厢两端的可逆水泵系统进行调节。随着我国水利水电建设向着高坝、大库、超大规模方向的发展，以及西南江河梯级水电的开发，对不同类型升船机的选择的需求越来越多。

发明内容

本发明的目的是力图再提供一种结构更简单、制造更容易、维修更方便的水力重力式垂直升船机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：通过滑轮组、卷筒的钢丝绳缠绕系统，将船厢与重力水厢以两边平衡的方式对接起来，使两边形成对重。此结构使得船厢与重力水厢的各起吊点互为钢性联接，有利于上下运行时能保持很好的同步。设计钢丝绳缠绕系统时，根据重量，大坝的水位条件，选择合理的钢丝绳直径和适当的滑轮组倍率,滑轮组倍率选择等于或大于1。让船厢与重力水厢装满水后形成对重，并保持平衡。若要船厢下降，就排放重力水厢中的水，若要船厢上升，就给重力水厢中加水。通过改变两边对重的重力差，来克服钢丝绳缠绕系统的磨擦阻力矩，从而使承船箱能上下运动起来，实现上下游水位的通航对接。

重力水厢可以是两种配置方式：其一是，重力水厢又作为配重水厢，同时起到配重的作用，这种方式重力水箱的体积较大，但只需要一套钢丝绳缠绕装置。其二是，将配重单独的制作，并且按滑轮组倍率为１的方式与船厢对接起来，同时重力水厢也单独的按滑轮组倍率大于１的方式与船厢对接起来，这种方式需要二套以上的钢丝绳缠绕装置，但是用这种方式重力水箱的体积可以小很多。

 [0006] 重力水厢的加水的方法是，通过加宽供水口的面积，以减缓水的流速，采用多层供水方式，达到减小供水口与重力水厢之间的供水落差。加水装置主要有：进水管阀、进水管、匀水管、蓄水厢、漫水孔板、水幕墙板。其加水方式有两种：第一种是，来自大坝上游的水，通过进水管阀，进入供水管、匀水管，使水均匀的流入蓄水厢，蓄水厢能在船厢上升、下降与停止的过程中不断的加水，直至水满后才关闭进水管阀，采用这种蓄水方式能使得进水管路的直径以及阀门的口径大大的减小，同时需要用水时，又能以及快的速度排出到下一个水厢。因为水厢中的水始终保持是满的，只要再有水流入时，水就会从蓄水厢的漫水孔板以漫出的形式流出，漫出的水顺着水幕墙板向下流，下面的重力水厢口部设有弹性接水刮板，接水刮板再将水引入重力水厢中。例如若需要重力水厢下降时，将重力水厢之上第二层蓄水厢与第一层的蓄水厢之间的加水控制阀打开，则水会从重力水厢之上的第二层蓄水厢流入第一层的蓄水厢，再从重力水厢之上的第一层蓄水厢流入重力水厢，从而控制重力水厢下降。采用这种加水方式，只要选择的阀门口径足够大，蓄水厢的水可以及快的速度排出，流入重力水厢，所以这种方式可以使船厢及快的起动，高速的上升。完全可满足垂直升船机设计导则中：船厢的额定升降速度0.15m/s～0.25m/s。第二种加水的方式是，同样蓄水厢中的水是满的，来自进水管的水直接加入重力水厢之上的第一层蓄水厢中，水再从蓄水厢中漫出，流入重力水厢中，这种方式需要进水管与阀门的规格大一点。可以采用单水幕墙板，或双水幕墙板。