本發(fā)明涉及一種升船機(jī)船廂補(bǔ)水與放空方法，具體是一種水力驅(qū)動(dòng)式升船機(jī)船廂快速補(bǔ)水與放空方法，屬于升船機(jī)運(yùn)行及維護(hù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著水運(yùn)事業(yè)的發(fā)展，升船機(jī)作為超高水頭通航建筑物的主要形式越來(lái)越得到工程的應(yīng)用，國(guó)內(nèi)外科學(xué)家對(duì)升船機(jī)的研究也越來(lái)越深入。

升船機(jī)主要有垂直升船機(jī)和斜面升船機(jī)兩種型式。垂直升船機(jī)根據(jù)提升裝置，可以分為鋼絲繩卷?yè)P(yáng)式、齒輪齒條爬升式、浮筒式和水力驅(qū)動(dòng)式四種類(lèi)型。其中水力驅(qū)動(dòng)式升船機(jī)是我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的新型升船機(jī)，利用水能作為提升動(dòng)力和安保措施，通過(guò)向豎井充泄水驅(qū)動(dòng)平衡重的升降從而帶動(dòng)船廂升降運(yùn)行；能自動(dòng)改變平衡重的淹沒(méi)深度適應(yīng)船廂荷載變化，解決船廂漏水等極端事故狀態(tài)下升船機(jī)的安全問(wèn)題，尤其適合船廂下水，具有廣闊的應(yīng)用前景。

升船機(jī)在運(yùn)行維護(hù)過(guò)程中會(huì)根據(jù)需要放空船廂內(nèi)水體，再補(bǔ)水至設(shè)計(jì)水深。不下水鋼絲繩卷?yè)P(yáng)式升船機(jī)及齒輪齒條爬升式升船機(jī)的船廂放空及補(bǔ)水過(guò)程較為復(fù)雜，需根據(jù)船廂水深調(diào)整重力平衡重的懸掛數(shù)量。水力驅(qū)動(dòng)式升船機(jī)均采用船廂下水型式，目前其船廂放空方法是通過(guò)在船廂底部設(shè)置放空閥進(jìn)行放空，船廂內(nèi)水體直接放入船池，受放空閥的排水流量限制，一次放空500噸級(jí)的升船機(jī)船廂水體耗時(shí)超過(guò)2小時(shí)。水力驅(qū)動(dòng)式升船機(jī)向船廂內(nèi)補(bǔ)水也是利用水泵，在制動(dòng)器敞閘狀態(tài)下，將水泵放入船池向船廂抽水，待船廂加水到設(shè)計(jì)水深后停泵。受限于水泵的數(shù)量及功率，補(bǔ)水過(guò)程緩慢，對(duì)于500噸級(jí)的升船機(jī)船廂，采用多臺(tái)水泵的情況下，一般需要耗時(shí)1～2天才能完成補(bǔ)水。由上可見(jiàn)，水力驅(qū)動(dòng)式升船機(jī)可以通過(guò)改變平衡重淹沒(méi)深度適應(yīng)船廂側(cè)重量的變化，這是其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，然而目前水力驅(qū)動(dòng)式升船機(jī)船廂放空和補(bǔ)水方法依然相對(duì)復(fù)雜、效率低下，同時(shí)由于水泵需長(zhǎng)期放置在船廂上，增加了船廂在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生刮擦的安全隱患。因此，有必要根據(jù)水力驅(qū)動(dòng)式升船機(jī)的特點(diǎn)，發(fā)明一種水力驅(qū)動(dòng)式升船機(jī)船廂快速放空與補(bǔ)水的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明即針對(duì)目前水力驅(qū)動(dòng)式升船機(jī)船廂放空與補(bǔ)水方法復(fù)雜、效率低下問(wèn)題，發(fā)明一種水力驅(qū)動(dòng)式升船機(jī)船廂快速放空與補(bǔ)水的方法，以簡(jiǎn)化船廂放空與補(bǔ)水操作并提高效率，便于船廂運(yùn)行維護(hù)。

本發(fā)明達(dá)到上述目的的技術(shù)方案是：利用水力驅(qū)動(dòng)式升船機(jī)能夠?qū)崟r(shí)自動(dòng)調(diào)整平衡重淹沒(méi)水深以適應(yīng)船廂側(cè)荷載變化的特性，通過(guò)控制水力驅(qū)動(dòng)式升船機(jī)充泄水系統(tǒng)的工作閥門(mén)，在船廂兩端船廂門(mén)開(kāi)啟狀態(tài)下，船廂從下游對(duì)接位低速出水至船廂離開(kāi)船池水面，實(shí)現(xiàn)船廂放空；在船廂兩端船廂門(mén)開(kāi)啟狀態(tài)下，空船廂下行低速入水至下游對(duì)接位，實(shí)現(xiàn)船廂補(bǔ)水。

本發(fā)明一種水力驅(qū)動(dòng)式升船機(jī)船廂快速放空與補(bǔ)水的方法，實(shí)現(xiàn)船廂放空的具體操作如下：

(1)船廂位于下游對(duì)接位，開(kāi)啟兩端船廂門(mén)，船廂內(nèi)外水體連通；

(2)開(kāi)啟輸水系統(tǒng)的泄水閥門(mén)小開(kāi)度運(yùn)行，豎井泄水，船廂低速上行出水，船廂內(nèi)水深逐漸減小；

(3)至船廂完全離開(kāi)船池水面，船廂內(nèi)水體被放空。

本發(fā)明一種水力驅(qū)動(dòng)式升船機(jī)船廂快速放空與補(bǔ)水的方法，實(shí)現(xiàn)船廂補(bǔ)水的具體操作如下：

(1)空船廂位于船池水面上方，開(kāi)啟兩端船廂門(mén)；

(2)開(kāi)啟輸水系統(tǒng)的充水閥門(mén)小開(kāi)度運(yùn)行，豎井充水，船廂低速下行入水，船廂內(nèi)水深逐漸增加；

(3)至船廂到達(dá)下游對(duì)接位，船廂內(nèi)水深達(dá)到設(shè)計(jì)水深，關(guān)閉兩端船廂門(mén)，船廂完成補(bǔ)水，進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)。

本發(fā)明一種水力驅(qū)動(dòng)式升船機(jī)船廂快速放空與補(bǔ)水的方法，船廂出水、入水速度由充泄水閥門(mén)控制，為確保船廂放空、補(bǔ)水過(guò)程中受力安全，船廂運(yùn)行速度控制在0.25m/min內(nèi)。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

(1)極大得提高了升船機(jī)船廂放空與補(bǔ)水效率，一次放空或補(bǔ)水耗時(shí)在半小時(shí)以內(nèi)；

(2)操作簡(jiǎn)單，全過(guò)程均由中控室控制，避免了人工開(kāi)泵補(bǔ)水及開(kāi)閥放空；

(3)節(jié)約了水泵的費(fèi)用及能耗、避免了由其帶來(lái)的安全隱患；

(4)特別適合大尺度船廂放空與補(bǔ)水。

附圖說(shuō)明

附圖1不下水卷?yè)P(yáng)式船廂補(bǔ)水示意圖。

附圖2傳統(tǒng)水力式升船機(jī)放空示意圖

附圖3傳統(tǒng)水力式升船機(jī)補(bǔ)水示意圖。

附圖4本方法船廂放空過(guò)程示意圖

附圖5本方法船廂補(bǔ)水過(guò)程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。

實(shí)施例一

附圖1為不下水卷?yè)P(yáng)式船廂補(bǔ)水示意圖，附圖2和附圖3為水力式升船機(jī)傳統(tǒng)放空與補(bǔ)水示意圖，附圖4和附圖5為本方法船廂補(bǔ)水與放空過(guò)程示意圖。圖中1為制動(dòng)器，2豎井，3為水力式升船機(jī)平衡重，4為船廂，5為船廂門(mén)，6為鋼絲繩，7為船廂水位，8為下游引航道水位，9為充水閥門(mén)，10為泄水閥門(mén)，11為水泵，12為水源，13為鋼絲繩卷?yè)P(yáng)式升船機(jī)平衡重(重力平衡重或可控平衡重)，14為放空閥，15為船池。

不下水卷?yè)P(yáng)式升船機(jī)放空及補(bǔ)水方法如附圖1，該方法放空操作為：制動(dòng)器1上閘固定船廂4的位置，水泵11由船廂4向水源12抽水，在抽水過(guò)程中隨船廂水深減少減掛重力平衡重13，直至船廂4內(nèi)水體排完。補(bǔ)水操作為制動(dòng)器1上閘，水泵由水源12向船廂4內(nèi)加水至運(yùn)行水深，在抽水過(guò)程中根據(jù)船廂水深增掛平衡重13直至船廂內(nèi)水深達(dá)到運(yùn)行水深停止。

水力驅(qū)動(dòng)式升船機(jī)傳統(tǒng)放空方法如圖2，以景洪水力驅(qū)動(dòng)式升船機(jī)放空為例，其船廂4上下游均設(shè)置有3個(gè)放空閥14(2個(gè)1個(gè))。船廂4放空方法是通過(guò)在船廂4底部設(shè)置放空閥14進(jìn)行放空，船廂4內(nèi)水體直接放入船池15，一般步驟：船廂4停在船池15水面上2m左右，人工下到船廂4底部，上下游同時(shí)打開(kāi)放空閥14，船廂4水體放空后關(guān)閉放空閥14。該方法一次性將船廂內(nèi)2.5m水排完需耗時(shí)2個(gè)小時(shí)左右。

水力驅(qū)動(dòng)式升船機(jī)傳統(tǒng)補(bǔ)水方法如圖3，以景洪水力驅(qū)動(dòng)式升船機(jī)放空為例，船廂4停在船池15水面上2m左右，制動(dòng)器1打開(kāi)狀態(tài)太下水泵11由船池15向船廂4內(nèi)抽水，當(dāng)船廂內(nèi)水深達(dá)到運(yùn)行水深時(shí)停止加水。船廂平面水域面積為833m²，一次性補(bǔ)水到2.5m水深需耗時(shí)8小時(shí)左右。

本發(fā)明一種水力驅(qū)動(dòng)式升船機(jī)船廂快速放空與補(bǔ)水方法如附圖4及附圖5，其具體實(shí)施步驟為：

1.放空過(guò)程

以景洪水力式驅(qū)動(dòng)升船機(jī)船廂內(nèi)水深為2.5m需放空為例，船廂4運(yùn)行至船廂內(nèi)水面與下游引航道水面齊平時(shí)，關(guān)閉充水閥門(mén)9，卷筒制動(dòng)器1上閘，打開(kāi)船廂上下游船廂門(mén)5，此時(shí)船廂內(nèi)水面與下游水面連通，在船廂門(mén)5開(kāi)啟狀態(tài)下豎井2泄水船廂上行，泄水閥門(mén)10主輔閥開(kāi)度均為30％，船廂4上行速度為0.2m/min。隨著船廂4高程逐漸升高，船廂4內(nèi)水體被排出，待船廂4底部脫離水面，關(guān)閉泄水閥門(mén)10，此時(shí)船廂4內(nèi)水已經(jīng)排完。

2.補(bǔ)水過(guò)程

以景洪水力驅(qū)動(dòng)式升船機(jī)船廂內(nèi)為空廂補(bǔ)水至2.5m為例。船廂4運(yùn)行至下游水面8以上0.5m，打開(kāi)上下游船廂門(mén)5，并控制充水閥門(mén)9主輔閥開(kāi)度均為30％，船廂4慢速入水，下行速度在0.2m/min左右。隨著船廂4下行，船廂內(nèi)水位7逐漸增加，當(dāng)廂內(nèi)水深7達(dá)2.5m時(shí)，快速關(guān)閉充水閥門(mén)9，船廂4停止下行，關(guān)閉上下游船廂門(mén)5，則船廂內(nèi)水深7已經(jīng)達(dá)2.5m。

通過(guò)觀測(cè)景洪水驅(qū)動(dòng)式升船機(jī)對(duì)該方法的使用，結(jié)果如下：

(1)升船機(jī)補(bǔ)水由原來(lái)的8小時(shí)縮短為15min，排水由原來(lái)的2小時(shí)縮短為15min，表明該方法是高效的。

(2)在整個(gè)補(bǔ)水及排水過(guò)程中，同步軸最大扭矩均在允許范圍內(nèi)，表明該方法是安全可行的。

本發(fā)明雖然是針對(duì)水力驅(qū)動(dòng)式升船機(jī)的，但電力驅(qū)動(dòng)下水式升船機(jī)的電機(jī)功率較大，能滿足船廂出入水，故該也適用該方法。