一种省水船闸及其船舶过闸方法与流程

本发明属于水利工程技术领域，具体涉及一种省水船闸及其船舶过闸方法。

背景技术：

在我国，普通船只需要通过河流上下游的分界时，一般水利工程会设置船闸装置辅助船只同行，普通船闸，是利用两道甚至多道闸门，分别依次对对上下游放水，保证船只的水位分别与闸门内外的上下游水位依次达到一致，从而实现船只在不同水位水面的顺利通行。我国有大量的河流枯水期上游水量不足，但又需要保证较大通航能力，而上述普通船闸装置一次会放出大量的水资源到下游河道，造成了很大的浪费，并且影响了上游的蓄水量。

技术实现要素：

针对上述不足，本发明提供了一种省水船闸及其船舶过闸方法，能够有效的减少船闸放水时从上游流入下游的水量，在不影响船只通行的前提下，大量的减少了因为船只通行而造成的上游水量流失。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种省水船闸，包括互通的控制闸室、调度闸室、安装在控制闸室与上游水位之间的上游控制闸门组、安装在控制闸室中用于调节控制闸室和调度闸室中水量水位的调水闸门组，以及安装在控制闸室中的排水系统；所述排水系统通向上游水位。

优选的，所述上游控制闸门组包括固定安装在控制闸室与上游水接触端的上游控制闸门和上游直升式门槽，上游控制闸门相对上游直升式门槽垂直升降进行开闸或关闸；所述下游控制闸门组包括固定安装在调度闸室与下游水接触端的下游控制闸门和下游直升式门槽，下游控制闸门相对下游直升式门槽垂直升降进行开闸或关闸。

优选的，所述调水闸门组包括安装在调度闸室墙壁两侧的水平滑动门槽、可滑动的安装在水平滑动门槽上的调水闸门直升式门槽、可移动的安装在调水闸门直升式门槽上的调水闸门；在初始状态下，调水闸门与上游控制闸门紧邻；在上游控制闸门打开状态下，调水闸门远离上游控制闸门成为控制闸室和调度闸室的分界线。

进一步的，所述调水闸门底部设有用于控制其复位的动力装置，所述调水闸门上设有介于调水闸门与调度闸室底部之间的锁定装置。

进一步的，所述动力装置包括提供动力的电动机以及连接电动机与调水闸门的传动链条。

优选的，所述排水系统包括安装在调度闸室底部的排水孔、内设于排水孔中的抽水泵；抽水泵通过排水孔将调度闸室中的水抽至上游。

本发明还提供了一种省水船闸的船舶过闸方法，包括如下步骤：

S1、船闸为初始状态时，控制闸室与调度闸室中水位与下游水位相平，上游控制闸门、下游控制闸门、调水闸门均处于关闭状态，调水闸门位于上游控制闸门之后与其紧邻；

S2、当上游行船要通过船闸时，打开上游控制闸门，依靠水位差造成的水压力推动调水闸向下游滑动直至两闸室水位相平于上游水位，并将调水闸门锁定，此时行船可进入控制闸室等待；然后关闭上游控制闸门，打开调水闸门，船只进入调度闸室；关闭调水闸门，开启排水孔，通过抽水泵将控制闸室中的水抽回上游河道，并使水位低于下游水深，此时解锁调水闸门，依靠调度闸室中的水压力和船重，将调水闸门缓慢推回原位；如果水压不足可开启下部设置的电动机辅助将调水闸门推回原位，此时船闸已恢复初始状态，开启下游控制闸门即可让船只平稳通过；

当下游行船要通过船闸时，首先直接开启下游控制闸门，使船只进入调度闸室，关闭下游控制闸门后开启上游控制闸门，利用水压推动调水闸门以抬高调度闸室水位，待两闸室水位一致，开启调水闸门让船只驶入控制闸室后直接驶入上游河道，最后按上述排水步骤关闭各闸门进行排水，最终恢复到初始状态。

本发明的有益效果在于：

1)本发明船闸设置了两级闸室(为控制闸室、调度闸室)和三级闸门(为上游控制闸门、调水闸门、下游控制闸门)，通过对三级闸门以及抽水泵的控制，在调度闸室中水量不变的情况下，利用调水闸门的水平位移对两级闸室中的水位进行调节，实现对船只的通行，而整个过程上游的水只在控制闸室与上游之间周转，不会流入下游，能够有效的节约在通航过程中上游水量的消耗。

2)本发明方法实现了省水船闸对上下游行船的顺利过闸，保证了本发明船闸的稳定运行，使本发明具有优异的应用前景。

附图说明

图1为本发明船闸的结构示意图。

图2为本发明船闸进行上游开闸放水的示意图。

图3为本发明船闸进行水量回收的示意图。

图中标注符号的含义如下：

1-控制闸室 2-调度闸室 3-上游调控闸门组

30-上游控制闸门 31-上游直升式门槽 4-下游调控闸门组

40-下游控制闸门 41-下游直升式门槽 5-调水闸门组

50-水平滑动门槽 51-调水闸门直升式门槽 52-调水闸门

53-动力装置 54-锁定装置 6-排水装置 60-排水孔

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1至3所示，为一种省水船闸，包括互通的控制闸室1、调度闸室2，安装在控制闸室1与上游水位之间的上游控制闸门组3，安装在控制闸室1中用于调节控制闸室1和调度闸室2中各自水量水位的调水闸门组5，以及安装在控制闸室中的排水系统6；所述排水系统6通向上游水位。

上游控制闸门组3，包括上游控制闸门30和直升式门槽31，二者固定安装在控制闸室1与上游水接触的一端，上游控制闸门30可以沿直升式门槽31垂直升降以完成开闸和关闸的动作，从而实现对水的隔断与互通；所述下游控制闸门组4，包括下游控制闸门40和直升式门槽41，二者固定安装在调度闸室2与下游水接触的一端，下游控制闸门40可以沿直升式门槽41垂直升降以完成开闸和关闸的动作，从而实现对水的隔断与互通。

调水闸门组5，包括安装在调度闸室2墙壁两侧的水平滑动门槽50，可滑动安装在水平滑动门槽50上的调水闸门直升式门槽51，可移动安装在调水闸门直升式门槽51上的调水闸门52，在初始状态(两闸室中水位与下游水位相平、三级闸门均处于关闭的状态)下，调水闸门52与上游控制闸门30紧邻；在上游控制闸门30打开状态下，调水闸门52远离上游控制闸门30成为控制闸室1和调度闸室2的分界线。

安装在调水闸门52底部的动力装置53，安装在调水闸门52与调度闸室2底部之间的锁定装置54。动力装置53包括提供动力的电动机530以及连接电动机与调水闸门52的传动链条531。

排水系统6，包括排水孔60以及排水孔内设的抽水泵，安装在调度闸室2的底部。抽水泵可以通过排水孔60将调度闸室2中的水抽至上游。

下面结合附图对本发明省水船闸的工作原理作出如下的详细说明。

图1为船闸初始状态，此时两闸室中水位与下游水位相平，三级闸门均处于关闭状态，调水闸门52位于上游控制闸门30之后与其紧邻。

当上游行船要通过船闸时，打开上游控制闸门30，依靠水位差造成的水压力推动调水闸门52向下游滑动直至两闸室水位相平于上游水位，并将调水闸门52锁定，如图2所示，此时行船可进入控制闸室1等待；然后关闭上游控制闸门30，打开调水闸门52，船只进入调度闸室2，关闭调水闸门52。开启排水孔60，使用小型抽水泵将控制闸室1中的水抽回上游河道，并使水位低于下游水深，如图3所示，此时解锁调水闸门52，依靠调度闸室2中的水压力和船重，将调水闸门52缓慢推回原位，如果水压不足也可开启下部设置的电动机530以辅助将调水闸门52推回原位，此时船闸已恢复图1状态，开启下游控制闸门40即可让船只平稳通过。

当下游行船要通过船闸时(过程和以上相同)，初始状态仍为图1，首先直接开启下游控制闸门40，使船只进入调度闸室2，关闭下游控制闸门40后开启上游控制闸门30，利用水压推动调水闸门52以抬高调度闸室2水位，待两闸室水位一致，如图2，开启调水闸门52让船只驶入控制闸室1后直接驶入上游河道，最后关闭调水闸门52、上游控制闸门30进行排水，开启排水孔60，使用小型抽水泵将控制闸室1中的水抽回上游河道，并使水位低于下游水深，如图3所示，此时解锁调水闸门52，依靠调度闸室2中的水压力和船重，将调水闸门52缓慢推回原位，如果水压不足也可开启下部设置的电动机530以辅助将调水闸门52推回原位，最终恢复到图1的初始状态。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。