带稳定均衡水力驱动系统的抗倾覆水力式升船机的制作方法_2

文档序号:9746196阅读:来源:国知局
置输水主管及多个分支水管,具体是:输水 主管进口至竖井(出口)这一管段的长度、截面几何尺寸与对应的各个分支水管的总长度、 总截面几何尺寸完全相同,以满足等惯性设置要求;
[0026] 所述多个分支水管的转角管转角处设置的第一阻力均衡件或/和分叉管处设置的 第二阻力均衡件,通过下列方法设置:
[0027] 1)分支水管最大流速<2m/s时,设置第一阻力均衡件,降低分支水管转角处的水流 偏流现象;
[0028] 2)分支水管最大流速<4m/s时,设置第二阻力均衡件,使分支水管分叉管处的流量 均匀;
[0029] 3)分支水管最大流速<6m/s时,同时设置第一、第二阻力均衡件;
[0030]以保证在狭窄垂直空间内各分支水管的流量相等,最大程度地保证各分支水管进 入竖井流量一致,满足等阻力设置要求。
[0031 ]所述水位平衡廊道最小横截面积通过下列方法计算:
[0033] 式中:ω为水位平衡廊道面积,单位为m2;
[0034] C为相邻竖井面积,单位为m2;
[0035] H为相邻竖井允许最大水位差,单位为m;
[0036] μ为水位平衡廊道流量系数;
[0037] T为最大水位差允许持续时间,单位为s ;
[0038] K为安全系数,1.5~2.0;
[0039] g为重力加速度,单位为m/s 一2。
[0040] 通过竖井底部水位平衡廊道的设置以及水位平衡廊道最小横截面积的确定,对竖 井之间的水位不一致进行调节,避免竖井之间水位差的累积;所述稳定均衡水力驱动系统 的其它设置按常规进行。
[0041] 本发明具有下列优点和效果:
[0042]通过稳定均衡水力驱动系统的设置,有效提高动力水流的分流均匀性,保障进入 竖井的水流更加均匀,进而降低承船厢受到的不均匀荷载;尤其是通过消能工、竖井与浮筒 之间间隙比范围在0.095~0.061之间的控制,降低竖井内水体对浮筒的晃动,进而降低承 船厢升降运行时的速度波动,降低水力提升系统对承船厢内水体的扰动;再通过输水阀阀 前环向强迫通气机构以及阀后稳压减振箱的设置,解决输水阀的空化及振动问题,减小压 力脉动,使输水阀的大开度开启时间提前,提高水力提升系统运行效率,避免水力空化对输 水阀及输水管路的破坏。通过以上功能的联合作用有效降低水力式升船机水力提升系统对 承船厢不均匀荷载和对承船厢内水体的扰动,降低承船厢初始倾覆力矩,并提高升船机运 行效率,使升船机承船厢具备高可靠、高稳定的抗倾覆能力,确保了水力式升船机安全、可 靠运行。
【附图说明】
[0043]图1为升船机侧视结构图;
[0044] 图2为图1的A-A断面图;
[0045]图3为稳定均衡水力驱动系统结构图;
[0046] 图4为图3的B部放大图;
[0047] 图5为图3中环向强迫通气机构的断面结构图;
[0048] 图6为图5中E-E视图;
[0049 ]图7为图3中的稳压减振箱结构图;
[0050]图8为稳压减振箱后侧俯视图;
[0051]图9为稳压减振箱的断面图;
[0052]图10为稳压减振箱内部的内梁系隔栏结构图;
[0053] 图11为图9的F-F视图;
[0054] 图12为图11的左视图;
[0055]图13为机械升降系统结构图;
[0056] 图14为相同开启度下现有技术阀后测点脉动压力均方根图;
[0057] 图15为相同开启度下本发明阀后测点脉动压力均方根图;
[0058] 图16为相同开启度下掺气前空化噪声图;
[0059] 图17为相同开启度下掺气后空化噪声图;
[0060] 图18为掺气前后输水管振动加速度对比图;
[0061 ]图19为掺气后竖井水面波动幅值图;
[0062] 图20为没有设置水位平衡廊道前各竖井之间水位差关系图;
[0063] 图21为本明设置水位平衡廊道后各竖井之间水位差改善图。
[0064] 图中:
[0065] 1为船闸室,11为承船厢,12为船舶;
[0066] 2为主动抗倾覆机械同步系统,21为钢绳,22为滑轮,24为卷筒,25为同步轴,26为 联轴器,27为制动器,28为伞齿轮对,29为横向同步轴;
[0067] 3为稳定均衡水力驱动系统,31为竖井,311为浮筒,32为输水主管,327为输水主管 32上的第二通孔,321为分支水管下端的直管,33为输水阀,324为分支水管上端的直管,323 为分支水管的转角管,322为分支水管的分叉管,325为消能工,326为水位平衡廊道,36为第 一阻力均衡件,37为第二阻力均衡件,34为环向强迫通气机构,341为通气环管、342为第一 通孔,343为供气分管,344为第三通孔,345为供气总管;35为稳压减振箱,351为壳体,3511 为入水口,3512为出水口、3513为人孔,3514为排气孔,3515为集气槽,352为外梁系,3521为 主横梁板,3522为次横梁板,3523纵梁板,3524为水平梁板,3525为变截面梁板,353为内梁 系隔栏,3531为竖直杆,3532为水平杆,3533为槽形加强板,3534为加强筋,3535为垫板, 3536为斜拉杆,3537为垫条板,3538为镂空,354为法兰;
[0068] 4为自反馈稳定系统。
【具体实施方式】
[0069] 下面结合附图及实施例对本发明做进一步描述。
[0070] 本发明提供的带稳定均衡水力驱动系统的抗倾覆水力式升船机,包括设置在船闸 室1中的承船厢11,与承船厢11相连的机械升降系统2、稳定均衡水力驱动系统3,所述稳定 均衡水力驱动系统3包括竖井31、设置在竖井31中的浮筒311、带输水阀33的输水主管32,下 端与输水主管32相连的多根分支水管,多根分支水管由下部的直管321、中部的转角管323 和分叉管322以及上部的直管324构成,且下部的直管321、中部的转角管323和分叉管322以 及上部的直管324设为上、下二级,下级的下端直管321与输水主管32相连,上级的上端直管 324出水端置于对应的竖井31底部,并在上端直管324出水端设置消能工325,各个竖井31之 间通过水位平衡廊道326连通;所述稳定均衡水力驱动系统3还包括设置在分支水管的转角 管323转角处的第一阻力均衡件36和分叉管322处的第二阻力均衡件37、分别设置在输水主 管32输水阀33阀前的环向强迫通气机构34和阀后的稳压减振箱35:
[0071] 所述浮筒311底部设为120°的锥体,且竖井31与浮筒311之间的间隙比保持在 0 · 095~0 · 061之间,以提高稳定均衡水力驱动系统的水动力特性变化及水动力输出的稳定 性;
[0072] 所述消能工325包括间隔地在竖井底部并沿直管324出水端端口周边设置的立杆, 设置在立杆上端的水平档板,以便向上冲的水在水平挡板作用下只能向下再经立杆之间的 空隙进入竖井中,从而降低出水水流速度,消除水能量,减缓水流冲击力,改善浮筒底部水 流条件,避免水流直接冲击浮筒底部而引起浮筒晃动;
[0073]所述第一阻力均衡件36为直角弯管,且在直角弯管直角处下方设置向下延伸且封 闭的管头,以保证在狭窄垂直空间内各分支水管的流量相等,最大程度地保证各分支水管 进入竖井流量一致,满足等阻力设置要求;
[0074]所述第二阻力均衡件37为上大下小的实心或空心圆锥体,该圆锥体的上端固定在 分叉管322的水平管壁上,下端向下延伸至分叉管322的竖直管中,以保证在狭窄垂直空间 内各分支水管的流量相等,最大程度地保证各分支水管进入竖井流量一致,满足等阻力设 置要求;
[0075]所述环向强迫通气机构34包括:固定在输水主管32外部的通气环管341,通气环管 341的内侧壁上设有第一通孔342,第一通孔342与设置在输水主管32壁上的第二通孔327连 通,通气环管34
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