[發(fā)明專利]一種具有抗傾覆能力的水力式升船機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610027194.3
• 申請(qǐng)日: 2016-01-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105672237B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬洪琪;袁湘華;向澤江;艾永平;釧毅民;南冠群;鄒銳;陳兆新;胡曉林;張洪濤;肖海斌;黃群;周科衡;曹學(xué)興;張宗亮;李自沖;馬仁超;曹以南;凌云;謝思思;余俊陽(yáng);胡亞安;李中華;李云;宣國(guó)祥;王新;嚴(yán)秀俊;薛淑;郭超;黃岳;吳一紅;張蕊;張東;章晉雄;張文遠(yuǎn);張宏偉;高建標(biāo)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華能瀾滄江水電股份有限公司;中國(guó)電建集團(tuán)昆明勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司;水利部交通運(yùn)輸部國(guó)家能源局南京水利科學(xué)研究院;中國(guó)水利水電科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): E02C5/00
• 分類號(hào): E02C5/00
• 代理公司: 昆明正原專利商標(biāo)代理有限公司53100
• 代理人: 徐玲菊,蔣文睿

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水力式升船機(jī)，具體來(lái)說(shuō)是一種具有抗傾覆能力的水力式升船機(jī)，屬于通航建筑領(lǐng)域。

背景技術(shù)

水力式升船機(jī)是一種新型升船機(jī)，專利申請(qǐng)?zhí)枮椋?9116476.8的中國(guó)專利雖然公開(kāi)了一種水力式升船機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，即：在承船廂兩側(cè)塔柱結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置多個(gè)可充、放水的豎井，每個(gè)豎井中設(shè)置浮筒，多個(gè)浮筒通過(guò)對(duì)應(yīng)的鋼繩、卷筒、滑輪與承船廂多個(gè)部位相連(即在承船廂上形成多個(gè)吊點(diǎn))，向豎井充水時(shí)浮筒上升、承船廂下降，反之承船廂上升，從而完成水力驅(qū)動(dòng)式升船或降船。但由于沒(méi)有給出能夠解決水力式升船機(jī)承船廂在受到不均衡荷載情況下傾覆的技術(shù)方案，因此至今沒(méi)有得到廣泛的推廣和應(yīng)用。就濕式過(guò)壩類升船機(jī)而言，由于其是直接將水注入承船廂中，再在承船廂的水中停泊船舶，使船舶同承船廂一同升或降，因此當(dāng)承船廂處于理想的水平狀態(tài)，即承船廂結(jié)構(gòu)及設(shè)備、水體荷載重心均位于承船廂的幾何中心，且運(yùn)行過(guò)程中沒(méi)有外來(lái)不平衡荷載的干擾，使水體保持絕對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，承船廂不會(huì)出現(xiàn)傾斜的問(wèn)題。但是，實(shí)際運(yùn)行中承船廂不可避免地會(huì)受到諸多不平衡荷載的影響，而引起局部失穩(wěn)，導(dǎo)致承船廂內(nèi)水體波動(dòng)，進(jìn)而導(dǎo)致承船廂出現(xiàn)傾斜，傾斜的承船廂又助推其內(nèi)的水體發(fā)生更大的波動(dòng)，而使水體荷載重心嚴(yán)重偏移，導(dǎo)致承船廂傾斜并繼續(xù)放大，最終引發(fā)升船機(jī)傾覆。因此，若不解決水力式升船機(jī)因局部失穩(wěn)而最終導(dǎo)致傾覆的問(wèn)題，則水力式升船機(jī)就沒(méi)有實(shí)用價(jià)值。具體分析如下：

承船廂無(wú)水與承船廂有水最直觀的區(qū)別就是升船機(jī)系統(tǒng)所受的荷載不同，解決承船廂傾覆問(wèn)題首先要分析承船廂裝載水體后，水體荷載給升船機(jī)運(yùn)行帶來(lái)的影響。下面通過(guò)簡(jiǎn)圖分析承船廂水體荷載對(duì)升船機(jī)運(yùn)行的影響。

由圖1、圖2分析可知，在承船廂無(wú)水的工況下，無(wú)論承船廂處于傾斜、還是處于水平狀態(tài)，承船廂結(jié)構(gòu)及設(shè)備荷載重心都不會(huì)發(fā)生重大變化，承船廂作用在吊點(diǎn)上的荷載也基本一致(F1＝F2)。

由圖3、圖4分析可知，在承船廂有水的工況下，當(dāng)承船廂處于理想的水平狀態(tài)時(shí)，承船廂結(jié)構(gòu)及設(shè)備、水體荷載重心處于中心，作用在各吊點(diǎn)上的荷載相等(F1＝F2)；但當(dāng)承船廂出現(xiàn)傾斜的狀態(tài)時(shí)，因承船廂的水體荷載發(fā)生了偏移，致使承船廂結(jié)構(gòu)及設(shè)備、水體荷載重心都發(fā)生變化(由G變?yōu)棣)，承船廂作用在各吊點(diǎn)上的荷載也隨之改變(F1>F2)，因此就出現(xiàn)了承船廂傾斜的正反饋現(xiàn)象，這是所有鋼絲繩懸吊的升船機(jī)都會(huì)面臨的問(wèn)題。

結(jié)合承船廂有水傾斜正反饋現(xiàn)象、承船廂有水與承船廂無(wú)水分析可知，在承船廂有水的工況下，一旦承船廂出現(xiàn)較小的傾斜，就會(huì)導(dǎo)致承船廂內(nèi)水體波動(dòng)，破壞承船廂各吊點(diǎn)的受力平衡，尤其在水體自高往低處瞬間流動(dòng)的情況下又助推承船廂產(chǎn)生更大的傾斜，進(jìn)而導(dǎo)致鋼絲繩、同步軸系統(tǒng)產(chǎn)生變形，而當(dāng)鋼絲繩、同步軸系統(tǒng)變形后又反過(guò)來(lái)加重承船廂的傾斜度，如此產(chǎn)生一個(gè)承船廂受力不平衡→水力助推承船廂傾斜→鋼絲繩/同步軸系統(tǒng)變形→加重承船廂傾斜的正反饋現(xiàn)象，最終導(dǎo)致承船廂有水傾覆的問(wèn)題。

通過(guò)上述分析可知：在承船廂有水的工況下，不可避免地會(huì)產(chǎn)生承船廂傾斜，因此必須研究新的技術(shù)方案來(lái)解決升船機(jī)承船廂有水傾斜的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明通過(guò)對(duì)水力式升船機(jī)傾覆問(wèn)題的深入研究，結(jié)合水力式升船機(jī)基本原理及結(jié)構(gòu)，尤其是針對(duì)現(xiàn)有水力式升船機(jī)承船廂存在的帶水傾斜問(wèn)題，提出了一種水力式升船機(jī)抗傾覆系統(tǒng)及設(shè)計(jì)方法。

本發(fā)明將原有水力式升船機(jī)的機(jī)械同步傳動(dòng)系統(tǒng)、水力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、承船廂導(dǎo)向系統(tǒng)提升整合為主動(dòng)抗傾覆機(jī)械同步系統(tǒng)、自反饋穩(wěn)定系統(tǒng)、穩(wěn)定均衡水力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，從而構(gòu)成一種具有抗傾覆能力的水力式升船機(jī)及其抗傾覆設(shè)置方法。并通過(guò)這些系統(tǒng)及其聯(lián)合作用解決水力式升船機(jī)承船廂因載水傾覆而無(wú)法正常升降運(yùn)行的問(wèn)題。

本發(fā)明通過(guò)下列技術(shù)方案完成：一種具有抗傾覆能力的水力式升船機(jī)，包括主動(dòng)抗傾覆機(jī)械同步系統(tǒng)、穩(wěn)定均衡水力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、自反饋穩(wěn)定系統(tǒng)，其特征在于：

所述穩(wěn)定均衡水力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還包括設(shè)置在分支水管轉(zhuǎn)角處的第一阻力均衡件或/和分叉管處的第二阻力均衡件、分別設(shè)置在輸水主管輸水閥閥前的環(huán)向強(qiáng)迫通氣機(jī)構(gòu)和閥后的穩(wěn)壓減振箱；

所述自反饋穩(wěn)定系統(tǒng)的每一個(gè)導(dǎo)輪通過(guò)支撐機(jī)構(gòu)固定在承船廂上，所述支撐機(jī)構(gòu)包括與承船廂相連的底座，鉸接在底座上的支架，固定在支架與底座之間的柔性件，設(shè)置在柔性件外側(cè)的限位擋件，設(shè)置在支架上并沿導(dǎo)軌滾動(dòng)的導(dǎo)輪；通過(guò)上述主動(dòng)抗傾覆機(jī)械同步系統(tǒng)、穩(wěn)定均衡水力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、承船廂自反饋穩(wěn)定系統(tǒng)聯(lián)合共同作用，解決水力式升船機(jī)承船廂載水傾斜，無(wú)法正常升降運(yùn)行的問(wèn)題，提高了水力式升船機(jī)的總體抗傾覆能力，保障水力式升船機(jī)安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。