一种船闸快速输水与防碰撞系统论文和设计-王路遥

全文摘要

一种船闸快速输水与防碰撞系统，包括闸室、输水主廊道，以及设置在闸室底部和闸室侧面的二级输水廊道；闸室底部的二级输水廊道的上方设有分水池和消能盖板；闸室侧面的二级输水廊道上沿竖向设有三级输水廊道，在三级输水廊道的外侧设有若干个出水防护板，在出水防护板和闸墙之间设有缓冲弹簧，所述出水防护板上设有出水缝隙，出水防护板相互之间留有一定间隙，出水防护板相互之间采用螺栓连接。本实用新型中输水系统的出水较均匀，可以帮助船闸实现大流量输水，缩短输水时间。本实用新型的船闸输水系统与防护系统相互支撑，对闸墙具有较好的防护效果。

主设计要求

1.一种船闸快速输水与防碰撞系统，包括闸室和输水主廊道，其特征在于：在闸室底部和闸室侧面沿闸室纵向设有二级输水廊道，闸室底部的二级输水廊道的上方设有分水池，所述分水池上方设有消能盖板；闸室侧面的二级输水廊道上设有三级输水廊道，所述三级输水廊道的两侧设有多个出水孔，在三级输水廊道的外侧设有若干个出水防护板，在出水防护板和闸墙之间设有缓冲弹簧，所述出水防护板上设有出水缝隙，出水防护板相互之间留有一定间隙，出水防护板相互之间采用螺栓连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种船闸快速输水与防碰撞系统，其特征在于：在所述出水防护板的上半部的外侧设有挡水帘。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于船闸水力学和船闸安全技术领域，具体涉及一种船闸快速输水与防碰撞系统。

背景技术

船闸是内河航运广泛采用的通航建筑物，船舶通过船闸需要通过输水系统完成对闸室反复地充水、泄水，以克服船闸的集中水位差，最终保证船舶停泊和航行安全。在船闸充水过程中，上游水体通过输水系统进入闸室，水体所具有的势能部分转变为水流动能，若进入闸室内的水体能量过大，则运动的水体会产生过大的翻滚和波动，危害闸室内船舶安全。

在船闸反复输水过程中，为消耗进入闸室水流所带来的大量能量，满足闸室内船舶的停泊条件，常在闸室内布置各种带有出水孔的纵向或横向廊道以调整流量分配，这些出水孔通常设在闸室底部，也可设在闸室两侧的闸墙内，设在闸室底部的出水孔需采用盖板消能，而设在闸室侧面的出水孔则需采用明沟消能。明沟消能存在比较苛刻的技术要求，若明沟尺寸或水流条件超过一定范围将不利于水流的扩散和消能，因此明沟消能的应用范围很受限制，进而使得闸室侧面输水难以实行。现有船闸多数采用闸室底部输水方法，为了缩短输水时间，一般采用分散输水系统，但是由于出水孔仅仅布设在闸室底部，因此输水时间还是比较长。

船闸在使用过程中，一般会使用防碰撞装置对其进行保护。闸墙的混凝土常被损害严重，为此，很多船闸选择在闸墙部位使用钢板进行闸墙防护，钢板纵横接缝之间采用焊接连接，但是钢板在撞击破坏下容易出现焊接处撕裂、翘曲现象。另外，在船舶与闸墙的碰撞过程中，硬性的钢板也会对船舶产生不利的影响。因此，目前的船闸防碰撞装置还有较大的提升空间。

发明内容

本实用新型的目的在于：针对船闸现有技术存在的上述问题，提出一种可不设置消能明沟的船闸输水系统，该输水系统能够满足大流量输水要求，从而进一步缩短输水时间，同时，实现对闸墙的防护。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种船闸快速输水与防碰撞系统，包括闸室和输水主廊道，在输水主廊道的上游和下游均设有输水阀门，用来控制对闸室充水和泄水；在闸室底部和闸室侧面沿闸室纵向设有二级输水廊道，闸室底部的二级输水廊道的上方设有分水池，分水池上方设有消能盖板；闸室侧面的二级输水廊道上沿竖向设有三级输水廊道，所述三级输水廊道的两侧设有多个出水孔，在三级输水廊道的外侧设有若干个出水防护板，在出水防护板和闸墙之间设有缓冲弹簧，所述出水防护板上设有出水缝隙，出水防护板相互之间留有一定间隙，出水防护板相互之间采用螺栓连接。

优选的，在所述出水防护板的上半部的外侧设有挡水帘。

本实用新型的有益效果如下：

1)本实用新型对船闸输水系统的水流进行多次分散和消能，使得出水较均匀，避免了水流能量过于集中造成的水流剧烈波动，无需设置消能明沟，能保证在大流量输水条件下闸室内水流仍然较平稳，本实用新型在闸室底部和闸室侧面均布设有出水孔，可以帮助船闸实现大流量输水，进而缩短输水时间。

2)本实用新型的出水防护板不仅起到使得出水更均匀的作用，而且在出水防护板后方的缓冲弹簧和水体联合作用下能够有效降低船舶对闸墙的冲撞力，船舶在撞击出水防护板的瞬间，出水防护板后方的水体压力猛然升高，冲撞力由水介质传递到整个闸墙，从而很好地降低对闸墙的碰撞破坏，具有较好的防护效果。本实用新型做到了船闸输水系统与闸墙防护系统的有机结合、相互支撑。

附图说明

图1是本实用新型的平面结构示意图。

图2是图1的A-A断面图。

图3是图1的B-B断面图。

图4是图1的C-C断面图。

图中：1-闸室，2-输水阀门，3-缓冲弹簧，4-二级输水廊道，5-输水主廊道，6-出水防护板，7-挡水帘，8-闸门，9-消能盖板，10-分水池，11-螺栓，12-出水缝隙，13-三级输水廊道。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

参见图1至图4，一种船闸快速输水与防碰撞系统，包括闸室1、输水主廊道5，以及设置在闸室1底部和闸室1侧面的二级输水廊道4。输水主廊道5一端与闸室1上游水体相连通，一端与闸室1下游水体相连通，输水主廊道5在中端与二级输水廊道4相连通，在输水主廊道5的上游和下游均设有输水阀门2，用来控制对闸室1充水和泄水。在闸室1底部沿闸室1纵向设有若干条二级输水廊道4，所述二级输水廊道4的上方设有分水池10，分水池10沿闸室1横向布设，分水池10的长度是其下方二级输水廊道4宽度的3倍以上，分水池10上方设有多个出水孔，分水池10的出水孔的上方设有消能盖板9。在闸室1侧面沿闸室1纵向也设有二级输水廊道4，所述二级输水廊道4沿竖向设有三级输水廊道13，三级输水廊道13的两侧设有多个出水孔，在三级输水廊道13的外侧设有若干个出水防护板6，在出水防护板6和闸墙之间设有缓冲弹簧3，出水防护板6上设有出水缝隙12，出水防护板6相互之间留有一定间隙，出水防护板6之间采用螺栓11连接。这些出水防护板6构成的整体的边界处也设有缓冲弹簧3，这些缓冲弹簧3使得出水防护板6与闸墙之间形成弹性连接。在所述出水防护板6的上半部的外侧设有挡水帘7，用以防止充水时较高位置的出水喷射到附近的船舶上。

出水防护板6采用不锈钢加工制作，出水防护板6之间采用螺栓11固定连接，构成一个受力共同体，当某一块出水防护板6受到船舶撞击时，附近的出水防护板6都会分担因撞击而产生的冲击力，从而减轻单个出水防护板6的压力；另一方面，多个出水防护板6相互拼接，这样便于安装与维护，某一块出水防护板6被撞坏了，只需要将这一块出水防护板6换掉就可以了。

本实用新型的工作原理为：闸室1需要充水时，关闭闸室1的闸门8，打开输水主廊道5在上游的输水阀门2，关闭输水主廊道5在下游的阀门2，水流由上游的进水口进入输水主廊道5，再分开进入各个二级输水廊道4，闸室1底部的二级输水廊道4的水流从分水池10的出水孔分散流出，再经过消能盖板9的消能后从消能盖板9的侧面进入闸室1；闸室1侧面二级输水廊道4的水流分散进入多个三级输水廊道13，再从三级输水廊道13的出水孔流出，水流在出水防护板6上出水缝隙12和出水防护板6周边间隙的再次分流调节下最终进入闸室1。水流经过上述输水系统的多次分流后能够比较均匀地进入闸室1，避免了闸室1内水流出现大尺度的波动现象。闸室1需要泄水时，关闭输水主廊道5在上游的输水阀门2，打开输水主廊道5在下游的输水阀门2，闸室1内水流便从分散分布的多个出水孔进入各二级输水廊道4，再汇合进入输水主廊道5，最终排入船闸下游，闸室1内水位实现平稳下降。

设计图

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