转门式旋转船闸

技术领域

  本发明涉及一种转门式旋转船闸，属于水力发电和航运技术领域。 

背景技术

水力发电是当前世界各国都十分重视的主要发电方式，建设水力发电站，必然会在江河上修筑大坝，而筑了坝就会影响航运，要想航运畅通就要修建船闸，现有技术的船闸需要两道闸门，下游的船要想去上游，先进入与下游水位相同的两道闸门之间的闸室，然后，控制系统向闸室内注水，当注水至闸室内水位与上游水位一致时，打开上游侧闸门，船驶入上游库区；如果上游的船想去下游，则先进入与上游水位相同的两道闸门之间的闸室，然后，控制系统将闸室内的水放掉，放至水位与下游水位相同时，打开下游侧闸门，船驶入下游库区；这样繁复的操作，不仅耗能、耗时、而且上行和下行不能同时进行；本发明提出的转门式船闸，不需要任何动力，可以360度自由旋转，无船通过时，闸门可以停止在任何角度，停在任何角度都是稳定状态，都可以隔断上下游库区，保证上下游的水位差；有船通过时，行船利用自身的动力推动闸门转动，使得下游的船转到上游，上游的船转到下游；该船闸无需动力，无需两道闸门，节省安装空间，制造成本低廉，运行效率高。

发明内容

本发明的技术方案是这样实现的：

转门式旋转船闸，其为一块长度为60米，以中心为旋转轴可以旋转的平面垂直于地面的平板，平板的两端分别有一个半径为30米的大于1/4圆周的圆弧型门板与之连接为一体，形成一个S形的旋转门，如果平板为X轴，旋转轴为原点，则圆弧分别位于第二象限和第四象限。坝体上安装船闸的位置，船闸两侧的坝体也各自连接了一个位于第二象限和第四象限半径为30米的1/4圆周的圆弧型坝体。旋转门的圆弧形可以相对坝体的圆弧形相对旋转，双方之间间隙很小。船舶通过船闸时，开始旋转门的平板门与X轴重合，处于0度位置，此时，上游库区的下行船进入第一、第二象限位置的下行闸室，下游库区的上行船进入第三、第四象限位置的上行闸室。旋转门逆时针旋转，船随之旋转，转至90度位置，由于圆弧形门和圆弧形坝体的作用，此时上行闸室并未与上游库区相通，下行闸室也未与下游库区相通。上下行船舶的水位并未发生变化，转过90度后，圆弧门离开了圆弧形坝体，上行闸室将与上游库区相通，下行闸室也与下游库区相通。上游库区高水位的水将流入上行闸室，使之水位逐渐上升至上游库区水位。下行闸室原有的高水位将流入下游低水位的库区，使之水位与下游库区一致。这样，旋转门旋转180度，既实现了上游船的下行，又实现了下游船的上行；S型闸门的平板型门板与圆弧型门板的连接处，平板型门板与圆弧型门板的切线垂直；平板型门板的左侧圆弧长度为1/4圆周长，平板型门板的右侧圆弧长度为：上端为1/12圆周长，下端为1/24圆周长；这样设置的目的是：在行船过闸时，旋转闸门转过90度后，上游高水位库区的水会进入上行船闸室，下行船闸室的高水位会流出至下游低水位库区，圆弧型门板上宽下窄，会使流入和流出的水首先在闸门底部开始，这样可以减轻闸室进水和出水对行船的冲击。

本发明的有益效果为：

与现有技术的船闸相比，该船闸少了一道闸门，没有注水升船的机构，占用空间小，结构简单，制造成本低；而且行船可以完全自助过闸，上行船和下行船可以同时过闸，随到随走，不用等待，过闸效率高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

附图1为转门式船闸系统运行示意图；

图中：10、水坝；11、弧形水坝；20、旋转门；21、旋转门转轴；22、平板门；23、弧形门。

具体实施方式

    下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例：转门式船闸，由水坝10、弧形水坝11、转门上梁12、转门下梁、13、转门转轴21、转门20组成；转门20由平板门22和弧形门23组成；平板门22为一长度60米，高度20米的钢制平板型门；其中心位置的上下各设有一个旋转轴21；旋转轴21插入转门上梁12和转门下梁13的中心孔中；转门上梁12的两端固定安装在左右弧形水坝11的上部，转门下梁13的两端固定安装在左右弧形水坝11的下部，转门下梁13的下部与河床连为一体；转门上梁12和转门下梁13的中心设有轴承，轴承内孔中插入转门转轴21；转门转轴21即可以顺时针旋转，也可以逆时针旋转；平板门22和弧形门23连为一体，组成一个S形的旋转门20，平板门22垂直于地面，如果以平板门22与水坝10平行时的延长线为X轴，旋转轴为原点，则弧形门23分别位于第二象限和第四象限；坝体上安装船闸的位置，船闸两侧的坝体也各自连接了一个位于第二象限和第四象限的半径为30米的90度圆弧型坝体弧形水坝11；旋转门20的弧形门23与坝体的弧形水坝11的圆弧完全吻合，且旋转门20的圆弧可以相对坝体的圆弧旋转，双方之间间隙很小。船舶通过船闸时，初始状态，旋转门20的平板门22与X轴重合，处于0度位置，在此位置，旋转门转轴21左侧和右侧的旋转力矩相等，处于平衡状态，旋转门20静止不动；此时，上游库区的下行船进入第一、第二象限位置的下行闸室，下游库区的上行船进入第三、第四象限位置的上行闸室；上行和下行的船同时推动旋转门20逆时针旋转，转到90度，由于弧形门23和弧形水坝11的作用，此时上行闸室并未与上游库区相通，下行闸室也未与下游库区相通；上下行船舶的水位并未发生变化，此时，弧形门23与弧形水坝11组成一个完整的圆，上游库区的高水位，对应上行闸室的低水位，产生顺时针的旋转力矩，下行闸室的高水位对应下游库区的低水位，产生逆时针的旋转力矩，顺时针力矩与逆时针力矩大小相等，方向相反，相互抵消，仍然处于转矩平衡状态；转过90度后，弧形门23离开了弧形坝体11，上行闸室将与上游库区相通，下行闸室也与下游库区相通；上游库区高水位的水将流入上行闸室，使之水位逐渐上升至上游库区水位；下行闸室原有的高水位将流入下游低水位的库区，使之水位与下游库区一致，这样，旋转门20旋转180度，既实现了上游船的下行，又实现了下游船的上行。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。