水力重力式垂直升船机的研究----升船机可以制造(3)

　　2.4.4重力水箱的排水方式是，重力水箱上装有运行排水阀，打开运行排水阀可直接排水。重力厢中的运行排水阀可以快速的排出水，让船厢以及快的速度下降。重力水箱下面有出水仓，重力水箱的运行排水阀将水排入出水仓，从出水仓漫出的水，再从排水网孔板流出，经过排水网孔板下面的弹性出水导板，导至水幕墙板流下,这个过程只是为了减小水落下去的声音。进水管与蓄水箱是多层的，是为减小供水口与重力水箱之间的供水落差，坝体越高，层数应该设计的越多，设计时根据实际情况，每层的间距可以是不匀等的，间距越小响应速度越快。重力水箱在运动中，只需要将它上面的一至两层的进水阀打开控制就可以，通过位置传感器与PLC能实现这种控制。

　　2.4.5重力水箱行程：重力水箱行程的设计是保证在大坝的上游最低通航水位与下游最高通航水位之间，重力水箱行程就能正常运行。在非正常的情况下，当大坝水位低于最高的一层蓄水箱时，水箱得不到上游的供水，在高处就不能向下运行。但有相应措施可解决这种非正常时的问题，例如在蓄水箱上安装抽水泵，抽水泵只是在当大坝水位低于上游最低通航水位，并且低于最高的一层蓄水箱时启用，通过抽水泵向重力水箱的上二层蓄水箱连续的加水直至水满为止，从而能控制重力水箱下降。由于上二层水箱能在船厢上升，下降和停止的过程中不断的蓄水，以及只要有能克服平衡时的磨擦阻力的水量就能使船厢下降，这样就能很大程度上减小抽水泵的功率。另外，抽水泵也可以直接对上一层蓄水箱加水来驱动重力水箱，但这样船厢的速度就会受制于抽水泵的供水速度。再如船厢上也同三峡大坝升船机一样，在船厢两端配置可逆水泵系统，通过用水泵对船厢进行加水与排水，来改变两边对重的重力差，克服钢丝绳缠绕系统的磨擦阻力矩。

　　2.4.6升船机的安全问题：运行安全是升船机的最为重要的事情，将重力水箱内用分仓隔板分成多个水仓，使得当其中的一或两个水仓出现故障时，仍能保证上下运行。各水仓设有排水阀，运行排水阀它能排放的水位的是，使船厢的重量能克服钢丝绳缠绕系统的磨擦阻力矩，即船厢能向下运行。运行排水阀的下层设有应急排水阀，它是在船厢有泄漏时，排放水以取得两边新的平衡，它的排放最低水位是，使船厢空厢时的重量与重力水箱平衡时的水位。为了保证船厢与重力水箱的上下运行平稳，为加大安全系数，在船厢与重力水箱上都装导轮与导轨。并在船厢与重力水箱上都装有导轨安全钳。每根承重钢丝绳经过液压均衡油缸与船厢连接，钢丝绳的端部可安装重量传感器，当船厢发生倾翻前，各传感器的数置会发生较大差异，PLC会指令锁紧全部的安全制动器，防止船厢发生倾翻。还有用对船厢与重力水箱水位对比控制，运行速度与运行方向的控制等多种方式来控制安全运行，在项层机房的定滑轮上联结旋转编码器以帮助实现速度与位置的控制。另外，现有的工作制动器和安全制动器、盘形安全制动装置、限速器、安全钳、沿程锁定。钢绳制动器、缓冲器等安全装置给了我们众多的选择，以便能制造出机、电、液联锁的安全性可靠的机构，来确保升船机的安全运行。另一方面，水力重力式垂直升船机很多的结构与垂直升船机类似，所以我们可以借鉴其它升船机上的很多成功之经验，例如，塔柱结构安全性、船厢结构动力及水力特性，升船机的安全制动技术等以往的这方面的研究成果。

　　2.4.7水力重力式垂直升船机固有的特性：水力重力式垂直升船机其结构特点是，需要有可靠的供排水系统，它的主要元件是阀门，可供选用的有梭阀、锥阀、球阀。水力重力式垂直升船机的速度特点是，当重力水箱中的水增加或减少，船厢由静止开始运动，其速度会越来越快，这如同自行车下坡一样，需要在运动的过程中间隔的减速。另外在要到达船厢对接位时需要提前减速，以使船厢可由运动变成静止。上面提到的，供排水阀的控制、船厢运动中的速度控制，船厢对接的位置控制，这都是要靠电器控制系统实现。电器控制系统主要是采用组态软件、大型PLC、近年来还可用数字无线控制代替以往的光缆，以减少控制线的施工难度。水力重力式垂直升船机可以在发生船厢水全部漏空的极端事故时，能通过重力水箱的快速排水，调节船厢与重力水箱的平衡。水力重力式垂直升船机船厢与闸首对接过程中的误载水深，可通过重力水箱的进排水来调节。

　　2.5  附图说明与结构示意图

　　下面结合附图和一个实施例对水力重力式垂直升船机进一步说明。

图1是水力重力式垂直升船机的整体示意图。

图2是水力重力式垂直升船机的滑轮组、卷筒的钢丝绳缠绕系统与导轨结构示意图。

图3是水力重力式垂直升船机的重力水箱结构示意图。

图4是水力重力式垂直升船机的加水部份的结构示意图。

图5是水力重力式垂直升船机的进水管的结构示意图。

图６是水力重力式垂直升船机的三维模型效果示意图。