[发明专利]水压感应自动快速开、关、充、泄水位的船闸闸门

说明书

所属技术领域：三峡永久船闸工程及各类拦江坝船闸工程

现有关技术检索：

              三峡永久船闸工程、基本沿用葛洲坝老式的人字闸门，不仅开、关、充、泄缓慢。而且还须大动力设施来驱动，特别具有五级以上船闸人字闸门。更显得驱动设施维护的庞大。作为咽喉通道的三峡永久船闸工程，与长江航运休戚相关，将来西部大发展，会进一步要求，再建造两项永久船闸工程，一项是五千吨级以下船位使用的、节水型永久船闸。另一项是万吨级或十万吨级以上深水永久船闸。到那时再考虑这两项具有开发前景的工程，会感到困难重重，何不暂搁下已定原方案，审查本方案，会减少三峡工程与远景相矛盾的麻烦和再改造的困难。发明的目的：

①、是要利用船闸室巨大的水位势能，通过运用水压感应船闸门功能的开发，才能具备向各级船闸室快速灵便的充泄水位和开关船闸门。全无须其他大动力设备驱动。

②、建立库头水位调节浮体船闸室，致使库头以下各级船闸室的运行水位统一到最低的节水运行层厚上来，这样，不仅节省工程造价，在长期船闸运行中，避免弃水溢水现象，安全运行又节水的目的。这要比反弧闸门的工作要完善，在战争时期，还可大大减少破坏性摧毁。

③、建立五千吨级以下船位的三峡永久船闸，由于船闸运行水位只须12米，又因无须动力设施驱动闸门，且闸门开、关、充、泄快速灵便。故可把船闸室增加到12级，又船闸水面积仅容五千吨级一艘船通过，这样不仅节约每一次过闸用水量，特别是免除了等船时间的浪费，提高了船闸通过效率。

④建立另一三峡永久船闸工程，即万吨级以上的深水船闸，也应使用水压感应船闸门为宜。原因是：这种水压感应闸门的水头压只与闸门高度有关，而与宽度无关。因为闸门的水头压是通过底板横轴分段牵引，所以该闸门沿着横轴可以分段做得很宽，故在考虑通过万吨级或十万吨级轮船宽度方面不存在困难，而人字闸门即是能够做得很宽时，也显得十分笨重，还得额外大动力设施来驱动，开、关、充、泄。发明是这样实现的：

                以上四项目的，主要是通过水压感应船闸门，利用船闸水位势能，实现自动的快速的开、关、充、泄闸门功能来实现的。

第一、首先，集闸门与闸伐的二功能为一体，目的即开启闸门充泄水位的同时，直接利用闸门大尺寸本身，获得快速充泄水位功能，它的平稳充泄问题，因为水量是从下闸门底端，深水层充泄，而获得。这种直接利用闸门自动深层充泄水位，而不需另行建立底板涵道充泄，直接简化了永久船闸室工程建造。同时在安全充泄水量的范围内，仅须10秒钟即可充泄完毕，有利于三峡永久船闸通过效率的提高。

第二、是要运用水压平衡原理，消除闸门巨大的水头压，才能使闸门灵便的工作，设：闸门全长40米，在其中部20m处的平衡点上沿其闸门宽度横一根大轴，这轴又固定在闸室加固的底板上，于是该闸门可以在这根横轴上自由转动，又设与航道宽度相等时，则闸门在宽×高的面积上，上端将随浮升水平面而垂直定位，成为完全关闭与堵住船闸室坝口水头压的工作，闸门下端因与上端为一体，故反之即为开启和充泄。(例图3)

这种均衡压闸门，不仅在开、关、充、泄工作性能方面。远优于葛洲坝老式闸门，而且在工程安全方面，是把巨大的水头压，通过横轴，转移到闸室底板上，而不是闸室坝口的围墙上。而闸室底板的抗拉强度是与水头压成正比，对照的闸室堤坝围墙强度是与水头压成反比例关系。所以水压感应闸门在工程安全方面，也远优于葛洲坝老式闸门。

第三应用船闸室储水量势能，通过闸门的水压感应与水压反应机制，所形成的一连串船闸门开、关、充、泄的连锁反应，船队在其中，便可层层过闸而上或下，而不需其他大型动力设施驱动，原理如下：

1、建立水压感应机制：当水压感应闸门正处在关闭储蓄水位阶段时，其特点是：最初上闸门(5)的水头压，总是远远大于下闸门(6)的水头压，从而牢牢的成为关闭储蓄水位状态。但是，当上闸门储蓄的水位，超过了额定层厚时，则下闸门的水头压，反而大于上闸门的水头压，于是，这个上下为一体的能够转动的闸门，通过横轴(4)，反方向挤压上闸门向内位移，从而开启了下闸门，又因为下闸门就是闸伐，所以同时会大量充泄水位，这样启开后，由于连通器的原理，直至充泄完毕，与二闸室航道开通终止，其全过程设有多种可靠的功能以辅助和控制。