双级六线单向通行互补省水船闸

摘要

本发明是双级六线单向通行互补省水船闸。本发明的有益效果是，在没有省水池的条件下把双级六线单向通行船闸的省水率大幅提高到5/6(即83％)。本发明的技术方案是，双级六线单向通行船闸之间以独特的连通方式，按照一套独一无二的进排水操作方法而运行。

说明书

技术领域：

本发明涉及水工建筑物，特别涉及一种船舶通过水坝的船闸。

背景技术：

省水船闸可分为两大类，第一类是带有省水容器(如省水池、储水池、中间渠道)的船闸，第二类是利用闸室的本身做为省水容器的船闸。由于省水容器的高度有严格地设计要求，一座船闸需要多个高度不同的省水池，省水池成本在几百万元、几千万元，甚至高达几亿元。在工程成本这一方面来说，第二类省水船闸不存在省水容器，具有低成本的优势，免除了省水池成本的优越技术效果。

第二类省水船闸是一线船闸与另一线(或者为多线)船闸之间，以水量互相补充的运行方式，达到省水为目的的船闸。第二类省水船闸在所有的文件中没有一个统一的标准的名称，因此申请人把第二类船闸命名为互补省水船闸，把第二类船闸的技术领域称之为互补省水船闸技术领域。

目前世界上普通使用的省水船闸是带有省水容器的船闸，其省水率极低，举一个例子，以典型的省水率1/2单级带省水池船闸进行说明，有省水池A池、B池，船闸泄水运行时先向省水池泄水，其顺序是先泄向高处的省水池(B池)，再依次泄向低处的省水池(A池)。水泄向B池导致B池水位上升，B池水位上升没有用于需要上升的船舶，白白地浪费了水位的上升，没有起到省水的效果，需要花费创造性劳动解决省水的效果。同样，水泄向A池导致A池水位上升，A池水位上升没有用于需要上升的船舶，白白地浪费了水位的上升，没有起到省水的效果，需要花费创造性劳动解决省水的效果。灌水顺序与泄水时相反，首先将低处的省水池(A池)的水灌入闸室，然后依次将高处的省水池(B池)向闸室灌水。A池的水灌入闸室导致A池水位下降，A池水位下降没有用于需要下降的船舶，白白地浪费了水位的下降，没有起到省水的效果，需要花费创造性劳动解决省水的效果。同样，B池的水灌入闸室导致B池水位下降，B池水位下降没有用于需要下降的船舶，白白地浪费了水位的下降，没有起到省水的效果，需要花费创造性劳动解决省水的效果。本发明技术方案把省水池改成船闸闸室，充分地利用了水位的上升和下降用于船舶的上升和下降，大幅提高了省水效率技术效果。

目前国内有四线船闸，国外有六线船闸，经济发展通航量增加时，不是把现有船闸闸室面积扩大，而是在现有船闸的基础上增加一线或多线船闸，如果经济发展通航量增加一倍，就会出现五线船闸、六线船闸、七线船闸、八线船闸。

发明内容：

双级六线单向通行互补省水船闸是指：船闸为6线，每线为2级，6线之间是连通的，6线船闸闸室之间的水是互相排放的，在同一线船闸中，上一次船舶通过与下一次船舶通过的方向是相同的，即单向通行。

本发明的有益效果是，在没有省水池的条件下把双级六线单向通行船闸的耗水量降低到1/6H每次(H：总水头高度)，大幅度提高省水效率，首次把双级六线单向通行船闸省水率提高到5/6(即83％)。

本发明的技术方案是：

船闸为6线，每线为2级，6线船闸的第一级闸室之间有2路廊道连通；其中1路廊道有6个分支，每1个分支经过1个阀门后分别与A1、B1、C1、D1、E1、F1闸室连通；另1路廊道有6个分支，每1个分支经过1个阀门后分别与A1、B1、C1、D1、E1、F1闸室连通；

第二级闸室之间有2路廊道连通；其中1路廊道有6个分支，每1个分支经过1个阀门后分别与A2、B2、C2、D2、E2、F2闸室连通；另1路廊道有6个分支，每1个分支经过1个阀门后分别与A2、B2、C2、D2、E2、F2闸室连通；

每一线船闸的上一级闸室与下一级闸室之间的连通方式和廊道阀门与常规船闸相同；

进水阀门的位置关系及作用与常规双级船闸相同，每一线上游闸室有1个进水阀门；

排水阀门的位置关系及作用与常规双级船闸相同，每一线下游闸室有1个排水阀门；

闸门的位置关系及作用与常规双级船闸相同，每一个闸室有上游闸门、下游闸门；

闸室在每一次排水或进水的水位下降或上升都是下游至上游的总水头高度的六分之一高度；

每一个闸室在每一次排水或进水的水位下降或上升都是槛上水深水位至闸室高水位的三分之一高度。

附图说明：

图1至图9是双级六线单向通行互补省水船闸工作原理顺序图。

()里的数字或字母代表图中的数字或字母，数字或字母代表()前面的名称：A线船闸(A)，B线船闸(B)，C线船闸(C)，D线船闸(D)，E线船闸(E)，F线船闸(F)；A线下游闸室A1(A1)，B线下游闸室B1(B1)，C线下游闸室C1(C1)，D线下游闸室D1(D1)，E线下游闸室E1(E1)，F线下游闸室F1(F1)，A线上游闸室A2(A2)，B线上游闸室B2(B2)，C线上游闸室C2(C2)，D线上游闸室D2(D2)，E线上游闸室E2(E2)，F线上游闸室F2(F2)，闸门(Z)，水流经过阀门时的流动方向(→)，去上游的船舶一(S)，去下游的船舶二(X)；

水位标记0、01、02、03，下游至上游的总水头高度平均分成6个水位高度，其中下游闸室有3个水位高度，下游水位(0)，1/3水位(01)，2/3水位(02)，下游闸室高水位(03)；其中上游闸室有3个水位高度，槛上水深(0)，1/3水位(01)，2/3水位(02)，上游水位(03)；下游闸室的高水位(03)与上游闸室槛上水深水位(0)是同一高度水位；

A、B、C、D、E、F线闸室在每一幅图中的位置是相同的，因此只有在图1标出，水位标记在A、B、C、D、E、F线闸室的高度位置是相同的，因此在每一幅图中只有在A线闸室标出；

A2闸室上游水进水阀门一(1)，B2闸室上游水进水阀门二(2)，C2闸室上游水进水阀门三(3)，D2闸室上游水进水阀门四(4)，E2闸室上游水进水阀门五(5)，F2闸室上游水进水阀门六(6)，A1闸室水排放至下游阀门十三(13)，B1闸室水排放至下游阀门十四(14)，C1闸室水排放至下游阀门十五(15)，D1闸室水排放至下游阀门十六(16)，E1闸室水排放至下游阀门十七(17)，F1闸室水排放至下游阀门十八(18)；

上一级闸室的水排放至下一级闸室的廊道阀门有阀门七(7)，阀门八(8)，阀门九(9)，阀门十(10)，阀门十一(11)，阀门十二(12)；

一线船闸与另一线船闸之间互相排水的廊道阀门有阀门十九(19)，阀门二十(20)，阀门二十一(21)，阀门二十二(22)，阀门二十三(23)，阀门二十四(24)，阀门二十五(25)，阀门二十六(26)，阀门二十七(27)，阀门二十八(28)，阀门二十九(29)，阀门三十(30)，阀门三十一(31)，阀门三十二(32)，阀门三十三(33)，阀门三十四(34)，阀门三十五(35)，阀门三十六(36)，阀门三十七(37)，阀门三十八(38)，阀门三十九(39)，阀门四十(40)，阀门四十一(41)，阀门四十二(42)；

主廊道一(43)，主廊道二(44)，主廊道三(45)，主廊道四(46)；

图中的每一线闸室左边视为下游方向，闸室右边视为上游方向，闸室左边的闸门为该闸室的下游闸门(Z)，闸室右边的闸门为该闸室的上游闸门(Z)。

具体实施方式：

结合图1对双级六线单向通行互补省水船闸的廊道阀门位置关系进行说明：

A、B、C、D、E、F六线船闸，六线船闸并排布置，A线下游闸室A1，A线上游闸室A2，B线下游闸室B1，B线上游闸室B2，C线下游闸室C1，C线上游闸室C2，D线下游闸室D1，D线上游闸室D2，E线下游闸室E1，E线上游闸室E2，F线下游闸室F1，F线上游闸室F2；

A2闸室上游水进水阀门一1，B2闸室上游水进水阀门二2，C2闸室上游水进水阀门三3，D2闸室上游水进水阀门四4，E2闸室上游水进水阀门五5；F2闸室上游水进水阀门六6；

A1闸室水排放至下游阀门十三13，B1闸室水排放至下游阀门十四14，C1闸室水排放至下游阀门十五15，D1闸室水排放至下游阀门十六16，E1闸室水排放至下游阀门十七17，F1闸室水排放至下游阀门十八18；

A2闸室经过阀门七7与A1闸室连通，B2闸室经过阀门八8与B1闸室连通，C2闸室经过阀门九9与C1闸室连通，D2闸室经过阀门十10与D1闸室连通，E2闸室经过阀门十一11与E1闸室连通，F2闸室经过阀门十二12与F1闸室连通；

主廊道一43有6个分支，6个分支分别经过6个廊道阀门二十20阀门二十二22阀门二十四24阀门二十六26阀门二十八28阀门三十30，经过6个廊道阀门之后分别与A2、B2、C2、D2、E2、F2闸室连通；

主廊道二44有6个分支，6个分支分别经过6个廊道阀门十九19阀门二十一21阀门二十三23阀门二十五25阀门二十七27阀门二十九29，经过6个廊道阀门之后分别与A2、B2、C2、D2、E2、F2闸室连通；

主廊道三45有6个分支，6个分支分别经过6个廊道阀门三十二32阀门三十四34阀门三十六36阀门三十八38阀门四十40阀门四十二42，经过6个廊道阀门之后分别与A1、B1、C1、D1、E1、F1闸室连通；

主廊道四46有6个分支，6个分支分别经过6个廊道阀门三十一31阀门三十三33阀门三十五35阀门三十七37阀门三十九39阀门四十一41，经过6个廊道阀门之后分别与A1、B1、C1、D1、E1、F1闸室连通。

结合附图对双级六线单向通行互补省水船闸的工作原理进行说明：

每一个工作循环有9个步聚，9个步聚是：

步聚1)，如图1所示，A2闸室内船舶二X为上游水位03，B2闸室内船舶二X为2/3水位02，C2闸室内船舶二X为1/3水位01，D2闸室内船舶一S为槛上水深水位0，E2闸室内船舶一S为1/3水位01，F2闸室内船舶一S为2/3水位02，A1闸室为下游水位0，B1闸室为1/3水位01,C1闸室为2/3水位02，D1闸室为高水位03,E1闸室为2/3水位02,F1闸室为1/3水位01；阀门六6阀门九9阀门十八18阀门十九19阀门二十二22阀门二十六26阀门二十七27阀门三十一31阀门三十四34阀门三十八38阀门三十九39打开状态，其它阀门关闭状态；C2闸室的水经过阀门九9排放至C1闸室，上游水经过阀门六6排放至F2闸室，F1闸室的是经过阀门十八18排放至下游，A2闸室的水经过阀门十九19阀门二十七27排放至E2闸室，B2闸室的水经过阀门二十二22阀门二十六26排放至D2闸室，E1闸室的水经过阀门三十九39阀门三十一31排放至A1闸室，D1闸室的水经过阀门三十八38阀门三十四34排放至B1闸室；

步聚2)，如图2所示，A2闸室内船舶二X为2/3水位02，B2闸室内船舶二X为1/3水位01，C2闸室内船舶二X为槛上水深水位01，D2闸室内船舶一S为1/3水位01，E2闸室内船舶一S为2/3水位02，F2闸室内船舶一S为上游水位03，A1闸室为1/3水位01，B1闸室为2/3水位02,C1闸室为高水位03，D1闸室为2/3水位02,E1闸室为1/3水位01,F1闸室为下游水位0，阀门五5阀门八8阀门十七17打开状态，其它阀门关闭状态；上游水经过阀门五5排放至E2闸室，B2闸室的水经过阀门八8排放至B1闸室，E1闸室的水阀门十七17排放至下游；F1闸室下游闸门Z打开，去上游的船舶一S进入F1闸室；F2闸室上游闸门Z打开，F2闸室内船舶一S离开闸室进入上游；C2闸室下游闸门Z打开，C2闸室内船舶二X离开C2闸室进入C1闸室；

步聚3)，如图3所示，A2闸室内船舶二X为2/3水位02，B2闸室内船舶二X为槛上水深水位0，C2闸室为槛上水深水位0，D2闸室内船舶一S为1/3水位01，E2闸室内船舶一S为上游水位03，F2闸室为上游水位03，A1闸室为1/3水位01，B1闸室为高水位03,C1闸室内船舶二X为高水位03，D1闸室为2/3水位02,E1闸室为下游水位0,F1闸室内船舶一S为下游水位0；阀门十九19阀门二十三23阀门二十六26阀门三十30阀门三十一31阀门三十五35阀门三十八38阀门四十二42打开状态，其它阀门关闭状态；A2闸室的水经过阀门十九19阀门二十三23排放至C2闸室，F2闸室的水经过阀门三十30阀门二十六26排放至D1闸室，C1闸室的水经过阀门三十五35阀门三十一31排放至A1闸室，D1闸室的水经过阀门三十八38阀门四十二42排放至F1闸室；B2闸室下游闸门Z打开，B2闸室内船舶二X离开B2闸室进入B1闸室；E2闸室上游闸门Z打开，E2闸室内船舶一S离开闸室进入上游；E1闸室下游闸门Z打开，去上游的船舶一S进入E1闸室；

步聚4)，如图4所示，A2闸室内船舶二X为1/3水位01，B2闸室为槛上水深水位0，C2闸室为1/3水位01，D2闸室内船舶一S为2/3水位02，E2闸室为上游水位03，F2闸室为2/3水位02，A1闸室为2/3水位02，B1闸室内船舶二X为高水位03,C1闸室内船舶二X为2/3水位02，D1闸室为1/3水位01,E1闸室内船舶一S为下游水位0,F1闸室内船舶一S为1/3水位01；阀门四4阀门七7阀门十六16阀门二十一21阀门二十四24阀门二十八28阀门二十九29阀门三十三33阀门三十六36阀门四十40阀门四十一41打开状态，其它阀门关闭状态；上游水经过阀门四4进入D2闸室，A2闸室的水经过阀门七7排放至A1闸室，D1闸室的水经过阀门十六16排放至下游，F2闸室的水经过阀门二十九29阀门二十一21排放至B2闸室，E2闸室的水经过阀门二十八28阀门二十四24排放至C2闸室，B1闸室的水经过阀门三十三33阀门四十一41排放至F1闸室，C1闸室的水经过阀门三十六36阀门四十40排放至F1闸室；

步聚5)，如图5所示，A2闸室内船舶二X为槛上水深水位0，B2闸室为1/3水位01，C2闸室为2/3水位02，D2闸室内船舶一S为上游水位03，E2闸室为2/3水位02，F2闸室为1/3水位01，A1闸室为高水位03，B1闸室内船舶二X为2/3水位02,C1闸室内船舶二X为1/3水位01，D1闸室为下游水位0,E1闸室内船舶一S为1/3水位01,F1闸室内船舶一S为2/3水位02；阀门三3阀门十二12阀门十五15打开状态，其它阀门关闭状态；上游水经过阀门三3排放至C2闸室，F2闸室的水经过阀门十二12排放至F1闸室，C1闸室的水经过阀门十五15排放至下游；A2闸室下游闸门Z打开，A2闸室内船舶二X离开A2闸室进入A1闸室；D1闸室下游闸门Z打开，去上游的船舶一S进入D1闸室；D2闸室上游闸门Z打开，D2闸室内船舶一S离开闸室进入上游；

步聚6)，如图6所示，A2闸室为槛上水深水位0，B2闸室为1/3水位01，C2闸室为上游水位03，D2闸室为上游水位03，E2闸室为2/3水位02，F2闸室为槛上水深水位0，A1闸室内船舶二X为高水位03，B1闸室内船舶二X为2/3水位02,C1闸室内船舶二X为下游水位0，D1闸室内船舶一S为下游水位0,E1闸室内船舶一S为1/3水位01,F1闸室内船舶一S为高水位03；阀门十九19阀门二十二22阀门二十六26阀门二十七27阀门三十一31阀门三十四34阀门三十八38阀门三十九39打开状态，其它阀门关闭状态；E2闸室的水经过阀门二十七(27)阀门十九19排放至A2闸室，D2闸室的水经过阀门二十六26阀门二十二22排放至B2闸室，A1闸室的水经过阀门三十一31阀门三十九39排放至E1闸室，B1闸室的水经过阀门三十四34阀门三十八38排放至D1闸室；C2闸室下游闸门Z打开，C1闸室内船舶二X离开C1闸室进入进入下游；C2闸室上游闸门Z打开，去下游的船舶二X进入C2闸室；F1闸室上游闸门Z打开，F1闸室内船舶一S离开F1闸室进入F2闸室；

步聚7)，如图7所示，A2闸室为1/3水位01，B2闸室为2/3水位02，C2闸室内船舶二X为上游水位03，D2闸室为2/3水位02，E2闸室为1/3水位01，F2闸室内船舶一S为槛上水深水位0，A1闸室内船舶二X为2/3水位02，B1闸室内船舶二X为1/3水位01,C1闸室为下游水位0，D1闸室内船舶一S为1/3水位01,E1闸室内船舶一S为2/3水位02,F1闸室为高水位03；阀门二2阀门十一11阀门十四14阀门十九19阀门二十三23阀门二十六26阀门三十30阀门三十一31阀门三十五35阀门三十八38阀门四十二42打开状态，其它阀门关闭状态；上游水经过阀门二2排放至B2闸室，E2闸室的水经过阀门十一11排放至E1闸室，B1闸室的水经过阀门十四14排放至下游，C2闸室的水经过阀门二十三23阀门十九19排放至A2闸室，D2闸室的水经过阀门二十六26阀门三十30排放至F2闸室，A1闸室的水经过阀门三十一31阀门三十五35排放至C1闸室，F1闸室的水经过阀门四十二42阀门三十八38排放至D1闸室；

步聚8)，如图8所示，A2闸室为2/3水位02，B2闸室为上游水位03，C2闸室内船舶二X为2/3水位02，D2闸室为1/3水位01，E2闸室为槛上水深水位0，F2闸室内船舶一S为1/3水位01，A1闸室内船舶二X为1/3水位01，B1闸室内船舶二X为下游水位0,C1闸室为1/3水位01，D1闸室内船舶一S为2/3水位02,E1闸室内船舶一S为高水位03,F1闸室为2/3水位02；阀门一1阀门十10阀门十三13打开状态，其它阀门关闭状态；上游水经过阀门一1排放至A2闸室，D2闸室的水经过阀门十10排放至D1闸室，A1闸室的水经过阀门十三13排放至下游；B2闸室上游闸门Z打开，去下游的船舶二X进入B2闸室；B1闸室下游闸门Z打开，B1闸室内船舶二X离开B1闸室进入下游；E1闸室上游闸门Z打开，E1闸室内船舶一S离开E1闸室进入E2闸室；

步聚9)，A2闸室为上游水位03，B2闸室内船舶二X为上游水位03，C2闸室内船舶二X为2/3水位02，D2闸室为槛上水深水位0，E2闸室内船舶一S为槛上水深水位0，F2闸室内船舶一S为1/3水位01，A1闸室内船舶二X为下游水位0，B1闸室为下游水位0,C1闸室为1/3水位01，D1闸室内船舶一S为高水位03,E1闸室为高水位03,F1闸室为2/3水位02；阀门二十一21阀门二十四24阀门二十八28阀门二十九29阀门三十三33阀门三十六36阀门四十40阀门四十一41打开状态，其它阀门关闭状态；B2闸室的水经过阀门二十一21阀门二十九29排放至F2闸室，C2闸室的水经过阀门二十四24阀门二十八28排放至E2闸室，F1闸室的水经过阀门四十一41阀门三十三33排放至B1闸室，E1闸室的水经过阀门四十40阀门三十六36排放至C1闸室；A1闸室下游闸门Z打开，A1闸室内船舶二X离开A1闸室进入下游；A2闸室上游闸门Z打开，去下游的船舶二X进入A2闸室，D1闸室上游闸门Z打开，D1闸室内船舶一S离开D1闸室进入D2闸室。

步聚9)之后闸室水位及船舶的位置关系与步聚1)相同，这时从步聚1)开始，这样循环工作。