阅读说明：本技术 一种自动控制的高效过船水闸 (Automatic ship water lock is crossed to high efficiency of control ) 是由 郑恺原 于 2019-10-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种自动控制的高效过船水闸,水闸的两侧边墙均由依次连接的直线形边墙和弧形边墙构成,弧形边墙的上、下游均为直线形边墙,弧形边墙相对直线形边墙向外凸出,两侧直线形边墙之间的距离构成闸室宽度,两侧弧形边墙之间的距离大于闸室宽度,两侧弧形边墙之间设置有固定桩,固定桩上转动连接有旋转闸门,旋转闸门绕着固定桩在两侧弧形边墙围合形成的闸室内转动。本发明能够实现船只高效通航,避免了因船只堵塞滞留等而造成的时间、经济损失,有利于江河航运事业的发展。(The invention discloses an automatically-controlled high-efficiency ship-passing water lock, wherein two side walls of the water lock are respectively composed of a linear side wall and an arc side wall which are sequentially connected, the upper stream and the lower stream of the arc side wall are respectively composed of the linear side wall and the arc side wall, the arc side wall protrudes outwards relative to the linear side wall, the distance between the linear side walls on the two sides forms the width of a lock chamber, the distance between the arc side walls on the two sides is larger than the width of the lock chamber, a fixed pile is arranged between the arc side walls on the two sides, a rotary gate is rotatably connected onto the fixed pile, and the rotary gate rotates around the fixed pile in the lock chamber formed by enclosing the arc side walls on. The invention can realize the high-efficiency navigation of the ship, avoids the time and economic loss caused by the blockage and detention of the ship and the like, and is beneficial to the development of the river shipping career.)

一种自动控制的高效过船水闸

技术领域

本发明属于水利水电工程建筑物领域，具体地说是涉及一种自动控制的高效过船水闸。

背景技术

水利工程建筑物常常将河流阻隔，在上下游形成一定的水位差，船只通过水工建筑时需要经过船闸。现有船闸大多由闸首、闸室、引航道三部分组成，船只进入闸室后需等待闸门两端放水、排水，直至两端水位相平后方可开启闸门。该过程会耗费大量时间，在行船密集时尤为如此，造成大量的船只滞留，故有必要设计一种自动控制的船闸，能够通过多种途径来提高过船速度、减少等待时间，以促进江河航运事业发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动控制的高效过船水闸。

本发明是通过以下技术方案实现：

一种自动控制的高效过船水闸，水闸的两侧边墙均由依次连接的直线形边墙和弧形边墙构成，弧形边墙的上、下游均为直线形边墙，弧形边墙相对直线形边墙向外凸出，两侧直线形边墙之间的距离构成闸室宽度，两侧弧形边墙之间的距离大于闸室宽度，两侧弧形边墙之间设置有固定桩，固定桩上转动连接有旋转闸门，旋转闸门绕着固定桩在两侧弧形边墙围合形成的闸室内转动。

优选地，旋转闸门下游0.5m处的水闸边墙上固设有声波探测器。声波探测器的数据传输至装置外的外接控制系统，将声波探测器得出的数据进行处理，并传输给控制旋转闸门转动的系统，从而控制闸门的启闭、水泵的工作效率等。

本发明中声波探测器为SM-5A式。

优选地，旋转闸门内部设置有水泵。所述水泵设于闸门内部，起到在上下游抽水、平衡水位的作用。

优选地，旋转闸门具有多个，每个旋转闸门均与一个固定桩转动连接，每个旋转闸门处于关闭状态时，相互平行，每个旋转闸门下游0.5m处的水闸边墙上固设有一个声波探测器。所述声波探测器位于每一扇闸门的下游一定位置，可通过发射声波、接收声波以测得时间差，从而计算船只与闸门的实时距离，多次测量还可得出船只的行进速度，进而计算出船只接近的时间。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明避免了行船等待所造成的的时间浪费，使得船只通行更为高效，江河航运更为便利；本发明采用水泵的自动排水和电动抽水等步骤，来加快上下游水位平衡的进程，提高了闸室放水排水的效率；通过闸门的旋转启闭设计，来减少闸门升降所造成的能源损耗，并可利用上下游水位差来帮助闸门关闭，减少了船闸运行的经济成本。

附图说明

图1是本发明的整体结构图；

图2显示了旋转闸门旋转至与船只平行的状态；

图3显示了船只通过第一道旋转闸门时，两道旋转闸门上水泵的工作状态。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

图1、2所示为本发明一种自动控制的高效过船水闸的俯视图，水闸的两侧边墙均由依次连接的直线形边墙11和弧形边墙21构成，弧形边墙的上、下游均为直线形边墙，弧形边墙相对直线形边墙向外凸出，两侧直线形边墙之间的距离构成闸室宽度，两侧弧形边墙之间的距离大于闸室宽度，两侧弧形边墙之间设置有固定桩32，固定桩上转动连接有旋转闸门，旋转闸门绕着固定桩在两侧弧形边墙围合形成的闸室内转动。

旋转闸门31可绕固定桩32旋转，在电动机驱动下会以一定的功率顺时针转动，使得船只51能够通过闸门继续前进。电动机驱动旋转闸门转动的技术为现有技术，在此不再赘述。

旋转闸门31下游0.5m处的水闸边墙上固设有声波探测器41，声波探测器为SM-5A式，能够通过发射声波来计算闸门与船只的距离以及船只的行进速度，进而得出船只的接近时间，以自动控制水泵的工作效率。通过式(1)计算船只与闸门的实时距离：

l＝vΔt/2#(1)

其中，l为船只与闸门的距离，v为声波传播速度，取340m/s，Δt为声波传出与传入的时间间隔。同时也可根据两次探测距离的时间差来计算船只的行进速度，采用式(2)计算：

V＝Δl/T#(2)

其中，V为船只行进速度，Δl为两次探测的船只距离差，T为探测周期。通过船只的实时距离与行进速度，能够准确计算出船只的接近时间t，采用式(3)设置水泵工作效率P：

Pt＝Δh·S#(3)

其中，Δh为闸门水位与标准水位的差值，S为两闸门之间的航道面积，依照具体情况而定。同时采用式(4)设置闸门的开启速度ω：

ωt＝Δθ#(4)

其中，Δθ为闸门与完全开启位置的角度差。

图1、2中为了描述清楚过船水闸的结构，只画出了一道旋转闸门，船闸的数量可根据实际情况进行布设，实际应用中会涉及到设置两道旋转闸门，如图3所示，每道旋转闸门内部设置有一个水泵33，当船只经过第一道旋转闸门的时候，第一道旋转闸门上的水泵将第一道旋转闸门上游的水抽至下游，即第一道旋转闸门与第二道旋转闸门之间，第二道旋转闸门上的水泵将第二道旋转闸门下游的水抽至第二道旋转闸门的上游，即第一道旋转闸门与第二道旋转闸门之间，以尽快补高第一道旋转闸门与第二道旋转闸门之间的水位。

泵辅助排水即利用闸门上下游水位落差来进行水位平衡，并根据式(3)调整水泵33的工作效率，使得船只接近旋转闸门31时上下游水位接近相平，闸门均已开启，保障船只顺利通过旋转闸门31。

本发明中涉及的未说明部分与现有技术相同或采用现有技术加以实现。