[发明专利]一种用于船闸的双层错孔消能船厢

说明书

本发明涉及一种用于船闸的双层错孔消能船厢，属于通航船闸水工建筑物和输水系统设计技术领域，船厢设置在闸室内，包括顶部敞开的船厢本体、设置在船厢本体上的系船柱和设置在船厢本体两侧的浮筒，以及分别设置在船厢本体两端的上端卧倒门和下端卧倒门；船厢本体包括内层边壁和外层边壁，内层边壁和外层边壁上分别设有若干内层消能孔和若干外层消能孔，内层消能孔与外层消能孔呈错位布置。本发明通过将船厢设计成双层边壁结构，在双层边壁上设计呈错位布置的消能孔，使得船厢具有显著的消能效果，提高了船闸的应用水头。

技术领域

本发明属于通航船闸水工建筑物和输水系统设计技术领域，涉及一种用于船闸的双层错孔消能船厢。

背景技术

据不完全统计，目前全世界约有船闸3000座以上，约占通航建筑物总数的97%；在我国近900座通航建筑物中，船闸约占总数的90%。然而，当水头高于60m后，船闸的应用严重受阻，至今建成的单级最高水头仅为42m的乌斯基-卡米诺阿尔斯基船闸，我国单级最高水头为40.25m在建的黔江大藤峡船闸。其主要原因在于目前的船闸输水系统水力结构不能满足超高水头条件下的消能要求。往往替代船闸的通航建筑物为升船机，但是升船机相比船闸而言有其缺陷，如通过能力小、承船厢的对接效率受电站运行影响大、自身结构和机电设备复杂、运行维护工作量巨大等。因此，如何提高船闸的应用水头，是当前从事船闸工程研究人员面临的技术难题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于船闸的双层错孔消能船厢，通过将船厢设计成双层边壁结构，在双层边壁上设计呈错位布置的消能孔，使得船厢具有显著的消能效果，提高了船闸的适用水头。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于船闸的双层错孔消能船厢，设置在闸室内，包括顶部敞开的船厢本体、设置在船厢本体上的系船柱和设置在船厢本体两侧的浮筒，以及分别设置在船厢本体两端的上端卧倒门和下端卧倒门；所述船厢本体包括内层边壁和外层边壁，所述内层边壁和外层边壁上分别设有若干内层消能孔和若干外层消能孔，所述内层消能孔与外层消能孔呈错位布置。

可选地，所述内层消能孔与外层消能孔形成的错位是内层消能孔相对低于外层消能孔。

可选地，所述内层消能孔和外层消能孔均为矩阵布置。

可选地，所述消能孔的总过水面积为船闸输水阀门处的廊道总过水面积的2倍以上。

可选地，所述内层消能孔和/或外层消能孔对称设置于船厢本体的两侧。

可选地，所述内层边壁和外层边壁之间的距离a为1m~1.5m，所述内层边壁和外层边壁围成过渡区。

可选地，所述船厢本体的两侧设有用于消耗作用在船厢本体的横向动水荷载和船舶横向撞击力的横向限位轮胎；所述闸室的闸墙沿竖直方向设有横向轮胎凹槽；所述横向限位轮胎沿横向轮胎凹槽的轴向运动。

可选地，所述横向限位轮胎沿横向轮胎凹槽的轴向滚动。

可选地，所述船厢本体的两侧设有用于消耗作用在船厢本体的纵向动水荷载和船舶纵向撞击力的纵向限位轮胎；所述闸室的闸墙沿竖直方向设有纵向轮胎凹槽；所述纵向限位轮胎沿纵向轮胎凹槽的轴向运动。

可选地，所述纵向限位轮胎沿纵向轮胎凹槽的轴向滚动。

可选地，所述闸室的两侧闸墙上设有浮筒井，所述浮筒设置在浮筒井内。

本发明的有益效果在于：

1.本发明为船舶增加了双层错位消能孔消能，可有效消杀进入闸室的水流能量，改善了厢内船舶的停泊条件，大幅提高了船闸的适用水头。

2.本发明的两级消能孔为错位布置，增强了过渡区的掺混功能，使位于过渡区的水流能量因强烈地掺混而消能，不仅提高了水流能量的耗散，而且还可过渡船厢内外的水面波动，以消弱船舶停泊区的水面振荡。