图中1.船厢、2.重力水箱、3.导轨、4.导轨液压钳、5.钢丝绳缠绕系统、6.动滑轮组、7.定滑轮组、8.导轨轮、9.漫水孔板、10.支撑、11.蓄水箱、12.进水管阀、13.加水控制阀、14.出水孔板、15.水幕墙板、16.匀水管、17.进水管、18.匀水孔、19.弹性接水刮板、20.弹性出水导板、21.出水仓、22．过坝船、23.顶层机房、24.分仓隔板

图1.水力重力式垂直升船机的整体示意图

图2.滑轮组、卷筒的钢丝绳缠绕系统与导轨结构示意图。

图3.水力重力式垂直升船机的重力水箱结构示意图

图4.水力重力式垂直升船机的加水部份的结构示意图

图5.水力重力式垂直升船机的进水管的结构示意图

图６.水力重力式垂直升船机的三维模型效果示意图

　　2.6 具体实施方式

　　2.6.1 图1是水力重力式垂直升船机的整体示意图。图中过坝船(22)在船厢(1)中，船厢(1)与重力水箱(2)形成平衡的对重，导轨(3)与导轨轮(8)运行时起平稳作用、建筑支撑(10)为钢筋砼结构、蓄水箱(11)可以用复合板材或砼制作，顶层机房(23)为砼结构。

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　　2.6.2 图2钢丝绳缠绕系统，通过滑轮组、卷筒的钢丝绳缠绕系统（5），将船厢(1)与重力水箱(2)以两边平衡的方式对接起来，重力水箱(2)对于船厢(1)起到了平衡对重的作用，此结构使得船厢(1)与重力水箱(2)的各起吊点互为钢性联接，有利于上下运行时能保持很好的同步。图例中钢丝绳缠绕系统的滑轮组倍率是2，船厢(1)的行程是重力水箱(2)的一倍，重力水箱(2)装的水比船厢(1)装的水多一倍，才能保持平衡。

　　2.6.3 若要船厢(1)上升，就给重力水箱(2)中加水。重力水箱(2)的加水的方式是，参见图5，来自进水管阀(12)的水，通过进水管(17)，进入匀水管(16)，水从匀水管(16)上的匀水孔(18)流出，匀水孔(18)均布在蓄水箱(11)中，水能较平稳的流入蓄水箱(11)，蓄水箱(11)能在船厢(1)上升、下降与停止的过程中不断的加水，直至水满才关闭进水管阀(12)。因为蓄水箱(11)中的水始终保持是满的，参见图4，只要再有水流入时，水就会从蓄水箱的漫水孔板(9)以漫出的方式流出。例如，将重力水箱(2)之上的第二层蓄水箱(11)与第一层的蓄水箱(11)之间的加水控制阀(13)打开，则水会从重力水箱(2)之上的第二层蓄水箱(11)流入第一层的蓄水箱(11)，再从第一层蓄水箱(11)漫出，漫出的水顺水幕墙板(15)向下流，下面的重力水箱(2)的口部设有弹性接水刮板(19)，参见图3，弹性接水刮板(19)能在重力水箱(2)的上下运动中保持与水幕墙板(15)表面的最小间隙，弹性接水刮板(19)再将水引入重力水箱(2)内，从而控制重力水箱(2)下降，本例中采用的是双水幕墙板(15)。

　　2.6.4 若要船厢(1)下降，就排放重力水箱(2)中的水，参见图3，在重力水箱(2)下面设有出水仓(21)，打开重力水箱(2)中的运行排水阀将水排入出水仓(21)，再从出水仓(21)上的出水孔板(14)流出，经过的弹性出水导板(20)，导至水幕墙板(15)向下流。弹性接水刮板(19)与弹性出水导板(20)用橡胶制作，这样可以在一定程度上消出水幕墙板(15)安装上的垂直度误差。

　　2.6.5 升船机的安全是最为重要的事情，将重力水箱(2)内用分仓隔板(24)分成几个水仓，参见图3，能使得当其中的一或两个水仓出现故障时，仍能保持船厢(1)上下运行。各水仓设有运行排水阀，它能排放的水位的是，使船厢(1)的重量能克服钢丝绳缠绕系统的磨擦阻力矩，即船厢(1)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(1)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(1)空箱时的重量与重力水箱(2)平衡时的水位。上述提到的水阀为常闭型远程控式液压传动水阀，或者油路设计为常闭的。为了保证船厢(1)与重力水箱(2)的上下运行平稳，船厢(1)与重力水箱(2)上都装有导轨轮(8)。并在船厢(1)与重力水箱(2)上都装导轨安全钳(4)以加大安全系数。在项层机房的定滑轮上联结旋转编码器的信号，作为船厢(1)的方向、速度与位置控制的主要采集对比的数据。

　　2.6 小结：水力重力式垂直升船机是一种利用水的重力，通过改变重力水箱内的水量，直接用重力水箱驱动船厢的升船机。它的运行方式是，若要船厢下降，就排放重力水箱中的水，若要船厢上升，就给重力水箱中加水。它非常简单但是能做好它就不简单，它没有复杂的驱动设备，它没有难以制造的浮筒竖井，结构简单，维护方便，它的前期的投入低，后期的运行能耗小，有非常好的应用前景与发展空间，是值得去论证和实践的一种升船机。水力重力式垂直升船机涉及专业之多之深，本文只是对水力重力式垂直升船机的浅层探讨与研究，只能作为抛砖引玉，希望能引起各决策层、专家、学者，升船机的实践者，对水力重力式垂直升船机的关心和支持。目前，大型升船机的设计、制造、安装、调式的相对之难，在我国还没有一家单位可以独立完成。同样若要实践第一台水力重力式垂直升船机，也离不开政府的支持，需要多家专业单位的协同合作。由于水力重力式垂直升船机结构简单，在第一台的基础上，后面的水力重力式垂直升船机，有可能实现由一家大型制造厂独立完成，从而可以大大的降低水力重力式垂直升船机的制造与安装成本。

［１］．陶桂兰1，曾庆祥2、我国升船机技术发展综述

（1河海大学高坝通航研究所，江苏南京210098；2河海大学海洋学院，江苏南京210098）

［２］．李颢，翟慧娟、中西部17条枢纽通航“瓶颈”调研报告

（中国水运杂志　　日期:2008年07月29日）

［３］．中国专利号：00266550.6 滑轮组平衡升船机　　发明人：许有根

［４］．中国专利申请号：200810047149.X 　水力浮动式快速垂直升船机

发明人：郑大迪;孙志禹;张明君;鲁结根;朱红兵;陈先明;刘 峰;李 军;彭 澎;尹庭伟

［５］．吴小宁、于庆奎　　升船机设计2(2007-11-16)

［６］．中国专利申请号：2008103048990 水力重力式垂直升船机　发明人：许昌义

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