水力浮动式升船机运行对接控制方法及其装置.pdf

本发明涉及一种升船机运行控制方法及其装置，是水力浮动式升船机运行对接控制方法及其装置，在水力浮动式升船机输水系统管路的主充水阀门和主泄水阀门旁分别并联一只辅充水阀门和辅泄水阀门，主充水阀门和主泄水阀门分别大于辅充水阀门和辅泄水阀门。通过调整小尺寸的辅充(泄)水阀门开度来控制承船厢出入船厢池和实现与上下游水位精确对接的控制问题，大尺寸的主充(泄)水阀门仅在承船厢开始入水前(或承船厢完全出水后)开启，以提高承船厢在空气中运行速度。

1.  水力浮动式升船机运行对接控制方法，包括承船厢上升运行精确对接及承船厢下降运行精确对接，其特征在于：
所述承船厢上升运行精确对接按以下步骤进行：
(1)开启辅泄水阀；
(2)判断承船厢速度是否满足出水速度，若是，则进行下一步骤，若否，则返回上一步骤，调整辅泄水阀开度；
(3)保持辅泄水阀开度，使承船厢出水；
(4)判断承船厢是否出水，若是，则进行下一步骤，若否，则返回上一步骤；
(5)线性开启主泄水阀；
(6)判断承船厢速度是否满足设计速度要求，若是，则进行下一步骤，若否，则返回上一步骤，调整主泄水阀开度；
(7)保持主泄水阀开度和辅泄水阀开度，使承船厢向上运行；
(8)关闭主泄水阀，在辅泄水阀作用下，使承船厢低速接近对接位置；
(9)关闭辅泄水阀至小开度，使承船厢以极小速度与上游开始对接；
(10)判断承船厢与上游是否对齐，若是，则关闭辅泄水阀，若否，则返回上一步骤，以使承船厢与上游对接成功；
所述承船厢下降运行精确对接按以下步骤进行：
(1)开启辅充水阀至全开；
(2)开启主充水阀；
(3)判断承船厢速度是否满足设计速度要求，若是，则进行下一步骤，若否，则返回上一步骤，调整主充水阀开度；
(4)保持主充水阀开度和辅充水阀开度，使承船厢向下运行；
(5)关闭主充水阀，判断承船厢是否满足入水速度要求，若是，则进行下一步骤，若否，则返回上一步骤；
(6)船厢入水前全部关闭主充水阀门，在辅充水阀作用下，承船厢低速度入水；
(7)关闭辅充水阀至小开度，使承船厢以极小速度与下游开始对接；
(8)判断承船厢与下游是否对齐，若是，则关闭辅充水阀，若否，则返回上一步骤，以使承船厢与下游对接成功。

2.  如权利要求1所述的水力浮动式升船机运行对接控制方法的装置，包括主充水阀门和主泄水阀门，其特征在于：在所述主充水阀门上并联有至少一只辅助充水阀门，在所述主泄水阀门上并联有至少一只辅助泄水阀门。

3.  如权利要求2所述的水力浮动式升船机运行对接控制方法的装置，其特征在于：所述辅助充水阀门的尺寸小于主充水阀门的尺寸，所述辅助泄水阀门的尺寸小于主泄水阀门的尺寸。

水力浮动式升船机运行对接控制方法及其装置
技术领域
本发明涉及一种升船机运行控制方法及其装置，具体的说是水力浮动式升船机运行对接控制方法及其装置。
背景技术
水力浮动式升船机是一种以水能为驱动动力的升船机型式，它主要通过调整输水主管路中的流量大小来控制升船机的承船厢出入水、船厢精确对接、船厢解锁前的平衡调整等运行问题。传统的水力浮动式升船机运行对接控制装置如图1所示，在主输水管路2上布置单个(或并联多个相同尺寸)充水阀门3和泄水阀门4，通过调整单个阀门(充水阀门3和泄水阀门4)的开度大小来控制输水管路2中的流量大小来控制升船机的承船厢1出入水、承船厢1精确对接、承船厢1解锁前的平衡调整等运行问题。由于主输水管路2尺寸较大，管道内流速较高(如景洪升船机阀门段的直径为2.5m，最大流速达到了15m/s。)，要精确控制升船机船厢的运行实现船厢准确对接，需要对充水阀门3和泄水阀门4的开度进行频繁精确调整，而大尺寸、高流速的阀门微小动作误差都会引起流量的很大变化，直接通过大尺寸阀门实现水力式升船机对接过程的小流量精确控制难度非常大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对以上现有技术存在的缺点，提出一种可以简单、安全、可靠的进行精确控制的水力浮动式升船机运行对接控制方法及其装置。
本发明解决以上技术问题的技术方案是：
水力浮动式升船机运行对接控制方法，包括承船厢上升运行精确对接及承船厢下降运行精确对接，
承船厢上升运行精确对接按以下步骤进行：(1)开启辅泄水阀；(2)判断承船厢速度是否满足出水速度要求，若是，则进行下一步骤，若否，则返回上一步骤，调整辅泄水阀开度；(3)保持辅泄水阀开度，使承船厢出水；(4)判断承船厢是否出水，若是，则进行下一步骤，若否，则返回上一步骤；(5)开启主泄水阀；(6)判断承船厢速度是否满足设计要求，若是，则进行下一步骤，若否，则返回上一步骤，调整主泄水阀开度；(7)保持主泄水阀开度和辅泄水阀开度，使承船厢向上运行；(8)关闭主泄水阀，在辅泄水阀作用下，使承船厢低速接近对接位置；(9)关闭辅泄水阀至小开度，使承船厢以极小速度与上游开始对接；(10)判断承船厢与上游是否对齐，若是，则关闭辅泄水阀，若否，则返回上一步骤，以使承船厢与上游对接成功；
承船厢下降运行精确对接按以下步骤进行：(1)开启辅充水阀至全开；(2)开启主充水阀；(3)判断承船厢速度是否超过速度要求，若是，则进行下一步骤，若否，则返回上一步骤，调整主充水阀开度；(4)保持主充水阀开度和辅充水阀开度，使承船厢向下运行；(5)关闭主充水阀，判断承船厢是否满足入水速度要求，若是，则进行下一步骤，若否，则返回上一步骤；(6)在辅充水阀作用下，承船厢低速度入水；(7)关闭辅充水阀至小开度，使承船厢以极小速度与下游开始对接；(8)判断承船厢与下游是否对齐，若是，则关闭辅充水阀，若否，则返回上一步骤，以使承船厢与下游对接成功。
水力浮动式升船机运行对接控制装置，包括主充水阀门和主泄水阀门，在主充水阀门上并联至少一只辅助充水阀门，在主泄水阀门上并联至少一只辅助泄水阀门。在主充(泄)水阀门处可并联有多个不同尺寸的充(泄)水阀门，并且通过调整小尺寸充(泄)水阀门开度来控制升船机船厢出入船厢池或实现船厢与上下游水位对接。
辅助充水阀门的尺寸(流量)小于主充水阀门的尺寸(流量)，辅助泄水阀门的尺寸(流量)小于主泄水阀门的尺寸(流量)。
大尺寸的主充水阀门和主泄水阀门仅在承船厢开始入水前(承船厢完全出水后)开启，以提高船厢在空气中运行速度。升船机船厢上升运行时承船厢完全出水前，大尺寸的主泄水阀门完全关闭，通过调整辅泄水阀门的开度控制承船厢出水速度，承船厢完全出水后开启主泄水阀门提高承船厢运行速度，承船厢准备与上游对接前完全关闭主泄水阀门，通过调整辅泄水阀门开度控制承船厢与上游精确对接。承船厢下降运行时，先开启辅充水阀门，承船厢启动后开启主充水阀门提高承船厢运行速度，承船厢入水前完全关闭主充水阀门，通过控制辅充水阀门开度控制承船厢入水速度和与下游水位的精确对接。
本发明的优点是：本发明能克服现有的水力浮动式升船机采用单个大尺寸阀门控制升船机运行及承船厢精确对接方面的不足，通过小尺寸的辅充(泄)水阀门来解决升船机承船厢精确对接及承船厢运行控制问题，能简单、安全、可靠地对水力浮动式升船机运行及对接进行精确控制。
附图说明
图1是传统的水力浮动式升船机运行对接控制装置结构示意图。
图2是本发明的结构示意图。
图3是本发明承船厢上升运行精确对接流程图。
图4是图3的变化示意图。
图5是本发明承船厢下降运行精确对接流程图。
图6是图5的变化示意图。
具体实施方式
实施例一
本发明的水力浮动式升船机运行对接控制方法，包括承船厢上升运行精确对接及承船厢下降运行精确对接，承船厢上升运行精确对接流程如图3所示，图4是承船厢上升运行精确对接变化示意图，承船厢下降运行精确对接流程如图5所示，图6是承船厢下降运行精确对接变化示意图。
承船厢上升运行精确对接按以下步骤进行：(1)开启辅泄水阀；(2)判断承船厢速度是否满足出水速度，若是，则进行下一步骤，若否，则返回上一步骤，调整辅泄水阀开度；(3)保持辅泄水阀开度，使承船厢出水；(4)判断承船厢是否出水，若是，则进行下一步骤，若否，则返回上一步骤；(5)开启主泄水阀；(6)判断承船厢速度是否满足设计要求，若是，则进行下一步骤，若否，则返回上一步骤，调整主泄水阀开度；(7)保持主泄水阀开度和辅泄水阀开度，使承船厢向上运行；(8)关闭主泄水阀，在辅泄水阀作用下，使承船厢低速接近对接位置；(9)关闭辅泄水阀至小开度，使承船厢以极小速度与上游开始对接；(10)判断承船厢与上游是否对齐，若是，则关闭辅泄水阀，若否，则返回上一步骤，以使承船厢与上游对接成功；
承船厢下降运行精确对接按以下步骤进行：(1)开启辅充水阀至全开；(2)开启主充水阀；(3)判断承船厢速度是否满足设计要求，若是，则进行下一步骤，若否，则返回上一步骤，调整主充水阀开度；(4)保持主充水阀开度和辅充水阀开度，使承船厢向下运行；(5)关闭主充水阀，判断承船厢是否满足入水速度要求，若是，则进行下一步骤，若否，则返回上一步骤；(6)在辅充水阀作用下，承船厢低速度入水；(7)关闭辅充水阀至小开度，使承船厢以极小速度与下游开始对接；(8)判断承船厢与下游是否对齐，若是，则关闭辅充水阀，若否，则返回上一步骤，以使承船厢与下游对接成功。
上升运行过程船厢的速度变化经历图4中的几个阶段：AB开启辅泄水阀门6，BC承船厢1低速出水速度，C点承船厢1完全出水，CD开启主泄水阀4，DE保持主、辅泄水阀门4、6开度不变承船厢1在空气中高速运行，EF关闭主泄水阀门4，承船厢1减速准备对接，FG在辅泄水阀门6作用下承船厢1缓慢运行准备与上游对接，GH关闭辅泄水阀门6至小开度，承船厢1速度进一步减小开始对接，HI承船厢1以极小速度接近上游对接位置，I点承船厢1到达对接位置，IJ将辅泄水阀门6小开度全关。
下降运行过程船厢的速度变化经历图6中的几个阶段：AB开启主、辅充水阀门3、5承船厢1加速运行，BC保持主、辅充水阀门3、5开度不变承船厢1在空气中高速运行，CD关闭主充水阀门3承船厢1减速准备入水，D点承船厢1速度满足入水要求准备入水，DE在辅充水阀门5作用下承船厢1缓慢入水，EF关闭辅充水阀门5到小开度，承船厢1再减速准备对接，FG承船厢1以极小速度与下游对接，G点承船厢1到达对接位置，GH将辅充水阀门5小开度全关。
本实施例的结构如图2所示，一种水力浮动式升船机运行对接控制装置，包括承船厢1、输水管道2、主充水阀门3和主泄水阀门4，在大尺寸的主充水阀门3和主泄水阀门4旁分别并联一只小尺寸的辅充水阀门5和辅泄水阀门6。
大尺寸的主充水阀门3和主泄水阀门4仅在承船厢开始入水前(承船厢完全出水后)开启，以提高船厢在空气中运行速度。升船机船厢上升运行时承船厢1完全出水前，大尺寸的主泄水阀门4完全关闭，通过调整辅泄水阀门6的开度控制承船厢1出水速度，承船厢1完全出水后开启主泄水阀门4提高承船厢运行速度，承船厢1准备与上游对接前完全关闭主泄水阀门4，通过调整辅泄水阀门6开度控制承船厢1与上游精确对接。承船厢1下降运行时，先开启辅充水阀门5，承船厢1启动后开启主充水阀门3提高承船厢1运行速度，承船厢1入水前完全关闭主充水阀门3，通过控制辅充水阀门5开度控制承船厢1入水速度和与下游水位的精确对接。
本发明还可以有其它实施方式，凡采用同等替换或等效变换，在主充(泄)水阀门处并联有多个不同尺寸的充(泄)水阀门，并且通过调整小尺寸充(泄)水阀门开度来控制升船机船厢出入船厢池或实现船厢与上下游水位对接的技术方案均在本发明要求的保护范围内。