CN105696527B - 拦污栅清污装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种拦污栅清污装置，包括外接高压水源的耐高压软管和用于支撑耐高压软管的移动支撑件，移动支撑件能够在驱动装置带动下沿拦污栅移动，移动支撑件的两端设置有滑轮，拦污栅两端的闸墩上由上至下设置有用于限制滑轮移动方向的滑道，耐高压软管上设置有与耐高压软管连通的喷嘴，喷嘴用于形成水刀以对拦污栅上的污物进行切割。应用本发明提供的拦污栅清污装置能够彻底清除拦污栅上的污物，减少人工成本，提高了清污的安全性。该系统结构简单，清污工序及操作单一，减小维护量，提高了设备可靠性。通过水刀实时切割拦污栅表面杂物，整个清污过程不会影响水轮机正常运转，极大降低水头损失与停机次数，大大减小了弃水量，增加了发电量。

Description

拦污栅清污装置

技术领域

本发明涉及清污装置技术领域，更具体地说，涉及一种拦污栅清污装置。

背景技术

拦污栅，一般指设在进水口前，用于拦阻水流挟带的水草、漂木等杂物(一般称污物)的框栅式结构。应用在水电站中时，设置在水电站的进水口处，用于拦阻可能进入引水道的杂物，比如树枝、杂木、水草、生活垃圾等，以保护水轮机、闸门及管道等设备的安全运行。

拦污栅在使用过程中，尤其是在丰水期，大量杂物堆积在拦污栅上，一方面易压坏拦污栅，另一方面会造成较长时间水头严重损失，进而造成水资源的浪费，极大地减少了发电量、影响电站安全。因此，需及时对拦污栅进行清理。

目前，水电站拦污栅清理方法主要有人工清污及机械清污，人工清污即手动进行清污，机械清污一般通过机械清污机进行清污。然而二者在工作中常常存在以下问题：人工清污虽比较彻底，但工作极其繁重，效率低下，且存在人身安全隐患，为了彻底清理杂物，需采用机组停止发电提栅清污的方式，造成弃水问题，影响发电；机械清污的清污机种类繁多，然而均存在清污不彻底的问题，进而不能完全解决水头损失的问题，由于长期在水下工作，机具设备易发生锈蚀，且部分机械不适合深水作业。同时，人工清污与机械清污均为间断或定期清污，长期存在水头损失问题。

综上所述，如何有效地解决拦污栅清理费时费力、清理不彻底等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种拦污栅清污装置，该拦污栅清污装置的结构设计可以有效地解决拦污栅清理费时费力、清理不彻底的问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种拦污栅清污装置，包括外接高压水源的耐高压软管和用于支撑所述耐高压软管的移动支撑件，所述移动支撑件能够在驱动装置带动下沿拦污栅移动，所述移动支撑件的两端设置有滑轮，所述拦污栅两端的闸墩上由上至下设置有用于限制所述滑轮移动方向的滑道，所述耐高压软管上设置有与所述耐高压软管连通的喷嘴，所述喷嘴用于形成水刀以对所述拦污栅上的污物进行切割。

优选地，上述拦污栅清污装置中，所述移动支撑件为支撑管，所述耐高压软管套设于所述支撑管内，所述支撑管上设置有用于所述喷嘴穿出的通孔。

优选地，上述拦污栅清污装置中，还包括用于收放所述耐高压软管的软管卷筒。

优选地，上述拦污栅清污装置中，所述闸墩上开设有多条所述滑道，多条所述滑道至所述拦污栅的距离依次增大。

优选地，上述拦污栅清污装置中，所述滑道与所述拦污栅平行设置。

优选地，上述拦污栅清污装置中，每相邻的两条所述滑道间的距离相等。

优选地，上述拦污栅清污装置中，所述驱动装置包括起吊绳和设置于所述拦污栅顶端的起吊设备，所述起吊绳的一端与所述移动支撑件连接，所述起吊绳的另一端与所述起吊设备连接。

优选地，上述拦污栅清污装置中，所述起吊绳与所述移动支撑件可拆卸的固定连接。

优选地，上述拦污栅清污装置中，所述起吊绳分别设置于所述移动支撑件的两端，且与位于端部的所述喷嘴对齐。

优选地，上述拦污栅清污装置中，所述喷嘴包括圆筒状的尾部和圆锥状的头部，所述尾部与所述耐高压软管连接，所述头部的顶端开设有孔径不大于0.2mm的通孔。

本发明提供的拦污栅清污装置包括耐高压软管、移动支撑件、驱动装置和喷嘴。其中，耐高压软管外接高压水源；耐高压软管上设置有与其连通的喷嘴，进而高压水源的水流流经耐高压软管后由喷嘴喷出，形成水刀以对拦污栅上的污物进行切割；驱动装置用于带动移动支撑件沿滑道移动，从而带动由移动支撑件支撑的耐高压软管沿拦污栅移动，进而带动耐高压软管上的喷嘴沿拦污栅移动以对其进行清洗。

应用本发明提供的拦污栅清污装置时，耐高压软管与高压水源连接，进而高压水经耐高压软管由喷嘴喷出，形成水刀。通过驱动装置带动移动支撑件沿滑道移动以带动耐高压软管沿拦污栅移动，进而喷出的水刀切割黏附于拦污栅上的杂物及悬浮在拦污栅处的漂浮物。根据需要，可通过驱动装置带动耐高压软管沿拦污栅反复移动，进而水刀反复对黏附于拦污栅上的杂物及悬浮在拦污栅处的漂浮物进行切割，直至将污物清理干净。通过上述清理操作，能够彻底清除拦污栅上的污物，减少人工成本，降低了人身事故的发生，提高了清污的安全性。该系统结构简单，清污工序及操作单一，避免机械清污方式复杂性，减小维护量，提高了设备可靠性。通过水刀实时切割或粉碎各种非金属物质如木头、稻草、塑料、海绵等杂物，使其随水流流过水轮机，从而消除拦污栅表面杂物，整个清污过程不会影响水轮机的正常运转。进而工作人员根据污物情况，不定时的开启清污装置对拦污栅实时清污，极大降低了水头损失与停机次数，大大减小了弃水量，增加了发电量。

在一种优选的实施方式中，本发明提供的拦污栅清污装置其移动支撑件的两端设置有滑轮，拦污栅两端的闸墩上由上至下设置有用于限制滑轮移动方向的多条滑道，多条滑道至拦污栅的距离依次增大。因此，根据拦污栅上污物体积大小情况，调整移动支撑件沿不同的滑道移动，也就是调整移动支撑件至拦污栅的距离，进而改变喷嘴至拦污栅的距离以更好的对污物进行清理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的拦污栅清污装置一种具体实施方式的结构示意图；

图2为四孔拦污栅系统的主视结构示意图；

图3为图2中单个进水口拦污栅的主视结构示意图；

图4为单个进水口拦污栅的侧视结构示意图；

图5为图4中拦污栅清污装置的局部放大结构示意图；

图6为图3的三维结构示意图；

图7为图1中喷嘴的结构示意图。

附图中标记如下：

拦污栅1，高压水泵2，耐高压软管3，喷嘴4，移动支撑件5，滑轮6，闸墩7，滑道8，软管卷筒9，起吊架10，水刀11，水轮机12，尾水门13，耐高压总管14。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种拦污栅清污装置，以彻底清理拦污栅，同时减少人工成本，降低人身事故的发生，提高清污安全性。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图7，图1为本发明提供的拦污栅清污装置一种具体实施方式的结构示意图；图2为四孔拦污栅系统的主视结构示意图；图3为图2中单个进水口拦污栅的主视结构示意图；图4为单个进水口拦污栅的侧视结构示意图；图5为图4中拦污栅清污装置的局部放大结构示意图；图6为图3的三维结构示意图；图7为图1中喷嘴4的结构示意图。

在一种具体实施方式中，本发明提供的拦污栅清污装置包括耐高压管、驱动装置和喷嘴4。

其中，耐高压管为水流的通道，其外接高压水源，进而为清污装置提供高压水。具体的，高压水源可以为通过高压水泵2将纯水进行加压而成高压水。高压水泵2的规格可参考对高压水压力的要求进行选择，如采用能够将纯水加压至300MPa(300兆帕)的高压水泵2等。此处的耐高压指当管内通入高压水时，耐高压管能够承受高压水的压力而不破裂。具体的耐压能力可以根据具体所需高压水的压力进行设置。

喷嘴4设置于耐高压管上，且与耐高压管连通，进而高压水源的水流流经耐高压管后由喷嘴4喷出，形成水刀11以对拦污栅1上的污物进行切割。此处的水刀11指能够进行切割的高压水流，也就是高压水由喷嘴4喷出后，其速度可以达到声速的数倍，进而喷出的高压水具有极强的切割能力，能够对黏附于拦污栅1上的杂物及悬浮在拦污栅1处的漂浮物进行有效切割，使被切碎后的污物在水流作用下通过拦污栅1流走，且被切碎后的污物不会影响水轮机12正常工作。具体的，喷嘴4可以沿耐高压管设置多个，多个喷嘴4可以按照预设间距均匀排列，如预设间距为拦污栅1的栅条间距等。进而耐高压管移动时同时带动多个喷嘴4移动对拦污栅1进行清洗，清洗效率高。当然，多个喷嘴4间的间隔可以根据实际需要进行设置，且在某些特殊情况下，也可以设置单独的喷嘴4以便于局部的清洗。

驱动装置用于带动耐高压管沿拦污栅1移动，进而带动耐高压管上的喷嘴4沿拦污栅1移动以对其进行清洗。一般的，驱动装置带动耐高压管在与拦污栅1平行且相距预设间隔的平面内移动，以使喷嘴4形成的水刀11能够作用于整个拦污栅1以对其清洗。具体的，耐高压管可以包括水平段，喷嘴4设置于水平段上，驱动装置带动耐高压管的水平段上下移动，清洗时，可以先控制水平段由拦污栅1顶端逐渐下降直至拦污栅1底端，再通过驱动装置带动耐高压管的水平段逐渐上移直至拦污栅1顶端，进行反复清洗。当然，根据需要，也可以设置耐高压管包括竖直段，竖直段在驱动装置的带动沿对拦污栅1左右移动以对其清洗。

具体的，耐高压管为耐高压软管3，还包括用于支撑耐高压软管3的移动支撑件5，移动支撑件5能够在驱动装置带动下沿拦污栅1移动。也就是耐高压管采用软管，进而便于耐高压管的移动。喷嘴4与耐高压软管3密封连接，具体的可以通过专用接头连接。由于采用软管的形式，通过设置移动支撑件5以支撑耐高压软管3，驱动装置带动移动支撑件5移动，进而带动移动支撑件5上的耐高压软管3移动。具体的，以移动支撑件5上下移动为例，相应的带动耐高压软管3上下移动，进而耐高压软管3在水下的长度相应的改变，由于采用软管，移动时仅需释放相应的长度即可。具体软管的总长一般使软管的长度能够满足其下降至拦污栅1底部即可。采用软管，整体结构简单，便于操作。

当然，耐高压管也可以考虑采用耐高压硬管，但耐高压管移动时，其与外接高压水源间的距离一般发生变化，因此耐高压硬管可以包括长度可以伸缩的伸缩管，进而通过伸缩管改变耐高压硬管的长度。如设置耐高压硬管包括连接有喷嘴4的直管段和与直管段连通的伸缩管段，具体伸缩管段可以与直管段相垂直，伸缩管段包括多节滑动密封连接的分管段。因此，当直管段水平设置时，通过伸缩管段的伸缩，直管段在上下方向移动以对拦污栅1进行清洗。但耐高压管采用硬质管件对结构要求较高，结构复杂，相应的设备维护成本较高。

为便于控制耐高压管的移动，一般的通过驱动装置带动耐高压管上下移动。移动支撑件5的两端可以设置滑轮6，拦污栅1两端的闸墩7上由上至下设置有用于限制滑轮6移动方向的滑道8。也就是耐高压管采用软管时，支撑软管的移动支撑件5可以水平设置，且为了使移动支撑件5的移动更为平稳，在移动支撑件5的两端设置滑轮6，相应的拦污栅1两端的闸墩7上设置滑道8，滑轮6能够沿滑道8移动。需要说明的是，此处的闸墩7指与拦污栅1两端连接的固定结构。滑道8由上至下设置，其顶端可以延伸至对应于拦污栅1的顶端位置，其底端可以延伸至对应于拦污栅1的底端位置。一般的滑道8沿竖直方向设置，也就是平行于拦污栅1设置。滑道8用于限制滑轮6的移动路径，具体可以为滑轨，也可以为滑槽等能够与滑轮6配合的结构。

应用本发明提供的拦污栅清污装置时，通过驱动装置带动耐高压管沿拦污栅1移动，喷嘴4喷出的水刀11切割黏附于拦污栅1上的杂物及悬浮在拦污栅1处的漂浮物。根据需要，可通过驱动装置带动耐高压管沿拦污栅1反复移动，进而水刀11反复对黏附于拦污栅1上的杂物及悬浮在拦污栅1处的漂浮物进行切割，直至将污物清理干净。通过上述清理操作，能够彻底清除拦污栅1上的污物，减少人工成本，降低了人身事故的发生，提高了清污的安全性。该系统结构简单，清污工序及操作单一，避免机械清污方式复杂性，减小维护量，提高了设备可靠性。通过水刀11实时切割或粉碎各种非金属物质如木头、稻草、塑料、海绵等杂物，使其随水流流过水轮机12，从而消除拦污栅1表面杂物，整个清污过程不会影响水轮机12的正常运转。进而工作人员根据污物情况，不定时的开启清污装置对拦污栅1实时清污，极大降低了水头损失与停机次数，大大减小了弃水量，增加了发电量。

进一步地，移动支撑件5可以为支撑管，耐高压软管3套设于支撑管内，支撑管上设置有用于喷嘴4穿出的通孔。当然，支撑管用于支撑耐高压软管3，故支撑管一般为硬质的管件，即移动支撑件5为硬质管件，将耐高压软管3的一端套设于支撑管内随硬管同时移动。支撑管上对应于喷嘴4的位置设置有通孔，进而喷嘴4能够由通孔穿出以对拦污栅1进行清洗。当然，移动支撑件5的结构也并不局限于管件，也可以采用如支撑板、支撑架等结构，且支撑板或支撑架与耐高压软管3间可以可拆卸的固定连接，如设置锁扣等以限制耐高压软管3在径向上相对支撑板或支撑架的移动。但采用管件结构简单，且便于与耐高压软管3的装配。

具体的，为了避免耐高压软管3散乱给清洁工作带来影响，还可以设置用于收放耐高压软管3的软管卷筒9，进而通过软管卷筒9调整耐高压软管3的释放长度，以满足与之连通的喷嘴4的下放高度。一般的，软管卷筒9设置于拦污栅1顶端的一侧，以对耐高压软管3进行收放。

进一步地，可以在闸墩7上开设凹槽，将滑道8设置于凹槽内。根据需要，也可以直接将滑道8安装于闸墩7上。但通过设置凹槽，能够对滑道8起到一定的保护作用，提高整体的结构可靠性。具体凹槽的宽度需根据滑道8的结构进行设置，此处不做具体限定。滑道8具体可以采用钢质滑轨，当然根据需要也可以采用其他耐腐蚀的材质。

更进一步地，闸墩7上可以开设多条滑道8，多条滑道8至拦污栅1的距离依次增大。进而能够根据拦污栅1上污物的大小，调整移动支撑件5沿不同的滑道8移动，也就是调整移动支撑件5至拦污栅1的距离，进而改变喷嘴4至拦污栅1的距离以更好的对污物进行清理。具体各条滑道8至拦污栅1的距离可以根据拦污栅1常见污物的大小进行设置，如将间距设置为40mm、80mm等。一般的，设置有三条及三条以上滑道8时，设置每相邻的两条滑道8间的距离相等。也就是多条滑道8至拦污栅1的距离是均匀变化的，因而便于滑道8及移动支撑件5的布局。

具体的，滑道8可以平行于拦污栅1设置，移动支撑件5沿滑道8移动，进而喷嘴4均匀的对拦污栅1进行清洗。根据需要，也可以将滑道8倾斜设置，如根据拦污栅1上污物大小的分布情况，如较大污物多分布于拦污栅1底部，较小污物多分布于拦污栅1顶部时，可以将滑道8倾斜设置，如使滑道8顶部与拦污栅1的距离大于滑道8底部与拦污栅1的距离等，以使喷嘴4能够以不同大小的冲击力作用于不同大小的污物，提高污物切割效率。

为了便于带动移动支撑件5移动，驱动装置可以包括一端与移动支撑件5连接的起吊绳，起吊绳的另一端与设置于拦污栅1顶端的起吊设备连接。也就是在顶端设置起吊设备，并通过起吊设备控制起吊绳的长度以调整移动支撑件5的高度。一般的起吊绳分别设置于移动支撑件5的两端，且起吊绳与最端部的喷嘴4对齐，以平稳的吊起移动支撑件5。具体的起吊绳一般包括至少两根。当然，也可以仅在移动支撑件5的中部设置一根起吊绳，但平稳性相对较差。起吊绳一般采用钢绳，根据需要也可以采用其他耐腐蚀且强度符合要求的材质。起吊设备具体可采用能够将起吊绳释放和收紧的常用设备。为了便于平稳的释放或吊起移动支撑件5，可以设置起吊架10，起吊架10设置于闸墩7的顶端，起吊绳可以布置于起吊架10上。

清污时，耐高压软管3接通外接高压水源，如高压水泵2开启，当喷嘴4有流体射出时释放移动支撑件5，当如上所述设置有多条滑道8时，根据拦污栅1上污物体积大小情况，将移动支撑件5的滑轮6安装于合适的滑道8中，而后再接通外接高压水源。释放移动支撑件5后，通过起吊设备控制移动支撑件5的速度使其缓慢下降，同时耐高压软管3也随之同步下降，在设置有软管卷筒9的情况下，软管卷筒9也缓慢释放软管，使耐高压软管3与移动支撑件5同步下移。喷嘴4在下移过程中切割粘附于拦污栅1上的杂物及悬浮在拦污栅1处的漂浮物。当移动支撑件5下降至水底时，起吊设备提升移动支撑件5以使其缓慢上移，耐高压软管3也随之同步上移，喷嘴4在上移过程中继续切割粘附于拦污栅1上的杂物及悬浮在拦污栅1处的漂浮物，直至移动支撑件5上升至拦污栅1顶部时停止起吊，当设置有滑轮6和滑轨时，则直至移动支撑件5上升至滑道8顶部时停止起吊。重复以上操作直至污物被清理干净。

为了延长拦污栅清污装置的使用寿命，可以将起吊绳与移动支撑件5可拆卸的固定连接。进而在清污完成后，将移动支撑件5取下移至室内保养，同时耐高压软管3也可以相应的收进室内进行保养。

在上述各实施例的基础上，喷嘴4可以包括圆筒状的尾部和圆锥状的头部，尾部的底端与耐高压管连通，头部的顶端开设有孔径不大于0.2mm的通孔。尾部与头部相连接，尾部的直径与圆锥底面的直径相同。也就是喷嘴4的尾部较为宽大，由尾部至头部渐缩，在顶端开设有孔径小于或等于0.2mm的通孔，进而耐高压管中的流体流入喷嘴4后，喷嘴4的尾部空间较大，头部的空间较小，压力进一步增大，而后经通孔射出。喷嘴4设置为上述结构能够有效保证水刀11的形成，以对污物进行切割。

以上主要以单个进水口处设置的拦污栅清污装置进行了介绍，当有多个进水口时，则每个进水口均可相应的设置上述拦污栅清污装置。多个拦污栅清污装置可以同时进行清洗，也可以分别单独控制进行清洗。多个进水口处的耐高压管可以与同一耐高压总管14连接，并通过耐高压总管外接高压水源，也可以将多个进水口处的耐高压管分别通过高压水泵与同一耐高压总管14连接，通过高压水泵2提供高压水。应用本发明提供的拦污栅清污装置，用高效射流切割技术替代原有的人工清污和机械清污的方法，更加有效的清楚栅条上的杂物，提高水电站清污效率。且清污过程无需水轮机组停机，能够实时清污，进而提高发电效率。同时，拦污栅清污装置的可移动部分能够移至室内进行保养，避免了长期在水下工作易发生锈蚀等问题。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。且对于移动支撑件5为硬管的限定、移动支撑管两端设置滑轮6及闸墩7上设置滑道8的增加、驱动装置包括起吊绳与起吊设备的限定等，均可单独限定或增加其中的一项或多项，由此组成的新的技术方案也应在本申请的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种拦污栅清污装置，其特征在于，包括外接高压水源的耐高压软管(3)和用于支撑所述耐高压软管(3)的移动支撑件(5)，所述移动支撑件(5)能够在驱动装置带动下沿拦污栅(1)移动，所述移动支撑件(5)的两端设置有滑轮(6)，所述拦污栅(1)两端的闸墩(7)上由上至下设置有用于限制所述滑轮移动方向的滑道(8)，所述耐高压软管(3)上设置有与所述耐高压软管(3)连通的喷嘴(4)，所述喷嘴(4)用于形成水刀以对所述拦污栅(1)上的污物进行切割，所述喷嘴(4)包括圆筒状的尾部和圆锥状的头部，所述尾部与所述耐高压软管(3)连接，所述头部的顶端开设有孔径不大于0.2mm的通孔。

2.根据权利要求1所述的拦污栅清污装置，其特征在于，所述移动支撑件(5)为支撑管，所述耐高压软管(3)套设于所述支撑管内，所述支撑管上设置有用于所述喷嘴(4)穿出的通孔。

3.根据权利要求2所述的拦污栅清污装置，其特征在于，还包括用于收放所述耐高压软管(3)的软管卷筒(9)。

4.根据权利要求1所述的拦污栅清污装置，其特征在于，所述闸墩(7)上开设有多条所述滑道(8)，多条所述滑道(8)至所述拦污栅(1)的距离依次增大。

5.根据权利要求4所述的拦污栅清污装置，其特征在于，所述滑道(8)与所述拦污栅(1)平行设置。

6.根据权利要求4所述的拦污栅清污装置，其特征在于，每相邻的两条所述滑道(8)间的距离相等。

7.根据权利要求1所述的拦污栅清污装置，其特征在于，所述驱动装置包括起吊绳和设置于所述拦污栅(1)顶端的起吊设备，所述起吊绳的一端与所述移动支撑件(5)连接，所述起吊绳的另一端与所述起吊设备连接。

8.根据权利要求7所述的拦污栅清污装置，其特征在于，所述起吊绳与所述移动支撑件(5)可拆卸的固定连接。

9.根据权利要求7所述的拦污栅清污装置，其特征在于，所述起吊绳分别设置于所述移动支撑件(5)的两端，且与位于端部的所述喷嘴(4)对齐。