CN107299671B - 城市雨洪调蓄用泵闸及闸站 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种城市雨洪调蓄用泵闸，包括悬吊式潜水泵机组和闸板，所述井筒竖直设置，潜水泵伸出井筒的下端面；井筒盖的上端部固定设有起吊构件；闸板包括两个闸板单体，两个闸板单体沿井筒外壁竖直固定安装在井筒的两侧；两个闸板单体外端部的两侧对称设有密封组件；两个泵闸单体外端部的一侧或两侧设有限位导向块；两个泵闸单体的外端面上下对称安装有两组滑轮组；在两个闸板单体和井筒的下端面上均安装有密封构件。还提供一种城市雨洪调蓄用闸站，本发明具有结构设计合理，安装方便、检修灵活不受外部影响，节省了大量的土建投资，减少了劳动强度，降低了安全隐患，让大型以及超大型泵闸安装使用成为可能，从而扩大了泵闸流量设计范围，提高了装置运行效率。

Description

城市雨洪调蓄用泵闸及闸站

技术领域

本发明属于水利调蓄技术领域，特别是涉及一种城市雨洪调蓄用泵闸及闸站。

背景技术

目前应用在河道上的泵闸大多采用闸门与潜水贯流泵组合，潜水贯流泵平卧固定安装在闸板结构内，也有用潜水泵立式安装在闸板一侧的钢制井筒内，钢制井筒一侧与闸板固定连接。以上两种方式存在如下缺陷：

一、在水泵遇机械故障需要排除时，启闭机无法单独对水泵进行升降；必须将泵闸同步提升，才能实现设备检修维护，不节能，在维修时时需要对河道进行拦截(或前后增设检修闸)否则无法实现检修作业。

二、潜水贯流泵平卧式安装结构在实际运行时由于水流的冲击、机身运行所产生的振动将由闸板传递，这样无形当中增加闸板的负载，导致闸板的使用寿命下降；同样潜水贯流泵平卧式安装结构或采用耦合式安装结构均对闸板产生偏载，也导致闸板的使用寿命下降；潜水贯流泵平卧式安装结构只有行车才能单独对水泵进行升降，采用其它起吊机构只有将泵闸同步提升，才能完成检修作业，起吊设备的选用受限不利于设备检修维护；

三、依据单台水泵装机容量，常规泵闸不能装配大型水泵机组，因此造成泵闸选型范围窄，发生雨洪须强排时流量受限；对生产生活造成影响；

四、常规泵闸大多是将启闭机或卷扬机固定安装在高架的承重梁上，传力给泵闸，进行垂直升降；承重梁为固定式混凝土结构或钢结构，布置在泵闸的正上方，实际应用中也有采用液压启闭机固定安装在泵闸两侧门框的滑槽内，利用活塞杆的直线运动实现泵闸整体的升降，以上方式或不能实现独立升降或不能实现水平移出，给泵闸整体、分体检修维护造成影响；

五、无论贯流泵平卧固定在闸板结构内还是潜水泵立式安装在闸门一侧，泵闸整体均系工作在同一个底部平面，考虑到水泵自身运行有最低水位要求，常规的做法只有整体大幅降低泵闸底部土建的基础标高，同时增加泵闸自身高度、加大土方开挖量才能够保证水泵运行安全，以期达到强排流量的指标要求；

六、在景观河道内，为了不影响观瞻，常规泵闸启闭机房的建筑物外檐常常需要追加大量装修投入，以实现与周边景观的协调统一；而对非景观河道上的泵闸而言，外露的启闭机、金属丝杆经常被偷盗更是影响到了设备正常运行；

综上常规的泵闸具有效率低、投资大，不节能、不环保、存在安全隐患等缺陷。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种结构设计合理，安装方便、检修灵活不受外部影响，节省了大量的土建投资，减少了劳动强度，降低了安全隐患的一种城市雨洪调蓄用泵闸及闸站。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种城市雨洪调蓄用泵闸，包括悬吊式潜水泵机组和闸板，所述悬吊式潜水泵机组包括井筒和设置在井筒内的潜水泵，所述井筒上设有与井筒内部连通的出水管，所述出水管的管口位置安装拍门；所述井筒的上端部密封安装有井筒盖，所述井筒盖上安装有排气阀，所述井筒盖的下方井筒上设有线缆穿装导引管；所述闸板垂直河道方向设置，所述井筒竖直设置，在井筒的底部设有座环，所述潜水泵沿井筒内壁方向安装在座环上，所述潜水泵的外壁与井筒底部座环之间设有密封圈；所述潜水泵伸出井筒的下端面；所述井筒盖的上端部固定设有起吊构件；所述闸板包括两个闸板单体，两个闸板单体沿井筒外壁竖直固定安装在井筒的两侧，两个闸板单体依井筒的中轴线呈镜像对称设置，并且两个闸板的中心线通过井筒的中心；两个闸板单体外端部的两侧对称设有密封组件；两个泵闸单体外端部的一侧或两侧设有限位导向块；两个泵闸单体的外端面上下对称安装有两组滑轮组；两个闸板单体的下端面与井筒的下端面位于同一水平面上，在两个闸板单体和井筒的下端面上均安装有密封构件。

本发明还可以采用如下技术措施：

所述闸板单体的上端面低于井筒的上端面。

两个闸板单体上端面中间位置均设有辅助起吊构件。

所述泵闸单体与井筒的外壁采用焊接结构。

所述泵闸单体与井筒的外壁采用可拆式连接，即在井筒的外壁竖直方向焊接有连接座，所述闸板单体通过紧固螺栓固定安装在连接座上，所述阀板单体和连接座之间设有密封垫。

本发明还提供一种城市雨洪调蓄用闸站，包括沿河道宽幅方向至少设置的一道水渠，所述水渠之间形成闸口，所述闸口内安装泵闸，在安装泵闸位置水渠墙体内预埋有竖直向上的导向槽，所述泵闸采用上述结构的泵闸；所述泵闸的两个泵闸单体的外端部与预埋在水渠墙体内的导向槽配装；两个闸板单体外端部的两侧的密封组件位于预埋在水渠墙体上的导向槽内，并且与导向槽的侧壁接触；两个泵闸单体外端部的限位导向块位于预埋在水渠墙体上导向槽内；所述泵闸将河道划分为内河水系和外河水系，其中内河水系连通城市雨水管网，所述外河水系为上游水系；所述泵闸出水口位于外河水系；在闸口的底部设有闸站基础，所述泵闸的两个闸板单体和井筒的下端面的密封构件与闸站基础接触；在朝内河方向设有敞口的泵室；还包括用于提升泵闸的起吊设备。

所述起吊设备采用移动式起吊设备，在水渠的上表面设有用于移动式起吊设备行走的承载路面。

所述起吊设备采用桁架式起吊机构，包括安装在闸口上方的横跨河道的承重梁，所述承重梁的下端面固定安装有起重梁，所述起重梁的中心线与闸板的中心线位于同一平面上，所述起重梁上配装数个电动葫芦；所述电动葫芦的个数不少于泵闸的数量。

在泵室的入口方向设有淤积槽。

在泵室入口方向淤积槽的前方设有格栅清污机。

本发明具有的优点和积极效果是：由于本发明采用上述技术方案具有以下优点：

1)、水泵采用成熟的井筒悬吊式潜水轴(混)流泵机组，保证闸站的安全运行，无须重新设计水泵安装结构，大大降低了设计成本、降低了风险；2)、闸板采用钢制结构，具有较高抗冲击能力，内河水系和外河水系之间产生高度差时所产生的压力；3)、水泵垂直安装在钢制井筒内，便于提升检修；4)、钢制井筒垂直嵌装在闸板中，俯视钢制井筒与闸板两者的中心轴线保持重叠，钢制井筒外壁与闸板牢固连接；保证泵站整体吊装的顺利进行；5)、井筒顶端盖板一般高于泵闸，盖板与井筒法兰连接，这样便于后期的检修作业；6)、电动葫芦起重机替代常规的电动启闭机、卷扬机、行车和液压启闭机，安装在泵闸上方高架的起重梁上(混凝土结构或钢制结构)，以此实现对泵闸整体或分体进行垂直提升、水平移出，大大方便了泵闸的安装，检修；减少了劳动强度，降低了安全隐患；7)、工作完毕电动葫芦起重机将吊具提升到一定高度，不易被盗损；泵闸除顶端部位外露，其余全部潜没在水下也不易被盗损；8)、泵闸出水口可以设置在井筒盖板下端至水泵出水口上端任意位置，这样除了满足强排的需求，更可以为河道底部冲淤发挥作用；9)、在实际检修时，水泵机组从井筒内整体起升；泵闸待整体出滑槽后，沿电动葫芦起重机的轨道平移至指定位置进行检修，传统的泵闸无法实现单独吊装检修，在单独吊装检修时，不提升闸板，进而不会影响内河水系和外河水系，同时也不需要设置检修闸或其它的拦截措施及排干作业，大大降低维修成本、提高维修效率；10)、实际生产运行过程中，河道中经常是并排设置多组泵闸，为实现泵闸两侧河道水位的自然调度及水体自然循环，对多组泵闸同时起升也是必要的；可以让预先安装在同一起重梁上的多个电动葫芦起重机同时投入工作，实现泵闸的全部开启；多个电动葫芦起重机，安装在同一起重梁上，可以通过一根无接缝滑线同时受电；且互不干扰；在实际操作过程中，泵闸整体处于常闭状态，当城市遇到强降雨或者洪水时，内河水位高于外河水位时，可以根据需要选择性整体开启一道或几道泵闸，让河道水位进行自然调度；当城市遇到强降雨或者洪水时，内河水位低于外河水位时，可以根据需要选择性的一台或多台启动潜水泵机组实现强排，以上工况均发挥了泵闸在城市发生雨洪时的调蓄作用；11)、在基建方面，本发明泵闸与常规泵闸土建方面所不同的地方在于底部结构，常规泵闸通常为泵、闸在同一底部基础，本发明闸站因为独立构建了泵室，让泵闸基础与泵室基础分为了上下两层，泵室的各项土建数据完全遵照水泵的要求，同时构建泵室对底部基础进行的局部深挖，一举提高了潜水轴(混)流泵电机的潜没深度，水泵运行更安全，同时也最大限度的增加了泵闸的有效排水量；以满足水泵最理想的工作状态，降低水泵维修的频率、延长水泵使用寿命。

综上所述，本发明具有结构设计合理，安装方便、检修灵活不受外部影响，节省了大量的土建投资，减少了劳动强度，降低了安全隐患，在安装、运行均无偏载，延长了装置的使用寿命，让大型以及超大型泵闸安装使用成为可能，从而扩大了泵闸流量设计范围，提高了装置运行效率。

附图说明

图1是本发明泵闸的结构示意图；

图2是图1中A-A剖视图；

图3是本发明泵闸实施例2结构示意图；

图4是本发明闸站结构示意图；

图5是图3中B-B剖视图；

图6是图3中C-C剖视图；

图7是移动式起吊设备承载路面铺设结构示意图。

图中：1、悬吊式潜水泵机组；1-1、井筒；1-10、出水；1-11、拍门；1-12、井筒盖；1-13、排气阀；1-14、线缆穿装导引管；1-15、座环；1-16、起吊构；1-17、连接座；1-18、密封垫；1-2、潜水泵；1-3、密封构件；2、闸板；2-1、闸板单体；2-2、密封组件；2-3、限位导向块；2-4、滑轮组；2-5、密封构件；2-6、辅助起吊构件；3、水渠；3-1、导向槽；3-2、闸站基础；30、闸口；40、内河水系；50、外河水系；60、承重梁；6-1、起重梁；6-2、电动葫芦；70、承载路面；80、泵室；90、淤积槽；100、格栅清污机。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1至图2，一种城市雨洪调蓄用泵闸，包括悬吊式潜水泵机组1和闸板2，所述悬吊式潜水泵机组包括井筒1-1和设置在井筒内的潜水泵1-2，潜水泵安装在钢制井筒内，水泵沿钢制井筒内壁的滑槽起降利用该滑槽实现自动就位，靠自重实现密封；所述井筒上设有与井筒内部连通的出水1-10，所述出水管的管口位置安装拍门1-11；所述井筒的上端部密封安装有井筒盖1-12，所述井筒盖上安装有排气阀1-13，所述井筒盖的下方井筒上设有线缆穿装导引管1-14；所述闸板2垂直河道方向设置，所述井筒竖直设置，在井筒的底部设有座环1-15，所述潜水泵沿井筒内壁方向安装在座环上，所述潜水泵1-2的外壁与井筒底部座环之间设有密封圈，靠自重实现密封；所述潜水泵伸出井筒的下端面；所述井筒盖的上端部固定设有起吊构件1-16；所述闸板2包括两个闸板单体2-1，两个闸板单体沿井筒外壁竖直固定安装在井筒的两侧，上述泵闸单体与井筒的外壁采用焊接结构；两个闸板单体依井筒的中轴线呈镜像对称设置，并且两个闸板的中心线通过井筒的中心；两个闸板单体外端部的两侧对称设有密封组件2-2，实现闸口位置的密封；两个泵闸单体外端部的一侧或两侧设有限位导向块2-3，保证闸板提升的平稳性，同时也有效防止密封组件因外力过渡挤压而造成弹性疲劳，丧失密封性的问题；两个泵闸单体的外端面上下对称安装有两组滑轮组2-4，保证闸板上下运行；两个闸板单体的下端面与井筒的下端面位于同一水平面上，在两个闸板单体和井筒的下端面上均安装有密封构件2-5、1-3；为了便于后期维修作业，所述闸板单体2-1的上端面低于井筒的上端面；为了便于后期维修作业，分配井筒盖在提升时的受力，在两个闸板单体上端面中间位置均设有辅助起吊构件2-6。

实施例2，请参阅图3，所述泵闸单体与井筒的外壁采用可拆式连接，即在井筒的外壁竖直方向焊接有连接座1-17，所述闸板单体通过紧固螺栓固定安装在连接座上，所述阀板单体和连接座之间设有密封垫1-18。

请参阅图4至6，本发明还提供一种城市雨洪调蓄用闸站，包括沿河道宽幅方向至少设置的一道水渠3，所述水渠之间形成闸口30，所述闸口内安装泵闸，在安装泵闸位置水渠墙体内预埋有竖直向上的导向槽3-1，所述泵闸采用上述结构的泵闸；所述泵闸的两个泵闸单体2-1的外端部与预埋在水渠墙体内的导向槽3-1配装；两个闸板单体外端部的两侧的密封组件2-2位于预埋在水渠墙体上的导向槽内，并且与导向槽的侧壁接触；两个泵闸单体外端部的限位导向块2-3位于预埋在水渠墙体上导向槽内；所述泵闸将河道划分为内河水系40和外河水系50，其中内河水系连通城市雨水管网，所述外河水系为上游水系；所述泵闸出水口位于外河水系；在闸口的底部设有闸站基础3-2，所述泵闸的两个闸板单体和井筒的下端面的密封构件2-5、1-3与闸站基础接触；在朝内河方向设有敞口的泵室80；还包括用于提升泵闸的起吊设备。为了减少淤积对潜水泵的影响，在泵室的入口方向设有淤积槽90；在泵室入口方向淤积槽的前方设有格栅清污机100。

所述起吊设备采用桁架式起吊机构，包括安装在闸口上方的横跨河道的承重梁60，所述承重梁的下端面固定安装有起重梁6-1，所述起重梁的中心线与闸板的中心线位于同一平面上，所述起重梁上配装数个电动葫芦6-2；电动葫芦6-2的起升高度不小于泵闸的有效高度；所述电动葫芦的个数不少于泵闸的数量。其目的保证整个运行过程中的安全性；例如电动葫芦的数量和泵闸的数量相同，这样可以满足单个泵闸提升，同时也可实现同时开闸的作用；也可以电动葫芦的数量和泵闸的数量多一个，这样富裕的一个就相当于备用，当其中一个损坏后，将备用启动即可实现全部开闸作业；此外还可以配置双陪电动葫芦，一般应用在大型泵闸，这样两台电动葫芦同时起吊一个大型泵闸，这样可以分担电动葫芦的负载，保证泵闸的安全提升，同时也延长电动葫芦的使用寿命。

请参阅图7，所述起吊设备采用移动式起吊设备，在水渠的上表面设有用于移动式起吊设备行走的承载路面70，在实际建设时再承载路面的两侧需要建设防护措施，以保证安全，这样可以在承载路面上移动式起吊设备进行对泵闸进行起吊作业或者对潜水泵进行检修。

采用上述技术方案具有以下优点，并结合结构进行描述：

1)、水泵采用成熟的井筒悬吊式潜水轴(混)流泵机组，保证闸站的安全运行，无须重新设计水泵安装结构，大大降低了设计成本。

2)、闸板采用钢制结构，具有较高抗冲击能力，内河水系和外河水系之间产生高度差时所产生的压力。

3)、水泵垂直安装在钢制井筒内，便于提升检修。

4)、钢制井筒垂直嵌装在闸板中，俯视钢制井筒与闸板两者的中心轴线必须重叠，钢制井筒外壁与闸板牢固连接；保证在起吊的顺利提升。

5)、井筒顶端盖板一般高于泵闸，盖板与井筒法兰连接，这样便于后期的检修作业。

6)、电动葫芦起重机替代常规的电动启闭机、卷扬机、和液压启闭机，安装在泵闸上方高架的起重梁上(混凝土结构或钢制结构)，以此实现对泵闸整体或分体进行垂直提升、水平移出，大大方便了泵闸的安装，检修；减少了劳动强度，降低了安全隐患。

7)、工作完毕电动葫芦起重机将吊具提升到一定高度，不易被盗损；泵闸除顶端部位外露，其余全部潜没在水下也不易被盗损。

8)、泵闸出水口可以在井筒盖板下端至水泵出水口上端任意的位置，这样除了满足强排的需求，更可以为冲刷河道底部淤积发挥作用。

9)、在实际检修时，泵闸从井筒内整体起升；泵闸待整体出滑槽后，沿电动葫芦起重机的轨道平移至指定位置进行检修，传统的泵闸无法实现单独吊装检修，在单独吊装检修时，不提升闸板，进而不会影响内河水系和外河水系，同时也不需要其它的拦截或者排干作业，大大降低维修成本、提高维修效率。

10)、实际生产运行过程中，河道中经常是并排设置多组泵闸，为实现泵闸两侧河道水位的自然调度及水体自然循环，对多组泵闸同时起升也是必要的；当需要提高内河水系的景观水位时，可以让预先安装在同一起重梁上的多个电动葫芦起重机同时投入工作，实现全部开闸作业，利用水体自然循环补充内河水系；多个电动葫芦起重机，在同一起重梁上，可以通过一根无接缝滑线同时受电；且互不干扰；在实际操作时也可以根据需要单独开启一道或几道闸口；当遇到强降雨或者洪水时，内河水系高于外河水系的水位，此时为了增加内河水系的容量需要将内河水系水强拍至外河水系，此时泵闸处于闭合状态，同时启动潜水泵机组，利用潜水泵机组实现强排，进而达到调蓄的作用。

11)、在基建方面，本发明泵闸与常规泵闸土建方面所不同的地方在于底部结构，常规泵闸通常为泵、闸在同一底部基础，新型泵闸因为独立构建了泵室，让泵闸基础与泵室基础分为了上下两层，泵室的各项土建数据完全遵照水泵的要求，同时构建泵室对底部基础进行局部深挖，一举提高了潜水轴(混)流泵电机的潜没深度，水泵运行更安全，同时也最大限度的增加了泵闸的有效排水量；以满足水泵最理想的工作状态，降低水泵维修的频率、延长水泵使用寿命。

综上所述，本发明具有结构设计合理，安装方便、检修灵活不受外部影响，节省了大量的土建投资，减少了劳动强度，降低了安全隐患，延长了装置的使用寿命，让大型以及超大型泵闸安装使用成为可能，从而扩大了泵闸流量设计范围，提高了装置运行效率。

以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种城市雨洪调蓄用闸站，其特征在于：包括沿河道宽幅方向至少设置的一道水渠，所述水渠之间形成闸口，所述闸口内安装泵闸，在安装泵闸位置水渠墙体内预埋有竖直向上的导向槽，

所述泵闸包括悬吊式潜水泵机组和闸板，所述悬吊式潜水泵机组包括井筒和设置在井筒内的潜水泵，所述井筒上设有与井筒内部连通的出水管，所述出水管的管口位置安装拍门；所述井筒的上端部密封安装有井筒盖，所述井筒盖上安装有排气阀，所述井筒盖的下方井筒上设有线缆穿装导引管；所述闸板垂直河道方向设置，其特征在于：所述井筒竖直设置，在井筒的底部设有座环，所述潜水泵沿井筒内壁方向安装在座环上，所述潜水泵的外壁与井筒底部座环之间设有密封圈；所述潜水泵伸出井筒的下端面；所述井筒盖的上端部固定设有起吊构件；所述闸板包括两个闸板单体，两个闸板单体沿井筒外壁竖直固定安装在井筒的两侧，两个闸板单体依井筒的中轴线呈镜像对称设置，并且两个闸板的中心线通过井筒的中心；两个闸板单体外端部的两侧对称设有密封组件；两个泵闸单体外端部的一侧或两侧设有限位导向块；两个泵闸单体的外端面上下对称安装有两组滑轮组；两个闸板单体的下端面与井筒的下端面位于同一水平面上，在两个闸板单体和井筒的下端面上均安装有密封构件；

所述泵闸的两个闸板单体的外端部与预埋在水渠墙体内的导向槽配装；两个闸板单体外端部的两侧的密封组件位于预埋在水渠墙体上的导向槽内，并且与导向槽的侧壁接触；两个泵闸单体外端部的限位导向块位于预埋在水渠墙体上导向槽内；所述泵闸将河道划分为内河水系和外河水系，其中内河水系连通城市雨水管网，所述外河水系为上游水系；所述泵闸出水口位于外河水系；在闸口的底部设有闸站基础，所述泵闸的两个闸板单体和井筒的下端面的密封构件与闸站基础接触；在朝内河方向设有敞口的泵室；还包括用于提升泵闸的起吊设备；所述起吊设备采用桁架式起吊机构，包括安装在闸口上方的横跨河道的承重梁，所述承重梁的下端面固定安装有起重梁，所述起重梁的中心线与闸板的中心线位于同一平面上，所述起重梁上配装数个电动葫芦；所述电动葫芦的个数不少于泵闸的数量。

2.根据权利要求1所述的城市雨洪调蓄用闸站，其特征在于：所述闸板单体的上端面低于井筒的上端面。

3.根据权利要求1所述的城市雨洪调蓄用闸站，其特征在于：两个闸板单体上端面中间位置均设有辅助起吊构件。

4.根据权利要求1所述的城市雨洪调蓄用闸站，其特征在于：所述泵闸单体与井筒的外壁采用焊接结构。

5.根据权利要求1所述的城市雨洪调蓄用闸站，其特征在于：所述泵闸单体与井筒的外壁采用可拆式连接，即在井筒的外壁竖直方向焊接有连接座，所述闸板单体通过紧固螺栓固定安装在连接座上，所述阀板单体和连接座之间设有密封垫。

6.根据权利要求1所述的城市雨洪调蓄用闸站，其特征在于：所述起吊设备采用移动式起吊设备，在水渠的上表面设有用于移动式起吊设备行走的承载路面。

7.根据权利要求1所述的城市雨洪调蓄用闸站，其特征在于：在泵室的入口方向设有淤积槽。

8.根据权利要求1所述的城市雨洪调蓄用闸站，其特征在于：在泵室入口方向淤积槽的后方设有格栅清污机。

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