CN107780381A - 用于水利设施的泥沙导除结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于水利设施的泥沙导除结构；属于水利设施技术领域；其技术要点包括安装于水利设施进水口的混凝土泥沙导除主体，所述混凝土泥沙导除主体的上表面沿水流方向依序设有第一缓冲沉泥沙单元和第二缓冲沉泥沙单元，在第一缓冲沉泥沙单元的背水面设有导泥沙机构，在第二缓冲沉泥沙单元的迎水面上沿宽度方向设有泥沙收集导除单元；本发明旨在提供一种结构紧凑、排沙效果好的用于水利设施的泥沙导除结构；用于水利设施的泥沙导除。
Description
技术领域
本发明涉及一种水利设施的辅助结构，更具体地说，尤其涉及一种用于水利设施的泥沙导除结构。
背景技术
泥沙淤积是水利设施普遍存在的问题，由于泥沙淤积，使得水库的有效库容逐年减少，电站的调节性能降低，影响大坝上游工程的使用和安全，同时对沿河两岸工农业生产造成很大隐患。国内有大量的电站因为冲排沙问题没解决，水库淤积影响电站运行，甚至会影响电站安全和设计使用寿命。因此，泥沙问题是每个电站设计要考虑的关键性问题。在国内，常见的冲沙防淤措施有设置冲沙泄洪孔、拦砂坝、导沙堤、水库上游的拦排沙设施，以及水土保持等措施，但这些措施没有有效的解决电站泥沙问题，而且有些措施工程量大、造价高、冲排沙效果不好。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的上述缺点，提供一种结构紧凑、排沙效果好的用于水利设施的泥沙导除结构。
为了解决上述问题，本发明采用如下方案：
上述的一种用于水利设施的泥沙导除结构中，包括安装于水利设施进水口的混凝土泥沙导除主体，所述混凝土泥沙导除主体的上表面沿水流方向依序设有第一缓冲沉泥沙单元和第二缓冲沉泥沙单元，在第一缓冲沉泥沙单元的背水面设有导泥沙机构，在第二缓冲沉泥沙单元的迎水面上沿宽度方向设有泥沙收集导除单元。
上述的一种用于水利设施的泥沙导除结构中，所述第一缓冲沉泥消单元由第一导流平面、第一导流上坡面和第一导流下坡面组成，所述导泥沙机构设置在第一导流下坡面上；所述第二缓冲沉泥沙单元由第二导流平面、第二导流上坡面和第二导流下坡面组成，所述泥沙收集导除单元设置在第二导流上坡面上；所述第一导流上坡面的上端比第二导流上坡面的上端高0.8-1m。
上述的一种用于水利设施的泥沙导除结构中，所述导泥沙机构由支架及间隔且平行设置在支架上的若干导泥沙网板构成；各层导泥沙网板的上端均位于第一导流上坡面上端的上侧且各层导泥沙网板的上端呈阶梯式排列。
上述的一种用于水利设施的泥沙导除结构中，所述泥沙收集导除单元包括设置在第二导流上坡面上的安装平台、设置在安装平台上的沉泥沙室和设置在沉泥沙室底部的排泥沙道；在沉泥沙室底部设有排泥沙孔，在排泥沙道内设有与排泥沙孔相对应的密封机构，密封机构连接有升降驱动机构；当升降驱动机构带动密封机构下移时，收集的泥沙从排泥沙孔进入排泥沙道排出。
上述的一种用于水利设施的泥沙导除结构中，所述沉泥沙室的下部空间大于上部空间；所述沉泥沙室内沿长度方向设有若干隔板，隔板将沉泥沙室分隔成若干独立的腔室，在各腔室底部均成形有漏斗形的导沙部，各腔室均对应有独立的泥沙入口和排泥沙孔。
上述的一种用于水利设施的泥沙导除结构中，其特征在于，所述排泥沙孔沿轴向的深度为4-6cm；所述密封机构由支撑架和设置在支撑架上且与排泥沙孔相对应的密封胶塞组成；所述密封胶塞的高度为5-7cm。
上述的一种用于水利设施的泥沙导除结构中，位于沉泥沙室中部的支撑架底部设有压紧传力弹簧，在压紧传力弹簧对应的排泥沙道底面设有安装槽，在安装槽内由下至上依序设有传力传感器、密封胶垫和密封传力板，压紧传力弹簧夹紧在支撑架与密封传力板之间；所述压力传感器与外部控制单元电路连接。
上述的一种用于水利设施的泥沙导除结构中，所述升降驱动机构由设置在排泥沙道底部的安装室、设置在安装室开口部的承重板、设置在安装室内的若干安装座、夹设在安装座与承重板之间的升降油缸及设置在安装室内的液压站组成；升降油缸的活塞杆自由端穿过承重板与支撑架铰接；在升降油缸活塞杆与承重板的接触部之间设有密封组件；所述液压站连接有外部控制单元。
上述的一种用于水利设施的泥沙导除结构中，所述密封组件由设置在承重板上的导向滑套、设置在导向滑套上端的密封填料及设置在密封填料上端的密封压板组成。
本发明采用上述结构后，采用第一、二缓冲沉泥沙单元形成的高低阶梯及多坡面结构，实现对泥沙的有效沉积，防止泥沙随水流流动；然后通过导泥沙机构对泥沙作进步的引导，最终通过泥沙收集导除单元对泥沙进行引导和清除；进一步地，为了实现对泥沙的有效清除，避免泥沙在沉泥沙室内堆积团化，将沉泥沙室设置成上小下大，并采用隔板分隔成若干小腔室，进一步避免团化堵塞现象的发现，使泥沙可以顺利排出；为方便排泥沙，在排泥沙道底部设置有密封机构和升降驱动机构，并与承重板配合，实现泥沙的自动排出。
附图说明
下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不构成对本发明的任何限制。
图1为本发明的结构示意图；
图2是图1中A处的局部放大示意图；
图3是图2中B-B处的剖视结构示意图；
图4是图2中C处的局部放大示意图。
图中：混凝土泥沙导除主体1、第一缓冲沉泥沙单元2、第一导流平面2a、第一导流上坡面2b、第一导流下坡面2c、第二缓冲沉泥沙单元3、第二导流平面3a、第二导流上坡面3b、第二导流下坡面3c、导泥沙机构4、支架4a、导泥沙网板4b、泥沙收集导除单元5、安装平台5a、沉泥沙室5b、排泥沙道5c、排泥沙孔5d、隔板5e、导沙部5f、泥沙入口5g、密封机构6、支撑架6a、密封胶塞6b、升降驱动机构7、安装室7a、承重板7b、安装座7c、升降油缸7d、液压站7e、压紧传力弹簧8、压力传感器9、密封胶垫10、密封传力板11、导向滑套12、密封填料13、密封压板14。
具体实施方式
参阅图1至图4所示，本发明的一种用于水利设施的泥沙导除结构，包括安装于水利设施进水口的混凝土泥沙导除主体1，混凝土泥沙导除主体1的上表面沿水流方向依序设有第一缓冲沉泥沙单元2和第二缓冲沉泥沙单元3。具体地，所述第一缓冲沉泥消单元2由第一导流平面2a、第一导流上坡面2b和第一导流下坡面2c组成，所述导泥沙机构4设置在第一导流下坡面2c上；所述第二缓冲沉泥沙单元3由第二导流平面3a、第二导流上坡面3b和第二导流下坡面3c组成，所述泥沙收集导除单元5设置在第二导流上坡面3b上；所述第一导流上坡面2b的上端比第二导流上坡面3b的上端高0.8-1m，设置合理的高度，使水流在流经第一导流上坡面后，在第二导流平面区域形成流速较慢的回流，使泥沙得到有效沉降。
同时，为提高泥沙的沉降效率，在第一缓冲沉泥沙单元2的背水面设有导泥沙机构4，在本实施例中，所述导泥沙机构4由设置在第一导流下坡面2c上的支架4a及间隔且平行设置在支架4a上的若干导泥沙网板4b构成；各层导泥沙网板4b的上端均位于第一导流上坡面2b上端的上侧且各层导泥沙网板4b的上端呈阶梯式排列。导泥沙网板可以在不阻水流的情况下，起到对泥沙的引导作用，使泥沙尽可能沉降，同时，阶梯式排列，可以使泥沙均匀进入各层导泥沙网板。
在第二缓冲沉泥沙单元3的迎水面上沿宽度方向设有泥沙收集导除单元5。在本实施例中，所述泥沙收集导除单元5包括设置在第二导流上坡面上的安装平台5a、设置在安装平台5a上的沉泥沙室5b和设置在沉泥沙室5b底部的排泥沙道5c；在沉泥沙室5c底部设有排泥沙孔5d，排泥沙孔5d沿轴向的深度为4-6cm。在排泥沙道5c内设有与排泥沙孔5d相对应的密封机构6，密封机构6连接有升降驱动机构7；当升降驱动机构7带动密封机构6下移时，收集的泥沙从排泥沙孔5d进入排泥沙道5c排出。
具体地，所述密封机构6由支撑架6a和设置在支撑架6a上且与排泥沙孔5d相对应的密封胶塞6b组成；所述密封胶塞6b的高度为5-7cm。相应地，所述升降驱动机构7由设置在排泥沙道5c底部的安装室7a、设置在安装室7a开口部的承重板7b、设置在安装室7a内的若干安装座7c、夹设在安装座7c与承重板7b之间的升降油缸7d及设置在安装室7a内的液压站7e组成；升降油缸7d的活塞杆自由端穿过承重板7b与支撑架6a铰接；在升降油缸7d活塞杆与承重板7b的接触部之间设有密封组件；所述液压站7e连接有外部控制单元。在本实施例中，所述密封组件由设置在承重板7b上的导向滑套12、设置在导向滑套12上端的密封填料13及设置在密封填料13上端的密封压板14组成。
进一步地，将沉泥沙室5b的下部空间设计成大于上部空间，可以避免上部泥沙过重而在室内形成团结，造成泥沙清除时排沙不畅。同时，为进一步避免沉泥沙室内的泥沙出现上部过重的问题，在沉泥沙室5b内沿长度方向设有若干隔板5e，隔板5e将沉泥沙室5b分隔成若干独立的腔室，使得各腔室内的泥沙总量进一步降低，相应地，泥沙总重也得到降低，位于底部的泥沙所受压力减小，团结情况得到解决，确保排泥沙时的顺畅。优选地，在各腔室底部均成形有漏斗形的导沙部5f，导沙部可以使泥沙排除得更加干净彻底。各腔室均对应有独立的泥沙入口5g和排泥沙孔5d。
为了实现泥沙的自动排出，位于沉泥沙室5b中部的支撑架6a底部设有压紧传力弹簧8，在压紧传力弹簧8对应的排泥沙道5c底面设有安装槽，在安装槽内由下至上依序设有压力传感器9、密封胶垫10和密封传力板11，压紧传力弹簧8夹紧在支撑架6a与密封传力板11之间；所述压力传感器9与外部控制单元电路连接。压紧传力弹簧，不仅可以传递压力，同时还可以起到压紧密封传力的作用，避免水及泥沙进入压力传感器内影响其正常工作。
使用时，首先根据计算，通过外部控制单元为压力传感器设置相关参数。工作时，当压力传感器到达预设值时，说明沉泥沙室内的泥沙堆积到预定高度。此时，通过外部控制单元，控制液压站工作，液压站驱动升降油缸下移，使密封胶塞从排泥沙孔内脱下，沉泥沙室内的泥沙在自重及上部水压的作用下进入排泥沙道，从排泥沙道排至外部泥沙堆场内。在开启预定时间后，升降油缸上行，使密封胶塞重新塞回排泥沙孔内，完成一次排泥沙工序。
以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部改动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。
Claims (9)
1.一种用于水利设施的泥沙导除结构，包括安装于水利设施进水口的混凝土泥沙导除主体(1)，其特征在于，所述混凝土泥沙导除主体(1)的上表面沿水流方向依序设有第一缓冲沉泥沙单元(2)和第二缓冲沉泥沙单元(3)，在第一缓冲沉泥沙单元(2)的背水面设有导泥沙机构(4)，在第二缓冲沉泥沙单元(3)的迎水面上沿宽度方向设有泥沙收集导除单元(5)。
2.根据权利要求1所述的一种用于水利设施的泥沙导除结构，其特征在于，所述第一缓冲沉泥消单元(2)由第一导流平面(2a)、第一导流上坡面(2b)和第一导流下坡面(2c)组成，所述导泥沙机构(4)设置在第一导流下坡面(2c)上；所述第二缓冲沉泥沙单元(3)由第二导流平面(3a)、第二导流上坡面(3b)和第二导流下坡面(3c)组成，所述泥沙收集导除单元(5)设置在第二导流上坡面(3b)上；所述第一导流上坡面(2b)的上端比第二导流上坡面(3b)的上端高0.8-1m。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于水利设施的泥沙导除结构，其特征在于，所述导泥沙机构(4)由设置在第一导流下坡面(2c)上的支架(4a)及间隔且平行设置在支架(4a)上的若干导泥沙网板(4b)构成；各层导泥沙网板(4b)的上端均位于第一导流上坡面(2b)上端的上侧且各层导泥沙网板(4b)的上端呈阶梯式排列。
4.根据权利要求1或2所述的一种用于水利设施的泥沙导除结构，其特征在于，所述泥沙收集导除单元(5)包括设置在第二导流上坡面()上的安装平台(5a)、设置在安装平台(5a)上的沉泥沙室(5b)和设置在沉泥沙室(5b)底部的排泥沙道(5c)；在沉泥沙室(5c)底部设有排泥沙孔(5d)，在排泥沙道(5c)内设有与排泥沙孔(5d)相对应的密封机构(6)，密封机构(6)连接有升降驱动机构(7)；当升降驱动机构(7)带动密封机构(6)下移时，收集的泥沙从排泥沙孔(5d)进入排泥沙道(5c)排出。
5.根据权利要求4所述的一种用于水利设施的泥沙导除结构，其特征在于，所述沉泥沙室(5b)的下部空间大于上部空间；所述沉泥沙室(5b)内沿长度方向设有若干隔板(5e)，隔板(5e)将沉泥沙室(5b)分隔成若干独立的腔室，在各腔室底部均成形有漏斗形的导沙部(5f)，各腔室均对应有独立的泥沙入口(5g)和排泥沙孔(5d)。
6.根据权利要求4所述的一种用于水利设施的泥沙导除结构，其特征在于，所述排泥沙孔(5d)沿轴向的深度为4-6cm；所述密封机构(6)由支撑架(6a)和设置在支撑架(6a)上且与排泥沙孔(5d)相对应的密封胶塞(6b)组成；所述密封胶塞(6b)的高度为5-7cm。
7.根据权利要求6所述的一种用于水利设施的泥沙导除结构，其特征在于，位于沉泥沙室(5b)中部的支撑架(6a)底部设有压紧传力弹簧(8)，在压紧传力弹簧(8)对应的排泥沙道(5c)底面设有安装槽，在安装槽内由下至上依序设有压力传感器(9)、密封胶垫(10)和密封传力板(11)，压紧传力弹簧(8)夹紧在支撑架(6a)与密封传力板(11)之间；所述压力传感器(9)与外部控制单元电路连接。
8.根据权利要求6所述的一种用于水利设施的泥沙导除结构，其特征在于，所述升降驱动机构(7)由设置在排泥沙道(5c)底部的安装室(7a)、设置在安装室(7a)开口部的承重板(7b)、设置在安装室(7a)内的若干安装座(7c)、夹设在安装座(7c)与承重板(7b)之间的升降油缸(7d)及设置在安装室(7a)内的液压站(7e)组成；升降油缸(7d)的活塞杆自由端穿过承重板(7b)与支撑架(6a)铰接；在升降油缸(7d)活塞杆与承重板(7b)的接触部之间设有密封组件；所述液压站(7e)连接有外部控制单元。
9.根据权利要求8所述的一种用于水利设施的泥沙导除结构，其特征在于，所述密封组件由设置在承重板(7b)上的导向滑套(12)、设置在导向滑套(12)上端的密封填料(13)及设置在密封填料(13)上端的密封压板(14)组成。
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