CN108149641B - 一种倾斜式拦漂系统及拦漂方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种拦漂系统，特别是一种倾斜式自动升降拦漂系统，属于水利漂浮物拦截装置的技术领域；该装置包括倾斜设置于两侧河堤的导槽、设置于导槽内的小车以及多个连接于小车之间用于拦漂的浮箱，该小车包括车体，该车体上设置有滚轮，该滚轮装配于导槽内以带动车体沿导槽方向移动，该车体与浮箱采用铰接实现水平和上下转动，浮箱之间依次铰接实现水平方向相对转动，该车体还连接有提升机构；本发明解决了传统倾斜式拦漂系统在移动上所需要攻克的技术问题，借助装置自身的重力以及水的浮力来实现了拦漂系统的自动上行和下移、监测及报警，有效对整个拦漂系统进行监控，促进拦漂系统更具自动化性能，并降低拦漂装置的维护周期和成本。

Description

一种倾斜式拦漂系统及拦漂方法

技术领域

本发明涉及一种拦漂系统，特别是一种倾斜式拦漂系统，属于水利漂浮物拦截装置的技术领域。

背景技术

在水利水电工程中，特别是水电站，需将杂草、树枝以及生活垃圾等漂浮污物拦截于进水口外，现有技术中，除传统方案在进水口设置拦污栅外，还常在拦污栅前方一定距离设置拦漂排，拦漂排分为固定式和移动式。移动式拦漂排又分为垂直升降式和倾斜升降式，垂直升降式拦漂排由于只承受垂直方向的作用力，因此较容易实现自动升降。而倾斜式升降拦漂排，由于既有水平方向的作用力，又有垂直方向的作用力，要想实现自动升降难度较大，上升或下降过程中常会出现卡阻，到目前为止，倾斜式自动升降拦漂排技术的应用在国内仍是空白。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种倾斜式拦漂系统，该拦漂系统不仅解决倾斜式导槽式自动升降和荷载监测以及故障自动报警等难题，还提高拦漂装置对环境的适应性，并提高拦漂的效果，避免拦漂排的故障或者断裂对下游设施造成重大破坏。

本发明采用的技术方案如下：

一种倾斜式拦漂系统，包括倾斜设置于两侧河堤的导槽、设置于导槽内的小车以及多个连接于小车之间用于拦漂的浮箱，该小车包括车体，该车体上设置有滚轮，该滚轮装配于导槽内以带动车体沿导槽方向移动，该车体与浮箱铰接以实现上下转动，浮箱之间依次铰接以实现水平方向相对转动，该车体还连接有提升机构。该方式的设计能够有效的解决拦漂装置在倾斜设置时上下移动的问题，借助车体与浮箱铰接以实现上下转动能够有效使小车的受力方向偏向小车的移动方向，同时，利用提升机构来实现小车解决小车卡阻的问题。

本发明的一种倾斜式拦漂系统，还包括用于监测的监控系统，该监控系统包括控制器，该控制器连接有设置于车体与浮箱之间的荷载传感器、用于检测水位的距离传感器以及用于报警的报警装置，该控制器还与提升机构连接以控制提升机构。该设计方式能够有效的对拦漂系统进行监控，并且能够有效控制提升机构缓解卡阻的问题。

本发明的一种倾斜式拦漂系统，该提升机构为卷扬装置，该卷扬装置通过钢绳连接车体。

进一步的，该车体设置有水平摆动十字铰，该浮箱上设置有上下摆动十字铰，该水平摆动十字铰与上下摆动十字铰采用第二销轴铰接以实现可上下相对转动。该升级方式有效的保证车体与浮箱之间的上下转动，另外，该设置还能够加大车体与浮箱之间的间距，在上下移动的过程中有效保护装置。

进一步的，该车体通过第一销轴与水平摆动十字铰铰接以实现水平摆动十字铰水平方向可摆动，该浮箱通过第三销轴与上下摆动十字铰铰接以实现上下摆动十字铰水平方向可摆动。有助于整个拦漂装置的上下移动，更适应倾斜河堤的环境。

进一步的，每侧第三销轴为2个，并分别通过上下摆动十字铰上下两侧与浮箱铰接。

本发明的一种倾斜式拦漂系统，该导槽包括槽体，该槽体设置有用于装配下车以及对小车限位的第一凹槽，该第一凹槽两侧所在槽体还设置有用于装配滚轮的第二凹槽，通过第二凹槽对小车进行装配及限位。该方式的设计更利于小车在导槽内的移动，同时该结构更具安全性能，承载力更好。

本发明的一种倾斜式拦漂系统，该浮箱包括2个位于端部的大浮箱和多个连接于大浮箱之间的小浮箱，该大浮箱铰接于车体上，大浮箱与小浮箱之间以及小浮箱与小浮箱之间铰接。该方式能够提高浮箱的缓冲力，并提高拦漂系统的实用性。

进一步的，该大浮箱与小浮箱之间连接有2个拉板，大浮箱与小浮箱分别通过第四销轴铰接1个拉板以实现水平方向转动，该拉板之间铰接有连接板，该连接板两端部通过第五销轴铰接拉板以实现上下转动，小浮箱之间通过第六销轴铰接以使小浮箱在水平方向相对转动。该方式的设计有效促进小车受力方向的改变，使整个装置自动上下移动更顺畅，促进拦漂装置在水面的拦漂效果。

进一步的，该2个车体上分别还连接有与浮箱连接的安全钢绳，该2根安全绳之间可拆卸连接形成一体。该方式保证拦漂装置的安全，并且有利于解开拦漂系统。

进一步的，一种倾斜式拦漂系统的拦漂方法，包括以下步骤：

a、在河两侧的倾斜河堤上安装导槽，该导槽上内加工小车行驶的第一凹槽，在第一凹槽两侧设置第二凹槽，将小车的滚轮装配于第二凹槽，使小车沿第一凹槽可上下移动；

b、将小车与用于拦漂的浮箱连接，小车与浮箱之间采用水平摆动十字铰与上下摆动十字铰连接，小车与水平摆动十字铰之间和浮箱与上下摆动十字铰之间采用销轴连接以实现水平方向的相对转动；

c、该浮箱包括大浮箱和小浮箱，该大浮箱与小浮箱之间设置两个拉板，分别铰接于大浮箱和小浮箱以实现水平方向的相对转动，该拉板之间通过连接板连接，该连接板两端部分别铰接拉板以实现上下方向的相对转动；

d、其中一个大浮箱与上下摆动十字铰之间采用销轴荷载传感器连接，在小车上设置距离传感器以检测水位，该距离传感器和销轴荷载传感器连接于控制装置，该控制装置连接有卷扬装置，该卷扬装置通过钢绳连接小车以提升小车，通过控制装置设定荷载标准值，荷载超过荷载标准值时通过报警装置进行报警以示提醒；

e、该控制装置中设定一水位差的距离标准值和距离误差值，在距离传感器检测水位时，其距离落差低于最小距离相对值时控制卷扬装置提升小车，其距离落差高于最大距离相对值时控制卷扬装置机提升小车和报警，该距离相对值=距离标准值±距离误差值；

f、根据小车上行或下行的情况设定卷扬装置工作电流的电流设定值，卷扬装置的工作电流超过该电流设定值时停止卷扬装置工作，该过程中使卷扬装置在正常情况下能够随整体拦漂装置的重力下自动释放钢绳。

进一步的，还包括步骤g，设定卷扬装置在固定的时间段启动，卷扬装置启动后，工作电流大于电流设定值时停止运作。

进一步的，步骤d中，2个小车分别还连接有与大浮箱和小浮箱串联连接的安全绳，该2根安全绳通过可拆连接而连接为一体。

进一步的，步骤e和f中，当小车上行时，距离落差低于最小距离相对值时控制卷扬装置提升小车至距离标准值时停止卷扬装置工作，当小车下行时，距离落差高于最大距离相对值时控制卷扬装置提升小车，卷扬装置电流超过设定值后停止卷扬装置工作，报警装置持续工作，在浮箱自身重力的情况下带动小车下行。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明的一种倾斜式拦漂系统及拦漂方法有效的解决了传统倾斜式拦漂系统在移动上面所需要攻克的技术问题，借助装置自身的重力以及水的浮力来实现了拦漂系统的自动上行和下移、监测及报警，采用多关节的连接使整个装置具有绳子一样的柔性，从而有利于受力方向靠近移动方形，可以借助装置自身的重力以及水的浮力来实现拦漂系统的上行和下移，同时，借助监控系统有效对整个拦漂系统进行监控，促进拦漂系统更具自动化性能，并降低拦漂装置的维护周期和成本。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明B处的放大示意图；

图3是本发明A-A处的截面示意图；

图4是本发明大浮箱与小浮箱之间的连接结构放大示意图。

图中标记：1-导槽、101-槽体、102-第一凹槽、103-第二凹槽、2-小车、201-车体、202-滚轮、3-浮箱、301-大浮箱、302-小浮箱、4-水平摆动十字铰、5-上下摆动十字铰、6-第一销轴、7-第三销轴、8-第二销轴、9-提升机构、10-控制器、11-荷载传感器、12-距离传感器、13-报警装置、14-拉板、15-第四销轴、16-第五销轴、17-第六销轴、18-安全钢绳、19-连接板。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例一

一种倾斜式拦漂系统，如图1和图2所示，包括倾斜设置于两侧河堤的导槽1、设置于导槽内的小车2以及多个连接于小车之间用于拦漂的浮箱3，该该小车2包括车体201，该车体201上设置有滚轮202，该滚轮202装配于导槽内以带动车体沿导槽方向移动，该车体201与浮箱3铰接以实现上下转动，浮箱3之间依次铰接以实现水平方向相对转动，该车体201还连接有提升机构9。本实施方式中采用车体201与浮箱3铰接以实现上下转动的方式来实现借助水的浮力和拦漂装置的自身重力来实现装置自动升降。

本文中，水平方向相对转动/水平方向转动均为连接的两个装置之间的相对转动，另外，该水平方向即为水流方向。上下转动结合本申请的附图图示而言，并不作为上下的限定，该转动即为两个装置之间相对的可以上下转动。

在本实施方式的设计基础上，不仅需要保证拦漂装置的运行顺畅，出于人性化考虑，以及在实际应用过程中，更需要对装置进行实时监控，因而，在另一具体实施方式中，还包括用于监测的监控系统，该监控系统包括控制器10，该控制器10连接有设置于车体与浮箱之间的荷载传感器11、用于检测水位的距离传感器12以及用于报警的报警装置13，该控制器10还与提升机构9连接以控制提升机构。

作为具体的设计，上述具体实施方式中，该距离传感器12和报警装置13设置在小车上。该小车上集成有一单片机形成的控制箱。该控制箱连接荷载传感器11。该控制器10为PLC控制柜，并与卷扬装置设置于机房内。荷载传感器11、距离传感器12和报警装置13通过控制箱与控制器10连接。更加具体的，控制箱与控制器采用无线通讯模块连接。该控制器10与远端的中控室连接，可采用有线/无线连接。具体的，该荷载传感器装配于其中一侧的小车与浮箱之间，该荷载传感器连接于该侧小车上设置的控制箱。

基于上述具体实施方式中，河堤两侧均设置有机房，其监控装置不同的是，由于该拦漂装置呈线性结构，其受力情况为均衡的，如图1所示，荷载传感器安装于其中一端的小车与浮箱之间。

基于上述具体实施方式的设计基础上，作为更加具体的设计，具体的，该提升机构9为卷扬装置，该卷扬装置通过钢绳连接车体201。结合上述的情况，该方式的设计为了使拦漂装置在运行过程中出现卡阻的情况时采用提升来解决。在实际应用中，出于采用小车沿导槽进行上下移动，而河面/水面下具有一定漂浮物，不排除这些漂浮物在水的作用力下卡住小车的滚轮，而采用提升能够拉开滚轮与漂浮之间间距，使漂浮物脱离并随水流而走。

为了使拦漂装置更加适应水面打捞的环境，需要提高拦漂装置的柔性，在该设计基础上，在另一具体实施方式中，如图2和图3所示，该车体21设置有水平摆动十字铰4，该浮箱3上设置有上下摆动十字铰5，该水平摆动十字铰4与上下摆动十字铰5采用第二销轴8铰接以实现可上下相对转动。

更加具体的设计，在另一具体实施方式中，该车体21通过第一销轴6与水平摆动十字铰4铰接以实现水平摆动十字铰水平方向可摆动，该浮箱3通过第三销轴7与上下摆动十字铰5铰接以实现上下摆动十字铰水平方向可摆动。该方式有效的提高了拦漂装置的柔性，并且增大小车和浮箱之间的距离，保护装置的同时更进一步的有利于小车的移动。

具体的，每侧第三销轴7为2个，并分别通过上下摆动十字铰上下两侧与浮箱铰接。如图2所示，其中一端部的上下摆动十字铰与浮箱之间连接的其中一个第三销轴为销轴荷载传感器，并与控制器连接。在本实施例中，该销轴荷载传感器连接于控制箱/控制器。具体的，该销轴荷载传感器安装于上方，作为第三销轴连接。即为：其中一侧的上下摆动十字铰与浮箱之间的铰接采用上下两个第三销轴连接，另一侧的上下摆动十字铰与浮箱之间下/上方的铰接采用第三销轴连接，上/下方的铰接采用销轴荷载传感器进行铰接。

当然，为了更好的使小车更顺畅的滑动，在其中一具体实施方式中，如图3所示，该导槽1包括槽体101，该槽体101设置有用于装配下车以及对小车限位的第一凹槽102，该第一凹槽102两侧所在槽体还设置有用于装配滚轮202的第二凹槽103，通过第二凹槽102对小车进行装配及限位。该设计方式有效的解决了小车上下移动的顺畅，更好实施自动升降的功能。

基于上述具体实施方式的设计原则上，在另一具体实施方式中，该浮箱3包括2个位于端部的大浮箱301和多个连接于大浮箱之间的小浮箱302，该大浮箱301铰接于车体上，大浮箱与小浮箱之间以及小浮箱与小浮箱之间铰接。

基于上述具体实施方式的设计原则上，作为更加具体的，在其中一具体实施方式中，如图4所示，该大浮箱301与小浮箱302之间连接有2个拉板14，大浮箱301与小浮箱302分别通过第四销轴15铰接1个拉板以实现水平方向转动，该拉板14之间铰接有连接板19，该连接板19两端部通过第五销轴16铰接拉板以实现上下转动，小浮箱302之间通过第六销轴17铰接以使小浮箱在水平方向相对转动。该方式促进使小车受力方向偏向移动方向，借助多关节使向下或者向上的拉力方向更利于小车的移动。

针对该装置的具体的保护，同时还需要考虑水面一些装置需要航行或者相关装置通过，在另一具体实施方式中，该2个车体201上分别还连接有与浮箱连接的安全钢绳18，该2根安全绳18之间可拆卸连接形成一体。作为更加具体的，该安全绳18之间采用鸡心环连接。

更加具体的，大浮箱和小浮箱包括箱体，该箱体内填充有高分子防沉没材料。该箱体上还设有拦漂栏。

以上的销轴装配连接的过程中，均为现有技术中所描述的铰座和销轴的装配关系。当然，从图中也能够得到该结构的具体的实施。

基于上述具体实施方式，本文中，所描述的水平摆动十字铰即为水平安装的铰座板体，销轴由上至下装配，以实现水平方向可转动。而上下摆动十字铰为竖直（上下或者垂直水平方向）方向安装的铰座板体，销轴由水平方向进行装配，以实现竖直方向可转动。

结合附图，本文中的导槽、小车为升降机构，借助河堤上的机房，机房内设置卷扬装置和控制柜，即：PLC控制柜，进行控制。升降机构为两套，分别设置在两侧河堤，而每个小车上都有一个控制箱、报警装置和距离传感器。另外，荷载传感器安装其中一侧即可。具体的，该距离传感器可以为超声波传感器、红外线传感器。

实施例二

一种倾斜式拦漂系统的拦漂方法，包括以下步骤：

a、在河两侧的倾斜河堤上安装导槽，该导槽上内加工小车行驶的第一凹槽，在第一凹槽两侧设置第二凹槽，将小车的滚轮装配于第二凹槽，使小车沿第一凹槽可上下移动；

b、将小车与用于拦漂的浮箱连接，小车与浮箱之间采用水平摆动十字铰与上下摆动十字铰连接，小车与水平摆动十字铰之间和浮箱与上下摆动十字铰之间采用销轴连接以实现水平方向的相对转动；

c、该浮箱包括大浮箱和小浮箱，该大浮箱与小浮箱之间设置两个拉板，分别铰接于大浮箱和小浮箱以实现水平方向的相对转动，该拉板之间通过连接板连接，该连接板两端部分别铰接拉板以实现上下方向的相对转动；

d、其中一个大浮箱与上下摆动十字铰之间采用销轴荷载传感器连接，在小车上设置距离传感器以检测水位，该距离传感器和销轴荷载传感器连接于控制装置，该控制装置连接有卷扬装置，该卷扬装置通过钢绳连接小车以提升小车，通过控制装置设定荷载标准值，荷载超过荷载标准值时通过报警装置进行报警以示提醒；

e、该控制装置中设定一水位差的距离标准值和距离误差值，在距离传感器检测水位时，其距离落差低于最小距离相对值时控制卷扬装置提升小车，其距离落差高于最大距离相对值时控制卷扬装置机提升小车和报警，该距离相对值=距离标准值±距离误差值；

f、根据小车上行或下行的情况设定卷扬装置工作电流的电流设定值，卷扬装置的工作电流超过该电流设定值时停止卷扬装置工作，该过程中使卷扬装置在正常情况下能够随整体拦漂装置的重力下自动释放钢绳。

进一步的，还包括步骤g，设定卷扬装置在固定的时间段启动，卷扬装置启动后，工作电流大于电流设定值时停止运作。作为更加具体的，该时间段为1h-6h。该方式能够有效的使小车上升过程中避免钢绳对小车滑行的影响。

进一步的，步骤d中，2个小车分别还连接有与大浮箱和小浮箱串联连接的安全绳，该2根安全绳通过可拆连接而连接为一体。

进一步的，步骤e和f中，当小车上行时，距离落差低于最小距离相对值时控制卷扬装置提升小车至距离标准值时停止卷扬装置工作，当小车下行时，距离落差高于最大距离相对值时控制卷扬装置提升小车，卷扬装置电流超过设定值后停止卷扬装置工作，报警装置持续工作，在浮箱自身重力的情况下带动小车下行。

进一步的，控制装置与远端的中控室连接，并进行数据通信，使中控室能够监控现场拦漂装置的状态。

综上所述，本发明的一种倾斜式拦漂系统有效的解决了传统倾斜式拦漂系统在移动上面所需要攻克的技术问题，借助装置自身的重力以及水的浮力来实现了拦漂系统的自动上行和下移、监测及报警，采用多关节的连接使整个装置具有绳子一样的柔性，从而有利于受力方向靠近移动方形，可以借助装置自身的重力以及水的浮力来实现拦漂系统的上行和下移，同时，借助监控系统有效对整个拦漂系统进行监控，促进拦漂系统更具自动化性能，并降低拦漂装置的维护周期和成本。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (6)

1.一种倾斜式拦漂系统，其特征在于：包括倾斜设置于两侧河堤的导槽（1）、设置于导槽内的小车（2）以及多个连接于小车之间用于拦漂的浮箱（3），该小车（2）包括车体（201），该车体（201）上设置有滚轮（202），该滚轮（202）装配于导槽内以带动车体沿导槽方向移动，该车体（201）与浮箱（3）铰接以实现上下转动，浮箱（3）之间依次铰接以实现水平方向相对转动，该车体（201）还连接有提升机构（9）;还包括用于监测的监控系统，该监控系统包括控制器（10），该控制器（10）连接有设置于车体与浮箱之间的荷载传感器（11）、用于检测水位的距离传感器（12）以及用于报警的报警装置（13），该控制器（10）还与提升机构（9）连接以控制提升机构;该车体（21）设置有水平摆动十字铰（4），该浮箱（3）上设置有上下摆动十字铰（5），该水平摆动十字铰（4）与上下摆动十字铰（5）采用第二销轴（8）铰接以实现可上下相对转动;该车体（21）通过第一销轴（6）与水平摆动十字铰（4）铰接以实现水平摆动十字铰水平方向可摆动，该浮箱（3）通过第三销轴（7）与上下摆动十字铰（5）铰接以实现上下摆动十字铰水平方向可摆动;每侧第三销轴（7）为2个，并分别通过上下摆动十字铰（5）上下两侧与浮箱（3）铰接;其中一端部的上下摆动十字铰（5）与浮箱（3）之间连接的其中一个第三销轴（7）为销轴荷载传感器（11）并与控制器（10）连接。

2.如权利要求1所述的一种倾斜式拦漂系统，其特征在于：该导槽（1）包括槽体（101），该槽体（101）设置有用于装配下车以及对小车限位的第一凹槽（102），该第一凹槽（102）两侧所在槽体还设置有用于装配滚轮（202）的第二凹槽（103），通过第二凹槽（102）对小车进行装配及限位。

3.如权利要求1所述的一种倾斜式拦漂系统，其特征在于：该浮箱（3）包括2个位于端部的大浮箱（301）和多个连接于大浮箱之间的小浮箱（302），该大浮箱（301）铰接于车体上，大浮箱与小浮箱之间以及小浮箱与小浮箱之间铰接。

4.如权利要求3所述的一种倾斜式拦漂系统，其特征在于：该大浮箱（301）与小浮箱（302）之间连接有2个拉板（14），大浮箱（301）与小浮箱（302）分别通过第四销轴（15）铰接1个拉板以实现水平方向转动，该拉板（14）之间铰接有连接板（15），该连接板（15）两端部通过第五销轴（16）铰接拉板以实现上下转动，小浮箱（302）之间通过第六销轴（17）铰接以使小浮箱在水平方向相对转动。

5.如权利要求1所述的一种倾斜式拦漂系统，其特征在于：该2个车体（201）上分别还连接有与浮箱连接的安全钢绳（18），该2根安全钢绳（18）之间可拆卸连接形成一体。

6.一种倾斜式拦漂系统的拦漂方法，其特征在于：包括以下步骤：

a、在河两侧的倾斜河堤上安装导槽，该导槽上内加工小车行驶的第一凹槽，在第一凹槽两侧设置第二凹槽，将小车的滚轮装配于第二凹槽，使小车沿第一凹槽可上下移动；

b、将小车与用于拦漂的浮箱连接，小车与浮箱之间采用水平摆动十字铰与上下摆动十字铰连接，小车与水平摆动十字铰之间和浮箱与上下摆动十字铰之间采用销轴连接以实现水平方向的相对转动；

c、该浮箱包括大浮箱和小浮箱，该大浮箱与小浮箱之间设置两个拉板，分别铰接于大浮箱和小浮箱以实现水平方向的相对转动，该拉板之间通过连接板连接，该连接板两端部分别铰接拉板以实现上下方向的相对转动；

d、其中一个大浮箱与上下摆动十字铰之间采用销轴荷载传感器连接，在小车上设置距离传感器以检测水位，该距离传感器和销轴荷载传感器连接于控制装置，该控制装置连接有卷扬装置，该卷扬装置通过钢绳连接小车以提升小车，通过控制装置设定荷载标准值，荷载超过荷载标准值时通过报警装置进行报警以示提醒；

e、该控制装置中设定一水位差的距离标准值和距离误差值，在距离传感器检测水位时，其距离落差低于最小距离相对值时控制卷扬装置提升小车，其距离落差高于最大距离相对值时控制卷扬装置机提升小车和报警，该距离相对值=距离标准值±距离误差值；

f、根据小车上行或下行的情况设定卷扬装置工作电流的电流设定值，卷扬装置的工作电流超过该电流设定值时停止卷扬装置工作，该过程中使卷扬装置在正常情况下能够随整体拦漂装置的重力下自动释放钢绳。