CN108331079A - 一种浮动式表层取水装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种浮动式表层取水装置。包括可随水位长降在最低运行水位与最高运行水位之间浮动运行的浮动平台（1）；浮动平台包括一对浮箱（2），一对浮箱顶面的中部经启闭机架（3）连接，一对浮箱顶面的两边经踏板（4）连接；踏板顶部形成工作通道；踏板底部的一对浮箱之间设有取水钢管（5）；取水钢管靠近取水口处的顶部与启闭机架顶部启闭机（6）的升降杆（7）连接；取水钢管另一端经柔性弯管（8）与固定排水管（9）的进水口连接，固定排水管的进水口位于最低运行水位下方；固定排水管的出水口位于水坝下游。本发明可根据需水量通过监测装置采集信号联动启闭机，实现自动取表层温水的功能。

Description

一种浮动式表层取水装置

技术领域

本发明涉及一种浮动式表层取水装置，属于农田灌溉、下放生态水、城镇供水技术领域。

背景技术

目前，根据水资源应用与环境保护的研究发现，水库内水位可分为表层水和深层水。表层水由于日照时间长，水体温度较高，微生物活跃，有利于农业灌溉及河道下游鱼类、生物生存需要，应尽可能取库内表层温水用于农作物生长及下游河道鱼类生存，增加新陈代谢；表层水也更有利于鱼类产卵的需要，满足和谐的生态环境。

现有水利工程分层取水形式主要有：竖井+多层隔水闸门形式、竖井+叠梁闸门形式、斜坡竖井式+分层隔水闸门形式，上述几种分层取水形式在国内的水利工程中应用较多，但结构复杂，调度方式组合形式多，运行难度大，易误操作，导致取深层水，影响农作物灌溉效果及下游河道生物及鱼类生存，且施工工期长，投资造价贵。因此，现有技术还不够完善，有待改进。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种浮动式表层取水装置。在保障下游农业灌溉及河道下游鱼类、生物生存需要的同时，尽可能简化表层取水装置的结构，便于操作，降低投资和运行成本。以克服现有技术的不足。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明的一种浮动式表层取水装置，包括可随水位长降在最低运行水位与最高运行水位之间浮动运行的浮动平台；浮动平台包括一对浮箱，一对浮箱顶面的中部经启闭机架连接，一对浮箱顶面的两边经踏板连接；踏板顶部形成工作通道；踏板底部的一对浮箱之间设有取水钢管；取水钢管靠近取水口处的顶部与启闭机架顶部启闭机的升降杆连接；取水钢管另一端经柔性弯管与固定排水管的进水口连接，固定排水管的进水口位于最低运行水位下方；固定排水管的出水口位于水坝下游。

前述浮动式表层取水装置中，所述柔性弯管由一组高强度轮胎经连接法兰和螺栓连接而成。

前述浮动式表层取水装置中，所述连接法兰包括位于柔性弯管两端的圆环法兰和位于高强度轮胎内的90度扇形法兰组； 90度扇形法兰组由四片90度扇形法兰按环形布置构成，相邻两片90度扇形法兰之间留有间隙B。

前述浮动式表层取水装置中，所述间隙B的宽度为1～2片90度扇形法兰的厚度。

前述浮动式表层取水装置中，所述90度扇形法兰一面设有支撑杆。

前述浮动式表层取水装置中，所述浮箱顶面设有检修口，检修口上设有检修盖。

前述浮动式表层取水装置中，所述浮动平台上设有控制箱和监测装置；浮动平台四周设有护栏，浮动平台顶部设有雨棚。

前述浮动式表层取水装置中，所述取水钢管的进水口设有拦污罩；取水钢管的进水口处顶部经铰链与启闭机的升降杆底端铰接；取水钢管由一组首尾连接的钢管构成；在靠近柔性弯管的取水钢管底部设有支撑组件；支撑组件包括带橡胶托架，带橡胶托架底部设有支杆，支杆底端与混凝土墩连接；取水钢管上设有辅助浮箱和侧向限位组件；侧向限位组件包括侧向限位杆和混凝土锚锭；侧向限位杆两端分别经支铰与取水钢管和混凝土锚锭铰接。

前述浮动式表层取水装置中，所述固定排水管的进水口设有检修阀。

前述浮动式表层取水装置中，所述检修阀的进水口经伸缩节与柔性弯管连接。

由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，本发明的取水结构形式采用浮动平台支承取水钢管形式，根据需水量通过监测装置采集信号联动启闭机，实现自动取表层温水的功能。运行中可根据库水位的变化幅度，需水量等边界条件实现标准定型设计。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的轴测图；本发明的应用实例示意图；

图3是柔性弯管的结构示意图；

图4是图3的轴线剖视图；

图5是柔性弯管内连接法兰的布置结构图。

图中：1-浮动平台、2-浮箱、3-启闭机架、4-踏板、5-取水钢管、6-启闭机、7-升降杆、8-柔性弯管、9-固定排水管、10-检修盖、11-控制箱、12-监控箱、13-拦污罩、14-铰链、15-支撑组件、16-带橡胶托架、17-支杆、18-混凝土墩、19-辅助浮箱、20-侧向限位组件、21-侧向限位杆、22-混凝土锚锭、23-支铰、24-检修阀、25-伸缩节、26-护栏、27-雨棚、28-高强度轮胎单元、29-连接法兰；30-横向支撑、31-螺栓、32-圆环法兰、33-90度扇形法兰。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的任何限制。

本发明的一种浮动式表层取水装置，如图1和图2所示。包括可随水位长降在最低运行水位与最高运行水位之间浮动运行的浮动平台1；浮动平台1包括一对浮箱2，一对浮箱2顶面的中部经启闭机架3连接，一对浮箱2顶面的两边经踏板4连接；踏板4顶部形成工作通道；踏板4底部的一对浮箱2之间设有取水钢管5；取水钢管5靠近取水口处的顶部与启闭机架3顶部启闭机6的升降杆7连接；取水钢管5另一端经柔性弯管8与固定排水管9的进水口连接，固定排水管9的进水口位于最低运行水位下方；固定排水管9的出水口位于水坝下游。

如图3～图5所示，柔性弯管8由一组高强度轮胎28经连接法兰29和螺栓31连接而成。连接法兰29包括位于柔性弯管8两端的圆环法兰32和位于高强度轮胎28内的90度扇形法兰组； 90度扇形法兰组由四片90度扇形法兰33按环形布置构成，相邻两片90度扇形法兰33之间留有间隙B。间隙B的宽度为1～2片90度扇形法兰的厚度。90度扇形法兰33一面设有支撑杆30。如图所示，浮箱2顶面设有检修口，检修口上设有检修盖10。浮动平台1上设有控制箱11和监测装置12；浮动平台1四周设有护栏26，浮动平台1顶部设有雨棚27。

如图1和图2所示，取水钢管5的进水口设有拦污罩13；取水钢管5的进水口处顶部经铰链14与启闭机6的升降杆7底端铰接；取水钢管5由一组首尾连接的钢管构成；在靠近柔性弯管8的取水钢管5底部设有支撑组件15；支撑组件15包括带橡胶托架16，带橡胶托架16底部设有支杆17，支杆17底端与混凝土墩18连接；取水钢管5上设有辅助浮箱19和侧向限位组件20；侧向限位组件20包括侧向限位杆21和混凝土锚锭22；侧向限位杆21两端分别经支铰23与取水钢管5和混凝土锚锭22铰接。

如图3所示，固定排水管9的进水口设有检修阀24。检修阀24的进水口经伸缩节25与柔性弯管8连接。

实施例

本例如图1和图2所示，是在水库内靠近岸边适当位置布置固定排水管9，在固定排水管9，固定排水管9的进水口安装检修阀24，检修阀24的进水口经柔性弯管8与取水钢管5连接，在取水钢管5与柔性弯管8连接处设置支撑组件15；在取水钢管5中前端侧向设置侧向限位组件20，取水钢管5中前部设置辅助浮箱19，取水钢管5进水口设置拦污罩13，取水钢管5进水口设有浮动平台1，取水钢管5进水口顶部与用启闭机6连接，启闭机6坐落在浮动平台1的启闭机架3上，启闭机6根据监控箱12采集信号，实现自动取表层温水功能。

如图3所示：柔性弯管8下端经伸缩节25与连接检修阀24连接，柔性弯管8上端连接取水钢管5。

如图4和图5所示，柔性弯管8由高强度轮胎28和一组连接法兰29和横向支撑30组成的高强度轮胎连接而成。连接法兰29包括位于柔性弯管8两端的圆环法兰32和位于高强度轮胎28内的90度扇形法兰组； 90度扇形法兰组由四片90度扇形法兰33按环形布置构成，相邻两片90度扇形法兰33之间留有间隙B。间隙B的宽度为1～2片90度扇形法兰的厚度。采用90度扇形法兰33的目的是增加柔性弯管8的弯曲性。90度扇形法兰33一面设有支撑杆30。支撑杆30可防止柔性弯管8内充满水时，水压将柔性弯管8压扁。

支撑组件15上端支撑取水钢管5，下端固定在混凝土墩18中，支撑组件15包括支杆17及带橡胶托架15。侧向限位组件20包括支铰23、侧向限位杆21和及混凝土锚锭22；侧向限位杆21一端与取水钢管5铰接，另一端与混凝土锚锭22铰接。浮动平台1用于支撑取水钢管5和启闭机；浮动平台1由两个浮箱2通过踏板4组成，两个浮箱2均开有检修孔，检修孔设有检修盖10，浮动平台1四周设有护栏26，浮动平台1顶部设有雨棚27。启闭机6固定在的启闭机架3上，启闭机6的升降杆7可以采用螺杆机结构，也可以采用液压机结构；启闭机架3坐落在两个浮箱2之间，既可以支撑启闭机6，同时兼顾将两个浮箱2连接为一体。升降杆7下端经铰链14与取水钢管5垂直铰接。监控箱12与水位计、流量计、水温计和升降杆7等连接，监控箱12将监控信号送入控制箱11，控制箱11根据获得的信息，自动启动启闭机6实现表层取水功能。

本例具体应用于某水库：该水库原取水进口采用一扇双向转动闸门，双向转动闸门与取水钢管连接用于下游供水、灌溉及下放生态水。由于双向转动闸门年久失修，已无法正常开启，启闭机钢丝绳长期淹没水中已无法正常运行。由于水库未设置底孔，不具备放水检修条件，且原取水无法取表层温水，不能满足生产、生活需要。本例采用本发明技术对其进行改造。

改造方法如下：

1、根据现场条件将原双向转动闸门取水处作为固定排水管9埋设点，固定排水管9采用DN350钢管，固定排水管9是向下游排放表层水的出水口。

2、在固定排水管9上安装检修阀24；检修阀24的进水口与柔性弯管8的出水口连接，柔性弯管8的进水口与取水钢管5的出水口连接。

3、为了确保取水钢管5与柔性弯管8连接处的可靠性和稳定性，在取水钢管5与柔性弯管8的连接处采用支撑组件15支撑固定。

4、取水钢管5根据需要由多节钢管连接而成，本例采用7节钢管连接成约16米长的取水钢管5，取水钢管5的进水口与浮动平台1连接。

5、为了确保取水钢管5工作的稳定性和防止取水钢管5工作过程中下沉，在取水钢管5与浮动平台1之间设置侧向限位组件20和辅助浮箱19；

6、在浮动平台10上安装启闭机6、监控箱12和控制箱11；在取水钢管5的进水口处安装拦污罩13；取水钢管5的进水口与启闭机6上的升降杆7连接；

7、根据监控箱12采集的数据，由控制箱11通过启闭机6上的升降杆7将取水钢管5进水口沉入水面实现表层取水功能，或通过升降杆7将取水钢管5进水口提出水面实现停止取水功能。

Claims (10)

1.一种浮动式表层取水装置，其特征在于：包括可随水位长降在最低运行水位与最高运行水位之间浮动运行的浮动平台（1）；浮动平台（1）包括一对浮箱（2），一对浮箱（2）顶面的中部经启闭机架（3）连接，一对浮箱（2）顶面的两边经踏板（4）连接；踏板（4）顶部形成工作通道；踏板（4）底部的一对浮箱（2）之间设有取水钢管（5）；取水钢管（5）靠近取水口处的顶部与启闭机架（3）顶部启闭机（6）的升降杆（7）连接；取水钢管（5）另一端经柔性弯管（8）与固定排水管（9）的进水口连接，固定排水管（9）的进水口位于最低运行水位下方；固定排水管（9）的出水口位于水坝下游。

2.根据权利要求1所述浮动式表层取水装置，其特征在于：所述柔性弯管（8）由一组高强度轮胎（28）经连接法兰（29）和螺栓（31）连接而成。

3.根据权利要求2所述浮动式表层取水装置，其特征在于：所述连接法兰（29）包括位于柔性弯管（8）两端的圆环法兰（32）和位于高强度轮胎（28）内的90度扇形法兰组； 90度扇形法兰组由四片90度扇形法兰（33）按环形布置构成，相邻两片90度扇形法兰（33）之间留有间隙B。

4.根据权利要求3所述浮动式表层取水装置，其特征在于：所述间隙B的宽度为1～2片90度扇形法兰的厚度。

5.根据权利要求3所述浮动式表层取水装置，其特征在于：所述90度扇形法兰（33）一面设有支撑杆（30）。

6.根据权利要求1所述浮动式表层取水装置，其特征在于：所述浮箱（2）顶面设有检修口，检修口上设有检修盖（10）。

7.根据权利要求1所述浮动式表层取水装置，其特征在于：所述浮动平台（1）上设有控制箱（11）和监测装置（12）；浮动平台（1）四周设有护栏（26），浮动平台（1）顶部设有雨棚（27）。

8.根据权利要求1所述浮动式表层取水装置，其特征在于：所述取水钢管（5）的进水口设有拦污罩（13）；取水钢管（5）的进水口处顶部经铰链（14）与启闭机（6）的升降杆（7）底端铰接；取水钢管（5）由一组首尾连接的钢管构成；在靠近柔性弯管（8）的取水钢管（5）底部设有支撑组件（15）；支撑组件（15）包括带橡胶托架（16），带橡胶托架（16）底部设有支杆（17），支杆（17）底端与混凝土墩（18）连接；取水钢管（5）上设有辅助浮箱（19）和侧向限位组件（20）；侧向限位组件（20）包括侧向限位杆（21）和混凝土锚锭（22）；侧向限位杆（21）两端分别经支铰（23）与取水钢管（5）和混凝土锚锭（22）铰接。

9.根据权利要求1所述浮动式表层取水装置，其特征在于：所述固定排水管（9）的进水口设有检修阀（24）。

10.根据权利要求9所述浮动式表层取水装置，其特征在于：所述检修阀（24）的进水口经伸缩节（25）与柔性弯管（8）连接。