CN111926783B - 水电站浮动式拦污排装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水电站浮动式拦污排装置，包括两个滑轨，两个滑轨分别固定在水坝进水口两侧的墙体上，两个滑轨上均滑动连接有滑车，滑车与桁架结构两端铰接，桁架结构由浮子单元首尾铰接而成，桁架结构底侧固定有拦污网，拦污网下侧与重物固定；本发明的拦污装置结构简单，方便进行安装、维修，能够随水位变化进行灵活的上下浮动和结构调整，拦污装置的稳定性良好，拦污效率较高。

Description

水电站浮动式拦污排装置

技术领域

本发明属于浮动拦渣技术领域，涉及一种水电站浮动式拦污排装置。

背景技术

水利、水电和取水工程中需要使用拦渣拦污装置滤除水体中的漂浮物或悬浮物，目前国内使用的拦渣拦污排装置主要为两端支撑活动拦渣拦污装置，有固定式拦污排和浮动式拦污排两种形式，固定式拦污排将拦污排两端的锚头锚固在闸墩或支墩内，其结构简单但无法随进水口水位变化进行适应性浮动，只适用于水位变幅在几米范围内的水电站；浮动式拦污排将拦污排装置的一端或两端连接在可升降的移动小车上，借助安装在固定墩凹型轨道内的垂直移动小车，实现拦污排的上下浮动，浮动式拦污排的主排体在库水位变幅较大时，能够随库水位变化上下浮动，然而现有浮动式拦污排的垂直升降墩头结构复杂，施工量大、投资成本相对较高。

发明内容

为了达到上述目的，本发明提供一种水电站浮动式拦污排装置，其垂直升降结构简单、施工量小、投资成本较低，在水坝进水口水位发生变化时，能适时带动拦污排装置上下浮动，拦污排的安全性能良好，拦污能力较好。

本发明所采用的技术方案是，水电站浮动式拦污排装置，包括两个滑轨，所述滑轨包括边侧板，所述边侧板上设有数个螺纹通孔，锚杆穿过螺纹通孔将两个滑轨分别螺纹固定在水坝进水口两侧的墙体上，所述边侧板远离墙体一侧与两个第一连接板一端固定，两个所述第一连接板的另一端分别与连扳两端固定，所述连扳远离边侧板一侧设有第二轨道，两个所述第一连接板相互远离的一侧设有第一轨道；

两个所述滑轨上均滑动连接有滑车，两个滑车支架的横截面均为U形，所述支架的三个侧面均设有两个通孔，所述通孔内固定穿设有轮轴，所述轮轴伸入支架内侧的端部固定有落地法兰，螺栓穿过落地法兰与滑轮固定，所述滑轮分别滑动连接在第一轨道和第二轨道内，两个所述滑车支架的闭口端外侧均设有支板，所述支板与第二连接板一端铰接，两个所述第二连接板的另一端与桁架结构两端铰接；

所述桁架结构包括外等腰梯形，外等腰梯形内侧套设有与其相似的内等腰梯形，外等腰梯形对角线连接形成X形支架，外等腰梯形底边由数个连杆首尾铰接而成，外等腰梯形除底边外的各边、内等腰梯形各边和X形支架均由数个浮子单元首尾铰接而成，所述浮子单元包括圆柱体状的浮筒，浮筒的中心轴处穿设有连杆，连杆首尾铰接，连杆端部还与栓杆一端铰接，栓杆另一端通过登山扣与拦污网顶侧的主线头连接，拦污网底侧的系绳上固定有重物，浮筒靠近拦污网一侧设有数个嵌入式螺孔，嵌入式螺孔内螺纹固定有带孔连接件，带孔连接件与主线头连接。

进一步的，所述滑轨外侧还间隙套设有横截面呈U形的浮箱，所述浮箱靠近滑车一侧设有与滑车外形相同的容置腔，所述滑车插接在容置腔内，所述滑车上设有第一固定板，所述浮箱上设有第二固定板，所述第一固定板和第二固定板上均设有通孔，螺栓穿过所述通孔与螺母固定。

进一步的，所述桁架结构的X形支架的钝角为131±5°，内等腰梯形与外等腰梯形的边长之比为1：2。

进一步的，所述浮筒的长度为850mm，浮筒内填充有LLDPE泡沫。

进一步的，所述浮箱内被隔板分成多个腔室，所述腔室对称分布，所述腔室内填充有膨胀剂。

进一步的，所述连杆一端为带通孔的片状结构，连杆另一端为U形结构，U形结构两侧面设有与通孔位置、尺寸相同的孔，连接件依次穿过相邻连杆U形结构和片状结构上的通孔进行铰接。

进一步的，所述连杆两端均为带通孔的片状圆形结构，连接件依次穿过相邻连杆圆形结构上的通孔进行铰接。

进一步的，所述轮轴与支架的连接处垫有加强板。

本发明的有益效果是：1、本发明将数个浮子单元首尾铰接形成桁架结构，再将桁架结构铰接于滑车一侧，滑车在滑轨上滑动连接，整体结构简单，方便进行安装、维修，投入成本降低；2、本发明将桁架结构外侧设为等腰梯形，利用其外部结构及水流作用力将拦截的浮渣和水流荷载传递至坝体上，极大的保证了拦污排的安全稳定，同时本发明的桁架结构稳定性良好，还能随水体进行微小变形，拦污效果更好；3、本发明将桁架结构与滑车铰接，使滑车与桁架结构随水位上下浮动时，可适时调整两者之间的连接角度以防卡滞，本发明在滑车下方设置浮箱，浮箱使滑车随水位的浮动更为敏感，滑车的滑动更为灵活，损毁几率降低。

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是本发明的整体结构图。

图2是桁架结构与滑车的连接示意图。

图3是拦污网的结构图。

图4是滑车与滑轨的组合结构示意图。

图5是滑轨的结构示意图。

图6是滑车的结构示意图。

图7是浮箱的结构示意图。

图8是连杆结构示意图。

图中，1.水坝进水口，2.滑轨，3.滑车，4.桁架结构，5.浮筒，6.连杆，7.栓杆，8.主线头，9.拦污网，10.系绳，11.边侧板，12.锚杆，13.第一连接板，14.第一轨道，15.第二轨道，16.轮轴，17.滑轮，18.第二连接板，19.第一固定板，20.浮箱，21.第二固定板，22.腔室，23.嵌入式螺孔，24.带孔连接件。

具体实施方式

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。

水电站浮动式拦污排装置包括两个滑轨2，滑轨2结构如图5所示，滑轨2包括带有数个螺纹通孔的边侧板11，锚杆12穿过螺纹通孔将两个滑轨2的边侧板11分别与水坝进水口1两侧的墙体螺纹固定，边侧板11远离墙体一侧与两个第一连接板13一端固定，两个第一连接板13另一端分别与连板两端固定，两个第一连接板13相互远离的一侧设有第一轨道14，连板远离边侧板11一侧设有第二轨道15；两个滑轨2上均滑动连接有滑车3，如图4、图6所示，滑车3支架的横截面为U形，支架的三个侧面均设有两个通孔，通孔内固定穿设有轮轴16，轮轴16与支架的连接处垫有加强板，轮轴16伸入支架内侧的端部固定有落地法兰，螺栓穿过落地法兰与滑轮17固定，滑轮17分别滑动连接在第一轨道14和第二轨道15上，支架闭口端设有支板，如图2所示两个滑车3上的支板分别与两个第二连接板18一端连接，两个第二连接板18另一端分别与桁架结构4两端连接；所述桁架结构4包括外等腰梯形，如图1所示，外等腰梯形内套接有内等腰梯形，外等腰梯形与内等腰梯形形状相似，且两者的对角线位于同一直线上，外等腰梯形的对角线连接形成X形支架，外等腰梯形底边由数个连杆6首尾铰接而成，外等腰梯形除底边外的各边、内等腰梯形各边和X形支架均由数个浮子单元首尾铰接而成，浮子单元包括圆柱体状的浮筒5，浮筒5的长度为850mm，浮筒5内填充有LLDPE泡沫，浮筒5的中心轴处穿设有连杆6，连杆6首尾铰接，如图3所示，连杆6端部还与栓杆7一端铰接，栓杆7另一端通过登山扣与拦污网9顶侧的主线头8连接，拦污网9底侧的系绳10上固定有重物，浮筒5靠近拦污网9一侧设有数个嵌入式螺孔23，嵌入式螺孔23内螺纹固定有带孔连接件24，带孔连接件24与主线头8连接。

桁架结构4中内等腰梯形与外等腰梯形的边长之比为1：2，内、外等腰梯形的边长比例减小，内等腰梯形结构减小，对桁架结构4的约束增强，使连杆6不能随水位灵活变形，影响拦污效果，边长比例增大，内等腰梯形对桁架结构4的约束减弱，连杆6随水位变形较为灵活，桁架结构4的稳定性降低，拦污效率也随之降低；X形支架的夹角为131±5°，X形支架的夹角增大会增加等腰梯形顶边和底边的变形，X形支架的夹角减小使斜边杆的变形明显增加，变形增加过大会损毁连杆6，增加维修成本，降低桁架的稳定性，使用本发明所述边长比例和夹角能更好的实现桁架结构4力平衡，使桁架结构4的传力效果最优，保障了桁架结构4的安全稳定。

连杆6结构如图8所示，连杆6一端为带通孔的片状结构，连杆6另一端为U形结构，U形结构两侧设有与通孔大小形状相同的孔，连杆6首尾铰接时相邻连杆6的片状结构插接在U形结构内，连接件穿过通孔实现铰接；连杆6两端均为带通孔的圆形结构，连接件穿过相邻连杆6圆形结构通孔实现铰接。

滑轨2上还间隙套设有浮箱20，浮箱20结构如图7所示，浮箱20为端板焊接而成的中空U形结构，浮箱20内被隔板对称分隔成数个腔室22，腔室22内填充有膨胀剂，浮箱20靠近滑车3一侧设有与滑车3外形相同的容置腔，滑车3滑动连接在滑轨2上时其下侧置于浮箱20的容置腔内，滑车3下设有第一固定板19，浮箱20上设有第二固定板21，第一固定板19与第二固定板21上均设有通孔，螺栓穿过通孔与螺母固定。

本发明在安装时首先使用锚杆12将两个滑轨2的边侧板11分别固定在水坝进水口1两侧的墙体上，将滑车3底侧放置在浮箱20上侧的容置腔内，使用螺栓螺母固定第一固定板19和第二固定板21，然后将滑车3的滑轮17滑动放置在滑轨2的第一轨道14和第二轨道15内，此时浮箱20间隙套设在滑轨2外侧，在不影响滑车3上下滑动的情况下，浮箱20内侧腔室22内的膨胀剂为滑车3提供浮力；向浮筒5内填充LLDPE泡沫，然后将连杆6插入浮筒5中心轴处形成浮子单元，将数个连杆6和数个浮子单元中的连杆6首尾铰接形成桁架结构4，在连杆6端部铰接栓杆7一端，在浮筒5侧面的嵌入式螺孔23内固定带孔连接件24，将拦污排9的主线头8与栓杆7另一端或带孔连接件24连接，拦污网9另一侧的系绳10与重物固定，将桁架结构4与拦污网9置于水坝进水口1的水体内，将桁架结构4中外等腰梯形的底边两端与第二连接板18铰接，两个第二连接板18分别与两个滑车2铰接，组装形成水电站浮动时拦污排装置；桁架结构4浮动在水体表面，拦污网9在重物作用下与水体流动方向垂直，能够拦截水体中的污染物，当水坝进水口1处的水位发生变化时，桁架结构4在水的浮力下上下浮动，使拦污网9始终能够拦截大部分水体污染物，同时滑车3在水浮力和浮箱20的作用下，沿滑轨2上下移动对桁架结构4的位置进行约束，桁架结构4和滑车3上下浮动时两者之间的角度可进行小幅度调节，以免滑车3卡滞而桁架结构4强行带动其移动造成的损毁。

在使用时本发明设置的桁架结构的边长比例和夹角，使桁架结构4可在规范内发生微小变形，且桁架结构4的稳定性良好，将桁架结构4外侧设置为等腰梯形，使拦污网9拦截的污染物在水体作用下能沿其外轮廓线传递至坝体，极大的保证了拦污网9和桁架结构4的稳定性，拦污效率提高。

现有浮动式拦污排装置是在水电站进水口设置一道与坝体平行的栅格拦污装置，在拦污装置两侧的岸边设置内置滑轨2的混凝土固定墩，水电站进水口水位发生变化时栅格拦污装置上下移动不灵活，导致拦污效率降低，栅格拦污装置与混凝土固定墩的移动角度无法调整，容易损坏混凝土固定墩，维修、更换成本较高；本发明采用浮子单元铰接成桁架结构4，桁架结构4造型简单、安装维修方便，其尺寸可根据水坝进水口1大小调节，对环境的适应性较强，能有效将三面污物和水流等荷载作用传递至水电站坝体，使桁架结构4受力自平衡、安全耐冲击，浮子单元包括由PE高分子滚塑而成的浮筒5，浮筒5内填充有LLDPE泡沫，浮筒5内穿设有连杆6，连杆6首尾铰接，浮筒5能够在水体的浮力下，灵活带动拦污网9上下浮动，在浮动过程中连杆6能够在规范限值内发生变形，对桁架结构4的形状、位置进行微小调动，使桁架结构4的稳定性提高，桁架结构4下方设置的拦污网9能适时拦截水体下方和水体表面漂浮的污染物，提高了拦污效果；水位变化时滑车3还能在水作用力下沿滑轨2上下移动，对桁架结构4位置进行灵活约束，此时浮箱20内的膨胀剂能够提高滑车3随水位变化的敏感程度，使滑车3随水位移动更为灵活，同时桁架结构4与滑车3通过第二连接板18铰接，使两者在浮动过程中角度可调，避免了滑车3卡滞桁架结构4强行移动导致的滑车3损毁。

本发明浮筒5之间相互约束，桁架结构4的整体抗翻转性能提升，等腰梯形的结构能够将拦截的浮渣以及水流荷载传递至坝体上，极大的保证了拦污排的安全稳定，本发明使用桁架结构4代替传统锚头锚固在闸墩或支墩内的结构，使拦污网9在保证拦污效率的情况下，又能很好的适应水位的变化，且拦污网9与发电机组的距离增大，安全系数提高。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.水电站浮动式拦污排装置，其特征在于，包括两个滑轨(2)，所述滑轨(2)包括边侧板(11)，所述边侧板(11)上设有数个螺纹通孔，锚杆(12)穿过螺纹通孔将两个滑轨(2)分别螺纹固定在水坝进水口(1)两侧的墙体上，所述边侧板(11)远离墙体一侧与两个第一连接板(13)一端固定，两个所述第一连接板(13)的另一端分别与连扳两端固定，所述连扳远离边侧板(11)一侧设有第二轨道(15)，两个所述第一连接板(13)相互远离的一侧设有第一轨道(14)；

两个所述滑轨(2)上均滑动连接有滑车(3)，两个滑车(3)支架的横截面均为U形，所述支架的三个侧面均设有两个通孔，所述通孔内固定穿设有轮轴(16)，所述轮轴(16)伸入支架内侧的端部固定有落地法兰，螺栓穿过落地法兰与滑轮(17)固定，所述滑轮(17)分别滑动连接在第一轨道(14)和第二轨道(15)内，两个所述滑车(3)支架的闭口端外侧均设有支板，所述支板与第二连接板(18)一端铰接，两个所述第二连接板(18)的另一端与桁架结构(4)两端铰接；

所述滑轨(2)外侧还间隙套设有横截面呈U形的浮箱(20)，所述浮箱(20)靠近滑车(3)一侧设有与滑车(3)外形相同的容置腔，所述滑车(3)插接在容置腔内，所述滑车(3)上设有第一固定板(19)，所述浮箱(20)上设有第二固定板(21)，所述第一固定板(19)和第二固定板(21)上均设有通孔，螺栓穿过所述通孔与螺母固定；

所述桁架结构(4)包括外等腰梯形，外等腰梯形内侧套设有与其相似的内等腰梯形，外等腰梯形对角线连接形成X形支架，所述X形支架的钝角为131±5°，内等腰梯形与外等腰梯形的边长之比为1：2，外等腰梯形底边由数个连杆(6)首尾铰接而成，外等腰梯形除底边外的各边、内等腰梯形各边和X形支架均由数个浮子单元首尾铰接而成，所述浮子单元包括圆柱体状的浮筒(5)，浮筒(5)的中心轴处穿设有连杆(6)，连杆(6)首尾铰接，连杆(6)端部还与栓杆(7)一端铰接，栓杆(7)另一端通过登山扣与拦污网(9)顶侧的主线头(8)连接，拦污网(9)底侧的系绳(10)上固定有重物，浮筒(5)靠近拦污网(9)一侧设有数个嵌入式螺孔(23)，嵌入式螺孔(23)内螺纹固定有带孔连接件(24)，带孔连接件(24)与主线头(8)连接。

2.根据权利要求1所述的水电站浮动式拦污排装置，其特征在于，所述浮筒(5)的长度为850mm，浮筒(5)内填充有LLDPE泡沫。

3.根据权利要求1所述的水电站浮动式拦污排装置，其特征在于，所述浮箱(20)内被隔板分成多个腔室(22)，所述腔室(22)对称分布，所述腔室(22)内填充有膨胀剂。

4.根据权利要求1所述的水电站浮动式拦污排装置，其特征在于，所述连杆(6)一端为带通孔的片状结构，连杆(6)另一端为U形结构，U形结构两侧面设有与通孔位置、尺寸相同的孔，连接件依次穿过相邻连杆(6)U形结构和片状结构上的通孔进行铰接。

5.根据权利要求1所述的水电站浮动式拦污排装置，其特征在于，所述连杆(6)两端均为带通孔的片状圆形结构，连接件依次穿过相邻连杆(6)圆形结构上的通孔进行铰接。

6.根据权利要求1所述的水电站浮动式拦污排装置，其特征在于，所述轮轴(16)与支架的连接处垫有加强板。

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