CN112252284A - 一种水力自调节浮式拦漂设施及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水力自调节浮式拦漂设施及其工作方法：一种水力自调节拦漂设施包括拦漂主体、活动支承装置。活动支承装置固定于大坝闸墩，拦漂主体为浮筒穿钢丝绳串连的柔性结构，拦漂一端通过活动支承装置升降滑动，配合拦漂主体随水位升降浮动拦截漂浮物，另一端通过地锚固连于另一处河岸。活动支承装置包括转动支承装置、浮动支承装置。转动支承装置由连接座固连于大坝闸墩，根据拦漂受水流冲击力的变化调节导轨摆动角度，起缓冲作用。浮动支承装置滑接于转动支承装置上，通过浮力带动拦漂端部在导轨上升降滑移，减少摩擦力。本发明设计合理，拦漂设施可适应水力作用自动浮动调节，提升拦污效果，降低故障率，提高运行稳定性，减少运维成本。

Description

一种水力自调节浮式拦漂设施及其工作方法

技术领域

本发明涉及一种水力自调节浮式拦漂设施及其工作方法。

背景技术

水东电站位于福建省尤溪县境内，水东电站共4台机组，大坝1、2号引水隧洞进水口前分别设有6扇拦污栅，用于防止杂物和垃圾进入机组，进水口前漂浮物主要有水葫芦、树枝、杂木、养鱼网箱、生活垃圾等。汛期，上游将带来大量漂浮物堆积至进水口前，减少进水口流量，影响水头，降低机组发电效力。且拦污栅栅条间距为160mm，只能拦截大型漂浮物，树枝杂物等漏过拦污栅，经引水隧洞进入蜗壳，将影响机组的安全运行。一般在大坝进水口拦污栅前加装一道拦漂设施拦截漂浮物，但是现有技术中，拦漂导轨不可水平摆动，水流作用力通过滑车对导轨产生的扭矩作用将导致滑车两侧滑轮在导轨上受力不均，当滑车受力一侧的侧板与工字钢导轨产生严重摩擦时，将造成滑车卡死，拦漂端部无法随水位升降调节，常存在拦漂设施故障率高，拦污效果差，人工调节及维护频繁的问题。

发明内容

本发明提出一种水力自调节浮式拦漂设施及其工作方法，解决拦漂设施的故障率高，拦污效果差，人工调节及维护频繁的问题。

本发明解决技术问题所采用的方案是，一种水力自调节浮式拦漂设施包括拦漂主体，所述的拦漂主体的一端通过活动支承装置固定于河岸或大坝闸墩上，另一端直接固连于另一处河岸或大坝闸墩上。

进一步的，所述的活动支承装置包括竖直的转动支承装置、浮动支承装置，所述的浮动支承装置滑接于转动支承装置上，转动支承装置的旁侧沿竖直方向设置有若干同轴的连接座, 所述的拦漂主体一端部固定于浮动支承装置上,另一端通过地锚固定于另一处河岸或大坝闸墩上。

进一步的，所述的转动支承装置包括竖直的工字钢导轨,工字钢导轨的两个平行竖直部中的其一平行竖直部的外侧面上通过连接座转动连接于河岸或大坝闸墩上，所述的浮动支承装置滑接于工字钢导轨的另一平行竖直部上。

进一步的，所述的连接座包括工字钢导轨上部的若干轴承连接座与工字钢导轨中下部的若干销轴连接座，所述的轴承连接座包括竖直的连接底座A，连接底座的上、下两侧对称设置有水平耳板A，两耳板A之间通过销钉相连接，两耳板A之间于销钉外套装有轴承套筒，轴承套筒外周上设置有上下对称的座板A，两座板A与工字钢导轨固连，连接底座螺固于河岸或大坝闸墩上。

进一步的，所述的销轴连接座包括竖直的连接底座B，连接底座的上、下两侧对称设置有水平耳板B，两耳板B之间通过销钉相连接，销钉外周上设置有上下对称的座板B，两座板B与工字钢导轨固连，连接底座螺固于河岸或大坝闸墩上。

进一步的，所述的浮动支承装置包括滑车,所述的滑车包括沿竖直方向滑接于工字钢导轨平行竖直部两侧的滑车板, 滑车板的一侧上下对称设置有滑轮,滑轮旁侧设置有辅助滑轮, 工字钢导轨的其一平行竖直部的两侧边缘对应滑接于滑轮与辅助滑轮之间,两个滑车板之间通过螺栓与连接杆固连。

进一步的，所述的滑车下螺固有过渡浮箱，过渡浮箱与滑车之间设置有用于连接和稳固的角钢支架。

进一步的，所述的拦漂主体包括若干用钢丝绳穿连在一起的拦漂浮筒，所述的拦漂浮筒包括两个相互螺固的浮筒半体，所述的浮筒半体内中部设置有水平的半让位孔，两个浮筒半体合拢螺固后，对应的两个半让位孔合拢，形成用于供钢丝绳穿过的穿绳孔。

进一步的，所述的钢丝绳下设置有拦污网，拦污网上部穿设在钢丝绳上，两个浮筒半体合拢后夹住拦污网的上部，所述的拦污网下部沿长度方向间隔设置有配重块，所述的钢丝绳一端固定于滑车上，另一端通过地锚固定于河岸或大坝闸墩上。

一种水力自调节浮式拦漂设施的工作方法：首先，安装好本装置，在拦漂设施可活动调节的端部，将浮动支承装置中的过渡浮箱放置水中提供浮力，通过角钢支架固连支撑滑车在工字钢导轨上随水位升降滑移。转动支承装置中的连接座可定轴水平转动，带动导轨水平周向摆动。当水流冲击拦漂主体时，水流作用力通过钢丝绳传递给滑车，导轨随滑车受力方向变化调节摆动角度，以适应拦漂水平方向上的受力变化，同时为导轨与滑车提供缓冲，减轻拦漂通过滑车对导轨产生的力矩作用，保证滑车两侧滑轮在导轨上受力均衡、减少摩擦、滑动顺畅，使活动支承装置带动拦漂端部灵活滑动调节，实现拦漂适应水位变幅与水流作用力变化自动浮动调节，有效拦截漂浮物。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：设计合理，拦漂设施结构牢固，可随水力作用自动灵活调节，缓解水流冲击，随水位涨落升降浮动拦截漂浮物，提升拦漂设施的拦污效果，降低装置故障率，提高运行稳定性，减少运维成本。

附图说明

下面结合附图对本发明专利进一步说明。

图1 本发明结构示意图；

图2 轴承连接座剖视图；

图3 连接底座A俯视图；

图4 轴承套筒俯视图；

图5 销轴连接座结构示意图；

图6 滑车俯视图；

图7 滑车板结构示意图；

图8 滑车与工字钢连接示意图；

图9 拦漂浮筒结构示意图；

图10 拦漂浮筒使用状态图；

图11 本发明使用状态图。

图中：1-拦漂主体；2-活动支承装置；3-转动支承装置；4-浮动支承装置；5-工字钢导轨；6-轴承连接座；61-连接底座A；62-耳板A；63-轴承套筒；64-销钉；65-筋板；66-座板A；7-销轴连接座；71-连接底座B；72-销钉；73-耳板B；74-座板B；75-筋板；8-滑轮；81-辅助滑轮；9-滑车；91-滑车板；10-角钢支架；12-过渡浮箱；13-闸墩；14-钢丝绳；15-地锚；16-拦漂浮筒；161-拦污网；162-配重块；163-浮筒半体。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1-11所示，一种水力自调节浮式拦漂设施包括拦漂主体，所述的拦漂主体1的一端通过活动支承装置2固定于河岸或大坝闸墩13的锚固墩上，另一端直接固连于另一处河岸或大坝闸墩的锚固墩上。

在本实施例中，所述的活动支承装置包括竖直的转动支承装置3、浮动支承装置4，所述的浮动支承装置滑接于转动支承装置上，转动支承装置的旁侧沿竖直方向设置有若干同轴的连接座, 所述的拦漂主体一端部固定于浮动支承装置上,另一端通过地锚15固定于另一处河岸或大坝闸墩上，可实现拦漂设施的自动调节。拦漂浮动支承装置是行走装置，实现拦漂端部升降浮动调节，适应水位变幅。拦漂转动支承装置是调角装置，实现导轨水平摆动调节，缓解水流冲击作用。

在本实施例中，所述的转动支承装置包括竖直的工字钢导轨5,工字钢导轨的两个平行竖直部中的其一平行竖直部的外侧面上通过连接座转动连接于河岸或大坝闸墩上，所述的浮动支承装置滑接于工字钢导轨的另一平行竖直部上。

所述的连接座包括工字钢导轨上部的若干轴承连接座6与工字钢导轨中下部的若干销轴连接座7，本实施例中，位于上部的轴承连接座设置有2个，位于下部的销轴连接座设置有4个，所述的轴承连接座包括竖直的连接底座A61，连接底座的上、下两侧对称设置有水平耳板A62，两耳板A之间通过销钉64相连接，两耳板A之间于销钉外套装有轴承套筒63，轴承套筒外周上设置有上下对称的座板A66，两块座板A之间再加焊一块筋板65加固结构，座板A与工字钢导轨固连，连接底座螺固于河岸或大坝闸墩上，轴承套筒内安装有成对的单列圆锥滚子轴承，并采用背靠背形式安装在轴承套筒中，单列圆锥滚子轴承可在同时承受轴向导轨与轴承连接座的重量以及径向拦漂传递的牵引力作用的情况下，使导轨灵活水平摆动，由于圆锥滚子轴承不适用于水下运行，只在导轨最上端安装两组轴承连接座，安装位置高于正常蓄水位，保障其始终高于水面运行，防止生锈卡阻。

在本实施例中，所述的销轴连接座包括竖直的连接底座B71，连接底座的上、下两侧对称设置有水平耳板B73，两耳板B之间通过销钉72相连接，销钉外周上设置有上下对称的座板B74，两块座板B之间再加焊一块筋板75加固结构，座板B与工字钢导轨固连，连接底座螺固于河岸或大坝闸墩上，销轴连接座不承受轴向导轨与连接座的重量以及径向拦漂传递的牵引力作用，只用于连接和稳固转动支承装置构件，使导轨定轴摆动；

六组连接座均通过膨胀螺栓与河岸或大坝闸墩连接，安装位置应在同一轴线上，以保持同心度定轴转动，确保导轨在水平方向灵活摆动。轴承连接座承载力大、摩擦力小、转动灵活。拦漂通过主牵引钢丝绳将所受水流作用力传递给滑车和导轨，驱动轴承连接座中的圆锥滚子轴承旋转，带动导轨绕连接座轴线在水平方向摆动，及时调节拦漂端部摆动角度，减小主牵引钢丝绳通过滑车对导轨产生的扭矩作用，缓解水流对导轨与滑车的冲击作用，保证滑车两侧滑轮在导轨上受力均衡、滑动顺畅，保障拦漂端部通过浮动支承装置灵活升降浮动。

在本实施例中，所述的浮动支承装置包括滑车9,所述的滑车包括沿竖直方向滑接于工字钢导轨平行竖直部两侧的滑车板91, 滑车板的一侧上下对称设置有滑轮8,滑轮旁侧设置有辅助滑轮81, 工字钢导轨的其一平行竖直部的两侧边缘对应滑接于滑轮与辅助滑轮之间,两个滑车板之间通过螺栓固连。

在本实施例中，所述的滑车下螺固有过渡浮箱12，过渡浮箱与滑车之间螺固有用于连接和稳固的角钢支架10。

在本实施例中，连接座、工字钢导轨、滑车、过渡浮箱外壳均采用不锈钢材质，过渡浮箱内设置有漂浮泡沫。

在本实施例中，过渡浮箱随上游库水位变化在水面上下浮动，通过浮力支撑并带动滑车在导轨上升降滑动，无需人工调节。拦漂右端钢丝绳与滑车吊耳连接，通过滑轮在导轨上滚动、减小摩擦，使拦漂可在水面上灵活升降浮动。角钢支架可支撑滑车始终高于水面运行，滑轮不易生锈、且不会被水中漂浮物卡阻，降低故障率。

在本实施例中，所述的拦漂主体包括若干用钢丝绳14穿连在一起的拦漂浮筒16，所述的拦漂浮筒包括两个相互螺固的浮筒半体163，所述的浮筒半体内中部设置有水平的半让位孔，两个浮筒半体合拢螺固后，对应的两个半让位孔合拢，形成用于供钢丝绳穿过的穿绳孔；

浮筒外壳采用聚乙烯滚塑工艺一次成型，全封闭、耐腐蚀、抗老化、抗冲击碰撞、使用寿命长，内部充满聚氨酯闭式泡沫，确保在外壳出现破损后浮筒仍可保持浮力正常使用。

在本实施例中，所述的钢丝绳下设置有拦污网161，拦污网上部穿设在钢丝绳上，两个浮筒半体合拢后夹住拦污网的上部，所述的拦污网下部沿长度方向间隔设置有配重块162，既可增加浮筒吃水深度并防止其在水面翻转，又可使拦污网在水下保持垂直下垂，防止其随水流方向摆动，提升水面及水下拦污效果。

在本实施例中，所述的钢丝绳一端固定于滑车上，滑车连接杆上设置吊耳，用于固定主牵引钢丝绳，另一端通过地锚固定于河岸或大坝闸墩上，所述的滑车上部设置有用于可拖动滑车上下滑移的钢丝绳B，钢丝绳B用于防止水位过低导致滑车脱出。

一种水力自调节浮式拦漂设施的工作方法：首先，安装好本装置，在拦漂设施可活动调节的端部，将浮动支承装置中的过渡浮箱放置水中提供浮力，通过角钢支架固连支撑滑车在工字钢导轨上随水位升降滑移。转动支承装置中的连接座可定轴水平转动，带动导轨水平周向摆动。当水流冲击拦漂主体时，水流作用力通过钢丝绳传递给滑车，导轨随滑车受力方向变化调节摆动角度，以适应拦漂水平方向上的受力变化，同时为导轨与滑车提供缓冲，减轻拦漂通过滑车对导轨产生的力矩作用，保证滑车两侧滑轮在导轨上受力均衡、减少摩擦、滑动顺畅，使活动支承装置带动拦漂端部灵活滑动调节，实现拦漂适应水位变幅与水流作用力变化自动浮动调节，有效拦截漂浮物。

在本实施例中，采用一端固定、一端可活动调节的拦漂布置形式以适应库区水力作用。拦漂右端活动支承装置可实现水平与竖直方向上的灵活调节，使拦漂端部适应水平方向的水流作用力变化，随水位涨落升降滑动，配合拦漂主体升降浮动，有效拦截漂浮物，降低装置故障率，提高拦漂设施的拦污效果，减少运维成本。拦漂右端与滑车连接，由过渡浮箱浮力带动滑车滑轮在导轨上滚动减小摩擦，拦漂端部可随水位变化在水面上灵活升降调节，无需人工调节；加装过渡浮箱可保证滑车始终高于水面运行，滑轮不易被锈蚀或被漂浮物卡阻；连接座可实现导轨在水平方向灵活摆动，使滑车两侧滑轮在导轨上滑动时受力均衡、顺畅升降滑动、有效解决拦漂右端空隙大、拦污效果差的问题。新型拦漂为柔性结构，可改变形态缓解水流对拦漂的冲击，保证拦漂设施运行的稳定性；浮筒自身浮力大，可随上游库水位涨落而自动升降，牵引钢丝绳将浮筒紧密串接，可有效拦截水面漂浮物。牵引钢丝绳下加挂拦污网和配重块，可加大浮筒吃水深度，并使拦污网在水下保持垂直下垂，有效拦截水下漂浮物。

上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。

如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。

本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构( 例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系例如“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制，且上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的形状。

本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种水力自调节浮式拦漂设施，其特征在于：包括拦漂主体，所述的拦漂主体的一端通过活动支承装置固定于河岸或大坝闸墩上，另一端直接固连于另一处河岸或大坝闸墩上。

2. 根据权利要求1所述的一种水力自调节浮式拦漂设施,其特征在于：所述的活动支承装置包括竖直的转动支承装置、浮动支承装置，所述的浮动支承装置滑接于转动支承装置的工字钢导轨上，转动支承装置的旁侧沿竖直方向设置有若干同轴的连接座, 所述的拦漂主体一端部固定于浮动支承装置上,另一端通过地锚固定于另一处河岸或大坝闸墩上。

3.根据权利要求2所述的一种水力自调节浮式拦漂设施,其特征在于：所述的转动支承装置包括竖直的工字钢导轨,工字钢导轨的两个平行竖直部中的其一平行竖直部的外侧面上通过连接座转动连接于河岸或大坝闸墩上，所述的浮动支承装置滑接于工字钢导轨的另一平行竖直部上。

4.根据权利要求3所述的一种水力自调节浮式拦漂设施,其特征在于：所述的连接座包括工字钢导轨上部的若干轴承连接座与工字钢导轨中下部的若干销轴连接座，所述的轴承连接座包括竖直的连接底座A，连接底座的上、下两侧对称设置有水平耳板A，两耳板A之间通过销钉相连接，两耳板A之间于销钉外套装有轴承套筒，轴承套筒外周上设置有上下对称的座板A，两座板A与工字钢导轨固连，连接底座螺固于河岸或大坝闸墩上。

5.根据权利要求3所述的一种水力自调节浮式拦漂设施,其特征在于：所述的销轴连接座包括竖直的连接底座B，连接底座的上、下两侧对称设置有水平耳板B，两耳板B之间通过销钉相连接，销钉外周上设置有上下对称的座板B，两座板B与工字钢导轨固连，连接底座螺固于河岸或大坝闸墩上。

6. 根据权利要求4或5任一所述的一种水力自调节浮式拦漂设施,其特征在于：所述的浮动支承装置包括滑车,所述的滑车包括沿竖直方向滑接于工字钢导轨平行竖直部两侧的滑车板, 滑车板的一侧上下对称设置有滑轮,滑轮旁侧设置有辅助滑轮, 工字钢导轨的其一平行竖直部的两侧边缘对应滑接于滑轮与辅助滑轮之间,两个滑车板之间通过螺栓固连。

7.根据权利要求6所述的一种水力自调节浮式拦漂设施,其特征在于：所述的滑车下螺固有过渡浮箱，过渡浮箱与滑车之间设置有用于连接和稳固的角钢支架。

8.根据权利要求7所述的一种水力自调节浮式拦漂设施,其特征在于：所述的拦漂主体包括若干用钢丝绳穿连在一起的拦漂浮筒，所述的拦漂浮筒包括两个相互螺固的浮筒半体，所述的浮筒半体内中部设置有水平的半让位孔，两个浮筒半体合拢螺固后，对应的两个半让位孔合拢，形成用于供钢丝绳穿过的穿绳孔。

9.根据权利要求8所述的一种水力自调节浮式拦漂设施,其特征在于：所述的钢丝绳下设置有拦污网，拦污网上部穿设在钢丝绳上，两个浮筒半体合拢后夹住拦污网的上部，所述的拦污网下部沿长度方向间隔设置有配重块，所述的钢丝绳一端固定于滑车上，另一端通过地锚固定于河岸或大坝闸墩上。

10.一种水力自调节浮式拦漂设施的工作方法，采用如权利要求9所述的一种水力自调节浮式拦漂设施,其特征在于：首先，安装好本装置，在拦漂设施可活动调节的端部，将浮动支承装置中的过渡浮箱放置水中提供浮力，通过角钢支架固连支撑滑车在工字钢导轨上随水位升降滑移；转动支承装置中的连接座可定轴水平转动，带动导轨水平周向摆动；当水流冲击拦漂主体时，水流作用力通过钢丝绳传递给滑车，导轨随滑车受力方向变化调节摆动角度，以适应拦漂水平方向上的受力变化，同时为导轨与滑车提供缓冲，减轻拦漂通过滑车对导轨产生的力矩作用，保证滑车两侧滑轮在导轨上受力均衡、减少摩擦、滑动顺畅，使活动支承装置带动拦漂端部灵活滑动调节，实现拦漂适应水位变幅与水流作用力变化自动浮动调节，有效拦截漂浮物。

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