CN114687409B - 漂浮式泵站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种漂浮式泵站，其包括漂浮机构，其设置有安装腔，下端设置有若干供水进入安装腔的进水孔；水泵，其安装于所述安装腔内，与控制柜通信连接，其上端与漂浮机构转动连接，转动轴线位于水平面；出水管，与水泵连接，其上具有调整出水管与输水管间角度的调节件。本方案的漂浮机构能够将水泵漂浮于水面上，在进行浇灌时，即便是水位很低，也不用担心淤泥堵塞水泵，保证泵站的正常工作。

Description

漂浮式泵站

技术领域

本发明涉及水利灌溉的输水系统，特别涉及一种漂浮式泵站。

背景技术

在进行农业灌溉时，地势比较平坦的地区，普遍会建立泵站进行统一浇灌；目前大部分泵站修建时是在引水的地方截断水流进行泵站的施工安装，安装完成后再导通水流，这种泵站安装存在造价高，投资大、施工时间长、占用农田面积大等缺点，因此近两年装配式泵站逐渐开始发展。

市面上公开的装配式泵站虽然具有造价低，投资较少、施工时间较短、占用农田的面积较小等优点，但由于其大部分位于水下，当河内的水深低于泵站位于水位下部分时，泵站就不能正常工作；再者，泵站部分位于水面下，进水池为敞开式结构，容易产生淤积，尤其是对于引黄灌区淤积问题更为突出。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的漂浮式泵站解决了泵站低水位时不能正常工作的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

提供一种漂浮式泵站，其包括：

漂浮机构，其设置有安装腔，下端设置有若干供水进入安装腔的进水孔；

水泵，其安装于所述安装腔内，与控制柜通信连接，其上端与漂浮机构转动连接，转动轴线位于水平面；

出水管，与水泵连接，其上具有调整出水管与输水管间角度的调节件。

本发明的有益效果为：本方案的漂浮机构能够将水泵漂浮于水面上，在进行浇灌时，即便是水位很低，也不用担心淤泥堵塞水泵，保证泵站的正常工作；

水泵与漂浮机构之间转动连接，保证水泵进水口位置的稳定，避免由于漂浮机构倾斜导致水泵以及进水口位置发生倾斜而无法进水；

泵站的输水管道普遍为硬度很大的钢管，其安装后位置固定会限制漂浮机构在水面浮动，设置的调节件能够根据其水位高低自适应调整钢管的角度，保证漂浮机构的正常浮动；

本方案省去了传统泵站砖石混凝土结构的进水池，水泵室，泵房等土建工程，达到了零土建工程，极大降低工程投资，与同等规模传统泵站相比，投资降低70%以上，而且无水下作业，建设难度小、工期短。

进一步地，漂浮式泵站还包括至少一个防止漂浮机构在水面移动的防漂机构，防漂机构与漂浮机构转动连接，且转动轴线位于水平面。

上述技术方案的有益效果为：位于水面上的漂浮机构在水流和风作用会发生漂移，这种力会作用于出水管，降低出水管的使用寿命，引入的防漂机构一端铰接在河边，能够与出水管共同给予漂浮机构一个拉力，以抑制漂浮机构随水流漂移和随风旋动。

进一步地，水泵与漂浮机构转动连接的结构包括：

至少一根转动杆，其固定于水泵的上端；

至少一个转动架，其固定于漂浮机构上，其上设有供转动杆穿过的安装孔，且安装孔的直径大于转动杆的直径。

上述技术方案的有益效果为：上述结构能够保证水泵顺利相对漂浮机构转动，同时还可以避免水泵转动时脱离漂浮机构；在实现水泵转动时，仅需要很简单的结构就能够实现，大幅降低了泵站建设成本。

进一步地，防漂机构包括连接杆，连接杆一端与岸边的固定墩转动连接，另一端与转动杆转动连接，且转动杆上设置有限制连接杆脱离转动杆的限位件。

上述技术方案的有益效果为：上述结构的防漂机构能够与水泵转动的结构共用一个连接杆，具有结构简单和成本低等优点。

进一步地，漂浮机构包括漂浮体，安装腔贯穿漂浮体，且不与漂浮体的漂浮腔连通；漂浮体远离出水管侧设置有封闭安装腔下端开口的拦污罩，进水孔开设于拦污罩上。

上述技术方案的有益效果为：该种结构的漂浮机构每个方向的浮力都相同，能够提高水泵输水过程中，漂浮于水中的整体结构的稳定性；拦污罩的设置，能够避免水中杂质堵塞水泵；另外，在水位非常浅时，拦污罩还可以避免水泵进水口直接接触污泥，避免水泵被污泥堵塞。

进一步地，漂浮式泵站还包括对拦污罩进行清洗的清污机构和与出水管连通的连接管，清污机构包括套设在拦污罩上的清污环，清污环通过多根弹簧固定于漂浮体的下表面；

弹簧处于自由状态时，清污环位于拦污罩的上端；连接管的出水口位于清污环上方，通过喷出的水流带动清污环向下运动，连接管上设置有与控制柜电连接的电磁阀。

上述技术方案的有益效果为：本方案通过开启连接管高速喷出的水带动清污环向下运动，弹簧被拉伸，关闭连接管，弹簧带动清污环向上运动，如此往复而实现对拦污罩的清洗；在清洗过程中，直接采用水泵输出的水作为动力，不需要其他驱动部件，降低了泵站建设成本。

进一步地，漂浮式泵站还包括泵站未使用时对拦污罩进行保护的保护机构，保护机构包括：

柔性保护囊，其套设于拦污罩外，一端固定于漂浮体的下表面，另一端与拦污罩滑动连接；

伸缩弹簧，其位于柔性保护囊内腔中，其上端固定于拦污罩，下端固定于柔性保护囊的滑动端；

连通管，其上设置有与控制柜连接的电磁阀，与出水管连通，将水导入柔性保护囊内部。

上述技术方案的有益效果为：本方案的泵站建成后，每年启动对作物浇灌的频率不高，往往一年仅启动几次；本方案设置保护机构后，通过连通管向柔性保护囊内部注入水使其膨胀以向下滑动，由于柔性保护囊是密闭的，其能够沿着拦污罩向下膨胀，以将拦污罩的侧壁包裹起来，这样可以避免河流中生长的藤蔓植物根茎伸入拦污罩内，堵塞进水口。

进一步地，柔性保护囊与拦污罩滑动连接的结构包括与柔性保护囊下端固定连接的环形板，环形板套设于拦污罩上，并与拦污罩间隙配合；拦污罩上开设有至少一条供环形板上的滑块上下滑动时导向的滑槽。

上述技术方案的有益效果为：滑槽可以便于柔性保护囊沿着拦污罩上下滑动，与此同时，充水膨胀的柔性保护囊会部分延伸入滑槽，可以将滑块限位在滑槽的最低端，以缓冲伸缩弹簧回位的回复力。

进一步地，漂浮机构包括水泵室和水泵室两侧对称安装的漂浮筒，进水孔开设于水泵室的侧壁上。该种结构的漂浮机构在布局多个水泵时，可以提高泵室空间的利用率，同时两边的漂浮筒结构简单，便于加工，且还能提供较大的浮力。

进一步地，两个漂浮筒通过转轴连接，水泵室顶部安装有供转轴相对水泵室转动的转动架，转动架上开设的安装孔的直径大于转轴的直径。

上述技术方案的有益效果为：该种结构通过水泵的倾斜，以保证漂浮筒一直处于水平面状态，避免由于漂浮筒倾斜导致水泵以及进水口位置发生倾斜而无法进水。

进一步地，转动架包括固定于漂浮机构上的安装座和与安装座可拆卸连接的卡扣，安装座和卡扣上的弧形槽相互配合形成安装孔。

上述技术方案的有益效果为：转动架结构的独特设置，在安装水泵时，可以将转动杆和转轴先放置在安装座的弧形槽，再放置上卡扣，使得组装非常的方便。

附图说明

图1为漂浮式泵站的立体图。

图2为图1中A部的放大图。

图3为漂浮机构与水泵转动连接在一起的立体图。

图4为沿图3中A-A方向的剖视图。

图5为清污机构安装在漂浮机构上的结构示意图。

图6为图5中B部的放大图。

图7为保护机构安装在漂浮机构上的结构示意图。

图8为图7中C部的放大图。

图9为漂浮机构另一个实施例的结构示意图。

其中，1、漂浮机构；11、漂浮体；111、漂浮腔；12、安装腔；13、拦污罩；131、进水孔；14、漂浮筒；15、水泵室；2、水泵；

4、调节件；5、机房；6、转动连接的结构；61、转动杆；62、转动架；621、安装座；622、卡扣；7、防漂机构；71、连接杆；72、固定墩；

8、清污机构；81、连接管；82、清污环；83、弹簧；9、保护机构；91、柔性保护囊；92、伸缩弹簧；93、连通管；94、环形板；941、滑块。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

实施例1

如图1所示，本方案提供的漂浮式泵站包括漂浮机构1、水泵2、出水管、输水管和调节件4，本方案的水泵2优选为潜水泵，当其为其他水泵时，水泵2安装在漂浮机构1需要做好防水处理。其中：

漂浮机构1设置有安装腔12，下端设置有若干供水进入安装腔12的进水孔131；水泵2安装与安装腔12内，与控制柜（本方案的控制柜优选为PLC控制柜）通信连接，其上端延伸出漂浮机构1与漂浮机构1转动连接，转动轴线位于水平面；出水管与水泵2连接，其上具有调整出水管与输水管间角度的调节件4。

本方案的泵站在修建时，首先会在河道旁安装输水管，之后将放置有水泵2的漂浮机构1放置于河面上，将水泵2的出水口与出水管连接，再通过调节件4将出水管与输水管连接并导通，与水泵2通信的机柜放置于河道边。由于本方案的泵站一旦建成后，就不再移动，其中出水管和输水管都采用刚性管道。

本方案的漂浮机构1具有较大的浮力，水泵2放置在安装腔12内后，漂浮机构1能够带着水泵2漂浮于水面上，在进行浇灌时，即便是水位很低，也不用担心淤泥堵塞水泵2，保证泵站的正常工作。

与河面上水泵2连接的出水管，由于与固定于河道边的输水管连接，其一方面充当输水管道，另一方面，其还可以给漂浮水泵2一个拉力，避免水泵2和漂浮机构1被河水带走，保证二者位于河面的稳定性。

水泵2与漂浮机构1之间转动连接后，当河面水位发生变化时，可以保证漂浮机构1始终处于水平状态，避免由于漂浮筒14倾斜导致水泵2以及进水口位置发生倾斜而无法进水；另外，水面发生变化时，水泵2相对漂浮机构1会发生小幅倾斜，在水位较低时，即便漂浮机构1底端接触河底，仍可以避免水泵2进水口被灌入污泥，影响正常工作。

本方案的调节件4能够伸长、缩短、发生弯曲等动作，在河道水面发生变化时，通过调节件4的伸长/缩短和发生弯曲等动作，以使出水管跟随漂浮机构1的浮动上升/下降，或者改变一定的角度，以调整出水管与输水管之间的角度，保证漂浮机构1的正常浮动。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上做出的进一步改进，具体为水泵2与漂浮机构1转动连接的结构6（具体参考图2）包括：

至少一根转动杆61，其固定于水泵2的上端；

至少一个转动架62，其固定于漂浮机构1上，其上设有供转动杆61穿过的安装孔，且安装孔的直径大于转动杆61的直径。

上述结构能够保证水泵2顺利相对漂浮机构1转动，同时还可以避免水泵2转动时，脱离漂浮机构1；在实现水泵2转动时，仅需要很简单的结构就能够实现，大幅降低了泵站建设成本。

本实施例优选在水泵2的两侧对称设置有一根转动杆61，每根转动杆61均与漂浮机构1上的转动架62转动连接。

实施时，本方案优选转动架62包括固定于漂浮机构1上的安装座621和与安装座621可拆卸连接的卡扣622，安装座621和卡扣622上的弧形槽相互配合形成安装孔。

转动架62结构的独特设置，在安装水泵2时，可以将转动杆61和转轴先放置在安装座621的弧形槽，再放置上卡扣622，用螺栓将安装座621和卡扣622固定在一起即可，使得组装拆卸都非常的方便。

实施例3

再次参考图1，本实施例是在实施例1或2的基础上做出的进一步改进，具体为漂浮式泵站还包括至少一个防止漂浮机构1在水面移动的防漂机构7，本方案优选设置有两个防漂机构7，分别位于出水管的两侧，且以出水管为轴线对称设置，以此进一步保证漂浮机构1位于水面的稳定性；防漂机构7与漂浮机构1转动连接，且转动轴线位于水平面。

位于水面上的漂浮机构1在水流和风作用会发生漂移，这种力会作用于出水管，降低出水管的使用寿命，引入的防漂机构7一端铰接在河边，能够与出水管共同给予漂浮机构1一个拉力，以抑制漂浮机构1随水流漂移和随风旋动。

实施时，本方案优选防漂机构7包括连接杆71，连接杆71一端与岸边的固定墩72转动连接，此处的转动连接可以为球头铰链，也可以为两个嵌套在一起的套环，其中一个套环部分被浇筑在固定墩72内，另外一个套环具有开口，且与连接杆71固定连接，之后将套环通过其开口套入另外一个套环中，并对套环的开口进行焊接，形成完整环。

连接杆71的另一端与转动杆61转动连接，且转动杆61上设置有限制连接杆71脱离转动杆61的限位件（限位件可以为贯穿转动杆61的螺栓，螺栓的至少一端延伸出转动杆61）。防漂机构7能够与水泵2转动的结构共用一个连接杆71，具有结构简单和成本低等优点。

实施例4

如图3和图4所示，本实施例是在实施例1的基础上做出的进一步改进，漂浮机构1包括漂浮体11，安装腔12贯穿漂浮体11，且不与漂浮体11的漂浮腔111连通；漂浮体11远离出水管侧设置有封闭安装腔12下端开口的拦污罩13，进水孔131开设于拦污罩13上。

优选漂浮机构1的断面为圆形，这样安装腔12设置在漂浮机构1的中心后，安装腔12周边的浮力均相等，漂浮机构1更不容易倾斜，再者这种结构非常简单，便于生产加工，且整体外形比较美观。

本实施例提供的漂浮机构1每个方向的浮力都相同，能够提高水泵2输水过程中漂浮于水中的整体结构的稳定性；拦污罩13的设置，能够避免水中杂质堵塞水泵2；另外，在水位非常浅时，拦污罩13还可以避免水泵2进水口直接接触污泥，避免水泵2被污泥堵塞。

实施例5

如图5和图6所示，本实施例是在实施例4的基础上做的进一步改进，漂浮式泵站还包括对拦污罩13进行清洗的清污机构8和与出水管连通的连接管81，清污机构8包括套设在拦污罩13上的清污环82，清污环82通过多根弹簧83固定于漂浮体11的下表面；

弹簧83处于自由状态时，清污环82位于拦污罩13的上端；连接管81的出水口位于清污环82上方，通过喷出的高速水流带动清污环82向下运动，连接管81上设置有与控制柜电连接的电磁阀。

采用清污机构8对拦污罩13进行清污时，需要在输水管上安装流量传感器，水泵2进水口处的拦污罩13内设置浊度传感器，在河道内设置液位传感器，这些传感器均与控制柜电连接。

本实施例清污机构8对拦污罩13进行清污的控制方法为：

A1、获取输水管单位时间内输出的流量，并判断流量是否小于预设流量，若是，进入步骤A2，否则继续步骤A1；

A2、获取河道的液位深度，并判断其是否小于预设深度，若是进入步骤A3，否则A4；

A3、获取水泵2进水口液体的浊度，若是浊度小于预设值，继续启动水泵2，直至其流量小于等于二分之一预设流量；否是，则关闭水泵2；

水体的浊度比较小时，表明河底的污泥比较少，在低水位引水时不用担心污泥堵塞进水孔，此种情况仍可以进一步引水。

A4、关闭输水管上的电磁阀，开启连接管81上的电磁阀，使出水管的水高速从连接管81喷出，给清污环82一个向下的力，清污环82向下运动对拦污罩13进行清洗；

A5、关闭连接管81上的电磁阀，开启输水管上的电磁阀，并判断输水管单位时间内输出的流量是否小于预设流量，若是返回步骤A4，否则进入步骤A6；

A6、关闭连接管81上的电磁阀，开启输水管上的电磁阀，之后返回步骤A1。

本方案通过开启连接管81高速喷出的水带动清污环82向下运动，弹簧83被拉伸，关闭连接管81弹簧83带动清污环82向上运动，如此往复而实现对拦污罩13的清洗；在清洗过程中，直接采用水泵2输出的水作为动力，不需要其他驱动部件，降低了泵站建设成本。

实施例6

如图7和图8所示，本实施例是在实施例4的基础上做的进一步改进，漂浮式泵站还包括泵站未使用时对拦污罩13进行保护的保护机构9，保护机构9包括：

柔性保护囊91，其套设于拦污罩13外，一端固定于漂浮体11的下表面，另一端与拦污罩13滑动连接；

伸缩弹簧92，其位于柔性保护囊91内腔中，其上端固定于拦污罩13，下端固定于柔性保护囊的滑动端；

连通管93，其上设置有与控制柜连接的电磁阀，与出水管连通，将水导入柔性保护囊91内部。

每次泵站启动后，停止使用时，关闭输水管上的电磁阀，开启连通管93上的电磁阀，连通管93将水泵2抽吸的水导入柔性保护囊91，柔性保护囊91伸长，并逐步包裹住拦污罩13，开启连通管93上的电磁阀预设时间后，关闭水泵2和连通管93上的电磁阀，柔性保护囊91由于一直有水的存在，可以对拦污罩13的保护。

当需要启动泵站时，开启连通管93上的电磁阀，弹簧83收缩的回复力将柔性保护囊91的水排出，使拦污罩13上的进水孔131再次露出，之后关闭连通管93上的电磁阀，开启输水管的电磁阀，启动水泵2对农田进行灌溉。

本方案的泵站建成后，每年启动对作物浇灌的频率不高，往往一年仅启动几次；本方案设置保护机构9后，通过连通管93向保护囊内部注入水使其膨胀以向下滑动，由于柔性保护囊91是密闭的，其能够沿着拦污罩13向下膨胀，以将拦污罩13的侧壁包裹起来，这样可以避免河流中生长的藤蔓植物根茎伸入拦污罩13内，堵塞进水口。

实施时，本方案优选柔性保护囊91与拦污罩13滑动连接的结构包括与柔性保护囊91下端固定连接的环形板94，环形板94套设于拦污罩13上，并与拦污罩13间隙配合；拦污罩13上开设有至少一条供环形板94上的滑块941上下滑动时导向的滑槽。

滑槽可以便于柔性保护囊91沿着拦污罩13上下滑动，与此同时，充水膨胀的柔性保护囊91会部分延伸入滑槽，可以将滑块941限位在滑槽的最低端，以缓冲伸缩弹簧92回位的回复力。

实施例7

如图9所示，本实施例是在实施例1的基础上做出的进一步改进，漂浮机构1包括水泵室15和水泵室15两侧对称安装的漂浮筒14，进水孔131开设于水泵室15的侧壁上。该种结构的漂浮机构1在布局多个水泵2时，可以提高泵室空间的利用率，同时两边的漂浮筒14结构简单，便于加工，且还能提供较大的浮力。

漂浮筒14可以与水泵室15转动连接，也可以与水泵室15固定连接，本方案优选两个漂浮筒14通过转轴连接，水泵室15顶部安装有供转轴相对水泵室15转动的转动架62，转动架62上开设的安装孔的直径大于转轴的直径。本实施例的转动架62可以与实施例2中转动架62的结构相同。

本方案通过上述结构实现水泵室15和漂浮筒14的转动连接，可以通过水泵2的倾斜保证漂浮筒14一直处于水平面状态，避免由于漂浮筒14倾斜导致水泵2进水口位置发生倾斜导致的无法进水。

实施例8

如图1所示，本实施例是在实施例1的基础上做出的进一步改进，漂浮式泵站还可以包括机房5，控制柜安装在机房5内，机房5的设置可以保证控制柜安装在野外的安全性。

为了提高机柜及漂浮在河道中的水泵2的安全性，还可以在机房5上设置用于获取漂浮机构1所在范围内视频信息的摄像头，摄像头与控制柜进行通信连接，控制柜可以与用户的管理端或移动终端进行通信，这样用户可以远程对泵站进行控制。

综上所述，本方案提供的漂浮式泵站可根据水位高低调节水泵2位置，进水位随水位变化而变化，可实现超低水位引水，而且不会产生淤泥带来的水泵2堵塞等问题。

Claims (9)

1.漂浮式泵站，其特征在于，包括：

漂浮机构，其设置有安装腔，下端设置有若干供水进入安装腔的进水孔；

水泵，其安装于所述安装腔内，与控制柜通信连接，其上端与所述漂浮机构转动连接，转动轴线位于水平面；

出水管，与所述水泵连接，其上具有调整出水管与输水管间角度的调节件；

所述漂浮机构包括漂浮体，所述安装腔贯穿所述漂浮体，且不与漂浮体的漂浮腔连通；所述漂浮体远离出水管侧设置有封闭安装腔下端开口的拦污罩，所述进水孔开设于所述拦污罩上；

漂浮式泵站还包括对拦污罩进行清洗的清污机构和与出水管连通的连接管，所述清污机构包括套设在所述拦污罩上的清污环，所述清污环通过多根弹簧固定于所述漂浮体的下表面；

所述弹簧处于自由状态时，清污环位于拦污罩的上端；所述连接管的出水口位于所述清污环上方，通过喷出的水流带动清污环向下运动，所述连接管上设置有与控制柜电连接的电磁阀。

2.根据权利要求1所述的漂浮式泵站，其特征在于，还包括至少一个防止漂浮机构在水面移动的防漂机构，所述防漂机构与所述漂浮机构转动连接，且转动轴线位于水平面。

3.根据权利要求2所述的漂浮式泵站，其特征在于，所述水泵与所述漂浮机构转动连接的结构包括：

至少一根转动杆，其固定于所述水泵的上端；

至少一个转动架，其固定于所述漂浮机构上，其上设有供转动杆穿过的安装孔，且所述安装孔的直径大于所述转动杆的直径。

4.根据权利要求3所述的漂浮式泵站，其特征在于，所述防漂机构包括连接杆，所述连接杆一端与岸边的固定墩转动连接，另一端与所述转动杆转动连接，且所述转动杆上设置有限制连接杆脱离转动杆的限位件。

5.根据权利要求1所述的漂浮式泵站，其特征在于，还包括泵站未使用时对拦污罩进行保护的保护机构，所述保护机构包括：

柔性保护囊，其套设于拦污罩外，一端固定于漂浮体的下表面，另一端与拦污罩滑动连接；

伸缩弹簧，其位于所述柔性保护囊内腔中，其上端固定于拦污罩，下端固定于所述柔性保护囊的滑动端；

连通管，其上设置有与控制柜连接的电磁阀，用于与所述出水管连通，将水导入柔性保护囊内部。

6.根据权利要求5所述的漂浮式泵站，其特征在于，所述柔性保护囊与拦污罩滑动连接的结构包括与柔性保护囊下端固定连接的环形板，所述环形板套设于拦污罩上，并与拦污罩间隙配合；所述拦污罩上开设有至少一条供所述环形板上的滑块上下滑动时导向的滑槽。

7.根据权利要求1所述的漂浮式泵站，其特征在于，所述漂浮机构包括水泵室和水泵室两侧对称安装的漂浮筒，所述进水孔开设于水泵室的侧壁上。

8.根据权利要求7所述的漂浮式泵站，其特征在于，两个所述漂浮筒通过转轴连接，所述水泵室顶部安装有供转轴相对水泵室转动的转动架，所述转动架上开设的安装孔的直径大于所述转轴的直径。

9.根据权利要求3或8所述的漂浮式泵站，其特征在于，所述转动架包括固定于漂浮机构上的安装座和与所述安装座可拆卸连接的卡扣，所述安装座和所述卡扣上的弧形槽相互配合形成所述安装孔。