CN115162258B - 堆石混凝土重力坝的分层取水系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及堆石混凝土重力坝的分层取水系统，包括：坝体以及设于坝体一侧的取水塔，取水塔内设有取水井，取水井上连接有多个取水管，取水管的进水口处竖直滑动连接有闸门，取水管内位于闸门内侧连接有滤网，取水管内位于滤网外侧转动连接有用于清理滤网上污物的清污刮板，取水塔顶部设有用于驱动闸门滑动以及清污刮板转动的动力装置，动力装置与闸门之间通过第一传动装置相连接，动力装置与清污刮板之间通过第二传动装置相连接，本申请在使用时，闸门关闭时，闸门将滤网与水隔离开，缩短了滤网与水接触的时间，降低了滤网沾附污物的可能性，动力装置驱动闸门打开时，同时驱动清污刮板转动，对滤网进行清理，结构简单，清理高效，节能环保。

Description

堆石混凝土重力坝的分层取水系统

技术领域

本申请涉及堆石混凝土重力坝领域，尤其是涉及堆石混凝土重力坝的分层取水系统。

背景技术

堆石混凝土重力坝是水利工程中常用的坝型，主要适用于山区和半山区中小型水库工程，分层取水是指在取水构筑物上开设多个进水口，可分别取不同水深，水质较好地表水的取水方式，适用于水位变幅较大，洪水期历时较长，水中含沙量较高的情况，此时，关闭下部进水孔，开启上部适当高度的进水孔可避免引入靠近河底含沙量较大的水。

现有的专利公告号为CN 106703121 A的中国专利，提出了一种水库分层取水方法及结构，该结构是在靠近大坝或山体一侧修筑有取水塔，在取水塔内开设有取水槽，在取水槽内位于水库水位线以下设置两个以上并呈阶梯形布置的分层取水口，在取水槽的分层取水口处设置有一道拦污栅，并在拦污栅的外侧设置有导向槽，在导向槽的上方设置有栅前清污机，栅前清污机可沿着导向槽上下滑动清污。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有以下缺陷：拦污栅将取水塔位于水位线以下的部分全部遮挡住，由于面积较大，且长期浸泡于水中，所以沾附的污物较多，栅前清污机本身结构复杂，且需要大面积的对拦污栅进行清污，费时费力，浪费能源。

发明内容

为了改善拦污栅易沾附污物，清理费时费力，浪费能源的问题，本申请提供堆石混凝土重力坝的分层取水系统，本申请在使用时，闸门关闭时，闸门将滤网与水隔离开，缩短了滤网与水接触的时间，降低了滤网沾附污物的可能性，动力装置驱动闸门打开时，同时驱动清污刮板转动，对滤网进行清理，结构简单，清理高效，节能环保。

本申请提供的堆石混凝土重力坝的分层取水系统采用如下的技术方案：

堆石混凝土重力坝的分层取水系统，包括：坝体以及设于坝体一侧的取水塔，所述取水塔内设有取水井，所述取水井上沿竖直方向连接有多个取水管，多个所述取水管在水平方向上呈间隔设置，所述取水管的进水口处竖直滑动连接有闸门，所述取水管内连接有滤网，所述取水管内位于滤网外侧转动连接有用于清理滤网上污物的清污刮板，所述取水塔顶部设有用于驱动闸门滑动以及清污刮板转动的动力装置，所述动力装置与闸门之间通过第一传动装置相连接，所述动力装置与清污刮板之间通过第二传动装置相连接。

通过采用上述技术方案，不需要取水时，闸门处于关闭状态，闸门将滤网与水隔离开，缩短了滤网与水的接触时间，降低了滤网沾附污物的可能性，需要取水时，动力装置在第一传动装置的传动作用下驱动闸门打开，滤网与水接触，同时，动力装置在第二传动装置的传动作用下驱动清污刮板转动，对滤网进行清理，结构简单，清理高效，节能环保。

本申请进一步设置：所述第一传动装置包括竖直转动连接于取水塔上的丝杆，所述丝杆穿过闸门且与闸门螺纹连接，所述丝杆顶部连接有第一从动锥齿轮。

通过采用上述技术方案，动力装置驱动第一从动锥齿轮转动，第一从动锥齿轮带动丝杆转动，丝杆带动闸门升降，结构简单，传动高效。

本申请进一步设置：所述第二传动装置包括转动连接于取水管内的转杆，所述清污刮板固定连接于转杆上，所述转杆上连接有涡轮，所述取水塔上位于丝杆一侧竖直转动连接有与涡轮相啮合的蜗杆，所述蜗杆顶部连接有第二从动锥齿轮。

通过采用上述技术方案，动力装置驱动第二从动锥齿轮转动，第二从动锥齿轮带动蜗杆转动，蜗杆带动涡轮转动，涡轮带动转杆转动，转杆带动清污刮板转动，从而对滤网进行清理，结构简单，传动高效。

本申请进一步设置：所述动力装置包括安装于取水塔顶部的伺服电机，所述伺服电机的输出轴上连接有多个主动齿轮，所述取水塔顶部设有多个与主动齿轮相对应的架体，所述架体上滑动连接有两第一套筒，所述第一套筒上转动连接有第二套筒，两所述第二套筒上均固定连接有与主动齿轮相啮合的从动齿轮，其中一所述第二套筒上固定连接有与第一从动锥齿轮相啮合的第一主动锥齿轮，另一所述第二套筒上固定连接有与第二从动锥齿轮相啮合的第二主动锥齿轮，所述架体上设有用于同时调节两第一套筒位置的调节机构。

通过采用上述技术方案，伺服电机同时驱动多个主动齿轮转动，根据水位确定需要开启的闸门，确定相应的架体，通过调节机构同时驱动两第一套筒反向滑动，第一套筒带动第二套筒滑动，其中一从动齿轮与主动齿轮啮合，从动齿轮转动，进而带动相应的第二套筒转动，进而带动第一主动锥齿轮转动，进而带动第一从动锥齿轮转动，进而带动闸门打开，再次通过调节机构同时驱动两第一套筒反向滑动，第一套筒带动第二套筒滑动，另一从动齿轮与主动齿轮啮合，从动齿轮转动，进而带动另一第二套筒转动，进而带动第二主动锥齿轮转动，进而带动第二从动锥齿轮转动，进而带动清污刮板转动，对滤网进行清理，一个伺服电机即可驱动多组闸门的启闭与多组清污刮板的转动，结构简单，节能环保。

本申请进一步设置：所述调节机构包括转动连接于架体上的驱动齿轮，所述驱动齿轮位于两第一套筒之间，其中一所述第一套筒上连接有与驱动齿轮相啮合的第一齿条，另一所述第一套筒上连接有与驱动齿轮相啮合的第二齿条，所述架体上设有用于固定驱动齿轮的固定组件。

通过采用上述技术方案，转动驱动齿轮，即可驱动第一齿条与第二齿条反向滑动，进而带动两第二套筒反向滑动，调节到预定位置后，通过固定组件将驱动齿轮固定住即可，从而实现了两从动齿轮与主动齿轮的啮合与分离，结构简单，调节高效。

本申请进一步设置：所述固定组件包括穿设于架体上的插杆，所述驱动齿轮上沿驱动齿轮圆周方向设有多个用于容纳插杆的插槽。

通过采用上述技术方案，驱动齿轮转动到预定位置后，其中一插槽与插杆对齐，将插杆滑入插槽中，即可将驱动齿轮固定住，操作便捷，提高了工作效率。

本申请进一步设置：所述插杆外套设有弹簧，所述弹簧一端连接于插杆上，所述弹簧另一端连接于架体上，所述弹簧使插杆产生朝驱动齿轮方向滑动的趋势。

通过采用上述技术方案，插杆通过弹簧的回复力抵紧于插槽内，不易松脱，固定更加牢固。

本申请进一步设置：所述取水管底部由靠近滤网的一侧朝靠近闸门的一侧逐渐降低。

通过采用上述技术方案，清污刮板将沾附于滤网上的污物刮掉后，污物落至取水管底部，并顺着取水管底部滑落至取水管外，降低了污物淤积在取水管内的可能性。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、不取水时，闸门将滤网与水隔离开，降低了滤网沾附污物的可能性，取水时，闸门打开，滤网与水接触，清污刮板对滤网进行清理，降低了滤网沾附污物的可能性。

2、在第一传动装置与第二传动装置的共同作用下，一个伺服电机即可驱动多组闸门的启闭与多组清污刮板的转动，节能环保。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图；

图2是本申请实施例的动力装置、第一传动装置、第二传动装置的整体结构放大图；

图3是本申请实施例的取水管的整体结构剖视图。

附图标记说明：

1、坝体；2、取水塔；21、伺服电机；22、主动齿轮；23、架体；24、第一套筒；25、从动齿轮；26、第一主动锥齿轮；27、第二主动锥齿轮；28、第二套筒；3、取水井；4、取水管；5、闸门；51、丝杆；52、第一从动锥齿轮；6、滤网；7、清污刮板；71、转杆；72、涡轮；73、蜗杆；74、第二从动锥齿轮；81、驱动齿轮；82、第一齿条；83、第二齿条；84、插杆；85、插槽；86、弹簧；87、插孔。

具体实施方式

以下结合附图对本申请作进一步详细说明。

本实施例：堆石混凝土重力坝的分层取水系统，参照图1、图2和图3，包括：坝体1以及修筑于坝体1一侧的取水塔2，取水塔2内沿竖直方向开设有取水井3，取水井3上沿竖直方向连接有多个取水管4，取水管4的数量可以是3个，多个取水管4在水平方向上呈间隔设置。

取水管4的进水口处竖直滑动连接有闸门5，取水管4内通过螺栓固定连接有滤网6，取水管4内位于闸门5与滤网6之间转动连接有用于清理滤网6上污物的清污刮板7，取水塔2顶部设有用于驱动闸门5滑动以及清污刮板7转动的动力装置，动力装置与闸门5之间通过第一传动装置相连接，动力装置与清污刮板7之间通过第二传动装置相连接。

不需要取水时，闸门5处于关闭状态，闸门5将滤网6与水分离开，缩短了滤网6与水的接触时间，降低了滤网6沾附污物的可能性，需要取水时，动力装置在第一传动装置的传动作用下，驱动闸门5开启，滤网6与水接触，与此同时，动力装置在第二传动装置的传动作用下，驱动清污刮板7转动，对沾附于滤网6上的污物进行清理，结构简单，清理高效，节能环保。

需要说明的是，取水管4底部由靠近滤网6的一侧朝靠近闸门5的一侧逐渐降低，这样设置的好处在于，清污刮板7将沾附于滤网6上的污物刮掉后，污物会落至取水管4底部，由于取水管4底部呈倾斜设置，所以污物会顺着取水管4底部滑落至取水管4外，从而降低了污物淤积在取水管4内的可能性。

其中，第一传动装置包括竖直转动连接于取水塔2上的丝杆51，丝杆51穿过闸门5且与闸门5螺纹连接，丝杆51顶部焊接有第一从动锥齿轮52；第二传动装置包括水平转动连接于取水管4内的转杆71，清污刮板7焊接于转杆71上，转杆71端部焊接有涡轮72，取水塔2上位于丝杆51一侧竖直转动连接有与涡轮72相啮合的蜗杆73，蜗杆73顶部连接有第二从动锥齿轮74，第一从动锥齿轮52与第二从动锥齿轮74位于同一高度。

其中，动力装置包括安装于取水塔2顶部的伺服电机21，伺服电机21位于第一从动锥齿轮52与第二从动锥齿轮74之间，伺服电机21的输出轴上焊接有3个主动齿轮22，取水塔2顶部放置有3个与主动齿轮22相对应的架体23，架体23上位于主动齿轮22两侧均水平滑动连接有第一套筒24，第一套筒24上转动连接有第二套筒28，两第二套筒28上均焊接有与主动齿轮22相啮合的从动齿轮25，其中一第二套筒28上焊接有与第一从动锥齿轮52相啮合的第一主动锥齿轮26，另一第二套筒28上焊接有与第二从动锥齿轮74相啮合的第二主动锥齿轮27，架体23上设有用于同时调节两第一套筒24位置的调节机构。

取水时，启动伺服电机21，伺服电机21同时驱动3个主动齿轮22转动，根据水位确定需要开启的闸门5，在相应的架体23上，通过调节机构同时驱动两第一套筒24反向滑动，第一套筒24带动第二套筒28滑动，其中一第二套筒28带动其中一从动齿轮25与第一主动锥齿轮26朝向第一从动锥齿轮52方向滑动，直至从动齿轮25与主动齿轮22啮合，第一主动锥齿轮26与第二主动锥齿轮27啮合，在主动齿轮22的作用下，从动齿轮25转动，进而带动第二套筒28转动，进而带动第一主动锥齿轮26转动，进而带动第一从动锥齿轮52转动，进而带动丝杆51转动，进而带动闸门5开启。

随后，再次通过调节机构同时驱动两第一套筒24反向滑动，第一套筒24带动第二套筒28滑动，另一第二套筒28带动另一从动齿轮25与第二主动锥齿轮27朝向第二从动锥齿轮74方向滑动，直至从动齿轮25与主动齿轮22啮合，第二主动锥齿轮27与第二从动锥齿轮74啮合，在主动齿轮22的作用下，从动齿轮25转动，进而带动第二套筒28转动，进而带动第二主动锥齿轮27转动，进而带动第二从动锥齿轮74转动，进而带动蜗杆73转动，进而带动涡轮72转动，进而带动转杆71转动，进而带动清污刮板7转动，对滤网6进行清理，一个伺服电机21即可驱动多组闸门5的启闭与多组清污刮板7的转动，结构简单，传动高效，节能环保。

其中，调节机构包括水平转动连接于架体23上的驱动齿轮81，驱动齿轮81位于两第一套筒24之间，其中一第一套筒24上焊接有与驱动齿轮81相啮合的第一齿条82，另一第一套筒24上焊接有与驱动齿轮81相啮合的第二齿条83，架体23上设有用于固定驱动齿轮81的固定组件。

其中，固定组件包括竖直穿设于架体23上的插杆84，插杆84位于驱动齿轮81上方，架体23上开设有供插杆84穿过的插孔87，驱动齿轮81上沿驱动齿轮81圆周方向开设有多个与插孔87相对应的插槽85，插槽85的数量可以是8个。

此外，插杆84外套设有弹簧86，弹簧86一端固定连接于插杆84上，弹簧86另一端固定连接于架体23上，弹簧86使插杆84产生朝驱动齿轮81方向滑动的趋势。

转动驱动齿轮81之前，将插杆84拉起，此时，弹簧86处于拉伸状态，然后转动驱动齿轮81，驱动齿轮81带动第一齿条82与第二齿条83反向滑动，进而带动两第一套筒24反向滑动，将两第一套筒24调节到预定位置后，其中一插槽85与插孔87对齐，松开插杆84，在弹簧86回复力的作用下，插杆84回弹至插槽85中，驱动齿轮81被固定住，调节便捷，固定牢固。

本申请实施例堆石混凝土重力坝的分层取水系统的实施原理为：不需要取水时，闸门5处于关闭状态，闸门5将滤网6与水隔离开，降低了滤网6沾附污物的可能性，需要取水时，启动伺服电机21，在驱动齿轮81与第一齿条82的调节作用下，主动齿轮22与其中一从动齿轮25啮合，在第二套筒28、第一主动锥齿轮26、第二从动锥齿轮74、丝杆51的传动作用下，闸门5开启，随后，在驱动齿轮81与第二齿条83的调节作用下，主动齿轮22与另一从动齿轮25啮合，在第二套筒28、第二主动锥齿轮27、第二从动锥齿轮74、蜗杆73、涡轮72的传动作用下，清污刮板7转动，对滤网6进行清理，结构简单，清理高效，节能环保。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (4)

1.堆石混凝土重力坝的分层取水系统，包括：坝体（1）以及设于坝体（1）一侧的取水塔（2），所述取水塔（2）内设有取水井（3），所述取水井（3）上沿竖直方向连接有多个取水管（4），多个所述取水管（4）在水平方向上呈间隔设置，所述取水管（4）的进水口处竖直滑动连接有闸门（5），所述取水管（4）内连接有滤网（6），所述取水管（4）内位于滤网（6）外侧转动连接有用于清理滤网（6）上污物的清污刮板（7），所述取水塔（2）顶部设有用于驱动闸门（5）滑动以及清污刮板（7）转动的动力装置，所述动力装置与闸门（5）之间通过第一传动装置相连接，所述动力装置与清污刮板（7）之间通过第二传动装置相连接；

所述第一传动装置包括竖直转动连接于取水塔（2）上的丝杆（51），所述丝杆（51）穿过闸门（5）且与闸门（5）螺纹连接，所述丝杆（51）顶部连接有第一从动锥齿轮（52）；

所述第二传动装置包括转动连接于取水管（4）内的转杆（71），所述清污刮板（7）固定连接于转杆（71）上，所述转杆（71）上连接有涡轮（72），所述取水塔（2）上位于丝杆（51）一侧竖直转动连接有与涡轮（72）相啮合的蜗杆（73），所述蜗杆（73）顶部连接有第二从动锥齿轮（74）；

所述动力装置包括安装于取水塔（2）顶部的伺服电机（21），所述伺服电机（21）的输出轴上连接有多个主动齿轮（22），所述取水塔（2）顶部设有多个与主动齿轮（22）相对应的架体（23），所述架体（23）上滑动连接有两第一套筒（24），所述第一套筒上转动连接有第二套筒（28），两所述第二套筒（28）上均固定连接有与主动齿轮（22）相啮合的从动齿轮（25），其中一所述第二套筒（28）上固定连接有与第一从动锥齿轮（52）相啮合的第一主动锥齿轮（26），另一所述第二套筒（28）上固定连接有与第二从动锥齿轮（74）相啮合的第二主动锥齿轮（27），所述架体（23）上设有用于同时调节两第一套筒（24）位置的调节机构；

所述调节机构包括转动连接于架体（23）上的驱动齿轮（81），所述驱动齿轮（81）位于两第一套筒（24）之间，其中一所述第一套筒（24）上连接有与驱动齿轮（81）相啮合的第一齿条（82），另一所述第一套筒（24）上连接有与驱动齿轮（81）相啮合的第二齿条（83），所述架体（23）上设有用于固定驱动齿轮（81）的固定组件。

2.根据权利要求1所述的堆石混凝土重力坝的分层取水系统，其特征在于：所述固定组件包括穿设于架体（23）上的插杆（84），所述驱动齿轮（81）上沿驱动齿轮（81）圆周方向设有多个用于容纳插杆（84）的插槽（85）。

3.根据权利要求2所述的堆石混凝土重力坝的分层取水系统，其特征在于：所述插杆（84）外套设有弹簧（86），所述弹簧（86）一端连接于插杆（84）上，所述弹簧（86）另一端连接于架体（23）上，所述弹簧（86）使插杆（84）产生朝驱动齿轮（81）方向滑动的趋势。

4.根据权利要求1所述的堆石混凝土重力坝的分层取水系统，其特征在于：所述取水管（4）底部由靠近滤网（6）的一侧朝靠近闸门（5）的一侧逐渐降低。