CN207130689U - 一种自浮式拦漂装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自浮式拦漂装置，属于水利水电工程领域，用以解决现有拦漂装置中的自浮式锚头结构不利于锚头随水位的变化而灵敏地浮动调整的问题以及现有拦漂装置中的浮箱存在平衡性较差，容易发生浮箱倾覆的问题。所述的自浮式拦漂装置，包括与河道两侧岸边或者坝体相连的自浮式锚头结构，在两端的自浮式锚头结构之间依次串联地设置有多个平衡浮箱；所述自浮式锚头结构包括滑槽、滑车和端部浮箱；所述平衡浮箱包括主浮箱、辅浮箱和拦栅。本实用新型可提高工作时端部浮箱和滑车整体的平稳性，降低滑车与滑槽之间的不平衡阻力，有利于锚头整体随水位的变化而灵敏地浮动调整；另外可提高平衡浮箱整体的平衡效果以及抗倾覆效果。

Description

一种自浮式拦漂装置

技术领域

本实用新型涉及水利水电工程领域，尤其涉及在水利水电工程中使用的一种自浮式拦漂装置。

背景技术

拦漂装置通常是设置于水电站进水口处用于拦截河流上的漂浮物，防止漂浮物进入到水轮机组内，以保证水轮机组的正常运行。拦漂装置两端的锚固端可视具体情况(如地形地质、运行要求、水位变幅等)的不同，而采用不同的结构形式，目前主要的结构形式为固定式锚头和活动式锚头两种。固定式锚头结构简单，便于施工，但只适合水位变幅不大的水电站，而且固定式锚头的端部往往存在挂栅缺口，因而部分漂浮污物容易从缺口处流向下游。而对于水位变幅大的水电站，其锚头一般需采用活动式设计，而目前活动式锚头主要有牵引式活动锚头和自浮式活动锚头两种；牵引式活动锚头是通过设置外部驱动机构为锚头的移动提供动力，实现主动驱动锚头随水位的变化而发生移动的目的；而自浮式锚头则是利用水的浮力作用，自适应地驱动锚头随水位的变化而移动。

然而，现目前的拦漂装置存在如下缺点：

A.由于目前的自浮式锚头存在设计上的不足，导致用于驱动整个锚头随水位变化而移动的浮箱所产生浮力的浮心与锚头整体的重心之间存在较大的不平衡性，进而容易增大锚头与滑槽之间的不平衡阻力，导致锚头与滑槽的相对移动受阻，不利于锚头随水位的变化而灵活地浮动调整。

B.在拦漂装置中，用于漂浮并拦截漂浮物的通常为挂栅结构，而为实现挂栅的漂浮需要设置相应的浮箱结构来提供浮力。然而现有的浮箱结构，其平衡效果较差，容易发生浮箱倾覆的情况。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是：现有拦漂装置中的自浮式锚头结构不利于锚头随水位的变化而灵敏地浮动调整的问题以及现有拦漂装置中的浮箱存在平衡性较差，容易发生浮箱倾覆的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种自浮式拦漂装置，包括与河道两侧岸边或者坝体相连的自浮式锚头结构，在两端的自浮式锚头结构之间依次串联地设置有多个平衡浮箱，

所述自浮式锚头结构包括滑槽、滑车和端部浮箱，所述滑槽设置于岸边或坝体上，所述滑车设置在滑槽内并可沿滑槽滑动，端部浮箱的一端与滑车连接，端部浮箱的另一端与对应的平衡浮箱连接；端部浮箱浸入水体后的浮心为O点，端部浮箱的重心为P点；在端部浮箱上远离滑车的一端设有配重体，以使从竖向方向观察时，所述O点位于P点偏向滑车的一侧；

所述平衡浮箱包括主浮箱、辅浮箱和挂栅，在主浮箱的两端分别设置有连接端，相邻的两个平衡浮箱通过对应的连接端相连；所述挂栅设置在主浮箱的上游侧，所述辅浮箱设置在主浮箱的下游侧并且与主浮箱之间留有间距，辅浮箱与主浮箱之间通过连接件固定连接。

进一步的是：所述主浮箱和/或所述辅浮箱呈倒梯形状。

进一步的是：所述辅浮箱的体积为主浮箱的体积的0.1～0.5倍。

进一步的是：在主浮箱的上游侧和下游侧分别设置有栏杆，所述栏杆位于主浮箱的上方。

进一步的是：在主浮箱的上游侧壁上设置有套筒，在挂栅上设置有螺栓挂钩，所述螺栓挂钩挂扣在对应的套筒内，并且在螺栓挂钩穿过套筒后的自由端上套设有螺母。

进一步的是：端部浮箱与滑车之间、端部浮箱与平衡浮箱之间以及相邻两个平衡浮箱之间均为铰接连接。

进一步的是：在自浮式锚头结构内，自靠近滑车至远离滑车的方向上，所述端部浮箱由依次设置的多个子箱体拼接而成，每个子箱体内部采用型钢交错支撑并在外周包裹钢板以在每个子箱体内形成浮腔；在自靠近滑车至远离滑车的方向上，端部浮箱内各子箱体所采用的钢板的厚度逐渐递增。

进一步的是：在同一自浮式锚头结构内，由端部浮箱与滑车组成的整体的重心为R点，从竖向方向观察时，R点与O点重合。

进一步的是：所述滑槽倾斜设置。

进一步的是：在端部浮箱上设置有朝向滑车支出的支臂，在支臂的端部设置有支撑滑块，所述支撑滑块可支撑在滑车的底部并向滑车提供支撑力。

本实用新型的有益效果是：本实用新型解决自浮式锚头结构不利于锚头随水位的变化而灵敏地浮动调整的问题是通过在端部浮箱上远离对应的滑车的一端设有配重体，以实现通过配种体的配重后，使得端部浮箱的受力可通过配重体的重量平衡掉滑车的重量。另外，还可进一步通过采用端部浮箱由多个子箱体分别设计后拼接呈一体的方法来调整端部浮箱浮力中心O点和端部锚头整体重心R点重合度，进而使端部浮箱所产生的浮力作用与端部浮箱和滑车整体所受到的重力作用更加平衡，提高了工作时端部浮箱和滑车整体的平稳性，进而可降低自浮式锚头自身不平衡性引起的滑车与滑槽之间的卡阻力，有利于锚头整体随水位的变化而灵活地自由浮动。另外，本实用新型解决浮箱存在平衡性较差，容易发生浮箱倾覆的问题是通过在每一个平衡浮箱内设置主浮箱和辅浮箱结构，以提高浮箱整体的平衡效果，同时通过将辅浮箱设置在位于主浮箱上与挂栅相对的一侧，这样不仅可通过辅浮箱实现对挂栅重力的平衡作用以提高主浮箱的受力平衡，同时还可由辅浮箱提供相应的浮力以进一步提高整体的抗倾覆效果。

附图说明

图1为本实用新型所述的一种自浮式拦漂装置的主视图；

图2为图1的俯视图；

图3为本实用新型中自浮式锚头结构的示意图；

图4为图2中A-A截面的剖视图；

图5为端部浮箱和滑车的结构示意图；

图6为图5中局部区域A的放大示意图；

图7为从竖向方向观察时，端部浮箱和滑车的简化示意图；

图8为本实用新型中平衡浮箱的主视图；

图9为图8的俯视图；

图10为图8中B-B截面的剖视图；

图11为图10中局部区域B的放大示意图；

图中标记为：自浮式锚头结构1、平衡浮箱2、滑槽11、滑车12、端部浮箱13、连接端131、销轴14、子箱体15、支臂16、支撑滑块17、主浮箱21、连接端211、辅浮箱222、挂栅23、连接件24、栏杆25、套筒26、螺栓挂钩27、螺母28。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

如图1至图11中所示，本实用新型所述的一种自浮式拦漂装置，包括与河道两侧岸边或者坝体相连的自浮式锚头结构1，在两端的自浮式锚头结构1之间依次串联地设置有多个平衡浮箱2，

所述自浮式锚头结构1包括滑槽11、滑车12和端部浮箱13，所述滑槽11设置于岸边或坝体上，所述滑车12设置在滑槽11内并可沿滑槽11滑动，端部浮箱13的一端与滑车12连接，端部浮箱13的另一端与对应的平衡浮箱2连接；端部浮箱13浸入水体后的浮心为O点，端部浮箱13的重心为P点；在端部浮箱13上远离滑车12的一端设有配重体，以使从竖向方向观察时，所述O点位于P点偏向滑车12的一侧；

所述平衡浮箱2包括主浮箱21、辅浮箱22和挂栅23，在主浮箱21的两端分别设置有连接端211，相邻的两个平衡浮箱2通过对应的连接端211相连；所述挂栅23设置在主浮箱21的上游侧，所述辅浮箱22设置在主浮箱21的下游侧并且与主浮箱21之间留有间距，辅浮箱22与主浮箱21之间通过连接件24固定连接。

其中，端部浮箱13的作用是用于产生浮力，进而利用其所产生的浮力带动对应侧的滑车12在相应的滑槽11内上下移动，以此实现自适应地驱动锚头随水位的变化而移动。当然，不失一般性，通常在端部浮箱13上远离滑车12的一端设置有连接端131，并可通过该连接端131与平衡浮箱2上对应的连接端211进行连接；当然在相邻的两个平衡浮箱2之间则可通过平衡浮箱2上对应的连接端211进行连接。

本实用新型中所指的：端部浮箱13浸入水体后的浮心为O点，端部浮箱13的重心为P点；在端部浮箱13上远离滑车12的一端设有配重体，以使从竖向方向观察时，所述O点位于P点偏向滑车12的一侧；参照附图7中所示，上述描述指的是在同一自浮式锚头结构1内，其设置的目的是为了使得在同一侧的自浮式锚头结构1内，由端部浮箱13所产生的浮力的浮心O点与端部浮箱13和滑车12所形成的锚头整体的重心R点尽量接近甚至重合，以提高端部浮箱13和滑车12整体的受力平衡性。其原理如下：在同一自浮式锚头结构1内，当端部浮箱13漂浮于水上时，其浸入水体部分将受到浮力作用，并且该浮力作用于端部浮箱13上的合力作用点即为上述浮心O点，并且该浮力的大小近似与端部浮箱13和滑车12的重力之和相等，由于设置有配重体，因此可使得该浮心O点尽量靠近甚至与整个锚头的重心R点重合，因此可有效地降低端部浮箱13与滑车12之间的不平衡力矩；以此实现提高工作时锚头整体的平稳性，进而可降低滑车12与滑槽11之间的不平衡阻力，更有利于锚头整体随水位的变化而灵敏地浮动调整。

更优选的，当由端部浮箱13与滑车12组成的整体的重心为R点时，本实用新型还可进一步进行如下设置：从竖向方向观察时，R点与O点重合。理论上，当R点与O之间越接近时，越有利于平衡端部浮箱13与滑车12的重力作用，因此最理想的即为从竖向方向观察时，R点与O点重合。

另外，本实用新型中设置的配重体，其目的是为了通过配重使各端部浮箱13的重心相对于其几何中心偏向于远离滑车12的一侧，进而实现当端部浮箱13侵入水体时，其浮心点O点能位于P点偏向其对应的滑车12的一侧。具体的，配重体可以是在端部浮箱13上远离对应滑车12的一侧额外设置的配重物件；或者也可优选如下设置：在同一自浮式锚头结构1内，自靠近滑车12至远离滑车12的方向上，所述端部浮箱13由依次设置的多个子箱体15拼接而成，每个子箱体15内部采用型钢交错支撑并在外周包裹钢板以在每个子箱体15内形成浮腔；在自靠近滑车12至远离滑车12的方向上，端部浮箱13内各子箱体15所采用的钢板的厚度逐渐递增。这样，通过采用不同厚度的钢板，实现对端部浮箱13上的配重目的，同时通过采用型钢还可进一步增加浮箱的刚性。

另外，上述各子箱体15可以为彼此独立的形成浮腔或者也可连通为一个整体的浮腔，具体并没有限制，并且对于子箱体15的数量理论上没有严格限制，可根据实际情况进行设置，例如参照附图中所示的每个端部浮箱13由三节子箱体15组成。

本实用新型中的挂栅23为用于拦截漂浮物的结构，并且通常固定地设置在主浮箱21的上游侧，即当将主浮箱21的放置到水面上时，挂栅23位于其迎水侧。而本实用新型中所述的辅浮箱22，其设置在主浮箱21的下游侧，并可通过辅浮箱22的重量平衡挂栅23的重量，进而使得主浮箱21的受力更加平衡。

为了提高整个平衡浮箱2的漂浮稳定性，在设置辅浮箱22时，可将辅浮箱22设置为与主浮箱21之间具有一定的间距。当然，对于辅浮箱22与主浮箱21之间的距离理论上并没有严格限制，具体可根据实际情况进行设置。

另外，在辅浮箱22与主浮箱21之间设置的连接件24，其作用是用于连接主浮箱21与辅浮箱22，以实现二者之间的受力传递。优选的，可设置主浮箱21与辅浮箱22之间通过连接件24的连接后为固定关系。更优选的，在重量不会增加太多且确保连接件24的结构强度的情况下，可优选采用型钢桁架作为连接件24，并且此时可将连接件24的两端分别通过焊接方式与主浮箱21和辅浮箱22进行焊接连接；当然，此时主浮箱21和辅浮箱22应当采用金属材料制成。

另外，为了提高主浮箱21自身的抗倾覆效果，本实用新型中可进一步将所述主浮箱21设置为呈倒梯形状，如附图10中所示。同理，为了提高辅浮箱22自身的抗倾覆效果，也可将辅浮箱22设置为呈倒梯形状。同理，本实用新型也可进一步设置相应的端部浮箱13整体呈倒梯形状，以提高端部浮箱13的抗倾覆效果；更具体的，当端部浮箱13由多个子箱体15组成时，可设置每个子箱体15呈倒梯形状；如附图4中所示。

另外，本实用新型中设置的辅浮箱22，其大小应当在满足相应要求的情况下尽量较小，以此降低设备的材料成本。通常情况下，可设置辅浮箱22的体积为主浮箱21体积的0.1～0.5倍，此时基本可满足辅浮箱22对主浮箱21的辅助平衡作用；例如可设置辅浮箱22的体积为主浮箱21的体积的0.2倍。另外，必要时，还可根据实际情况进一步在辅浮箱22上进行配重。

另外，如附图10中所示还可进一步在主浮箱21的上游侧和下游侧分别设置有栏杆25，所述栏杆25位于主浮箱21的上方。栏杆25的作用是当需要在主浮箱21上通行时，可作为保护性措施用。当然，栏杆25可优选采用可拆卸的方式安装到主浮箱21上，这样可根据实际情况选择性地设置栏杆25。同理，必要时也可在端部浮箱13上设置有相应的栏杆结构。

另外，参照附图10和附图11中所示，本实用新型中对于挂栅23与主浮箱21之间的安装结构可采用如下设置：在主浮箱21的上游侧壁上设置有套筒26，在挂栅23上设置有螺栓挂钩27，所述螺栓挂钩27挂扣在对应的套筒26内，并且在螺栓挂钩27穿过套筒26后的自由端上套设有螺母28；具体的，每个挂栅23可通过两个或者多个螺栓挂钩27安装到相应的主浮箱21上。通过采用上述设置，可更便于对挂栅23进行拆装更换和维修等。

另外，为了使得端部浮箱13可相对于对应的滑车12在水平方向转动，本实用新型中进一步可设置端部浮箱13与滑车12之间为铰接连接，如附图5中所示的，可在端部浮箱13与滑车12之间通过销轴14进行铰接连接；并且设置所述销轴14竖向设置。这样即可允许端部浮箱13绕销轴14的转轴线相对于对应的滑车12转动。另外，本实用新型中对于端部浮箱13与滑车12之间、端部浮箱13与平衡浮箱2之间以及相邻两个平衡浮箱2之间均可设置为铰接连接；并且均可采用同上述端部浮箱13与滑车12之间采用销轴14的铰接方式进行连接。

另外，本实用新型中其滑槽11理论上可采取倾斜设置或者竖向设置；例如参照附图1中所示，其左侧的滑槽11为倾斜设置，而右侧的滑槽11为竖向设置。其中，优选为倾斜设置，并且此时滑槽11的倾斜坡度可根据实际的岸边或者坝体的形状进行设置，可适应不同斜度的岸边和坝体结构，从而能够减少工程中土建的开挖量，节约工程投资。另外，在采用倾斜设置的滑槽11时，为了避免端部浮箱13上靠近滑槽11的一侧与滑槽11发生干涉，参照附图3中所示，可将端部浮箱13上靠近滑槽11的一侧的深度设置较短。更具体的，当端部浮箱13由多个子箱体15拼接而成时，可通过采用不同深度的子箱体15拼接而成，以避免靠近滑槽11一侧的子箱体15与滑槽11发生干涉。另外，本实用新型中的滑槽11，其设置于岸边或坝体上，是指的根据实际施工情况，滑槽11通常设置在河道的两侧的岸边上或者用于设置滑槽的坝体上。

另外，为了避免在滑车12内产生积水，可在滑车12顶部和底部位置设置排水孔。

另外，为了提高端部浮箱13对滑车12的支撑效果，参照附图6中所示，可在端部浮箱13上设置有朝向滑车12支出的支臂16，在支臂16的端部设置有支撑滑块17，所述支撑滑块17可支撑在滑车12的底部并向滑车12提供支撑力。即通过设置支臂16并通过支撑滑块17对滑车12提供支撑作用，以此驱动滑车12随水位的变化而上下移动。尤其当设置滑车12与端部浮箱13之间为铰接连接时，可通过支撑滑块17的支撑作用来减小滑车12与端部浮箱13之间的铰接连接处的受力。

Claims (10)

1.一种自浮式拦漂装置，包括与河道两侧岸边或者坝体相连的自浮式锚头结构(1)，在两端的自浮式锚头结构(1)之间依次串联地设置有多个平衡浮箱(2)，其特征在于：

所述自浮式锚头结构(1)包括滑槽(11)、滑车(12)和端部浮箱(13)，所述滑槽(11)设置于岸边或坝体上，所述滑车(12)设置在滑槽(11)内并可沿滑槽(11)滑动，端部浮箱(13)的一端与滑车(12)连接，端部浮箱(13)的另一端与对应的平衡浮箱(2)连接；端部浮箱(13)浸入水体后的浮心为O点，端部浮箱(13)的重心为P点；在端部浮箱(13)上远离滑车(12)的一端设有配重体，以使从竖向方向观察时，所述O点位于P点偏向滑车(12)的一侧；

所述平衡浮箱(2)包括主浮箱(21)、辅浮箱(22)和挂栅(23)，在主浮箱(21)的两端分别设置有连接端(211)，相邻的两个平衡浮箱(2)通过对应的连接端(211)相连；所述挂栅(23)设置在主浮箱(21)的上游侧，所述辅浮箱(22)设置在主浮箱(21)的下游侧并且与主浮箱(21)之间留有间距，辅浮箱(22)与主浮箱(21)之间通过连接件(24)固定连接。

2.如权利要求1所述的一种自浮式拦漂装置，其特征在于：所述主浮箱(21)和/或所述辅浮箱(22)呈倒梯形状。

3.如权利要求1所述的一种自浮式拦漂装置，其特征在于：所述辅浮箱(22)的体积为主浮箱(21)的体积的0.1～0.5倍。

4.如权利要求1所述的一种自浮式拦漂装置，其特征在于：在主浮箱(21)的上游侧和下游侧分别设置有栏杆(25)，所述栏杆(25)位于主浮箱(21)的上方。

5.如权利要求1所述的一种自浮式拦漂装置，其特征在于：在主浮箱(21)的上游侧壁上设置有套筒(26)，在挂栅(23)上设置有螺栓挂钩(27)，所述螺栓挂钩(27)挂扣在对应的套筒(26)内，并且在螺栓挂钩(27)穿过套筒(26)后的自由端上套设有螺母(28)。

6.如权利要求1所述的一种自浮式拦漂装置，其特征在于：端部浮箱(13)与滑车(12)之间、端部浮箱(13)与平衡浮箱(2)之间以及相邻两个平衡浮箱(2)之间均为铰接连接。

7.如权利要求1所述的一种自浮式拦漂装置，其特征在于：在自浮式锚头结构(1)内，自靠近滑车(12)至远离滑车(12)的方向上，所述端部浮箱(13)由依次设置的多个子箱体(15)拼接而成，每个子箱体(15)内部采用型钢交错支撑并在外周包裹钢板以在每个子箱体(15)内形成浮腔；在自靠近滑车(12)至远离滑车(12)的方向上，端部浮箱(13)内各子箱体(15)所采用的钢板的厚度逐渐递增。

8.如权利要求1所述的一种自浮式拦漂装置，其特征在于：在同一自浮式锚头结构(1)内，由端部浮箱(13)与滑车(12)组成的整体的重心为R点，从竖向方向观察时，R点与O点重合。

9.如权利要求1所述的一种自浮式拦漂装置，其特征在于：所述滑槽(11)倾斜设置。

10.如权利要求1至9中任意一项所述的一种自浮式拦漂装置，其特征在于：在端部浮箱(13)上设置有朝向滑车(12)支出的支臂(16)，在支臂(16)的端部设置有支撑滑块(17)，所述支撑滑块(17)可支撑在滑车(12)的底部并向滑车(12)提供支撑力。