CN207159956U - 输水渠道机械除藻装置用拦藻网栅组件 - Google Patents

Abstract

输水渠道机械除藻装置用拦藻网栅组件，包括整体呈矩形的框架，框架顶部向右折弯后固定连接有安装架，安装架左侧设置有电机减速机，安装架右侧转动连接有驱动轴，驱动轴上同轴安装的一个传动链轮和至少两个主动链轮，安装架上设置有位于电机减速机左侧上方的第一从动链轮和位于电机减速机下方的第二从动链轮，框架下端设置有第三从动链轮，电机减速机的动力输出端与传动链轮通过主动链条传动连接，相邻两根牵拉链条之间均设置有一幅拦藻网栅。本实用新型具有结构轻巧、刚度强、链条不易脱落、拦藻网栅不易变形、稳定性好、安装拆卸方便、性价比高、除藻效果良好，不会给水源带来二次污染的特点。

Description

输水渠道机械除藻装置用拦藻网栅组件

技术领域

本实用新型属于水利施工或维护技术领域，特别涉及一种输水渠道机械除藻装置用拦藻网栅组件。

背景技术

南水北调中线主干渠通水后，由于水体富含营养化的缘故，春夏之交渠道中会滋生大量浮游藻类，从而对水体的质量造成严重的影响，且会增加自来水厂的后期处理成本。为了避免此类问题的产生，在输水的过程中，需要对水中浮游藻类进行清除。目前，国内外除藻方法有物理和化学两种，但由于南水北调输送的水源为饮用水，化学方法除藻的化学残留会使水源的后期处理成本增加，并且残留可能会对人体造成严重危害。

本申请人承接了机械式除藻装置的研制工作，并于2016年底研制成功。在试运行的过程中，由于机械除藻装置安装于南水北调主干渠的检修闸门门洞前，而一般南水北调主干渠的检修闸门门洞宽度均在10米左右，拦藻网栅的安装框架的强度不够，使拦藻网栅易被水流冲击变形扭曲，另外拦藻网栅两侧的链条在运行过程中的不同步也会将拦藻网栅变形扭曲。总之，拦藻网栅组件的刚度不足的问题，易造成链条脱落，网栅扭曲等现象。

实用新型内容

本实用新型为解决现有技术的不足之处，提供一种刚度强、链条不易脱落、拦藻网栅不易变形的输水渠道机械除藻装置用拦藻网栅组件。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：输水渠道机械除藻装置用拦藻网栅组件，包括整体呈矩形的框架，假定水流方向为由左向右的方向，框架所在的平面迎向水流方向且框架呈左低右高倾斜设置，框架顶部向右折弯后固定连接有安装架，安装架左侧设置有电机减速机，安装架右侧转动连接有驱动轴，驱动轴上同轴安装的一个传动链轮和至少两个主动链轮，安装架上设置有位于电机减速机左侧上方的第一从动链轮和位于电机减速机下方的第二从动链轮，框架下端设置有第三从动链轮，主动链轮、第一从动链轮、第二从动链轮和第三从动链轮的数量均相等且在一一对应设置，电机减速机的动力输出端与传动链轮通过主动链条传动连接，主动链轮、第一从动链轮、第二从动链轮和第三从动链轮上通过至少两根牵引链条传动连接，相邻两根牵拉链条之间均设置有一幅拦藻网栅。

框架与渠道内水面的夹角为75-80°，框架顶部设置有吊耳。

框架内沿高度方向均匀设置有三根纵梁，三根纵梁将框架内部分隔为四个矩形空间，相邻的两根纵梁之间以及纵梁与框架之间均沿水平方向设置有横梁，在每个矩形空间内的横梁均匀并间隔设置至少三根，每个矩形空间内相邻两根横梁之间均沿高度方向设置有两根支撑角钢，每根支撑角钢的左侧表面沿长度方向设置有横截面呈凹槽形状的安装槽板，安装槽板内设置有导向尼龙条，导向尼龙条、安装槽板和支撑角钢之间通过若干个均匀并间隔设置的紧固螺钉连接，导向尼龙条的横截面呈左侧轮廓为圆弧形结构，导向尼龙条左侧表面向左凸出于框架、横梁和纵梁的左侧面，导向尼龙条左侧表面与拦藻网栅前半幅的右侧面接触。

第三从动链轮设置有八个，每个矩形空间下方的框架底部的前侧和后侧分别设置有一个第三从动链轮，每个矩形空间前侧和后侧之间均设置有一根环形的牵引链条，牵引链条分别与主动链轮、第一从动链轮、第二从动链轮和第三从动链轮啮合；

拦藻网栅包括四幅不锈钢网，每幅不锈钢网均覆盖一个矩形空间，每个矩形空间上的两根牵引链条之间均匀设置有若干根水平的串轴，串轴的两端作为部分链节传动连接的销轴，不锈钢网固定在串轴上，串轴与导向尼龙条滚动连接。

主动链轮和传动链轮的驱动轴在每个矩形空间的上方设置有上导向胶轮，框架的底部在每个矩形空间的下方设置有下导向胶轮，上导向胶轮和下导向胶轮分与串轴接触并支撑连接。

采用上述技术方案， 在进行除藻作业时，电机减速机驱动传动链轮，与传动链轮同轴的主动链轮带动牵引链条转动，设置在牵引链条上的横杆上铺设的拦藻网栅的左侧幅面由下向上运动，拦藻网栅的右侧幅面由上向下运动，拦藻网栅采用不锈钢菱形网格制成。拦藻网栅网格的各项参数的选择至关重要，它不但影响机械除藻装置拦藻的效果，还能影响南水北调中线输水河道的水流速度和水头损失。

经过对三种密实度不同网格在不同冲角下，做了大量模拟实验，得出蓝藻网栅密实度、冲角与水流速度之间的关系。其结论如下：在网栅密实度不变的情况下，随着网栅冲角的增大，流速衰减幅度减小。在相同冲角下，密实度越大，流速的衰减幅度越大。密实度越小，流速的衰减幅度越小。

根据上述模拟实验得出的结论，并结合查阅的相关资料和南水北调中线输水渠道水流特点，最终将机械除藻装置拦藻网栅的网格网眼各项参数确定为：采用菱形网眼，丝径为1mm，螺距6mm，节距6mm。其拦藻网栅的网眼密实度为0.21，安装倾角为80°。

经过试运行证明：拦藻网栅网眼的各项参数的选择非常精准、合理，韧性好、耐腐蚀、清洗方便、拦藻效果好等优点。而且拦藻网栅的安装后对南水北调中线输水的水头损失仅为0.075，即7.5%。

在安装架上还设置有高压水喷淋系统，藻类附着在拦藻网栅的左侧幅面上被向上提起，经过主动链轮后向下，高压水喷淋系统将拦藻网栅上附着的藻类冲刷下来并收集起来。

本实用新型主要安装于南水北调主干渠的检修闸门门洞前，而一般南水北调主干渠的检修闸门门洞宽度均在10米左右。为了将本实用新型的拦藻效果发挥到极致，性价比达到最佳。本实用新型在拦藻网栅的结构设计、网幅设置和高压喷淋机构的喷嘴选型，布局等问题上绞尽脑汁，费尽心力，克服不足，大胆创新。

采用四幅不锈钢网覆盖，网幅宽度的设置直接影响机械除藻装置的结构复杂度、制造成本和性价比。若单幅不锈钢网的宽度较小，传动机构数量就会相应的增加，本实用新型的整体结构就要复杂的多，从而导致制造成本明显提高，性价比明显减低。若单幅不锈钢网跨度（宽度）较大，拦藻网栅的刚度就会明显降低，使用过程在水流的冲击下，不锈钢网变形过大。从而引起牵引链条的卡阻，不锈钢网的扭曲等现象，故而影响机械除藻装置正常使用。

“量身定制”链条：将标准型号为C2062的链条，在其他参数不变的前提下，将链条滚子直径由22.23mm增加28mm。这样既不改变C2062链条传动性，同时又满足了串轴直径设计要求，构思十分巧妙，将串轴两端作为牵引链条部分链节的销轴，串轴起到支撑不锈钢网强度的作用，并且可沿着导向尼龙条滚动，安装槽板起到定位导向尼龙条的作用，导向尼龙条的左侧面的截面呈圆弧形，与串轴的接触面更小，从而大大减少了拦藻网栅在运行过程中的摩擦阻力。

提高拦藻网栅的整体刚度：根据南水北调主干渠水流冲击的特点，在拦藻网栅的右侧面（背水面）一侧，等距离地镶嵌具有一定刚度的串轴作支撑，并将该支撑与不锈钢网与“量身定制”特制链条巧妙地集结于一体。这样的设计，可使每幅拦藻网栅前后两侧的牵引链条能同步转动，而且拦藻网格的整体刚度也有了很大的提高，很好地解决了因两侧牵引链条转动不同步而引起的卡阻，不锈钢网的刚度不足而引起扭曲等问题。同时本实用新型的结构又非常紧凑、轻巧，易于安装。

综上所述，经过改进的新型机械除藻装置，具有结构轻巧、刚度强、链条不易脱落、拦藻网栅不易变形、稳定性好、安装拆卸方便、性价比高、除藻效果良好，不会给水源带来二次污染的特点。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中B向视图；

图3是本实用新型中一幅拦藻网栅的平面示意图；

图4是图2中导向尼龙条的横断面安装示意图。

具体实施方式

如图1-图4所示，本实用新型的输水渠道机械除藻装置用拦藻网栅组件，包括整体呈矩形的框架1，假定水流方向为由左向右的方向，框架1所在的平面迎向水流方向且框架1呈左低右高倾斜设置，框架1顶部向右折弯后固定连接有安装架5，安装架5左侧设置有电机减速机6，安装架5右侧转动连接有驱动轴，驱动轴上同轴安装的一个传动链轮和至少两个主动链轮7，安装架5上设置有位于电机减速机6左侧上方的第一从动链轮8和位于电机减速机6下方的第二从动链轮9，框架1下端设置有第三从动链轮10，主动链轮7、第一从动链轮8、第二从动链轮9和第三从动链轮10的数量均相等且在一一对应设置，电机减速机6的动力输出端与传动链轮通过主动链条11传动连接，主动链轮7、第一从动链轮8、第二从动链轮9和第三从动链轮10上通过至少两根牵引链条12传动连接，相邻两根牵拉链条12之间均设置有一幅拦藻网栅13。

框架1与渠道内水面的夹角为75-80°，框架1顶部设置有吊耳36。

框架1内沿高度方向均匀设置有三根纵梁37，三根纵梁37将框架1内部分隔为四个矩形空间，相邻的两根纵梁37之间以及纵梁37与框架1之间均沿水平方向设置有横梁38，在每个矩形空间内的横梁38均匀并间隔设置至少三根，每个矩形空间内相邻两根横梁38之间均沿高度方向设置有两根支撑角钢39，每根支撑角钢39的左侧表面沿长度方向设置有横截面呈凹槽形状的安装槽板40，安装槽板40内设置有导向尼龙条41，导向尼龙条41、安装槽板40和支撑角钢39之间通过若干个均匀并间隔设置的紧固螺钉42连接，导向尼龙条41的横截面呈左侧轮廓为圆弧形结构，导向尼龙条41左侧表面向左凸出于框架1、横梁38和纵梁37的左侧面，导向尼龙条41左侧表面与拦藻网栅13前半幅的右侧面接触。

第三从动链轮10设置有八个，每个矩形空间下方的框架1底部的前侧和后侧分别设置有一个第三从动链轮10，每个矩形空间前侧和后侧之间均设置有一根环形的牵引链条12，牵引链条12分别与主动链轮7、第一从动链轮8、第二从动链轮9和第三从动链轮10啮合；

拦藻网栅13包括四幅不锈钢网43，每幅不锈钢网43均覆盖一个矩形空间，每个矩形空间上的两根牵引链条12之间均匀设置有若干根水平的串轴44，串轴44的两端作为部分链节传动连接的销轴，不锈钢网43固定在串轴44上，串轴44与导向尼龙条41滚动连接。

主动链轮7和传动链轮的驱动轴在每个矩形空间的上方设置有上导向胶轮，框架1的底部在每个矩形空间的下方设置有下导向胶轮45，上导向胶轮和下导向胶轮45分与串轴44接触并支撑连接。

在进行除藻作业时，电机减速机6驱动传动链轮，与传动链轮同轴的主动链轮7带动牵引链条12转动，设置在牵引链条12上的横杆上铺设的拦藻网栅13的左侧幅面由下向上运动，拦藻网栅的右侧幅面由上向下运动，拦藻网栅13采用不锈钢菱形网格制成。拦藻网栅13网格的各项参数的选择至关重要，它不但影响机械除藻装置拦藻的效果，还能影响南水北调中线输水河道的水流速度和水头损失。

经过对三种密实度不同网格在不同冲角下，做了大量模拟实验，得出蓝藻网栅密实度、冲角与水流速度之间的关系。其结论如下：在网栅密实度不变的情况下，随着网栅冲角的增大，流速衰减幅度减小。在相同冲角下，密实度越大，流速的衰减幅度越大。密实度越小，流速的衰减幅度越小。

根据上述模拟实验得出的结论，并结合查阅的相关资料和南水北调中线输水渠道水流特点，最终将机械除藻装置拦藻网栅13的网格网眼各项参数确定为：采用菱形网眼，丝径为1mm，螺距6mm，节距6mm。其拦藻网栅13的网眼密实度为0.21，安装倾角为80°。

经过试运行证明：拦藻网栅13网眼的各项参数的选择非常精准、合理，韧性好、耐腐蚀、清洗方便、拦藻效果好等优点。而且拦藻网栅13的安装后对南水北调中线输水的水头损失仅为0.075，即7.5%。

在安装架5上还设置有高压水喷淋系统，藻类附着在拦藻网栅13的左侧幅面上被向上提起，经过主动链轮7后向下，高压水喷淋系统将拦藻网栅13上附着的藻类冲刷下来并收集起来。

本实用新型主要安装于南水北调主干渠的检修闸门门洞前，而一般南水北调主干渠的检修闸门门洞宽度均在10米左右。为了将本实用新型的拦藻效果发挥到极致，性价比达到最佳。本实用新型在拦藻网栅13的结构设计、网幅设置和高压喷淋机构的喷嘴选型，布局等问题上绞尽脑汁，费尽心力，克服不足，大胆创新。

采用四幅不锈钢网43覆盖，网幅宽度的设置直接影响机械除藻装置的结构复杂度、制造成本和性价比。若单幅不锈钢网43的宽度较小，传动机构数量就会相应的增加，本实用新型的整体结构就要复杂的多，从而导致制造成本明显提高，性价比明显减低。若单幅不锈钢网43跨度（宽度）较大，拦藻网栅13的刚度就会明显降低，使用过程在水流的冲击下，不锈钢网43变形过大。从而引起牵引链条12的卡阻，不锈钢网43的扭曲等现象，故而影响机械除藻装置正常使用。

“量身定制”链条：将标准型号为C2062的链条，在其他参数不变的前提下，将链条滚子直径由22.23mm增加28mm。这样既不改变C2062链条传动性，同时又满足了串轴44直径设计要求，构思十分巧妙，将串轴44两端作为牵引链条12部分链节的销轴，串轴44起到支撑不锈钢网43强度的作用，并且可沿着导向尼龙条41滚动，安装槽板40起到定位导向尼龙条41的作用，导向尼龙条41的左侧面的截面呈圆弧形，与串轴44的接触面更小，从而大大减少了拦藻网栅13在运行过程中的摩擦阻力。

提高拦藻网栅13的整体刚度：根据南水北调主干渠水流冲击的特点，在拦藻网栅13的右侧面（背水面）一侧，等距离地镶嵌具有一定刚度的串轴44作支撑，并将该支撑与不锈钢网43与“量身定制”特制链条巧妙地集结于一体。这样的设计，可使每幅拦藻网栅13前后两侧的牵引链条12能同步转动，而且拦藻网格的整体刚度也有了很大的提高，很好地解决了因两侧牵引链条12转动不同步而引起的卡阻，不锈钢网43的刚度不足而引起扭曲等问题。同时本实用新型的结构又非常紧凑、轻巧，易于安装。

本实施例并非对本实用新型的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.输水渠道机械除藻装置用拦藻网栅组件，其特征在于：包括整体呈矩形的框架，假定水流方向为由左向右的方向，框架所在的平面迎向水流方向且框架呈左低右高倾斜设置，框架顶部向右折弯后固定连接有安装架，安装架左侧设置有电机减速机，安装架右侧转动连接有驱动轴，驱动轴上同轴安装的一个传动链轮和至少两个主动链轮，安装架上设置有位于电机减速机左侧上方的第一从动链轮和位于电机减速机下方的第二从动链轮，框架下端设置有第三从动链轮，主动链轮、第一从动链轮、第二从动链轮和第三从动链轮的数量均相等且在一一对应设置，电机减速机的动力输出端与传动链轮通过主动链条传动连接，主动链轮、第一从动链轮、第二从动链轮和第三从动链轮上通过至少两根牵引链条传动连接，相邻两根牵拉链条之间均设置有一幅拦藻网栅。

2.根据权利要求1所述的输水渠道机械除藻装置用拦藻网栅组件，其特征在于：框架与渠道内水面的夹角为75-80°，框架顶部设置有吊耳。

3.根据权利要求1所述的输水渠道机械除藻装置用拦藻网栅组件，其特征在于：框架内沿高度方向均匀设置有三根纵梁，三根纵梁将框架内部分隔为四个矩形空间，相邻的两根纵梁之间以及纵梁与框架之间均沿水平方向设置有横梁，在每个矩形空间内的横梁均匀并间隔设置至少三根，每个矩形空间内相邻两根横梁之间均沿高度方向设置有两根支撑角钢，每根支撑角钢的左侧表面沿长度方向设置有横截面呈凹槽形状的安装槽板，安装槽板内设置有导向尼龙条，导向尼龙条、安装槽板和支撑角钢之间通过若干个均匀并间隔设置的紧固螺钉连接，导向尼龙条的横截面呈左侧轮廓为圆弧形结构，导向尼龙条左侧表面向左凸出于框架、横梁和纵梁的左侧面，导向尼龙条左侧表面与拦藻网栅前半幅的右侧面接触。

4.根据权利要求3所述的输水渠道机械除藻装置用拦藻网栅组件，其特征在于：第三从动链轮设置有八个，每个矩形空间下方的框架底部的前侧和后侧分别设置有一个第三从动链轮，每个矩形空间前侧和后侧之间均设置有一根环形的牵引链条，牵引链条分别与主动链轮、第一从动链轮、第二从动链轮和第三从动链轮啮合；

拦藻网栅包括四幅不锈钢网，每幅不锈钢网均覆盖一个矩形空间，每个矩形空间上的两根牵引链条之间均匀设置有若干根水平的串轴，串轴的两端作为部分链节传动连接的销轴，不锈钢网固定在串轴上，串轴与导向尼龙条滚动连接。

5.根据权利要求4所述的输水渠道机械除藻装置用拦藻网栅组件，其特征在于：主动链轮和传动链轮的驱动轴在每个矩形空间的上方设置有上导向胶轮，框架的底部在每个矩形空间的下方设置有下导向胶轮，上导向胶轮和下导向胶轮分与串轴接触并支撑连接。