CN211472806U - 泵站前池拦污系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种泵站前池拦污系统，包括泵站前池，混凝土池壁下部连接有引水管；混凝土池壁内表面于引水管的左右两侧分别连接有一拦污栅，左拦污栅和右拦污栅的另一端铰接在一起；左、右拦污栅和混凝土池壁之间围成水平截面呈等边三角形的进水区域，进水区域内设有水平截面呈三角形的集污箱，集污箱的左右侧壁的顶端分别固定连接有翻边挡檐，混凝土池壁的外表面固定连接有卸料桥架，卸料桥架下设有垃圾箱，泵站前池的混凝土池壁向上设有起吊运输机构。本实用新型结构简单，便于安装，成本较低，拦污阻力小，能够完全替代现有高成本的清污机及人工清污。

Description

泵站前池拦污系统

技术领域

本实用新型涉及水利工程技术领域，尤其涉及泵站拦污清污技术。

背景技术

泵站前设置拦污栅能够阻止杂物（主要是水草和塑料袋）进入水泵，保证水泵机组运行安全。拦污栅一般采用平面形，与水面成75°或90°置于泵站进水池（作为泵站的进水流道，即泵站前池）前。对于南水北调配套工程的泵站，泵站前池具有消能整流的功能，栅前杂物以水草及塑料袋为主，水草和塑料袋比重小于水体，浮于水面首先堵塞上部栅面，如果不及时清除，在流速较大的情况下，后续杂物容易随水流潜入水下堵塞中部和下部栅面，拦污水头损失急剧增大，水泵扬程增大，流量减小，对轴流泵和高比转速混流泵，水泵轴功率增加，泵站效率降低。泵站吸入口水位下降过多时，还会造成水泵汽蚀，严重时造成栅体垮塌。泵站拦污栅前杂物如果不及时清除，会造成运行费用大幅增加，影响水泵机组安全、稳定运行。

大型泵站需设置清污工作桥，配备昂贵的清污机，中小型泵站一般不设清污设备，需人工清污，清污困难、危险，清污工作量大。扬州大学公开号为CN103510494B的中国专利公开了一种V形拦污栅，顶端迎向水流，杂物沿栅面滑移漂浮在河道两侧，需人工清理，危险性大。

滤网循环转动的清污设备方便提升杂物，但成本高昂。因此，泵站前池需要一种消能整流、拦污阻力小、成本低、完全替代清污机及人工清污的拦污系统。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种拦污阻力小、成本低、使用方便，能够完全替代清污机及人工清污的泵站前池拦污系统。

为实现上述目的，本实用新型的泵站前池拦污系统包括泵站前池，泵站前池由混凝土池壁围成；混凝土池壁下部连接有用于将水引入泵站前池的引水管，引水管与泵站前池相连通；

混凝土池壁内表面于引水管的左右两侧分别连接有一拦污栅，两个拦污栅分别为左拦污栅和右拦污栅，左拦污栅和右拦污栅的另一端铰接在一起；

左拦污栅、右拦污栅和泵站前池的混凝土池壁内表面之间围成水平截面呈等边三角形的进水区域，引水管与进水区域相连通；

进水区域内设有水平截面呈三角形的集污箱，集污箱由左侧壁、右侧壁、后侧壁和底板围成；集污箱的后侧壁正对混凝土池壁内表面并与混凝土池壁内表面相邻；集污箱的底板的一侧边为铰接边，铰接边铰接于左侧壁或右侧壁上；集污箱的底板的铰接边的相对边处设有吊环；集污箱的左侧壁与左拦污栅相邻，集污箱的右侧壁与右拦污栅相邻；集污箱的左侧壁、右侧壁、后侧壁均为不锈钢网，集污箱的底板为格栅板；

集污箱的左侧壁的顶端和右侧壁的顶端分别固定连接有翻边挡檐，引水管上方的泵站前池的混凝土池壁的外表面固定连接有卸料桥架，卸料桥架包括左卸料桥架和右卸料桥架，左卸料桥架和右卸料桥架围成与集污箱相适配的V形卸料竖槽；

翻边挡檐用于将集污箱挂在左、右拦污栅上或者左、右卸料桥架上；V形卸料竖槽下方设有用于盛装由集污箱落下的杂物的垃圾箱，垃圾箱固定连接在泵站前池的混凝土池壁的外表面上；集污箱挂在左、右拦污栅上时，集污箱的底板位于拦污栅的中上部；垃圾箱顶端敞口且敞口大于集污箱底板；

泵站前池的混凝土池壁向上设有用于将集污箱吊运至左、右卸料桥架上的起吊运输机构；起吊运输机构具有吊绳，吊绳与吊环相连接。

混凝土池壁上于引水管的两侧分别设有一条用于安装拦污栅时下放拦污栅的竖向轨道，两条竖向轨道与两个拦污栅一一对应连接，在水平截面上形成等边三角形；左、右拦污栅均包括工字钢制成的框架，框架内均匀设有多根水平设置的横杆以及竖向设置的扁铁，扁铁与各横杆相连接且扁铁与横杆之间具有夹角α，α为60度。

以指向进水区域中心的方向为内向，左拦污栅和右拦污栅均由下至上向外倾斜设置。

所述起吊运输机构包括安装在泵站前池的混凝土池壁上的支架，支架顶部安装有横梁，横梁上设有导轨，导轨一端位于进水区域上方，导轨另一端位于V形卸料竖槽上方；导轨上设有行走小车，行走小车的车轮沿导轨行驶；行走小车连接有用于驱动行走小车的行走电机；

行走小车向下连接有卷扬机，卷扬机的钢丝绳向下连接吊环。

所述进水区域以外的泵站前池内设有超声波水位传感器；超声波水位传感器连接有电控装置，电控装置连接有电源；

导轨上设有拦污用行程开关和卸料用行程开关；行走小车到达拦污用行程开关时位于进水区域的正上方，行走小车到达卸料用行程开关时位于V形卸料竖槽的正上方；电控装置连接所述行走电机、卷扬机、拦污用行程开关和卸料用行程开关。

本实用新型具有如下的优点：

本实用新型通过设置进水区域，使泵站前池所有进水必须通过左拦污栅、右拦污栅或集污箱才能进入泵站前池的其它区域，避免了未经过滤的水直接被泵站泵送出去，保证了水质。

由于水中杂物的密度小于水（密度大于水的杂物不会被河流长途运输），因此本实用新型中的集污箱在使用时只是位于进水区域的上部，进入进水区域的杂物冲击到倾斜设置的拦污栅的下部后，在浮力和向上分力的作用下自然向上进入集污箱中，使得杂物能够自然入箱，而不是附着在箱体外侧，这为收集和运输杂物提供了基础。

本实用新型通过起吊运输机构能够方便地吊运集污箱，吊运时自动关闭和打开集污箱的底板，使用十分方便。拦污用行程开关和卸料用行程开关能够准确定位集污箱的位置，使集污箱能够准确地挂在左、右拦污栅上或者左、右卸料桥架上。

竖向轨道的设置便于在将拦污栅安装在泵站前池中时下放拦污栅。左拦污栅和右拦污栅均由下至上向外倾斜设置，携带杂物的进水在冲击至拦污栅上时会产生向上的分力，因而避免了杂物直接挂在拦污栅下部而不能上浮，大幅提高了杂物的上浮率。

起吊运输机构结构简单，运行可靠，便于安装在泵站前池处。垃圾箱顶端敞口且敞口大于集污箱底板，便于集污箱内的杂物完全落入垃圾箱。落入垃圾箱内的杂物由环卫车定期清运。

用于安装拦污栅时下放拦污栅的竖向轨道由两根槽钢加工而成，分别固定在池壁预留的混凝土门槽中，也可作为检修门槽。

左拦污栅和右拦污栅和泵站前池的混凝土池壁内表面之间围成水平截面呈等边三角形（V形）的进水区域，安装在引水管出口处具有消能作用。

各镀锌扁铁的方向平行于水流方向，具有整流作用。拦污栅对集污箱起支撑作用。根据等边三角形的特性，两块拦污栅宽度与门槽宽度相等，检修其中一块拦污栅时，可将另一块拦污栅插入门槽内起到临时拦污作用。

集污箱的底板根据吊环的升降自动开合（吊环向下放时底板打开，吊环向上拉升时底板关闭），实现杂物收集、运送集污箱等功能。

通过超声波传感器监控水位，从而及时开启第二至第四步骤，清污的及时性得到有效保证。

本实用新型的制造安装以及使用的综合成本相比以往滤网循环转动的清污机降低了90%，具有更现实的推广应用价值。

附图说明

图1是本实用新型的泵站前池拦污系统的立面布置示意图；

图2中集污箱位于拦污栅围成的进水区域内，图2中拦污栅本应遮挡集污箱，为明确表达集污箱的上下位置，图2中在集污箱处隐去拦污栅；图2中翻边挡檐13挂在拦污栅顶部；

图2是本实用新型的泵站前池拦污系统的平面布置示意图；

图3是图2中进水区域处的放大示意图；

图4是底板关闭时集污箱的结构示意图；

图5是底板打开时集污箱的结构示意图；

图6是本实用新型的电控原理图；

图7是拦污栅的结构示意图；

图8是图7中A处的放大图；

图1和图5中的箭头所示方向为该处水流的整体流向。

具体实施方式

如图1至图8所示，本实用新型的泵站前池拦污系统包括泵站前池2，泵站前池2由混凝土池壁1围成；混凝土池壁1下部连接有用于将水引入泵站前池2的引水管3（涵），引水管3与泵站前池2相连通；

混凝土池壁1内表面于引水管3的左右两侧分别连接有一拦污栅，两个拦污栅分别为左拦污栅4和右拦污栅5，左拦污栅4和右拦污栅5的另一端铰接在一起；

左拦污栅4、右拦污栅5和泵站前池2的混凝土池壁1内表面之间围成水平截面呈等边三角形的进水区域6；引水管3与进水区域6相连通；

进水区域6内设有水平截面呈三角形的集污箱7，集污箱7由左侧壁8、右侧壁9、后侧壁10和底板11围成；集污箱7的后侧壁10正对混凝土池壁1内表面并与混凝土池壁1内表面相邻；集污箱7的底板11的一侧边为铰接边，铰接边铰接于左侧壁8或右侧壁9上；集污箱7的底板11的铰接边的相对边处设有吊环12；集污箱7的左侧壁8与左拦污栅4相邻，集污箱7的右侧壁9与右拦污栅5相邻；集污箱7的左侧壁8、右侧壁9、后侧壁10均为不锈钢网，集污箱7的底板11为格栅板；

集污箱7的左侧壁8的顶端和右侧壁9的顶端分别固定连接有翻边挡檐13，引水管3上方的泵站前池2的混凝土池壁1的外表面固定连接有卸料桥架，卸料桥架包括左卸料桥架14和右卸料桥架15，左卸料桥架14和右卸料桥架15围成与集污箱7相适配的V形卸料竖槽16；

翻边挡檐13用于将集污箱7挂在左、右拦污栅4、5上或者左、右卸料桥架14、15上；V形卸料竖槽16下方设有用于盛装由集污箱7落下的杂物的垃圾箱17，垃圾箱17固定连接在泵站前池2的混凝土池壁1的外表面上；集污箱7挂在左、右拦污栅4、5上时，集污箱7的底板11位于拦污栅的中上部；垃圾箱17顶端敞口且敞口大于集污箱7底板11；

泵站前池2的混凝土池壁1向上设有用于将集污箱7吊运至左、右卸料桥架14、15上的起吊运输机构；起吊运输机构具有吊绳，吊绳与吊环12相连接。

混凝土池壁1上于引水管3的两侧分别设有一条用于安装拦污栅时下放拦污栅的竖向轨道18，两条竖向轨道18与两个拦污栅一一对应连接，在水平截面上形成等边三角形；左、右拦污栅4、5均包括工字钢35制成的框架，框架内均匀设有多根水平设置的横杆36以及竖向设置的扁铁37，扁铁37与各横杆36相连接且扁铁37与横杆36之间具有夹角α，α为60度。这种结构的拦污栅在使用时，各镀锌扁铁37的方向均基本平行于水流方向，从而起到整流的作用。竖向轨道18的设置便于在将拦污栅安装在泵站前池2中时下放拦污栅。

以指向进水区域6中心的方向为内向，左拦污栅和右拦污栅均由下至上向外倾斜设置。

这样，携带杂物的进水在冲击至拦污栅上时会产生向上的分力，因而避免了杂物直接挂在拦污栅下部而不能上浮，大幅提高了杂物的上浮率。

所述起吊运输机构包括安装在泵站前池2的混凝土池壁1上的支架19，支架19顶部安装有横梁20（横梁20优选用工字钢35制成），横梁20上设有导轨21，导轨21一端位于进水区域6上方，导轨21另一端位于V形卸料竖槽16上方；导轨21上设有行走小车22，行走小车22的车轮23沿导轨21行驶；行走小车22连接有用于驱动行走小车22的行走电机24；

行走小车22向下连接有卷扬机25，卷扬机25可以由电机以及绕设于电机轴上的钢丝绳代替；卷扬机25的钢丝绳26向下连接吊环12。

所述进水区域6以外的泵站前池2内设有超声波水位传感器27；超声波水位传感器27连接有电控装置28，

导轨21上设有拦污用行程开关29和卸料用行程开关30；行走小车22到达拦污用行程开关29时位于进水区域6的正上方，行走小车22到达卸料用行程开关30时位于V形卸料竖槽16的正上方；电控装置28连接所述行走电机24、卷扬机25、拦污用行程开关29和卸料用行程开关30。

电控装置28可以采用PLC、单片机、集成电路以及台式计算机和笔记本计算机。电控装置28连接有电源31和显示屏。显示屏为常规装置，图未示。

本实用新型还公开了上述泵站前池拦污系统的使用方法，按以下步骤进行：

拦污栅具有位于进水区域6内的迎水面和位于进水区域6外的背水面；拦污栅上未附着杂物时，进水区域6内的水位与进水区域6以外的泵站前池2中的水位相同并均为预定正常水位33；

第一是正常使用，此时集污箱7通过翻边挡檐13挂在左、右拦污栅4、5上，卷扬机25下放钢丝绳26使集污箱7的底板11向下旋转打开；

引水管3引入的水源源不断地由下部进入进水区域6，水及水中的杂物冲击在倾斜设置的拦污栅下部之后产生向上的分力，水通过拦污栅进入拦污栅外的泵站前池2中并被泵送出去，杂物在向上分力以及浮力的作用下上浮进入集污箱7；杂物附着在集污箱7的左侧壁8和右侧壁9（均为格栅板）上后，集污箱7对水的阻力增大，集污箱堵塞后拦污栅背水侧的泵站前池2中的水位下降；

第二是拉升集污箱7；

当拦污栅背水侧的泵站前池2中的水位下降至预定除污水位34时，超声波水位传感器27向电控装置28发出水位信号，电控装置通过显示屏显示水位信息，工作人员通过电控装置28开启卷扬机25，通过钢丝绳26向上拉起吊环12，吊环12将集污箱7的底板11向上拉升从而旋转关闭；底板11关闭后，卷扬机25通过钢丝绳26继续向上拉升底板11，此时整个集污箱7被拉升起来；当集污箱7的底板11高于泵站前池2和混凝土池壁1以及左、右卸料桥架14、15后，进行第三步骤；

第三是运送集污箱7至左、右卸料桥架14、15；

工作人员通过电控装置28控制卷扬机25保持其钢丝绳26的拉升位置，开启行走电机24，使行走小车22沿导轨21向V形卸料竖槽16方向运动，当行走小车22碰触卸料用行程开关30后，行走电机24关闭，卷扬机25启动并下放钢丝绳26，使集污箱7的翻边挡檐13挂在左、右卸料桥架14、15上，此时集污箱7位于V形卸料竖槽16中；

卷扬机25继续下放钢丝绳26，此时集污箱7整体不再下落，集污箱7底板11在重力的作用下向下旋转开启，集污箱7内的杂物落在垃圾箱17内；

保持集污箱7的底板11处于打开状态10秒－30秒后，进行第四步骤；

第四是运送集污箱7运回进水区域6上方；

工作人员通过电控装置28控制卷扬机25拉升钢丝绳26，使集污箱7的底板11向上旋转关闭；然后随着钢丝绳26的继续拉升，集污箱7向上升起；当集污箱7的底板11高于泵站前池2和混凝土池壁1以及左、右卸料桥架14、15后，使卷扬机25保持其钢丝绳26的拉升位置，开启行走电机24，使行走小车22沿导轨21向进水区域6方向运动；当行走小车22碰触拦污用行程开关29后，行走电机24关闭，卷扬机25启动并下放钢丝绳26，使集污箱7的翻边挡檐13挂在左、右拦污栅4、5上；卷扬机25继续下放钢丝绳26，此时集污箱7底板11向下旋转开启，从而恢复正常的工作状态；

重复第一至第四步骤，循环进行集污（第一步骤）、运污（第二和第三步骤）、卸污（第三步骤）和复位（第四步骤）的过程。

左卸料桥架14和/或右卸料桥架15上设有振动电机32；振动电机32与电控装置相连接。在第三步骤中，在集污箱7的底板11打开后，工作人员启动振动电机32，通过振动促进集污箱7内的杂物下落，避免杂物附着在集污箱7内。

以上实施例仅用以说明而非限制本实用新型的技术方案，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.泵站前池拦污系统，包括泵站前池，泵站前池由混凝土池壁围成；混凝土池壁下部连接有用于将水引入泵站前池的引水管，引水管与泵站前池相连通；

其特征在于：混凝土池壁内表面于引水管的左右两侧分别连接有一拦污栅，两个拦污栅分别为左拦污栅和右拦污栅，左拦污栅和右拦污栅的另一端铰接在一起；

左拦污栅、右拦污栅和泵站前池的混凝土池壁内表面之间围成水平截面呈等边三角形的进水区域，引水管与进水区域相连通；

进水区域内设有水平截面呈三角形的集污箱，集污箱由左侧壁、右侧壁、后侧壁和底板围成；集污箱的后侧壁正对混凝土池壁内表面并与混凝土池壁内表面相邻；集污箱的底板的一侧边为铰接边，铰接边铰接于左侧壁或右侧壁上；集污箱的底板的铰接边的相对边处设有吊环；集污箱的左侧壁与左拦污栅相邻，集污箱的右侧壁与右拦污栅相邻；集污箱的左侧壁、右侧壁、后侧壁均为不锈钢网，集污箱的底板为格栅板；

集污箱的左侧壁的顶端和右侧壁的顶端分别固定连接有翻边挡檐，引水管上方的泵站前池的混凝土池壁的外表面固定连接有卸料桥架，卸料桥架包括左卸料桥架和右卸料桥架，左卸料桥架和右卸料桥架围成与集污箱相适配的V形卸料竖槽；

翻边挡檐用于将集污箱挂在左、右拦污栅上或者左、右卸料桥架上；V形卸料竖槽下方设有用于盛装由集污箱落下的杂物的垃圾箱，垃圾箱固定连接在泵站前池的混凝土池壁的外表面上；集污箱挂在左、右拦污栅上时，集污箱的底板位于拦污栅的中上部；垃圾箱顶端敞口且敞口大于集污箱底板；

泵站前池的混凝土池壁向上设有用于将集污箱吊运至左、右卸料桥架上的起吊运输机构；起吊运输机构具有吊绳，吊绳与吊环相连接。

2.根据权利要求1所述的泵站前池拦污系统，其特征在于：混凝土池壁上于引水管的两侧分别设有一条用于安装拦污栅时下放拦污栅的竖向轨道，两条竖向轨道与两个拦污栅一一对应连接，在水平截面上形成等边三角形；左、右拦污栅均包括工字钢制成的框架，框架内均匀设有多根水平设置的横杆以及竖向设置的扁铁，扁铁与各横杆相连接且扁铁与横杆之间具有夹角α，α为60度。

3.根据权利要求1所述的泵站前池拦污系统，其特征在于：以指向进水区域中心的方向为内向，左拦污栅和右拦污栅均由下至上向外倾斜设置。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的泵站前池拦污系统，其特征在于：所述起吊运输机构包括安装在泵站前池的混凝土池壁上的支架，支架顶部安装有横梁，横梁上设有导轨，导轨一端位于进水区域上方，导轨另一端位于V形卸料竖槽上方；导轨上设有行走小车，行走小车的车轮沿导轨行驶；行走小车连接有用于驱动行走小车的行走电机；

行走小车向下连接有卷扬机，卷扬机的钢丝绳向下连接吊环。

5.根据权利要求4所述的泵站前池拦污系统，其特征在于：所述进水区域以外的泵站前池内设有超声波水位传感器；超声波水位传感器连接有电控装置，电控装置连接有电源；

导轨上设有拦污用行程开关和卸料用行程开关；行走小车到达拦污用行程开关时位于进水区域的正上方，行走小车到达卸料用行程开关时位于V形卸料竖槽的正上方；电控装置连接所述行走电机、卷扬机、拦污用行程开关和卸料用行程开关。

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