CN220927763U - 一种能卸载和保护的拦漂设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水利设备技术领域，特别是涉及一种能卸载和保护的拦漂设备，所述拦漂设备包括拦漂排、卷扬装置、固定装置以及基座；所述基座布置在水中，且位于电站上游及拦污栅前方；所述基座上设有中转滑轮组；所述拦漂排的钢丝绳一端与岸边的固定装置相连，另一端绕过基座上的中转滑轮组后，直接与电站大坝上固定的卷扬装置相连。通过本拦漂设备，能有效解决拦漂排无法对进水口进行持续保护的问题，并且运行成本低，效率高。

Description

一种能卸载和保护的拦漂设备

技术领域

本实用新型涉及水利设备技术领域，特别是涉及一种能卸载和保护的拦漂设备。

背景技术

在水利水电工程中，特别是水电站，需将杂草、树枝以及生活垃圾等漂浮污物拦截于电站大坝的进水口外，现有技术中，除传统方案在进水口设置拦污栅外，还常在拦污栅前方一定距离设置拦漂排，其作用是将漂浮污物拦截于拦漂排外。当水流流速过大或者拉砂流速非常高时，对此处的拦漂排造成的冲击力巨大，从而可能导致拦漂排的损坏。

现有技术中，提出了公开号为CN114319270A，公开日为2022年04月12日的中国发明专利文件，来解决上述存在的技术问题，该专利文献所公开的技术方案如下：拦漂装置，包括拦漂排及第二牵引绳，所述第二牵引绳的一端与所述拦漂排的一端相连接，第二牵引绳的长度大于拦漂排所在水域的宽度。水域的两岸分别为C岸和D岸，其中拦漂排设有第二牵引绳的一端为A端，拦漂排的A端与C岸可拆卸连接，拦漂排的另一端固定连接在D岸上，第二牵引绳远离拦漂排的A端的一端可拆卸的设置在D岸上；当水域中流速过大时，将拦漂排的A端从C岸取下，并将第二牵引绳从D岸取下，然后通过起重器械在D岸拉动第二牵引绳，从而打开拦漂排，即：拉动拦漂排的A端从C岸移动至D岸；如此可避免水域流速过大时损坏拦漂排。

上述技术方案在实际使用过程中，会出现以下问题：

（1）上述操作都需要借助于起重机械才能完成，效率低，运行成本高；

（2）当拦漂排A端从C岸移动至D岸后，此时的拦漂作用已经丧失，之前水中集结的漂浮物会顺流直接进入电站进水口，造成电站机组运行存在安全风险，甚至引发严重后果。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种能卸载和保护的拦漂设备，能有效解决拦漂排无法对进水口进行持续保护的问题，并且运行成本低，效率高。

本实用新型是通过采用下述技术方案实现的：

一种能卸载和保护的拦漂设备，包括拦漂排、卷扬装置、固定装置以及基座；所述基座布置在水中，且位于电站上游及拦污栅前方；所述基座上设有中转滑轮组；所述拦漂排的钢丝绳一端与岸边的固定装置相连，另一端绕过基座上的中转滑轮组后，直接与电站大坝上固定的卷扬装置相连。

所述中转滑轮组包括牵引滚筒、承载滑轮以及牵引滑轮；所述牵引滚筒为竖向设置，所述承载滑轮的中心轴线为横向设置，所述牵引滑轮的中心轴线为竖向设置；所述钢丝绳依次绕经牵引滚筒、承载滑轮以及牵引滑轮。

所述钢丝绳依次绕经牵引滚筒的前侧、承载滑轮的顶部以及牵引滑轮的前侧，所述前侧具体指远离拦污栅一侧的方向。

所述牵引滚筒外表面与基座表面之间保持不低于2倍钢丝绳直径间隙，牵引滚筒的长度不小于拦漂作业的最高水位和最低水位之间的差值。

所述承载滑轮的绳槽中心与牵引滚筒出绳端表面切线中心保持在一个平面内。

所述牵引滑轮的绳槽中心与承载滑轮的绳槽中心在同一平面内。

所述牵引滚筒和牵引滑轮分别通过连接件固定在基座同侧的两个对角处。

所述基座设置在电站大坝的进水口与电站大坝的排漂孔之间。

所述固定装置与进水口的最远间距小于拦漂排的长度。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果表现在：

1、本领域的常规技术为拦漂排的钢丝绳一端与固定装置相连，另一端直接绕设于卷扬装置上。但是，本实用新型中，在拦漂排的钢丝绳和卷扬装置之间设置有基座，基座上设有中转滑轮组，钢丝绳需绕经中转滑轮组后才能绕设于卷扬装置上，针对拦漂排所处的环境工况发生水位变幅及流速较高时，中转滑轮组可以对钢丝绳进行导向、承载和牵引作用。具体的，当电站水流或拉砂流速等工况满足正常拦漂作业时，卷扬装置收紧钢丝绳，确保拦漂排两端始终处于张紧状态。当电站水流及拉砂流速非常高时，通过卷扬装置松放钢丝绳，即可降低拦漂排两端的轴线张紧力，同时拦漂排又受到水流力及载荷力作用，放松的拦漂排此时会顺流漂浮，直到被电站水岸边的挡墙及坝体进水口前的拦污栅等设施阻挡为止，实现了拦漂排的卸载和保护功能。并且，当拦漂排在高流速下实施卸载后，拦漂排依然可以起到保护电站进水口的作用，而水中漂浮物依然被挡在拦漂排前，不会进入电站进水口影响电站的正常生产。

本实用新型结构说明，结构简单，操作方便，且只依靠人工即可实现，运作成本更低，效率更高且安全，适于目前的绝大多数各类型水电站，具有较大的市场推广和应用价值。

2、本实用新型中，通过牵引滚筒、承载滑轮以及牵引滑轮，能很好的提供对钢丝绳的导向、承载和牵引作用。

3、所述牵引滚筒外表面与基座表面之间保持不低于2倍钢丝绳直径间隙，牵引滚筒的长度不小于拦漂作业的最高水位和最低水位之间的差值，使得所述牵引滚筒不会与基座摩擦，同时，在水位变化时，能确保拦漂排的钢丝绳能与其始终缠绕，通过其旋转进行导向。

4、所述承载滑轮的绳槽中心与牵引滚筒出绳端表面切线中心保持在一个平面内，能利用承载滑轮的轮槽的限位作用，防止钢丝绳受拦漂排牵引左右摆动而与基座进行摩擦而损坏；同时当水位降低时，拦漂排随水位下降带动钢丝绳对其产生下拉力，该承载滑轮能作为主要受力支撑点进行承载。

5、所述牵引滑轮的绳槽中心需与承载滑轮的绳槽中心在同一平面内，从承载滑轮穿过的拦漂排的钢丝绳进入牵引滑轮的绳槽进行限位，并为卷扬装置的收、放钢丝绳提供导向作用。

6、所述牵引滚筒和牵引滑轮分别通过连接件固定在基座同侧的两个对角处，便于更好的布置中转滑轮组的各结构，并且也能避免钢丝绳与基座发生摩擦。

7、所述基座设置在电站大坝的进水口与电站大坝的排漂孔之间，基座位置布置更加合理，便于更好的实现正常拦漂，以及异常情况时，拦漂排的卸载和保护功能。

8、所述固定装置与进水口的最远间距小于拦漂排的长度，使得拦漂排卸载后能完全挡住电站大坝所有的进水口的拦污栅前，确保漂浮物不能进入任何一个进水口，拦漂效果更好。

附图说明

下面将结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明，其中：

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型中基座的平面结构示意图；

图3为本实用新型中基座的A方向示意图；

图4为本实用新型中区域B的放大示意图；

图5为本实用新型中区域C的放大示意图；

图6为本实用新型中拦漂排的平面结构示意图；

图7为本实用新型中拦漂排的立面结构示意图；

图中标记：

1、固定装置，2、拦漂排，3、基座，4、钢丝绳，5、卷扬装置，6、牵引滚筒，7、承载滑轮，8、牵引滑轮，9、浮箱，10、护栏，11、钢丝绳连接座，12、拦漂挂栅，13、电站大坝，14、排漂孔，15、排砂口，16、进水口，17、钢混土墩，18、端部铰座，19、连接支座。

具体实施方式

实施例1

作为本实用新型基本实施方式，本实用新型包括一种能卸载和保护的拦漂设备，包括拦漂排2、卷扬装置5、固定装置1以及基座3。所述固定装置1设置在岸边，所述基座3布置在水中，且位于电站上游及拦污栅前方。所述卷扬装置5可以固定于拦污栅所在的电站大坝13上。所述基座3上设有中转滑轮组。所述拦漂排2的钢丝绳4一端与固定装置1相连，另一端绕过中转滑轮组后，与卷扬装置5相连。

本实施例中，所述拦漂排2和卷扬装置5都为本领域常规的机械结构，本实施例不对其进行改进。本实施例中，也不限制固定装置1的具体结构，只要能固定钢丝绳4即可；也不限制基座3的具体结构，只要能安装中转滑轮组，使得钢丝绳4能绕经该中转滑轮组即可。

实施例2

作为本实用新型一较佳实施方式，本实用新型包括一种能卸载和保护的拦漂设备，包括拦漂排2、卷扬装置5、固定装置1以及基座3。所述基座3布置在水中，且位于电站上游及拦污栅前方。所述基座3上设有中转滑轮组。所述中转滑轮组包括牵引滚筒6、承载滑轮7以及牵引滑轮8，所述牵引滚筒6、承载滑轮7以及牵引滑轮8分别通过支架与基座3相连。所述牵引滚筒6为竖向设置，所述承载滑轮7的中心轴线为横向设置，所述牵引滑轮8的中心轴线为竖向设置。所述拦漂排2的钢丝绳4一端与岸边的固定装置1相连，另一端依次绕过牵引滚筒6、承载滑轮7以及牵引滑轮8后，直接与电站大坝13上固定的卷扬装置5相连。

正常拦漂时，拦漂排2始终位于拦污栅前方，进行拦漂作业；当不需要进行拦漂时，通过卷扬装置5松放钢丝绳4，放松的拦漂排2能顺流漂浮，直到被拦污栅等设施阻挡为止，且挡在相应的拦污栅前。

实施例3

作为本实用新型另一较佳实施方式，本实用新型包括一种能卸载和保护的拦漂设备，包括拦漂排2、卷扬装置5、固定装置1以及基座3。所述固定装置1可以为设置在岸边的固定铰座装置。所述基座3布置在水中，且位于电站上游及拦污栅前方。所述基座3上设有中转滑轮组。所述中转滑轮组包括牵引滚筒6、承载滑轮7以及牵引滑轮8。其中，牵引滚筒6、承载滑轮7以及牵引滑轮8与基座3相连的方式可以采用本领域的常规技术手段，本实施例不对其进行改进。安装完成后，所述牵引滚筒6为竖向设置，所述承载滑轮7的中心轴线为横向设置，所述牵引滑轮8的中心轴线为竖向设置。

本实施例中，所述拦漂排2包括钢丝绳4以及若干浮箱9。所述浮箱9顶部设置有环扣或者钢丝绳夹，并通过环扣或者钢丝绳夹连接至钢丝绳4。所述钢丝绳4一端与固定装置1相连，然后依次与各浮箱9通过环扣或者钢丝绳夹相连，然后依次绕过牵引滚筒6的前侧、承载滑轮7的顶部以及牵引滑轮8的前侧，最后直接与电站大坝13上固定的卷扬装置5相连。其中，所述前侧具体指远离拦污栅一侧的方向。

实施例4

作为本实用新型最佳实施方式，参照说明书附图1，本实用新型包括一种能卸载和保护的拦漂设备，包括拦漂排2、卷扬装置5、固定装置1以及基座3。所述卷扬装置5设置在电站大坝13上，所述电站大坝13上设有排漂孔14、排砂口15以及若干进水口16，所述进水口16前方还设有拦污栅。

参照说明书附图6和说明书附图7，所述拦漂排2采用金属钢结构组件，包括钢丝绳4以及若干浮箱9。所述浮箱9为中空式结构，能确保拦漂排2整体漂浮在水面上。所述浮箱9顶部设有护栏10。浮箱9一侧设有拦漂挂栅12。当浮箱9上安装好拦漂挂栅12后，整体的重心不在浮箱9的中心，为了保证重心一直在浮箱9的中心，保证浮箱9的稳定性，可以在浮箱9上设置配重块，所述配重块可以平衡浮箱9上与设置有拦漂挂栅12相对的一侧的重量。所述浮箱9顶部设置有钢丝绳连接座11，用于固定钢丝绳4，使若干浮箱9连接成一排使形成拦漂排2。

为了提高相邻浮箱9的连接的稳定性，每个浮箱9的端部还设有端部连接装置，端部连接装置可以通过相互配合的连接组件将多个浮箱9连接成一排，长度可以根据水域宽度来设置。具体的，所述固定装置1与进水口16的最远间距小于拦漂排2的长度。

参照说明书附图5，所述固定装置1可以为钢混土墩17，设置在电站进水口16的上游河岸边。所述钢丝绳4一端通过连接装置与钢混土墩17相连。具体的，所述连接装置可以包括端部铰座18、连接支座19以及十字铰。所述十字铰的结构为：一端与端部铰座18为可上下摆动的铰接，另一端与连接支座19为可水平方向摆动的铰接。所述端部铰座18另一端与钢混土墩17固定连接，所述连接支座19另一端与钢丝绳4相连。

所述基座3可以为钢混结构，布置在水中，且位于电站上游及拦污栅前方。

具体的，所述基座3可以位于电站大坝13的排漂孔14与电站大坝13的进水口16之间的水域中，并根据电站大坝13具体水库宽度及拦漂排2拦漂距离进行位置计算，确保拦漂排2卸载后能完全挡住电站大坝13所有进水口16的拦污栅前，确保漂浮物不能进入任何一个进水口16。所述基座3的高度需根据该电站大坝13的实际高低水位进行计算，基座3顶面需不低于拦漂排2最高设计水位以上0.5m。

参照说明书附图2和说明书附图3，所述基座3上设有中转滑轮组，所述中转滑轮组包括牵引滚筒组件、承载滑轮组件以及牵引滑轮组件。

所述牵引滚筒组件包括连接件以及圆柱体形状的牵引滚筒6，所述连接件包括转轴、轴承以及固定座。所述牵引滚筒组件通过所述固定座固定在基座3的边角侧。安装完成后的牵引滚筒6为竖向设置，所述牵引滚筒6外表面与基座3表面之间保持不低于2倍钢丝绳4直径间隙，牵引滚筒6的长度不小于拦漂作业的最高水位和最低水位之间的差值。其主要负责在水位变化时，确保拦漂排2的钢丝绳4能与其始终缠绕，通过其旋转进行导向。

所述承载滑轮组件包括承载滑轮7以及连接件，所述连接件包括中心轴、轴承以及固定座，所述承载滑轮组件通过所述固定座与基座3外表面相连。安装完成后的承载滑轮7位于牵引滚筒6和牵引滑轮组件之间，且中心轴为横向设置。进一步的，所述承载滑轮7的绳槽中心与牵引滚筒6出绳端表面切线中心保持在一个平面内，承载滑轮7轴中心与牵引滚筒6长度中心在同一平面内。利用承载滑轮7的绳槽的限位作用，防止钢丝绳4受拦漂排2牵引左右摆动而与基座3进行摩擦而损坏；同时当水位降低时，拦漂排2随水位下降带动钢丝绳4对其产生下拉力，该承载滑轮7需作为主要受力支撑点进行承载。

所述牵引滑轮组件包括牵引滑轮8和连接件，所述连接件包括中心轴、轴承以及固定座，并通过所述固定座固定在与牵引滚筒6同一侧的基座3对角处。安装完成后的牵引滑轮8的绳槽中心需与承载滑轮7的绳槽中心在同一平面内。从承载滑轮7穿过的拦漂排2的钢丝绳4进入牵引滑轮8的绳槽进行限位，卷扬装置5收、放钢丝绳4均需要其提供导向作用；同时可防止钢丝绳4与基座3摩擦。

所述钢丝绳4一端与固定装置1相连，另一端依次通过钢丝绳连接座11将若干浮箱9连接成一排使形成拦漂排2后，参照说明书附图4，绕过牵引滚筒6的前侧、承载滑轮7的顶部以及牵引滑轮8的前侧，最后绕设于卷扬装置5上。其中，所述前侧具体指远离拦污栅一侧的方向。

拦漂排2正常拦漂作业时，荷载均布于整个跨内，整体呈抛物线形态。拦漂排2一端的钢丝绳4与岸边的固定装置1进行固定，形成固定端；而拦漂排2另一端的钢丝绳4通过基座3上设置的中转滑轮组，与电站大坝13上的卷扬装置5进行连接，通过卷扬装置5对钢丝绳4的收、放作用，形成拦漂排2的活动端。

上述拦漂设备的具体使用方法为：

当电站水流及拉砂流速等工况满足正常拦漂作业时，卷扬装置5收紧钢丝绳4，确保拦漂排2两端始终处于张紧状态。

当电站水流非常高时，水域中容易出现拉砂情况，且拉砂流速较高。其中，拉砂具体指：通过水流体力以水为动力，对砂石进行输移，简称拉砂。若拦漂排2仍然保持拦漂状态，此时拦漂排2受到的载荷及水流冲击力将会达到甚至超过拦漂排2原设计的抗受力极限，故很可能会造成拦漂排2损坏及引发安全事故。故通过卷扬装置5松放钢丝绳4，即可降低拦漂排2体两端的轴线张紧力，同时拦漂排2又受到水流力及载荷力作用，放松的拦漂排2此时会顺流漂浮，直到被电站水岸边的挡墙及坝体进水口16前的拦污栅等设施阻挡为止，而之前正常拦漂时拦阻的水中漂浮物，将会顺流直接进入电站大坝13的排漂孔14排出，既能避免漂浮物进入电站大坝13的进水口16。而水中泥砂等可以直接顺流进入电站排砂口15排出。

由于拦漂排2在进行拦漂作业时，荷载均布于整个跨内，故呈抛物线形态布置，根据受力原理分析，可通过减小拦漂排2在冲砂状态下的张力轴线长度，同时降低拦漂排2矢高（m）时，得到拦漂排2受到的张力在轴线上的分力TH（kN）及张力在轴线垂直方向上的分力TV（kN）数值均会减小，故而拦漂排2整体所受的张力T0（kN）也会减小。故实现了拦漂排2在高流速下卸载和保护的目的（具体详见NB/T 10609-2021标准附录A）。

综上所述，本领域的普通技术人员阅读本实用新型文件后，根据本实用新型的技术方案和技术构思无需创造性脑力劳动而作出的其他各种相应的变换方案，均属于本实用新型所保护的范围。

Claims (9)

1.一种能卸载和保护的拦漂设备，其特征在于：包括拦漂排（2）、卷扬装置（5）、固定装置（1）以及基座（3）；所述基座（3）布置在水中，且位于电站上游及拦污栅前方；所述基座（3）上设有中转滑轮组；所述拦漂排（2）的钢丝绳（4）一端与岸边的固定装置（1）相连，另一端绕过基座（3）上的中转滑轮组后，直接与电站大坝（13）上固定的卷扬装置（5）相连。

2.根据权利要求1所述的一种能卸载和保护的拦漂设备，其特征在于：所述中转滑轮组包括牵引滚筒（6）、承载滑轮（7）以及牵引滑轮（8）；所述牵引滚筒（6）为竖向设置，所述承载滑轮（7）的中心轴线为横向设置，所述牵引滑轮（8）的中心轴线为竖向设置；所述钢丝绳（4）依次绕经牵引滚筒（6）、承载滑轮（7）以及牵引滑轮（8）。

3.根据权利要求2所述的一种能卸载和保护的拦漂设备，其特征在于：所述钢丝绳（4）依次绕经牵引滚筒（6）的前侧、承载滑轮（7）的顶部以及牵引滑轮（8）的前侧，所述前侧具体指远离拦污栅一侧的方向。

4.根据权利要求3所述的一种能卸载和保护的拦漂设备，其特征在于：所述牵引滚筒（6）外表面与基座（3）表面之间保持不低于2倍钢丝绳（4）直径间隙，牵引滚筒（6）的长度不小于拦漂作业的最高水位和最低水位之间的差值。

5.根据权利要求3所述的一种能卸载和保护的拦漂设备，其特征在于：所述承载滑轮（7）的绳槽中心与牵引滚筒（6）出绳端表面切线中心保持在一个平面内。

6.根据权利要求3所述的一种能卸载和保护的拦漂设备，其特征在于：所述牵引滑轮（8）的绳槽中心与承载滑轮（7）的绳槽中心在同一平面内。

7.根据权利要求3所述的一种能卸载和保护的拦漂设备，其特征在于：所述牵引滚筒（6）和牵引滑轮（8）分别通过连接件固定在基座（3）同侧的两个对角处。

8.根据权利要求3所述的一种能卸载和保护的拦漂设备，其特征在于：所述基座（3）设置在电站大坝（13）的进水口（16）与电站大坝（13）的排漂孔（14）之间。

9.根据权利要求8所述的一种能卸载和保护的拦漂设备，其特征在于：所述固定装置（1）与进水口（16）的最远间距小于拦漂排（2）的长度。