專利名稱：折線形-扇形雙軸回轉式攔污清污系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種水利工程取水口的攔污柵，特別涉及一種水電站等水利工程取水口集攔污清污為一體的折線形-扇形雙軸回轉式攔污清污系統，屬于水利工程設施領域。
背景技術：
水電站等水利工程的取水口攔污柵前經常堆積有大量污物，污物種類多樣復雜， 有稻草、水草、樹葉、樹枝、流木、動物尸體及生活垃圾等，寒冷地區還有流冰等。如不及時清除，攔污柵前后水位差可達數米，輕則影響水電站發電出力，重則堵塞甚至壓垮攔污柵，危及水電站及泵站正常工作，或迫使水電站停機等處理，造成大量電能損失。我國早期建造的水電站大多未設攔污柵清污設施，對水深較淺的中小型水電站， 采用潛水員配合進行人工清污，工作條件惡劣，工作量大，工作效率低；對水深較深的大型水電站，無法進行人工清污，而且由于水流所帶來的雜物碎塊的數量無法預期估計和控制， 所以攔污柵前堆積的污物經常不能及時清理，導致攔污柵發生阻塞，如果不及時清理堆積的污物，將造成如下后果1、增加了攔污柵前后的水位差，降低水電站的發電出力和效率。2、增大水流對攔污柵的作用力，嚴重的會發生攔污柵結構的變形甚至被破壞。3、堵塞嚴重時，水電站被迫停機清污，影響其工程供電范圍內的廠礦企業生產，居民生活供電和水電站的經濟效益。平面式攔污柵及回轉式攔污柵是目前最常見的兩種攔污柵。在建成投入使用后， 由于存在以下缺點，會導致工程量及運行、維修費用大幅度增加1、平面式攔污柵結構簡單，可將攔污柵提出槽。這種攔污柵清污困難，需配備專門的清理設備才能清除雜物，在工程中一般布設兩道平面式攔污柵，輪流進行清污。2、回轉式攔污柵在平面式攔污柵上布置清污齒，利用清污齒的輪轉進行清污。由于河流中污物形式多樣，清污齒的尺寸較難確定，回轉式機械裝置容易被污物卡死導致停機。因此，如何進行高效、經濟、徹底的清污工作成為難題。鑒于上述目前所述攔污柵的結構情況，本發明研究人員經對水利工程取水口前攔污柵攔污清污設施的研究，直接從攔污柵本身設計著手，而提出一種集攔污和清污功能于一體、且高效、清污徹底、經濟實用的水電站取水口折線形-扇形雙軸回轉式攔污清污系統，這也正是本發明的任務所在。
發明內容
本發明的目的正是針對現有攔污柵攔污清污設施中存在的問題，設計一種能自動、高效、經濟適用、于集污、攔污、清污為一體的折線形-扇形雙軸回轉式攔污清污系統。 該折線形-扇形雙軸回轉式攔污清污系統可以解決小型水利工程運行中取水口前由于污物堆積，導致攔污柵被堵塞的難題，從而可提高工程的運行效率和經濟效益，其制作簡單， 使用方便，可靠性高；且成本低廉；集污、攔污、清污效果理想，適合于推廣使用。
為了實現上述本發明的目的，本發明采用由以下措施構成的技術方案來實現的。本發明提出的折線形-扇形雙軸回轉式攔污清污系統，其特征在于包括豎直攔污柵，折線形攔污柵，扇形攔污柵，分別控制折線形攔污柵和扇形攔污柵的第一軸承和第二軸承，由上游水位傳感器和下游水位傳感器組成柵差監測系統，動力裝置，感應傳送皮帶，工作橋，污物收集裝置及導污板；所述扇形攔污柵位于折線形攔污柵的下方，扇形攔污柵和折線形攔污柵整體置于豎直攔污柵上方；折線形攔污柵和扇形攔污柵分別由第一軸承和第二軸承連通動力裝置，由動力裝置控制它們的旋轉上揚或者下行；所述上游水位傳感器和下游水位傳感器分別位于豎直攔污柵上游和下游，其上游水位傳感器和下游水位傳感器分別用數據線與遠程計算機控制系統連接，遠程計算機控制系統自動或人工控制動力裝置；以監測豎直攔污柵上游和下游的水位差。上述技術方案中，所述動力裝置可以是電動型，或液壓驅動型，或電-液壓傳動型。上述技術方案中，所述扇形攔污柵由高強度的第二軸承貫穿固定，扇形攔污柵的回轉通過控制第二軸承的轉動來實現，其運動軌跡剛好在豎直攔污柵的上端。上述技術方案中，所述豎直攔污柵垂直于水流方向設置，并將其上端設計為扇形以便與扇形攔污柵運動軌跡相吻合。上述技術方案中，所述折線形攔污柵頂部由高強度的第一軸承貫穿固定，折線形攔污柵的回轉通過控制第一軸承的轉動來實現。上述技術方案中，所述導污板位于折線形攔污柵上方，當折線形攔污柵轉至使導污板的末端指向感應傳送皮帶時，實現對污物的傾倒。上述技術方案中，所述感應傳送皮帶置于豎直攔污柵下游的工作橋上，其末端連接污物收集裝置。本發明的基本原理是由于污物隨水流朝水利工程的取水口流動，針對河道中污物主要集中在水流上層這一特點，豎直攔污柵的頂部高程低于柵前最低水位，折線形攔污柵的清污斜面與水平面成一緩傾角，利用上述特性與水流沖力，使水流中污物主要匯集在折線形攔污柵的清污斜面上。當攔截的污物集中到一定量時，合并為一體的折線形攔污柵和扇形攔污柵整體上揚。當折線形攔污柵和扇形攔污柵整體轉動至一角度時，折線形攔污柵與扇形攔污柵分離，這時扇形攔污柵停止轉動，為了防止污物流向下游，當折線形攔污柵和扇形攔污柵分離時，扇形攔污柵上端要高出水電站正常運行水位；當折線形攔污柵轉至使導污板的末端指向傳送皮帶時，將污物傾倒在下游工作橋的傳送皮帶上，傳送皮帶將污物傳送至污物收集裝置中，清污工作結束。當污物傾倒完畢時，折線形攔污柵回轉與扇形攔污柵結合，然后整體回歸至初始位，如此重復下一次清污工作。本發明折線形-扇形雙軸回轉式攔污清污系統，柵差監測系統由兩個水位傳感器組成，分別布設在豎直攔污柵的上游和下游，用于監測豎直攔污柵上游和下游的水位差，將水位差實時數據傳送至遠程計算機控制系統，之后自動或手動控制折線型攔污柵和扇形攔污柵的轉動。本發明折線形-扇形雙軸回轉式攔污清污系統，其折線形攔污柵主要用于集污， 并將污物傾倒至傳送皮帶；傳送皮帶通過工作橋將污物送至污物收集裝置。本發明折線形-扇形雙軸回轉式攔污清污系統，其扇形攔污柵的下端在清污過程中始終與豎直攔污柵的上端保持良好的相切關系；既防止污物在折線形和扇形攔污柵上揚的過程中掠過豎直攔污柵，又可保證斷面正常過水。本發明與現有技術相比具有以下的特點及有益技術效果1、本發明采用曲面與折面結構的巧妙組合，構成全新的集攔污、集污、清污于一體的攔污清污系統；突破已有的各種攔污柵均為單一結構的思維定式。2、本發明結構創新，將傳統攔污柵創新設計為由豎直攔污柵、扇形攔污柵和折線形攔污柵組成的回轉式攔污清污系統。3、本發明折線形攔污柵與水平面成一定緩傾角，巧妙地利用水流沖力，使水中污物主要匯集在折線形攔污柵上；并能夠根據工程的需要，通過控制折線形攔污柵的上揚來傾倒污物，清污高效、徹底、且經濟適用。4、本發明扇形攔污柵的下端在清污過程中始終與豎直攔污柵的上端保持良好的相切關系；既防止污物在折線形和扇形攔污柵上揚的過程中掠過豎直攔污柵，又可保證斷面正常過水，大大降低停機清污的次數，甚至不停機便可完成多次清污，保障水電站機組正常運行發電。5、本發明配備感應傳送皮帶，柵差監測系統等自動控制化裝置，減少人力，節約資源，并增加攔污清污系統的工作可靠性。6、本發明折線形-扇形雙軸回轉式攔污清污系統可供各類小型水利工程使用，例如水電站取水口前的攔污系統可以根據其具體情況，選擇滿足其需要大小的設計方案。
圖1本發明折線形-扇形雙軸回轉式攔污清污系統俯視平面布置示意圖；圖2本發明折線形-扇形雙軸回轉式攔污清污系統工作流程圖；圖3本發明折線形-扇形雙軸回轉式攔污清污系統實際工作過程狀態1示意圖；圖4本發明折線形-扇形雙軸回轉式攔污清污系統實際工作過程狀態2示意圖；圖5本發明折線形-扇形雙軸回轉式攔污清污系統實際工作過程狀態3示意圖。圖中各代號的含義1豎直攔污柵；2-1上游水位傳感器；2-2下游水位傳感器；3 折線形攔污柵；4扇形攔污柵；5第一軸承；6第二軸承；7工作橋；8取水口 ；9導污板；10動力裝置；11感應傳送皮帶；12污物收集裝置。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步的詳細說明，但本發明的內容不僅限于實施例中所涉及的內容。本發明圖1中，攔污清污系統俯視平面布置示意圖，由豎直攔污柵1，折線形攔污柵3，扇形攔污柵4組成，污物隨水流流動至攔污清污系統前時被其攔截住。其攔污清污系統的工作流程圖如圖2所示，當污物攔截到一定程度時，折線形攔污柵3和扇形攔污柵4整體上揚；當折線形攔污柵3和扇形攔污柵4整體轉動至一角度時，折線形攔污柵3與扇形攔污柵4分離，這時扇形攔污柵4停止轉動，為了防止污物流向下游，當折線形攔污柵3和扇形攔污柵4分離時，扇形攔污柵4上端要高出水電站正常運行水位；折線形攔污柵3繼續轉動至一角度時，然后將污物傾倒在下游工作橋7的感應傳送皮帶11上，感應傳送皮帶11將污物傳送至污物收集裝置12中，清污工作結束。當污物傾倒完畢時，折線形攔污柵3回轉與扇形攔污柵4接合，然后整體回歸至初始位，如此重復下一次清污工作。
本發明圖3中，第一軸承5控制折線形攔污柵3的轉動，第二軸承6控制扇形攔污柵4的轉動；折線形攔污柵3和扇形攔污柵4的下端和豎直攔污柵1的上端吻合。
本發明圖4中，在傾倒污物時，為了防止污物流向下游，當折線形攔污柵3和扇形攔污柵4分離時，扇形攔污柵4上端要高出水電站正常運行水位。
本發明圖5中，為了控制污物的傾倒位置，在折線形攔污柵3上端設置導污板9。
在河道中設置的由上游水位傳感器2-1和下游水位傳感器2-2組成的柵差監測系統，其上游水位傳感器2-1和下游水位傳感器2-2分別將監測到的豎直攔污柵1的上、下游水位傳至遠程計算機控制系統，經計算機控制系統處理可求出豎直攔污柵1上下游水位差，然后通過遠程計算機控制系統，可以自動或人工控制扇形攔污柵4和折線形攔污柵3的轉動，控制動力裝置10的開啟；即隨水流漂移的污物被折線形攔污柵3集中攔截，若柵差監測系統檢測到攔污清污系統前后水位差超過工程預定值，則說明被折線形攔污柵3攔截的污物達到需要清理的標準，需要進行清理，將污物先傾倒。啟動攔污清污系統的動力裝置 10，先控制折線形攔污柵3和扇形攔污柵4 一起做整體順時針上揚，以便清理污物；當扇形攔污柵4和折線形攔污柵3上揚在縱向方向上的高度超過水面時，扇形攔污柵4就停止上揚，而折線形攔污柵3單獨做順時針上揚，污物隨著折線形攔污柵3的傾斜角度加大而它便往導污板9下滑；當折線形攔污柵3沿順時針轉動到一定角度值時，而隨折線形攔污柵3下滑至導污板9的污物開始向感應傳送皮帶11滑落，這時感應傳送皮帶11啟動，及時收集并處理污物。感應傳送皮帶11是為了方便傳送污物而單獨設置的，感應傳送皮帶11會將污物傳送至污物收集裝置12，污物收集裝置12也是單獨設置的；折線形攔污柵3繼續沿順時針轉動，當轉動角度達到一定終值時，動力裝置10控制折線形攔污柵3停止轉動，方便將污物傾倒干凈。污物傾倒完畢后，折線形攔污柵3沿逆時針回轉歸位與扇形攔污柵4重新組合在一起，感應傳送皮帶11停止轉動；折線形攔污柵3和扇形攔污柵4 一起做整體逆時針下行運動，當折線形攔污柵3遠軸端與扇形攔污柵4縱向最上端恰好接觸時，停止運動，待污物收集完畢，重復以上過程使攔污清污系統重新工作。
權利要求
1.一種折線形-扇形雙軸回轉式攔污清污系統，其特征在于包括豎直攔污柵(1)，折線形攔污柵(3)，扇形攔污柵G)，分別控制折線形攔污柵C3)和扇形攔污柵的第一軸承(5)和第二軸承(6)，由上游水位傳感器(2-1)和下游水位傳感器(2- 組成柵差監測系統，動力裝置(10)，感應傳送皮帶(11)，工作橋(7)，污物收集裝置(1 及導污板(9)；所述扇形攔污柵(4)位于折線形攔污柵(3)的下方，扇形攔污柵(4)和折線形攔污柵(3)整體置于豎直攔污柵(1)上方；折線形攔污柵C3)和扇形攔污柵(4)分別由第一軸承( 和第二軸承(6)連通動力裝置(10)，由動力裝置(10)控制它們的旋轉上揚或者下行；所述上游水位傳感器(2-1)和下游水位傳感器(2- 分別位于豎直攔污柵(1)上游和下游，其上游水位傳感器(2-1)和下游水位傳感器(2- 分別用數據線與遠程計算機系統連接，遠程計算機系統自動或人工控制動力裝置(10)；以監測豎直攔污柵(1)上游和下游的水位差。
2.根據權利要求1所述折線形-扇形雙軸回轉式攔污清污系統，其特征在于所述動力裝置(10)可以是電動型，或液壓驅動型，或電-液壓傳動型。
3.根據權利要求1所述折線形-扇形雙軸回轉式攔污清污系統，其特征在于所述扇形攔污柵由高強度的第二軸承(6)貫穿固定，扇形攔污柵的回轉通過控制第二軸承(6)的轉動來實現，其運動軌跡剛好在豎直攔污柵的上端。
4.根據權利要求1或3所述折線形-扇形雙軸回轉式攔污清污系統，其特征在于所述豎直攔污柵(1)垂直于水流方向設置，并將其上端設計為扇形以便與扇形攔污柵(4)運動軌跡相吻合。
5.根據權利要求1所述折線形-扇形雙軸回轉式攔污清污系統，其特征在于所述折線形攔污柵C3)頂部由高強度的第一軸承( 貫穿固定，折線形攔污柵(3)的回轉通過控制第一軸承(5)的轉動來實現。
6.根據權利要求1所述折線形-扇形雙軸回轉式攔污清污系統，其特征在于所述導污板(9)位于折線形攔污柵C3)上方，當折線形攔污柵轉至使導污板(9)的末端指向傳送皮帶(6)時，實現對污物的傾倒。
7.根據權利要求1所述折線形-扇形雙軸回轉式攔污清污系統，其特征在于傳送皮帶 (6)置于豎直攔污柵(1)下游的工作橋(7)上，其末端連接污物收集裝置(12)。
全文摘要
本發明涉及一種折線形-扇形雙軸回轉式攔污清污系統，屬于水利工程設施領域。該攔污清污系統包括豎直攔污柵，折線形攔污柵，扇形攔污柵，由上游水位傳感器和下游水位傳感器組成的柵差監測系統，動力裝置，傳送皮帶，工作橋，導污板以及分別控制折線形和扇形攔污柵的軸承。柵差監測系統中上游水位傳感器和下游水位傳感器分別用數據線與遠程計算機系統連接；由遠程計算機系統自動或人工控制動力裝置，以監測豎直攔污柵前后的水位差。本發明的攔污清污系統于集污、攔污、清污為一體，解決了水利工程運行中取水口污物堵塞導致攔污柵被堵問題，其制作簡單，使用方便可靠；且成本低廉，經濟適用；集污、攔污、清污效果理想，適合推廣使用。
文檔編號E02B5/08GK102535407SQ201210027310
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月8日 優先權日2012年2月8日
發明者安瑞冬, 易文敏, 李克鋒, 李嘉, 李然, 毛熹, 鄧云 申請人:四川大學