生态流量自动取水装置.pdf

《生态流量自动取水装置.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生态流量自动取水装置.pdf（12页完成版）》请在专利查询网上搜索。

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010355845.8 (22)申请日 2020.04.29 (71)申请人 湖北省水利水电规划勘测设计院 地址 430064 湖北省武汉市武昌区梅苑路 22号 (72)发明人 张晋锋姚晓敏李蓓崔金秀 李津津陈小松 (74)专利代理机构 武汉开元知识产权代理有限 公司 42104 代理人 黄行军王虹 (51)Int.Cl. E03B 3/04(2006.01) (54)发明名称 一种生态流量自动取水装置 (57)摘要 本发明公开了一种生态流量自动取水装置， 包括埋于大坝内的。

2、输水管以及浮于水面上的浮 箱， 其特征在于， 还包括一端与输水管连接的第 一弯管， 所述第一弯管另一端通过连接部件设有 可绕垂直水流方向的水平轴线转动的进水管， 所 述进水管下端与连接部件连接且上端设有可进 水的格栅罩； 所述格栅罩内设有进水管转动时始 终保持水平的导流板， 所述导流板通过连接链与 浮箱连接。 本发明的导流板由于上端连接链的作 用绕轴杆转动始终保持水平， 以此可调整进水管 与导流板间形成的进流断面。 水位升高时水流进 入输水管的流速增加， 水位下降时水流进入输水 管的流速减小。 水位上升时进流断面减小， 水位 下降时进流断面增大， 导流板在各水位下对取水 流量进行控制。 权利要。

3、求书1页 说明书4页 附图6页 CN 111501904 A 2020.08.07 CN 111501904 A 1.一种生态流量自动取水装置， 包括埋于大坝(1)内的输水管(2)以及浮于水面上的浮 箱(3)， 其特征在于， 还包括一端与输水管(2)连接的第一弯管(4)， 所述第一弯管(4)另一端 通过连接部件设有可绕垂直水流方向的水平轴线转动的进水管(5)， 所述进水管(5)下端与 连接部件连接且上端设有可进水的格栅罩(6)； 所述格栅罩(6)内设有进水管(5)转动时始 终保持水平的导流板(7)， 所述导流板(7)通过连接链(8)与浮箱(3)连接。 2.如权利要求1所述的生态流量自动取水装置。

4、， 其特征在于， 所述格栅罩(6)与进水管 (5)同轴设置， 所述格栅罩(6)内沿垂直水流方向设有水平的轴杆(9)， 所述轴杆(9)沿导流 板(7)径向贯穿导流板(7)使导流板(7)可沿轴杆(9)转动。 3.如权利要求2所述的生态流量自动取水装置， 其特征在于， 所述格栅罩(6)包括与进 水管(5)端口对应连接的圆筒部(61)以及在圆筒部(61)上的多根垂直水流方向间隔布置的 栅条(62)， 各栅条(62)沿水流方向延伸且其中两相邻栅条(62)间形成供连接链(8)竖直穿 过的活动间隙(63)， 所述活动间隙(63)延伸至圆筒部(61)临近大坝(1)的一侧上使最低水 位时连接链(8)仍可竖直穿过。

5、格栅罩(6)。 4.如权利要求1所述的生态流量自动取水装置， 其特征在于， 所述连接部件包括第二弯 管(10)和三通直管(11)， 所述三通直管(11)包括直管段(111)和垂直连接于直管段(111)上 的支管段(112)， 所述第二弯管(10)一端与大坝(1)固连， 所述第二弯管(10)另一端、 第一弯 管(4)另一端在直管段(111)两端以垂直水流方向的水平轴线同轴连接， 所述支管段(112) 与进水管(5)下端固连。 5.如权利要求4所述的生态流量自动取水装置， 其特征在于， 所述第二弯管(10)另一 端、 第一弯管(4)另一端均固连有安装套管(13)， 所述安装套管(13)内壁设有环形。

6、的限位槽 (14)， 所述直管段(111)两端均设置限位凸起(12)进入对应的限位槽(14)内， 各安装套管 (13)与直管段(111)外壁间均轴向间隔设置多个环形的止水条(15)， 各安装套管(13)与直 管段(111)外壁间均轴向间隔设置多圈滚珠(16)形成转动连接。 6.如权利要求5所述的生态流量自动取水装置， 其特征在于， 所述安装套管(13)包括内 外同轴套接的第一套筒(131)和第二套筒(132)， 所述第二套筒(132)在临近直管段(111)一 端径向朝内收缩形成卡口(133)， 所述卡口(133)与第一套筒(131)间存在轴向间隙形成限 位槽(14)。 7.如权利要求5所述的生。

7、态流量自动取水装置， 其特征在于， 所述第一弯管(4)、 第二弯 管(10)、 三通直管(11)的直管段(111)、 支管段(112)管径均相同。 8.如权利要求1所述的生态流量自动取水装置， 其特征在于， 所述进水管(5)包括进水 直管(51)以及进水直管(51)沿轴向外径均匀扩大延伸形成的喇叭进水口(52)， 所述喇叭进 水口(52)与格栅罩(6)固连。 9.如权利要求1所述的生态流量自动取水装置， 其特征在于， 所述连接链(8)包括上下 连接的柔性铰链(81)和钢棒(82)， 所述钢棒(82)进入格栅罩(6)内与导流板(7)上端面中心 处连接。 10.如权利要求1所述的生态流量自动取水装。

8、置， 其特征在于， 所述进水管(5)转动时中 心轴与水平面远离大坝(1)一侧夹角 为5 85 。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111501904 A 2 一种生态流量自动取水装置 技术领域 0001 本发明涉及水利水电工程， 具体地指一种生态流量自动取水装置。 背景技术 0002 生态流量泄放的目的是在水电站在拦河筑坝发电过程中， 保障河流环境生态功 能， 维持水资源可持续开发利用， 而不至于发生生态环境恶化。 其主要作用是保证河流所需 要的自净扩散能力， 不因流量及水流形态发生巨大变化， 造成水体污染； 维持下游河道内水 生生物的生存和水生态系统的固有平衡； 保证下游沿岸居民生活取水、。

9、 农业生产取水等基 本需求。 0003 国内现有的生态流量泄放一般有坝身埋管、 生态发电小机组、 导流洞改建等措施。 目前在生态流量泄放时有采用分层取水的方式以解决生态流量下泄水温较低的问题， 每隔 10m左右水深设置一个取水口， 采用闸门对取水口进行控制， 从而得到温度、 含氧量较高的 表层水。 现有方法操作和控制较为复杂。 0004 公开号为CN 110258472A的中国发明专利公开了一种表层水取水系统及取水方 法， 包括输水管和旋转弯管， 旋转弯管的另一端设有取水管。 通过漂浮装置带动旋转弯管根 据水位转动， 实现根据水面高度对取水高度进行调整， 随着水面高度的变化实现始终能够 上层取。

10、水。 但该取水系统中取水管的进流端面受水位影响较大， 高水位下取水管端口位于 最高处， 进水流量达到最大， 低水位下取水管端口位于最低处， 进水流量达到最小。 无法达 到以较一致的流量进行生态泄放， 若为了调节流量在管道上设计阀门， 则一方面需要人工 介入操作， 增加成本， 另一方面， 由于水资源十分宝贵， 若阀门被关闭则会对下游造成生态 破坏。 0005 因此， 需要开发出一种结构简单、 使用方便、 无需人工操作且在各水位对流量进行 自动控制的生态流量自动取水装置。 发明内容 0006 本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足， 提供一种结构简单、 使用方便、 无 需人工操作且在各水位下保持。

11、取水流量一致的生态流量自动取水装置。 0007 本发明的技术方案为： 一种生态流量自动取水装置， 包括埋于大坝内的输水管以 及浮于水面上的浮箱， 其特征在于， 还包括一端与输水管连接的第一弯管， 所述第一弯管另 一端通过连接部件设有可绕垂直水流方向的水平轴线转动的进水管， 所述进水管下端与连 接部件连接且上端设有可进水的格栅罩； 所述格栅罩内设有进水管转动时始终保持水平的 导流板， 所述导流板通过连接链与浮箱连接。 0008 优选的， 所述格栅罩与进水管同轴设置， 所述格栅罩内沿垂直水流方向设有水平 的轴杆， 所述轴杆沿导流板径向贯穿导流板使导流板可沿轴杆转动。 0009 进一步的， 所述格栅。

12、罩包括与进水管端口对应连接的圆筒部以及在圆筒部上的多 根垂直水流方向间隔布置的栅条， 各栅条沿水流方向延伸且其中两相邻栅条间形成供连接 说明书 1/4 页 3 CN 111501904 A 3 链竖直穿过的活动间隙， 所述活动间隙延伸至圆筒部临近大坝的一侧上使最低水位时连接 链仍可竖直穿过格栅罩。 0010 优选的， 所述连接部件包括第二弯管和三通直管， 所述三通直管包括直管段和垂 直连接于直管段上的支管段， 所述第二弯管一端与大坝固连， 所述第二弯管另一端、 第一弯 管另一端在直管段两端以垂直水流方向的水平轴线同轴连接， 所述支管段与进水管下端固 连。 0011 进一步的， 所述第二弯管另一。

13、端、 第一弯管另一端均固连有安装套管， 所述安装套 管内壁设有环形的限位槽， 所述直管段两端均设置限位凸起进入对应的限位槽内， 各安装 套管与直管段外壁间均轴向间隔设置多个环形的止水条， 各安装套管与直管段外壁间均轴 向间隔设置多圈滚珠形成转动连接。 0012 更进一步的， 所述安装套管包括内外同轴套接的第一套筒和第二套筒， 所述第二 套筒在临近直管段一端径向朝内收缩形成卡口， 所述卡口与第一套筒间存在轴向间隙形成 限位槽。 0013 更进一步的， 所述第一弯管、 第二弯管、 三通直管的直管段、 支管段管径均相同。 0014 优选的， 所述进水管包括进水直管以及进水直管沿轴向外径均匀扩大延伸形。

14、成的 喇叭进水口， 所述喇叭进水口与格栅罩固连。 0015 优选的， 所述连接链包括上下连接的柔性铰链和钢棒， 所述钢棒进入格栅罩内与 导流板上端面中心处连接。 0016 优选的， 所述进水管转动时中心轴与水平面远离大坝一侧的夹角 为5 85 。 0017 本发明的有益效果为： 0018 1.当水位变化时， 浮箱带动进水管上端发生转动， 使取水口始终保持在水面附近， 确保取到表层水。 导流板由于上端连接链的作用绕轴杆转动始终保持水平， 以此可调整进 水管与导流板间形成的进流断面。 由于水位升高时会导致水流进入输水管的流速增加， 通 过水位上升时进流断面减小， 水位下降时进流断面增大， 使各水位。

15、下保持取水流量一致， 避 免了采用阀门限制生态流量的人为干预， 可确保生态流量的持续泄放。 0019 2.第一弯管、 第二弯管在三通直管两端使三通直管整体受力平衡， 进水管通过三 通直管实现与第一弯管、 第二弯间形成稳定的转动连接。 0020 3.格栅罩上的栅条既能起到一定的进水过滤作用， 又能形成供连接链竖直穿过的 活动间隙， 活动间隙设置至圆筒部是为了避免连接链与格栅罩相对运动时发生干涉， 使连 接链在最高水位至最低水位间均能保持竖直状态。 0021 4.进水管转动时中心轴与水平面远离大坝一侧夹角 为5 85 ， 这是由于最高水 位时仍需进水管朝远离大坝的一侧稍微倾斜， 使其对浮箱始终施加。

16、一定重力， 保持连接链 的竖直状态； 最低水位时可避免进水管为完全水平状态， 管口太低水底砂石进入格栅罩内。 0022 5.第二弯管、 第一弯管均通过安装套管实现与三通直管的转动连接， 三通直管上 两端的限位凸起与限位槽配合实现轴向限位， 安装套管内滚珠用于实现相对转动， 止水条 用于避免水体底部低温水朝三通直管内泄露。 0023 6.结构简单， 操作方便， 无需人工操作且在各水位下保持取水流量一致， 保证了对 下游的生态泄放量。 说明书 2/4 页 4 CN 111501904 A 4 附图说明 0024 图1为本发明结构示意图(沿水流方向) 0025 图2为本发明结构示意图(垂直于水流方向。

17、) 0026 图3为格栅罩结构示意图 0027 图4为格栅罩俯视图 0028 图5为图4中A-A剖面图 0029 图6为第一弯管、 第二弯管、 三通直管连接俯视图 0030 图7为第二弯管、 安装套管、 三通直管连接示意图(轴向剖) 0031 图8为连接链与导流板连接示意图 0032 图9为本发明最高水位时状态示意图 0033 图10为本发明最低水位时状态示意图 0034 其中： 1-大坝2-输水管3-浮箱4-第一弯管5-进水管6-格栅罩7-导流板8-连接链9- 轴杆10-第二弯管11-三通直管12-限位凸起13-安装套管14-限位槽15-止水条16-滚珠51- 进水直管52-喇叭进水口61-。

18、圆筒部62-栅条63-活动间隙71-轴孔81-柔性铰链82-钢棒111- 直管段112-支管段131-第一套筒132-第二套筒133-卡口。 具体实施方式 0035 下面具体实施例对本发明作进一步的详细说明。 0036 如图1-8所示， 本发明提供一种生态流量自动取水装置， 包括埋于大坝1内的输水 管2以及浮于水面上的浮箱3， 还包括一端与输水管2连接的第一弯管4， 第一弯管4另一端通 过连接部件设有可绕垂直水流方向的水平轴线转动的进水管5， 进水管5下端与连接部件连 接且上端设有可进水的格栅罩6； 格栅罩6内设有进水管5转动时始终保持水平的导流板7， 导流板7通过连接链8与浮箱3连接。 本实。

19、施例中水流方向为图1中从右至左方向。 0037 格栅罩6与进水管5同轴设置， 格栅罩6内沿垂直水流方向设有水平的轴杆9， 导流 板7上设有径向贯穿的轴孔71， 轴杆9穿过轴孔71使导流板7可沿轴杆9转动。 格栅罩6包括与 进水管5端口对应连接的圆筒部61以及在圆筒部61上的多根垂直水流方向间隔布置的栅条 62， 各栅条62沿水流方向延伸且其中两相邻栅条62间形成供连接链8竖直穿过的活动间隙 63， 活动间隙63延伸至圆筒部61临近大坝1的一侧上使最低水位时连接链8仍可竖直穿过格 栅罩6。 本实施例中， 轴杆9经过格栅罩6内中轴线， 连接链8与导流板7上端面中心处连接， 导 流板7外径略小于格栅。

20、罩6内径， 导流板7在进水管5与格栅罩6形成的空间内可任意转动。 活 动间隙63位于圆筒部61端口中心处， 活动间隙63在圆筒部61上轴向朝下开设。 0038 连接部件包括第二弯管10和三通直管11， 三通直管11包括直管段111和垂直连接 于直管段111上的支管段112， 第二弯管10一端与大坝1固连， 第二弯管10另一端、 第一弯管4 另一端在直管段111两端以垂直水流方向的水平轴线同轴连接， 支管段112与进水管5下端 同轴固连。 本实施例中， 第一弯管4、 第二弯管10为对称设置的直角弯管， 第一弯管4、 第二弯 管10、 三通直管11的直管段111、 支管段112管径均相同， 三通直。

21、管11转动时以直管段111中 轴线为转轴。 0039 第二弯管10另一端、 第一弯管4另一端均固连有安装套管13， 安装套管13内壁设有 环形的限位槽14， 直管段111两端均设置限位凸起12进入对应的限位槽14内， 各安装套管13 说明书 3/4 页 5 CN 111501904 A 5 与直管段111两端外壁间均轴向间隔设置多个环形的止水条15， 各安装套管13与直管段111 两端外壁间均轴向间隔设置多圈滚珠16。 0040 安装套管13包括内外同轴套接的第一套筒131和第二套筒132， 第二套筒132在临 近直管段111一端径向朝内收缩形成卡口133， 卡口133与第一套筒131间存在轴。

22、向间隙形成 限位槽14。 如图7所示， 第一套筒131与第二弯管10螺栓固连， 第二套筒132螺栓固连于第一 套筒131且朝临近三通直管11方向(朝左)超过第一套筒131， 三通直管11的直管段111右端 进入第二套筒132内， 通过滚珠16与安装套管13间实现转动连接， 通过止水条15与安装套管 13间实现密封止水。 第一弯管4上的安装套管13与第二弯管10上的安装套管13为对称设置， 因此与直管段111左端具体连接不再赘述。 0041 本实施例中， 进水管5包括进水直管51以及进水直管51沿轴向外径均匀扩大延伸 形成的喇叭进水口52， 喇叭进水口52与格栅罩6固连， 喇叭进水口52与格栅罩。

23、6形成使导流 板7可沿轴杆9形成360 任意转动的空间。 格栅罩6内径为进水管5上进水直管51内径的1.5 倍， 以此确保进水管5过流能力满足要求。 连接链8包括上下连接的柔性铰链81和钢棒82， 钢 棒82进入格栅罩6内与导流板7上端面中心处连接。 0042 进水管5转动时中心轴与水平面远离大坝一侧夹角 为5 85 。 0043 本发明的工作原理为： 0044 如图9所示， 水位上升至最高水位时， 浮箱3通过连接链8使进水管5上端位于最高 处， 导流板7始终保持水平， 进水管5中心轴与水平面远离大坝一侧夹角 为85 ， 导流板7与 格栅罩6间的间隙达到最小， 此时为最小进流断面减小。 004。

24、5 如图10所示， 水位下降至最低水位时， 浮箱3通过连接链8使进水管5朝下转动， 进 水管5上端位于最低处， 导流板7始终保持水平， 进水管5中心轴与水平面远离大坝一侧夹角 为5 ， 导流板7与格栅罩6间的间隙达到最大， 此时为最大进流断面。 0046 由于水位越高， 水流进入输水管2的流速越大， 因此在较大流速时采用较小的进流 断面、 在较小流速时采用较大的进流断面， 可保持不同水位下取水流量的一致， 确保生态流 量的持续泄放。 说明书 4/4 页 6 CN 111501904 A 6 图1 说明书附图 1/6 页 7 CN 111501904 A 7 图2 图3 说明书附图 2/6 页 8 CN 111501904 A 8 图4 图5 说明书附图 3/6 页 9 CN 111501904 A 9 图6 图7 说明书附图 4/6 页 10 CN 111501904 A 10 图8 图9 说明书附图 5/6 页 11 CN 111501904 A 11 图10 说明书附图 6/6 页 12 CN 111501904 A 12 。