引水口浮沉式过滤装置的制作方法

1.本发明涉及水利工程技术领域，具体的说，涉及一种引水口浮沉式过滤装置。


背景技术：

2.城市用水渠道的渠底和边坡采用混凝土衬砌结构，在渠道左右两岸边坡修筑有引水口，为沿线城市水厂供水，尽管在渠道两岸设置有保护区域，但是在输水过程中，仍然会有树叶、树枝、塑料袋等漂浮物垃圾进入渠道，而且在气候适宜条件下，渠道的水中还会滋生藻类，藻类便会混合漂浮物垃圾进入引水口，轻则堵塞水厂设施，重者淤堵引水口，影响沿线城市居民生活用水，因此，为解决上述存在的问题，特设计一种引水口浮沉式过滤装置。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种引水口浮沉式过滤装置，本发明能够对进入引水口的水体进行过滤，极大减少了杂物进入引水口而堵塞水厂设备的情况，降低了引水口及暗涵淤堵的可能性，自动化程度高，无需人工清理，操作简单，安全可靠。
4.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：引水口浮沉式过滤装置，包括操作平台、升降臂架、过滤罩、浮箱、提升装置、充排水装置和控制柜，以引水口中的水流方向为前向，渠道的长度方向为左右方向，操作平台通过钢结构桁架水平固定安装在渠道边坡的上侧部且位于引水口的正前上侧，升降臂架沿前后方向顺着渠道边坡坡度铺设在渠道边坡上，过滤罩的下侧敞口，过滤罩固定安装在升降臂架的后端部且覆盖在引水口的上部，浮箱固定设置在过滤罩内后侧部，提升装置安装在操作平台的后侧，升降臂架的前端通过一根沿左右方向水平设置的铰轴与提升装置铰接，提升装置驱动铰轴上下移动，充排水装置设置在渠道边坡上并与浮箱连接，控制柜固定设置在操作平台上，控制柜内设置有plc控制系统，plc控制系统分别与提升装置和充排水装置信号控制连接。
5.升降臂架包括两根左右间隔的摆臂梁，摆臂梁前高后低倾斜设置，两根摆臂梁的中部之间固定连接有第一横支梁，两根摆臂梁的前端均固定设置有双耳铰支座，两个双耳铰支座分别固定套装在铰轴的左端部和右端部，两根摆臂梁的后端固定连接有圈梁，圈梁的底部支撑在引水口外周的渠道边坡上。
6.过滤罩包括过滤孔板，过滤孔板呈蛋壳形结构且下侧敞口，圈梁呈椭圆形结构，圈梁的长轴沿前后方向设置且其长度大于引水口的前后尺寸，圈梁的短轴长度大于引水口的左右尺寸，过滤孔板的下侧椭圆边固定连接在圈梁上，浮箱固定安装在圈梁内后端部且位于过滤孔板内后侧部。
7.充排水装置包括充水泵、排水泵、充水管路、排水管路和通气管路，充水泵固定安装在钢结构桁架后下侧的渠道边坡上且位于水下，排水泵固定设置在浮箱内底部，充水管路和通气管路均沿前后方向设置，充水泵的出水端与充水管路的前端通过第一软管连接，
充水管路的后端向后贯穿过滤孔板的前侧部并伸入到过滤孔板内，充水管路的后端固定连接在浮箱的前侧板上并与浮箱内部连通，排水泵的出水端与排水管路的一端连接，排水管路的另一端向前延伸固定连接在浮箱的前侧板下侧部并与浮箱外部连通，通气管路的前端设置在钢结构桁架后侧且竖直向上伸出水面与外界大气连通，通气管路的后端向后贯穿过滤孔板的前侧部并伸入到过滤孔板内，通气管路的后端固定连接在浮箱的前侧板上并与浮箱内部连通，plc控制系统分别与充水泵和排水泵信号控制连接。
8.提升装置包括两个竖直框架和两个电动推杆，两个竖直框架结构相同且左右对称固定设置在钢结构桁架的后侧左侧部和右侧部，竖直框架的下端固定支撑在渠道边坡上，竖直框架的上端与操作平台齐平，两个竖直框架上均固定安装有两条前后间隔设置的竖直轨道，左侧的两条竖直轨道的上端以及右侧的两条竖直轨道的上端均齐平且均固定连接有一根第二横支梁，前后对应的两条竖直轨道之间竖向滑动设置有滑块轴承座，铰轴的两端分别转动安装在两个滑块轴承座上，电动推杆竖向设置，两个电动推杆的缸体下端分别对应固定安装在两根第二横支梁的上表面中部，两个电动推杆的活塞杆均向下伸出并分别对应穿过两根第二横支梁，两个电动推杆的活塞杆下端分别对应固定连接在两个滑块轴承座的顶部，plc控制系统分别与两个电动推杆信号控制连接。
9.还包括冲洗装置，冲洗装置包括冲洗泵和冲洗管路，冲洗泵固定安装在钢结构桁架后下侧的渠道边坡上且位于水下，冲洗泵位于充水泵的左侧，冲洗管路沿前后方向设置，冲洗泵的出水端与冲洗管路的前端通过第二软管连接，冲洗管路的后端向后贯穿过滤孔板的前侧部并伸入到过滤孔板内，冲洗管路的后端封堵并固定连接在浮箱的前侧板上，冲洗管路位于过滤孔板内的一段向上弯曲呈弓形且与过滤孔板平行，冲洗管路位于过滤孔板内的一段上侧部固定设置有若干个前后间隔且朝向过滤孔板进行喷射的喷嘴，plc控制系统与冲洗泵信号控制连接。
10.摆臂梁、第一横支梁和圈梁均为不锈钢管，圈梁的底部固定粘接有橡胶圈座。
11.铰轴的两端部均安装有扭簧，左侧的扭簧位于左侧的滑块轴承座与左侧的双耳铰支座之间，右侧的扭簧位于右侧的滑块轴承座与右侧的双耳铰支座之间。
12.还包括两个步梯，两个步梯左右对称布置且沿着渠道边坡向下铺设在操作平台的前侧，两个步梯的上端固定在渠道边坡岸边上的混凝土浇筑基础上，两个步梯的下端与操作平台的前侧边一体焊接连接，操作平台采用板材焊接制作，钢结构桁架和步梯均采用型钢焊接制作，左侧的步梯的左侧边、右侧的步梯的右侧边以及操作平台的左侧边、后侧边和右侧边均固定设置有护栏。
13.本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体地说，本发明的运行原理为：该引水口浮沉式过滤装置在正常工作状态下，升降臂架沿前后方向顺着渠道边坡坡度铺设在渠道边坡上，过滤罩覆盖在引水口的上部，橡胶圈座与引水口外周的渠道边坡贴合，铰轴处于水下且位于竖直框架的最下侧，过滤孔板刚好罩住引水口，过滤孔板便对进入引水口的水体进行过滤，将成团藻类、树叶、树枝、塑料袋等漂浮物垃圾拦截在引水口外，极大减少了漂浮物进入引水口而堵塞水厂设施的情况，降低了引水口及暗涵淤堵的可能性，其中，过滤孔板呈蛋壳形结构，能够增大过水面积，避免造成引水口取水流量的损失，同时蛋壳形面对水流具有一定的导流能力，能够有效减小水阻，而且水体中的杂物不容易附着在过滤孔板的表面上，保证过滤孔板能够较长时间运行，当该引水口浮沉式过滤装
置长时间运行后，过滤孔板的表面便会覆盖有一定的漂浮物垃圾，影响过滤孔板的通水能力，造成引水口通水流量减少，则工人通过步梯下到操作平台上操控plc控制系统启动冲洗泵，或者正常情况下plc控制系统根据设定定时控制冲洗泵启动，冲洗泵向冲洗管路中泵入高压水，使高压水通过冲洗管路上的各个喷嘴朝向过滤孔板进行喷射冲洗，将附着在过滤孔板的表面上的漂浮物垃圾冲洗掉，使过滤孔板恢复通水能力；当需要过滤孔板上浮进行检修或更换时，工人通过步梯下到操作平台上操控plc控制系统启动排水泵，排水泵将浮箱内的水通过排水管路排出，浮箱通过通气管路与外界大气连通，进而浮箱内部便会充入空气，浮箱的浮力则逐渐增大，浮箱、圈梁、过滤孔板和升降臂架的浮力之和大于浮箱、圈梁、过滤孔板和升降臂架的重力之和时，浮箱便会上浮并带动圈梁和升降臂架围绕铰轴向上旋转出水面，升降臂架旋转时驱动铰轴在两个滑块轴承座中顺时针转动，关闭排水泵，然后通过plc控制系统同时启动两个电动推杆，两个电动推杆的活塞杆同步向上收缩，两个电动推杆的活塞杆分别带动相应的滑块轴承座向上移动，进而带动铰轴向上移动出水面，使圈梁、过滤孔板和升降臂架水平浮在水面上，工人再乘坐船至过滤孔板处对过滤孔板进行检修或更换；当过滤孔板检修或更换完成需要覆盖引水口时，工人通过步梯下到操作平台上操控plc控制系统先启动两个电动推杆，两个电动推杆的活塞杆同时向下伸出并分别带动相应的滑块轴承座向下移动，将铰轴向下推至竖直框架底部预设位置，然后启动充水泵，充水泵通过充水管路向浮箱内充水，浮箱内的空气通过通气管路排出到外界大气中，则浮箱、圈梁、过滤孔板和升降臂架的重力之和大于浮箱、圈梁、过滤孔板和升降臂架的浮力之和，圈梁、过滤孔板和浮箱便会向下沉，则升降臂架围绕铰轴向下旋转至渠道边坡上，升降臂架旋转时驱动铰轴在两个滑块轴承座中逆时针转动，当橡胶圈座与引水口外周的渠道边坡贴合时，过滤孔板刚好罩在引水口的上部，过滤孔板便继续对进入引水口的水体进行过滤，其中，铰轴的两端部均安装有扭簧，扭簧在铰轴转动时会一起转动，进而减缓圈梁、过滤孔板和浮箱的下落速度，防止圈梁以较大速度撞击渠道边坡，进一步的，圈梁底部的橡胶圈座能够再次缓冲圈梁对渠道边坡的撞击力，防止圈梁撞破渠道边坡。
14.摆臂梁、第一横支梁和圈梁均为不锈钢管，能够增大其在水中的浮力抵消部分重力，这样，便可减小浮箱的制作体积。
15.综上所述，本发明能够对进入引水口的水体进行过滤，极大减少了杂物进入引水口而堵塞水厂设备的情况，降低了引水口及暗涵淤堵的可能性，自动化程度高，无需人工清理，操作简单，安全可靠。
附图说明
16.图1是本发明的过滤孔板罩在引水口的上部进行拦漂过滤时的结构示意图。
17.图2是图1的主视图。
18.图3是图2中a-a向剖视图。
19.图4是本发明的过滤孔板旋转出水面时的结构示意图。
20.图5是图1中b处局部放大图。
21.图6是图1中c处局部放大图。
22.图7是图3中d处局部放大图。
具体实施方式
23.以下结合附图进一步说明本发明的实施例。
24.如图1-7所示，引水口浮沉式过滤装置，包括操作平台1、升降臂架、过滤罩、浮箱2、提升装置、充排水装置和控制柜3，以引水口30中的水流方向为前向，渠道的长度方向为左右方向，操作平台1通过钢结构桁架4水平固定安装在渠道边坡31的上侧部且位于引水口30的正前上侧，升降臂架沿前后方向顺着渠道边坡31坡度铺设在渠道边坡31上，过滤罩的下侧敞口，过滤罩固定安装在升降臂架的后端部且覆盖在引水口30的上部，浮箱2固定设置在过滤罩内后侧部，提升装置安装在操作平台1的后侧，升降臂架的前端通过一根沿左右方向水平设置的铰轴29与提升装置铰接，提升装置驱动铰轴29上下移动，充排水装置设置在渠道边坡31上并与浮箱2连接，控制柜3固定设置在操作平台1上，控制柜3内设置有plc控制系统（图未示），plc控制系统分别与提升装置和充排水装置信号控制连接。
25.升降臂架包括两根左右间隔的摆臂梁5，摆臂梁5前高后低倾斜设置，两根摆臂梁5的中部之间固定连接有第一横支梁6，两根摆臂梁5的前端均固定设置有双耳铰支座7，两个双耳铰支座7分别固定套装在铰轴29的左端部和右端部，两根摆臂梁5的后端固定连接有圈梁8，圈梁8的底部支撑在引水口30外周的渠道边坡31上。
26.过滤罩包括过滤孔板9，过滤孔板9呈蛋壳形结构且下侧敞口，圈梁8呈椭圆形结构，圈梁8的长轴沿前后方向设置且其长度大于引水口30的前后尺寸，圈梁8的短轴长度大于引水口30的左右尺寸，过滤孔板9的下侧椭圆边固定连接在圈梁8上，浮箱2固定安装在圈梁8内后端部且位于过滤孔板9内后侧部。
27.充排水装置包括充水泵10、排水泵11、充水管路12、排水管路13和通气管路14，充水泵10固定安装在钢结构桁架4后下侧的渠道边坡31上且位于水下，排水泵11固定设置在浮箱2内底部，充水管路12和通气管路14均沿前后方向设置，充水泵10的出水端与充水管路12的前端通过第一软管27连接，充水管路12的后端向后贯穿过滤孔板9的前侧部并伸入到过滤孔板9内，充水管路12的后端固定连接在浮箱2的前侧板上并与浮箱2内部连通，排水泵11的出水端与排水管路13的一端连接，排水管路13的另一端向前延伸固定连接在浮箱2的前侧板下侧部并与浮箱2外部连通，通气管路14的前端设置在钢结构桁架4后侧且竖直向上伸出水面与外界大气连通，通气管路14的后端向后贯穿过滤孔板9的前侧部并伸入到过滤孔板9内，通气管路14的后端固定连接在浮箱2的前侧板上并与浮箱2内部连通，plc控制系统分别与充水泵10和排水泵11信号控制连接。
28.提升装置包括两个竖直框架15和两个电动推杆16，两个竖直框架15结构相同且左右对称固定设置在钢结构桁架4的后侧左侧部和右侧部，竖直框架15的下端固定支撑在渠道边坡31上，竖直框架15的上端与操作平台1齐平，两个竖直框架15上均固定安装有两条前后间隔设置的竖直轨道17，左侧的两条竖直轨道17的上端以及右侧的两条竖直轨道17的上端均齐平且均固定连接有一根第二横支梁18，前后对应的两条竖直轨道17之间竖向滑动设置有滑块轴承座19，铰轴29的两端分别转动安装在两个滑块轴承座19上，电动推杆16竖向设置，两个电动推杆16的缸体下端分别对应固定安装在两根第二横支梁18的上表面中部，两个电动推杆16的活塞杆均向下伸出并分别对应穿过两根第二横支梁18，两个电动推杆16的活塞杆下端分别对应固定连接在两个滑块轴承座19的顶部，plc控制系统分别与两个电动推杆16信号控制连接。
29.还包括冲洗装置，冲洗装置包括冲洗泵20和冲洗管路21，冲洗泵20固定安装在钢结构桁架4后下侧的渠道边坡31上且位于水下，冲洗泵20位于充水泵10的左侧，冲洗管路21沿前后方向设置，冲洗泵20的出水端与冲洗管路21的前端通过第二软管28连接，冲洗管路21的后端向后贯穿过滤孔板9的前侧部并伸入到过滤孔板9内，冲洗管路21的后端封堵并固定连接在浮箱2的前侧板上，冲洗管路21位于过滤孔板9内的一段向上弯曲呈弓形且与过滤孔板9平行，冲洗管路21位于过滤孔板9内的一段上侧部固定设置有若干个前后间隔且朝向过滤孔板9进行喷射的喷嘴22，plc控制系统与冲洗泵20信号控制连接。
30.摆臂梁5、第一横支梁6和圈梁8均为不锈钢管，圈梁8的底部固定粘接有橡胶圈座23。
31.铰轴29的两端部均安装有扭簧24，左侧的扭簧24位于左侧的滑块轴承座19与左侧的双耳铰支座7之间，右侧的扭簧24位于右侧的滑块轴承座19与右侧的双耳铰支座7之间。
32.还包括两个步梯25，两个步梯25左右对称布置且沿着渠道边坡31向下铺设在操作平台1的前侧，两个步梯25的上端固定在渠道边坡31岸边上的混凝土浇筑基础上，两个步梯25的下端与操作平台1的前侧边一体焊接连接，操作平台1采用板材焊接制作，钢结构桁架4和步梯25均采用型钢焊接制作，左侧的步梯25的左侧边、右侧的步梯25的右侧边以及操作平台1的左侧边、后侧边和右侧边均固定设置有护栏26。
33.plc控制系统、充水泵10、排水泵11、电动推杆16、冲洗泵20和扭簧24均为常规技术，具体构造和工作原理不再赘述，本发明中的自动控制部分为常规技术，不涉及新的计算机程序。
34.本发明的运行原理为：该引水口浮沉式过滤装置在正常工作状态下，升降臂架沿前后方向顺着渠道边坡31坡度铺设在渠道边坡31上，过滤罩覆盖在引水口30的上部，橡胶圈座23与引水口30外周的渠道边坡31贴合，铰轴29处于水下且位于竖直框架15的最下侧，过滤孔板9刚好罩住引水口30，过滤孔板9便对进入引水口30的水体进行过滤，将成团藻类、树叶、树枝、塑料袋等漂浮物垃圾拦截在引水口30外，极大减少了漂浮物进入引水口30而堵塞水厂设施的情况，降低了引水口30及暗涵淤堵的可能性，其中，过滤孔板9呈蛋壳形结构，能够增大过水面积，避免造成引水口30取水流量的损失，同时蛋壳形面对水流具有一定的导流能力，能够有效减小水阻，而且水体中的杂物不容易附着在过滤孔板9的表面上，保证过滤孔板9能够较长时间运行，当该引水口浮沉式过滤装置长时间运行后，过滤孔板9的表面便会覆盖有一定的漂浮物垃圾，影响过滤孔板9的通水能力，造成引水口30通水流量减少，则工人通过步梯25下到操作平台1上操控plc控制系统启动冲洗泵20，或者正常情况下plc控制系统根据设定定时控制冲洗泵20启动，冲洗泵20向冲洗管路21中泵入高压水，使高压水通过冲洗管路21上的各个喷嘴22朝向过滤孔板9进行喷射冲洗，将附着在过滤孔板9的表面上的漂浮物垃圾冲洗掉，使过滤孔板9恢复通水能力；当需要过滤孔板9上浮进行检修或更换时，工人通过步梯25下到操作平台1上操控plc控制系统启动排水泵11，排水泵11将浮箱2内的水通过排水管路13排出，浮箱2通过通气管路14与外界大气连通，进而浮箱2内部便会充入空气，浮箱2的浮力则逐渐增大，浮箱2、圈梁8、过滤孔板9和升降臂架的浮力之和大于浮箱2、圈梁8、过滤孔板9和升降臂架的重力之和时，浮箱2便会上浮并带动圈梁8和升降臂架围绕铰轴29向上旋转出水面，升降臂架旋转时驱动铰轴29在两个滑块轴承座19中顺时针转动，关闭排水泵11，然后通过plc控制系统同
时启动两个电动推杆16，两个电动推杆16的活塞杆同步向上收缩，两个电动推杆16的活塞杆分别带动相应的滑块轴承座19向上移动，进而带动铰轴29向上移动出水面，使圈梁8、过滤孔板9和升降臂架水平浮在水面上，工人再乘坐船至过滤孔板9处对过滤孔板9进行检修或更换；当过滤孔板9检修或更换完成需要覆盖引水口30时，工人通过步梯25下到操作平台1上操控plc控制系统先启动两个电动推杆16，两个电动推杆16的活塞杆同时向下伸出并分别带动相应的滑块轴承座19向下移动，将铰轴29向下推至竖直框架15底部预设位置，然后启动充水泵10，充水泵10通过充水管路12向浮箱2内充水，浮箱2内的空气通过通气管路14排出到外界大气中，则浮箱2、圈梁8、过滤孔板9和升降臂架的重力之和大于浮箱2、圈梁8、过滤孔板9和升降臂架的浮力之和，圈梁8、过滤孔板9和浮箱2便会向下沉，则升降臂架围绕铰轴29向下旋转至渠道边坡31上，升降臂架旋转时驱动铰轴29在两个滑块轴承座19中逆时针转动，当橡胶圈座23与引水口30外周的渠道边坡31贴合时，过滤孔板9刚好罩在引水口30的上部，过滤孔板9便继续对进入引水口30的水体进行过滤，其中，铰轴29的两端部均安装有扭簧24，扭簧24在铰轴29转动时会一起转动，进而减缓圈梁8、过滤孔板9和浮箱2的下落速度，防止圈梁8以较大速度撞击渠道边坡31，进一步的，圈梁8底部的橡胶圈座23能够再次缓冲圈梁8对渠道边坡31的撞击力，防止圈梁8撞破渠道边坡31。
35.摆臂梁5、第一横支梁6和圈梁8均为不锈钢管，能够增大其在水中的浮力抵消部分重力，这样，便可减小浮箱2的制作体积。
36.以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解；依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。