本发明专利技术提供一种自浮式无级变位取水装置及其使用方法，该装置包括进水塔及从上游至下游依次设于进水塔中的浮门门槽、叠梁门槽、事故检修门门槽、弧形工作门门槽，其中浮门门槽中设有可随水位沿着浮门门槽上下滑动的浮门，叠梁门槽中设有叠梁；浮门形成有U型过流面，表层水体从U型过流面流入下游流道，浮门的下游面底部设有挑檐，挑檐的端部设有与下游叠梁门槽中的叠梁接触的止水装置，所述叠梁由多节组成，部分叠梁叠放在叠梁门槽内挡水，另一部分叠梁存储在叠梁门库中，所述桥机用于根据水库水位变化调整叠梁门槽内的叠梁节数，将叠梁门槽内的叠梁吊出或者吊入至叠梁门库。本发明专利技术可实现取表层水体，浮门无级变位，且适应大变幅水位变化。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水利水电工程领域，具体是一种自浮式无级变位取水装置及其使用方法，特别适用水利水电工程输水线路分层取水。
技术介绍
1、为减缓水利水电工程下泄水温对生态环境的影响，进水口一般采取分层取水以达到取表层水的目的。分层取水进水口型式主要包括多层式、叠梁门式、翻板门式、斜卧式、套筒式等。其中多层式、叠梁门式、翻板门式、斜卧式分层取水方案的共同特点是档位调节，即取水深度的变化以单节闸门高度为一个档位，取水深度跳跃变化，不能实现无级分层取水。
2、随着国家对生态环境的重视，套筒闸门应运而生，其管身由各节管径不同的圆筒套接而成，上节套筒套在下节套筒外，套筒闸门分层取水早期采用机控，利用机械设备吊住顶节圆筒，通过拉起或放下吊索控制圆筒伸缩，以达到取表层水的目的，属于改进的档位调节，减小了取水深度的跳跃，在此基础上发展了自浮式套筒取水，浮筒随水位变化而上下浮动，实现了无级变位取水。
3、自浮式套筒闸门主要由上部浮箱、套筒两大部分组成，利用上部浮箱的浮力将下部各节套筒拉起，浮箱有一定的吃水深度，表层库水通过顶节套筒与浮箱之间的间隙流入套筒内，经过进水塔流道向下游供水。自浮式套筒闸门在工程实际运用过程中，主要存在着以下不足：1)不易取到表层水；2)适应水位变幅小，当取水口水位变幅较大时，需由多节套筒组成，套筒容易卡阻，导致套筒发生破坏。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种自浮式无级变位取水装置及其使用方法，可实现取表层水体，且适应大变幅水位变化。
>2、本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：3、一种自浮式无级变位取水装置，包括进水塔及从上游至下游依次设于进水塔中的浮门门槽、叠梁门槽、事故检修门门槽、弧形工作门门槽，其中浮门门槽中设有可随水位沿着浮门门槽上下滑动的浮门，叠梁门槽中设有叠梁，事故检修门门槽中设有事故检修门，弧形工作门门槽中设有弧形工作门，进水塔的塔顶设置桥机，胸墙后设置叠梁门库，弧形工作门上方配置液压启闭机；所述浮门形成有u型过流面，表层水体从u型过流面流入下游流道，所述浮门的下游面底部设有挑檐，挑檐的端部设有与下游叠梁门槽中的叠梁接触的止水装置，挑檐与止水装置的上方水体与下方水体处于平压状态，所述叠梁由多节组成，部分叠梁叠放在叠梁门槽内挡水，另一部分叠梁存储在叠梁门库中，所述桥机用于根据水库水位变化调整叠梁门槽内的叠梁节数，将叠梁门槽内的叠梁吊出或者吊入至叠梁门库。
4、进一步的，所述浮门的u型过流面上部设置拦污栅。
5、进一步的，浮门门槽的上游设置拦污栅槽，拦污栅槽中设有拦污栅。
6、进一步的，所述浮门包括上部边柱浮箱、下部浮箱，上部两侧分别设置的上部边柱浮箱与下部浮箱形成所述u型过流面，浮门的浮力由两个上部边柱浮箱与下部浮箱提供。
7、进一步的，将叠梁门槽内的叠梁吊出至叠梁门库，具体过程如下：
8、浮门的挑檐上的止水装置与叠梁门槽中的第一节叠梁接触，水位变化时，浮门沿叠梁上下滑动，水位下降时，浮门下降，浮门的止水装置向下移动，当浮门的u型过流面底部高程与第一节叠梁顶部高程差小于h1时，此时止水装置与第二节叠梁接触，为不影响u型过流面过流，吊出第一节叠梁至叠梁门库；
9、将叠梁门槽内的叠梁吊入至叠梁门库，具体过程如下：
10、浮门的挑檐上的止水装置与顶节叠梁接触，水位变化时，浮门沿叠梁上下滑动；水位上升时，浮门上浮，当浮门底部高程与第一节叠梁顶部高程差等于h2时，吊入叠梁。
11、进一步的，吊出第一节叠梁的临界状态为：u型过流面底部高程与第一节叠梁顶部高程差为h1，此时浮门底部高程与第二节叠梁顶部高程差为h2，h＝h+h1+h2，h为u型过流面以下浮门高度，h为单节叠梁的高度。
12、进一步的，h1根据流速、取水流量确定，设定为200mm～400mm；h2根据止水装置尺寸确定，设定为500mm～700mm。
13、一种如上所述的自浮式无级变位取水装置的使用方法，包括：
14、正常取水时，浮门安装在浮门门槽中，叠梁安装在叠梁门中，浮门在水库水体作用下悬浮在浮门门槽之中，表层水体通过u型过流面流出至下游流道，挑檐端部的止水装置与叠梁面板接触；
15、浮门随水库水体上升或者下降自由无级变位的浮动，其下游的叠梁根据水库水位变化，借助塔顶桥机调整叠梁门槽内的叠梁节数，将叠梁门槽内的叠梁吊出或者吊入至叠梁门库。
16、进一步的，将叠梁门槽内的叠梁吊出或者吊入至叠梁门库，具体包括：
17、水位下降时，浮门下降，浮门的止水装置向下移动，当浮门的u型过流面底部高程与第一节叠梁高程差小于h1时，此时止水装置与第二节叠梁接触，为不影响u型过流面过流，吊出第一节叠梁至叠梁门库，h1为u型过流面底部高程与第一节叠梁顶部高程差；
18、水位上升时，浮门上浮，当浮门底部高程与第一节叠梁顶部高程差小于h2时，吊入叠梁；
19、h1根据流速、取水流量确定，设定为200mm～400mm；h2根据止水装置尺寸确定，设定为500mm～700mm。
20、与传统的自浮式套筒闸门装置相比，本专利技术的结构具有如下优点：
21、(1)通过在浮门形成有u型过流面，表层水体从u型过流面流入下游流道，可取表层水体，流态稳定，同时进水面积大，保证取水流量；
22、(2)浮门自身的高度不受水位变幅的影响，即同一高度的浮门可以适用于高达数十米水位变化，同时根据水库水位变化调整叠梁门槽内的叠梁节数，可将叠梁门槽内的叠梁吊出或者吊入至叠梁门库，因此本专利技术可适应大变幅水位变化；
23、(3)浮门结构简单，安装了反向支撑、正向支撑与侧向支撑，使得浮门运行平稳。
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【技术保护点】
1.一种自浮式无级变位取水装置，其特征在于：包括进水塔及从上游至下游依次设于进水塔中的浮门门槽、叠梁门槽、事故检修门门槽、弧形工作门门槽，其中浮门门槽中设有可随水位沿着浮门门槽上下滑动的浮门，叠梁门槽中设有叠梁，事故检修门门槽中设有事故检修门，弧形工作门门槽中设有弧形工作门，进水塔的塔顶设置桥机，胸墙后设置叠梁门库，弧形工作门上方配置液压启闭机；所述浮门形成有U型过流面，表层水体从U型过流面流入下游流道，所述浮门的下游面底部设有挑檐，挑檐的端部设有与下游叠梁门槽中的叠梁接触的止水装置，挑檐与止水装置的上方水体与下方水体处于平压状态，所述叠梁由多节组成，部分叠梁叠放在叠梁门槽内挡水，另一部分叠梁存储在叠梁门库中，所述桥机用于根据水库水位变化调整叠梁门槽内的叠梁节数，将叠梁门槽内的叠梁吊出或者吊入至叠梁门库。
2.如权利要求1所述的自浮式无级变位取水装置，其特征在于：所述浮门的U型过流面上部设置拦污栅。
3.如权利要求1所述的自浮式无级变位取水装置，其特征在于：浮门门槽的上游设置拦污栅槽，拦污栅槽中设有拦污栅。
4.如权利要求1所述的自浮式无级变位取水装置，其特征在于：所述浮门包括上部边柱浮箱、下部浮箱，上部两侧分别设置的上部边柱浮箱与下部浮箱形成所述U型过流面，浮门的浮力由两个上部边柱浮箱与下部浮箱提供。
5.如权利要求1所述的自浮式无级变位取水装置，其特征在于：将叠梁门槽内的叠梁吊出至叠梁门库，具体过程如下：
6.如权利要求5所述的自浮式无级变位取水装置，其特征在于：吊出第一节叠梁的临界状态为：U型过流面底部高程与第一节叠梁顶部高程差为h1，此时浮门底部高程与第二节叠梁顶部高程差为h2，H＝h+h1+h2，H为U型过流面以下浮门高度，h为单节叠梁的高度。
7.如权利要求6所述的自浮式无级变位取水装置，其特征在于：h1根据流速、取水流量确定，设定为200mm～400mm；h2根据止水装置尺寸确定，设定为500mm～700mm。
8.一种如权利要求1-7中任一项所述的自浮式无级变位取水装置的使用方法，其特征在于，包括：
9.如权利要求8所述的自浮式无级变位取水装置，其特征在于：将叠梁门槽内的叠梁吊出或者吊入至叠梁门库，具体包括：
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【技术特征摘要】
1.一种自浮式无级变位取水装置，其特征在于：包括进水塔及从上游至下游依次设于进水塔中的浮门门槽、叠梁门槽、事故检修门门槽、弧形工作门门槽，其中浮门门槽中设有可随水位沿着浮门门槽上下滑动的浮门，叠梁门槽中设有叠梁，事故检修门门槽中设有事故检修门，弧形工作门门槽中设有弧形工作门，进水塔的塔顶设置桥机，胸墙后设置叠梁门库，弧形工作门上方配置液压启闭机；所述浮门形成有u型过流面，表层水体从u型过流面流入下游流道，所述浮门的下游面底部设有挑檐，挑檐的端部设有与下游叠梁门槽中的叠梁接触的止水装置，挑檐与止水装置的上方水体与下方水体处于平压状态，所述叠梁由多节组成，部分叠梁叠放在叠梁门槽内挡水，另一部分叠梁存储在叠梁门库中，所述桥机用于根据水库水位变化调整叠梁门槽内的叠梁节数，将叠梁门槽内的叠梁吊出或者吊入至叠梁门库。
2.如权利要求1所述的自浮式无级变位取水装置，其特征在于：所述浮门的u型过流面上部设置拦污栅。
3.如权利要求1所述的自浮式无级变位取水装置，其特征在于：浮门门槽的上游设置拦污栅槽，拦污栅槽中设有拦污栅。
4.如权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡清义，邵剑南，邵春芬，汪碧飞，吕传亮，孔剑，王启行，齐文强，韩健，王科，
申请(专利权)人：长江勘测规划设计研究有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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