本发明专利技术公开了一种水力浮动选择性取水装置，包括水箱，水箱内安装潜水泵，潜水泵连接出水管，出水管通过电动三通阀分别与进水管和共用管连通；取水管与水箱底部通过法兰连接，取水管上有格栅式取水口，取水管底部与伸缩套筒最内节上端法兰相连，伸缩套筒最外节下端与锥形放水管通过法兰连接，并在其外径上有环形浮箱；锥形放水管上设置吊环，吊环通过钢丝绳与混凝土锚固墩固定，放水管下端通过法兰依次连金属波纹管和PE塑料管，PE塑料管间隔一定距离用管卡和混凝土坠块连接，PE塑料管与堤岸上固定式输水管相连，固定式输水管连接真空泵接口和真空破坏器。结构简单、安装方便，取水高度灵活、配套动力装机容量小、节能、不受湖库水位限制。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水库取水
，具体是一种可在建成水库安装的具有自调节水箱和浮动套筒的水力浮动选择性取水装置。
技术介绍
深水型湖库受太阳辐射传热，湖库纵深向的温度差引起湖库在纵深向的密度分层。在春末、夏及秋初，湖库表层水受到强烈太阳辐射和大气传热，温度升高密度降低，中下层水受热传导速率和太阳辐射衰减限制，温度低、稳定密度较大，形成上轻下重的正向水体稳定分层；湖库逆向分层则与正向分层相反，一般在冬季出现，湖库表层水在低气温下散热，导致其温度低于中下层温度，形成上重下轻的不稳定分层。湖库密度及温度分层阻碍了纵深向水层之间的传质过程，湖库在纵深向水质分层。春夏季太阳辐射增强，近年国内多数湖库表层范围内大量繁殖藻类，表层一定范围内藻类等水生生物含量大增；深水性湖库或表层藻类生长限制了氧传质，湖库底层溶氧常年较低，沉积底质在低溶氧影响下释放营养盐、铁及锰，使底层污染物浓度较高；现场监测和理论证实，湖库洪水入流潜入同密度层，受入流携带的浊质、天然腐殖质及合成有机物等外来污染物影响，该层污染物浓度较重。因此在不同深度湖库的水，包括温度、密度、铁、锰及不同污染物浓度的水质参数不相同，即湖库在纵深向水质分层。以净化饮用水为目的的湖库水源，采用传统的表层取水存在明显不足。以安全和经济为目标饮用水净化，要求进厂原水易于净化，并借助常规工艺可净化彻底，水厂出水中细菌及藻类相关藻毒素、浊质、有机及金属类等无机污染物浓度低。一般，湖库水在长停留时间下自然沉降，表层水中浊质颗粒浓度较低，开启取水塔上层固定取水口，取一定范围的表层水是传统的主要取水方式。表层取水在冬春季常出现原水低温低浊，水厂净化困难和成本高；夏秋季湖库表层藻类繁殖，导致原水藻含量增加，水厂净水费用增加，供水水质安全性降低。湖库纵深向水质分层特性决定了湖库水源纵深向选择性取水。现有调查和研究表明，湖库不同深度的水所含有机污染物量、浮游生物量、铁锰等金属污染浓度、浊度、水温、 PH等水质特性不同，且其水质分层是随季节和水库运行水位变化。根据季节和水库运行水位，变取水深度可解决固定高度取水口的存在明显的不足，可规避湖库水源的高污染和净化费用高的原水，取不同深度混合水可获得与水处理药剂(混凝剂)相匹配的水温、PH和浊质原水。因此，利用湖库水质分层特性，变深度取水或取不同深度混合水可获得优质原水， 从而降低净水费用和提高供水水质。固定式机控取水塔是目前国内外最常见的深水型湖库分层取水构筑物。取水塔上一般设置3飞个取水口，通过卷扬机调控取水口闸门的开启，取得库底以上固定高度范围内原水，存在如下的几个不足1)取水深度调节有限。传统取水构筑物的取水口是固定的，其只能取得固定高度上的水，水库分层是随季节、水位和入流等因素影响而改变，3飞个固定取水口与湖库水质分层特性变化不相适应，经常出现难以取得湖库某一深度上的优质水。2)选择性取水塔建设结构复杂及费用昂贵。取水塔一般建在水库最深、距离大坝一定距离处，由过水塔井、数道隔水门、工作闸门及大坝至取水塔高空工作桥组成，主体结构全部由钢筋混凝土构成，体积庞大，建设复杂且周期长，费用昂贵。3)取水塔建设期受时间限制。常规水库分层取水装置需要与水库大坝同期施工修建。当水库建成蓄水后，将深孔取水设施改建为分层取水则受水库水位、地质地形、施工、水库功能需要等限制，因而困难重重。国外成功改造经验表明工程费用大，难以有效推广。4)取水机械控制复杂，耗电不节能。机械控制取水塔动力机控装置结构复杂，闸门的开闭由卷扬机拉动，卷扬机装机容量大，启动电流大，瞬间能耗大，非启闭期间变压器容量及设备闲置，维护工作量大，成本高。5)混层取水实现困难。机控式取水塔的工作过程是通过单卷扬机开启并悬吊其中 1个取水口闸门，其它取水口闸门在重力作用下，保持关闭状态。同时开启2个不同深度取水口间门，由于卷扬机设置及调控复杂，实现困难，因此现有的机控式取水塔难以获得水厂易处理的混层水。6)取水塔在湖库面上点式取水的限制。已有的调查及研究表明，受风、湖库入流及大坝折射等作用，湖库平面上各点的水质不相同。尤其在夏秋季，湖库表面上的藻类随风飘移，经常出现取水塔周边表层富集藻类的现象，导致取水水质下降及水厂净化困难(如2007 年5月太湖蓝藻爆发引起的无锡供水中断的事件)。
技术实现思路
针对现有的取水设施以钢筋混凝土结构为主，难以在建成水库实施，已建的分层取水塔存在平面及纵深向取水水质调节不灵活等缺陷，本专利技术的目的在于，提供一种结构简单、主体现场外加工运输、可在建成湖库现场方便安装的水力浮动选择性取水装置。为了实现上述任务，本专利技术采取如下的技术解决方案一种水力浮动选择性取水装置，其特征在于，包括水箱，水箱内安装有潜水泵，潜水泵连接出水管，出水管一端通过电动三通阀分别与进水管和共用管连通，其中，共用管一端穿出水箱侧壁，进水管和出水管的另一端均悬空在水箱内；水箱底部通过法兰连接取水管，且水箱与取水管互不连通，取水管上开设有格栅式取水口，取水管的底部与伸缩套筒的最内节上端相连，伸缩套筒最外节下端与锥形放水管通过法兰连接，伸缩套筒最外节的外径上安装有浮箱，锥形放水管上设有吊环，该吊环通过钢丝绳与混凝土锚固墩固定，放水管下端通过法兰依次连接金属波纹管和PE塑料管，PE塑料管间隔一定距离用管卡和混凝土坠块连接，该PE塑料管与提岸上固定式输水管连接，固定式输水管连接真空泵接口和真空破坏器。本专利技术的水力浮动选择性取水装置，其显著效果是取水高度调节灵活、结构简单、安装方便、配套动力设施装机容量小、节能，取水装置安装不受湖库水位限制。具体为1)能取到湖库优质水层的原水。利用便携式水质现场分析仪器或分层取样实验室分析水质，确定湖库优质水层高度，通过改动调节水箱中储水量，上下浮动调节水箱及取水管在湖库纵深方向任意高度，带动伸缩套筒伸缩，即可在一定范围内的取湖库任意高度上优质水层水。如在夏秋季，湖库表层藻类较高，而下层污染物和浊质浓度较高，下沉调节水箱及取水管及套筒伸缩，可取湖库中间层的优质原水；在洪水期，洪水潜流入湖库，导致湖库一定范围内中间层污染物及浊质浓度很高，降雨同时也使表层藻类下沉，可上浮调节水箱及取水管及套筒伸缩，取表层原水。2)能取到湖库平面区域内优质原水。基于上述的现场调查确定湖库常年优质水所在范围，按照取水规模安装多个本专利技术的水力浮动选择性取水装置。由于水力浮动选择性取水装置位于湖库平面上的不同点，风作用下藻类漂浮等引起的湖库平面上水质不均，可通过关闭或调节一个或部分水力浮动选择性取水装置，来实现取湖库平面区域优质原水的目的。3)能取到湖库不同高度层间混合原水。通过在湖库平面设置多个小规模的水力浮动选择性取水装置，在湖库不同高度上运行取水，混合多个水力浮动选择性取水装置的原水，可提高原水水质，降低水厂净化难度及成本。如冬季湖库表层水温低、浊质少，中下层水温较高、浊质较多，多个水力浮动选择性取水装置在不同高度取水，可降低冬季原水净化难度，提高处理效率。4)装置装机容量小，节能。通过调节水箱内置的电动三通阀和潜水泵来实现调整调节水箱储水量，达到改变调节水箱受力条件，实现调节水箱带动取水管上下浮动及伸缩套管伸缩。装置无需使用卷扬机等大容量的机控设备，有效降低了变压器的装机容量，小流量的潜水本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种水力浮动选择性取水装置，其特征在于，包括水箱（１），水箱（１）内安装有潜水泵（２），潜水泵（２）连接出水管（５），出水管（５）一端通过电动三通阀（４）分别与进水管（１７）和共用管（３）连通，其中，共用管（３）一端穿出水箱（１）侧壁，进水管（１７）和出水管（５）的另一端均悬空在水箱（１）内；水箱（１）底部通过法兰连接取水管（９），且水箱（１）与取水管（９）互不连通，取水管（９）上开设有格栅式取水口（６），取水管（９）的底部与伸缩套筒（２０）的最内节上端相连，伸缩套筒（２０）最外节下端与锥形放水管（１０）通过法兰连接，伸缩套筒（２０）最外节的外径上安装有环形浮箱（２４），锥形放水管（１０）上设有吊环，该吊环通过钢丝绳与混凝土锚固墩（１１）固定，放水管（１０）下端通过法兰依次连接金属波纹管（１２）和ＰＥ塑料管（２１），ＰＥ塑料管（２１）间隔一定距离用管卡（１３）和混凝土坠块（１４）连接，该ＰＥ塑料管（２１）与坝上固定式输水管（２３）连接，坝上固定式输水管（２３）连接真空泵接口（１５）和真空破坏器（１６）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：卢金锁，张博，丁艳萍，黄廷林，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：87
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