[实用新型]一种用于超高速水流的拦漂浮体

说明书

本实用新型公开了一种用于超高速水流的拦漂浮体，属于拦漂技术领域，包括浮体、前倾船首、挂栅和配重部；所述前倾船首设在浮体的前端；所述浮体的后端设有配重部；所述前倾船首的后端底部设有挂栅；所述前倾船首的前端顶部设有固定主绳的前固定部；所述浮体的顶部设有固定副绳的后固定部。本实用新型的一种用于超高速水流的拦漂浮体，能够解决超高速水流工况下水上漂浮物拦截困难以及拦漂浮体易倾翻等问题。

技术领域

本实用新型属于拦漂技术领域，具体地说涉及一种用于超高速水流的拦漂浮体。

背景技术

拦漂浮体主要由浮体通过钢丝绳或者销轴连接而成，拦漂浮体能适应多大的水流速度，主要取决于拦漂浮体的结构形式，其传统拦漂浮体的拦漂浮体一般为筒状或箱形，见附图4。其浮体迎水面阻力大，浮体上下游水位差大，所以传统的拦漂浮体只能适用于1-3m/s水流速度水上漂浮物的拦截，在超高速水流水流速度＞4m/s工况下使用传统拦漂浮体容易导致拦漂浮体的浮体倾翻而失去拦截功能，更严重的是传统拦漂浮体无法适应超高速水流引发的拦漂排振动工况，拦漂浮体极易损坏并造成重大事故。为适应超高速水流下拦截漂浮物的需要，因此急需一种能够在超高速水流下仍能拦截漂浮物的拦漂浮体，特别是在水电站等区域，有效保护发电机组的发电安全，避免发电机组损坏对经济建设和用电安全的冲击。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述不足之处提供一种用于超高速水流的拦漂浮体，以解决超高速水流工况下水上漂浮物拦截困难以及拦漂浮体易倾翻等问题。为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种用于超高速水流的拦漂浮体，包括浮体1、前倾船首2、挂栅3和配重部4；所述前倾船首2设在浮体1的前端；所述浮体1的后端设有配重部4；所述前倾船首2的后端底部设有挂栅3；所述前倾船首2的前端顶部设有固定主绳5的前固定部6；所述浮体1的顶部设有固定副绳7的后固定部8。由上述结构可知，所述前倾船首2设在浮体1的前端，所以超高速水流冲击在前倾船首2上，由于前倾船首2的前端顶部通过前固定部6固定在主绳5上，所以前倾船首2受到较大冲击时，就会带动浮体1以主绳5为旋转中心向上游翻转；由于浮体1的后端设有配重部4，所以拦漂浮体重心距离主绳5的的力臂达到最大，所产生的重力力矩能够抵挡水流的冲力所产生的翻转力矩；另外，由于前倾船首1的顶部远高于浮体2的顶部，且前倾船首迎水面与水面呈小于90度的夹角，当前倾船首迎水面受到水流作用力时，水流会对前倾船首的迎水面产生一个向上的作用力，可使拦漂浮体端部上扬，避免在超高速水流下前倾船首被淹没，引发拦漂装置振动过大造成严重事故。前倾船首2的后端底部设有挂栅3，由于浮体1和前倾船首2在重力力矩下，整体不会完全脱离水面，所以挂栅3角度改变不会很大，依然能够起到有效拦漂的作用。浮体1的顶部通过后固定部8固定副绳7，副绳7也起到了防止浮体1和前倾船首2过度翻转的效果。本实用新型解决了高水流速度工况下水上漂浮物拦截困难的问题；解决了高水流速度工况下拦漂浮体易倾翻、易损坏而使拦漂浮体失去拦截功能、有可能造成不可预见的事故发生的问题。拦漂浮体抗倾翻原理：1.在低水流速度下预置工作状态浮体的平衡分析：对悬挂主绳5中心O点建立力矩平衡方程(以保持浮箱不翻转的力矩为正)，G*LGS-F*LFS-PS*hS＝0，此时水流对浮体的冲击力PS较小，水冲击力倾翻力矩PS*hS总体不大，重力平衡力矩G*LGS能与倾翻力矩F*LFS及PS*hS相平衡，能保持预置工作状态平稳工作。2.在超高流速度下工作状态浮体的平衡分析：对悬挂主绳5中心O点建立力矩平衡方程：G*LGf-F*LFf-Pf*hf＝0，在高流速下，稳定力G没变，稳定力臂LGf约有加大，稳定力矩约有加大；第一倾翻力-水对浮体的冲击力Pf加大了，但其倾翻力臂hf比hS大大减小，当浮体倾转到某一角度，倾翻力矩hf会很小，接近为零，也就是水冲击力对浮体的倾翻力矩最终会变得很小；第二倾翻力-水的浮力始终保持不变，其力臂LFf却会有较大的减小，也就是浮力倾翻力矩会大为减小；而稳定力浮体自重G始终保持不变，其力臂LGf会约有加大，即重力平衡力矩约有加大，而重力与浮力是相等的，因此重力平衡力矩G*LGf完全能平衡水冲击倾翻力矩Pf*hf及浮力倾翻力矩LFf，使浮体永不翻转。