專(zhuān)利名稱(chēng)：風(fēng)力分級(jí)提水調(diào)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)力提水系統(tǒng)，特別是一種風(fēng)力分級(jí)提水調(diào)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
風(fēng)能是可再生能源中發(fā)展最快的清潔能源，也是最具有大規(guī)模開(kāi)發(fā)和商業(yè)化發(fā)展?jié)摿Φ?能源之一。
缺水與干旱導(dǎo)致了全球大量土地的沙漠化。我國(guó)是世界上沙漠化危害最嚴(yán)重的國(guó)家之 一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，上世紀(jì)50年代到70年代中期，我國(guó)沙漠化土地面積平均每年增加1560平方公里， 70年代中期到80年代中后平均每年增加2100平方公里，而90年代以后沙漠化面積的發(fā)展速度 為平均每年增加2460平方公里。全國(guó)荒漠化土地面積263萬(wàn)平方公里，占國(guó)土總面積的27.3 %。 沙漠化遍及西北、華北、東北西部的13個(gè)省區(qū)，包含90個(gè)完整沙區(qū)縣,508個(gè)部分沙區(qū)縣，近 4億人口受其影響，據(jù)測(cè)算，我國(guó)每年因荒漠化造成的直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)540億元。
近年來(lái)，西安交通大學(xué)的霍有光教授、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)陳昌禮教授分別在報(bào)刊上發(fā)表文章， 提出了 "海水西調(diào)"的大膽設(shè)想。目前，這一大膽設(shè)想已經(jīng)引起了社會(huì)各界認(rèn)識(shí)的廣泛重視， 2004年，張序山、楊桓等向"兩會(huì)"提交了這一提案。2007年2月，在反復(fù)調(diào)研的基礎(chǔ)上，國(guó) 務(wù)院研究室研究員李炳坤、唐元、董忠將一份《關(guān)于研究實(shí)施"海水西送工程"的建議》提交 有關(guān)部門(mén)，報(bào)告稱(chēng)通過(guò)實(shí)施渤海海水資源西送工程，可望解決我國(guó)北方生態(tài)環(huán)境惡化、生產(chǎn) 生活缺水和能源開(kāi)發(fā)用水不足等難題。報(bào)告估計(jì)，以從渤海灣每年調(diào)水300億立方米計(jì)，將水 位提升1300米，則每年需耗電1400億度，發(fā)電裝機(jī)容量2000萬(wàn)千瓦。報(bào)告建議采用電網(wǎng)夜間供 電、風(fēng)力發(fā)電及新建煤電廠(chǎng)等方案解決供能問(wèn)題。預(yù)期全部工程約需投資6000億一7000億元, 約9年可收回包括利、稅在內(nèi)的全部投資。最終的結(jié)論是實(shí)施"海水西送"是一項(xiàng)規(guī)模宏大的具 有生態(tài)效益、社會(huì)效益的環(huán)保工程，又極具經(jīng)濟(jì)效益，意義重大而深遠(yuǎn)！前不久，中國(guó)科學(xué)院 何祚庥院士與陳應(yīng)天研究員發(fā)表署名文章，對(duì)海水西輸?shù)脑O(shè)想給予了充分肯定，認(rèn)為釆用燃 煤電站發(fā)電提水將大量增加污染，背離改善環(huán)境、改善生態(tài)的目的。他們認(rèn)為采用"風(fēng)光 互補(bǔ)發(fā)電"的方式，可以解決海水西輸?shù)哪芰啃枰０l(fā)明者非常支持東水西調(diào)的大膽設(shè)想，也 十分贊賞李炳坤等同志的積極建議，李炳坤等同志的建議充分肯定了東水西調(diào)的整體構(gòu)思、 并進(jìn)行了方案可行性的初步論證和分析。建設(shè)這樣一個(gè)造福子孫的重大工程，需要我們因地 制宜地進(jìn)行認(rèn)真反復(fù)的調(diào)研與論證，特別是提水所需的能源問(wèn)題，更需要慎重研究。李炳坤 等同志提出利用電網(wǎng)夜間供電、風(fēng)力發(fā)電及新建煤電廠(chǎng)來(lái)解決調(diào)水所需要的能量問(wèn)題，只是
給出了一個(gè)思路，具體方案有待更多專(zhuān)家的論證。何祚庥院士等建議利用風(fēng)力發(fā)電與太陽(yáng)能 發(fā)電互補(bǔ)的方法，為東水西輸提供能源，是一個(gè)很好的思路。
簡(jiǎn)單分析一下如采用燃煤電站發(fā)電提水，東水西輸需要2000萬(wàn)千瓦裝機(jī)容量，占我國(guó) 電力總裝機(jī)容量的2.5%;按每度電煤耗320標(biāo)煤計(jì)算，每年耗電約14000億度約合標(biāo)煤4480萬(wàn) 噸，占2007年全國(guó)煤炭產(chǎn)量的1.8%,該工程每年增加C02排放約1億噸，還會(huì)大量增加SCb及 NOx等有害氣體的排放，增大了環(huán)境保護(hù)的壓力。因此，在煤炭資源越來(lái)越稀缺、環(huán)保壓力越 來(lái)越大的今天，全部或部分采用這種方式為東水西輸提供能源不是最理想的選擇。我國(guó)華北 及西北地區(qū)，風(fēng)能與太陽(yáng)能極為豐富，那么在海水西輸過(guò)程中完全可以采用風(fēng)能提水，并利 用太陽(yáng)能進(jìn)海水淡化。
對(duì)于這樣一個(gè)東水西送工程，從葫蘆島至錫林郭勒之間，可修建一條寬闊的階梯河道 (或管道)，采用鬧壩，將水位分級(jí)，利用風(fēng)力提水，使水從東到西，分級(jí)遞送。在沒(méi)有對(duì)沿途地 質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)研究之前，暫且不討論河床(或管道)的具體路線(xiàn)，只給出一個(gè)大致的線(xiàn)路 從葫蘆島市附近取水，經(jīng)朝陽(yáng)市、過(guò)赤峰市、再過(guò)克什克騰旗，到達(dá)錫林郭勒盟。具體河床(或 管道)走向也需要根據(jù)地貌特征來(lái)確定。水到達(dá)錫林郭勒后，可通過(guò)自流管道，由東向西輸送 到各大沙漠的鹽湖，形成一連串的"人造海"。
該線(xiàn)路沿途優(yōu)勢(shì)的風(fēng)力資源為風(fēng)力分級(jí)提水方案提供了保證。錫林郭勒盟風(fēng)資源豐富，品 質(zhì)好，年有效風(fēng)速持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。全盟年平均風(fēng)速為8.9m/s,平均風(fēng)功率密度為663W/m2。據(jù) 測(cè)算，全盟的風(fēng)能總蘊(yùn)藏量達(dá)5億千瓦以上，其中可開(kāi)發(fā)利用量超過(guò)5000力千瓦?？耸部蓑v 旗地處山區(qū)與高原接壤地帶，地勢(shì)西北高東南低，地形平坦，植被稀疏，風(fēng)阻較小，風(fēng)向比較 穩(wěn)定。風(fēng)能資源豐富，風(fēng)況佳，是理想的風(fēng)場(chǎng)。截止目前，克旗規(guī)劃的5個(gè)風(fēng)場(chǎng)已建成4個(gè)，全 旗風(fēng)資源可裝機(jī)300萬(wàn)千瓦以上，是全國(guó)6個(gè)百萬(wàn)千瓦大型風(fēng)電場(chǎng)之一。赤峰市是內(nèi)蒙古的 風(fēng)能資源富集區(qū)，全市風(fēng)能資源達(dá)1萬(wàn)平方公里，易開(kāi)發(fā)的風(fēng)能資源在1800萬(wàn)千瓦以上。赤 峰市有42.3%的丘陵地，建設(shè)風(fēng)電場(chǎng)有著得天獨(dú)厚的條件。因?yàn)榇蟛糠智鹆旮叩芈∑鸲荚?50一100米左右，其形狀猶如一個(gè)個(gè)巨型天然塔架，而大多丘陵山坡均在30度左右，其形狀平 滑如流線(xiàn)，沒(méi)有凹凸。這種地形條件由低到高，形成了較好的下墊面，可以使氣流加速，對(duì)建 設(shè)風(fēng)電場(chǎng)極為有利。據(jù)有關(guān)部門(mén)多年的測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)表明，該地區(qū)年平均風(fēng)速每秒可達(dá)6.6米，年 有效風(fēng)速時(shí)數(shù)近7000小時(shí)，是內(nèi)蒙古自治區(qū)的重要風(fēng)場(chǎng)，具有較好的開(kāi)發(fā)利用前景。調(diào)水起 點(diǎn)葫戸島市、沿線(xiàn)的朝陽(yáng)市也都是國(guó)內(nèi)少有的風(fēng)能資源豐富的地區(qū)，年均風(fēng)速大，風(fēng)況穩(wěn)定, 可開(kāi)發(fā)風(fēng)力資源1100萬(wàn)千瓦。沒(méi)有臺(tái)風(fēng)襲擊也是整個(gè)東水西調(diào)沿線(xiàn)風(fēng)力資源的優(yōu)點(diǎn)之一。 從葫蘆島到錫林郭勒，總長(zhǎng)615公里，水位共提升1300米，假設(shè)平均每級(jí)提高13米，需
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要分100級(jí)。平均每個(gè)提升站的水平距離約6.1公里。按年調(diào)水360億立方計(jì)，每天調(diào)水1億 立方。
1、 能量需求
對(duì)每個(gè)提升站，每天需要將1億方水提升13米，需要有效功率約15萬(wàn)千瓦。每個(gè)提升 站建設(shè)一個(gè)50萬(wàn)千瓦的風(fēng)車(chē)群，就能完全滿(mǎn)足風(fēng)能提水的要求。全線(xiàn)共需要5000萬(wàn)千瓦的 裝機(jī)容量，顯然，沿線(xiàn)的風(fēng)能資源是能夠滿(mǎn)足要求的。
2、 河道及水庫(kù)建設(shè)要求
考慮到風(fēng)具有一定的間隙性，因此必須有一定容量的河道來(lái)進(jìn)行能量?jī)?chǔ)存。假定每段提 升站的河道容量為1億立方，則即使該站區(qū)風(fēng)車(chē)群一天內(nèi)完全不工作，輸水過(guò)程仍能繼續(xù)進(jìn) 行。
假定庫(kù)區(qū)內(nèi)每段的河道平均長(zhǎng)6公里，寬555米，深30米。如此設(shè)計(jì)需要修建大型水庫(kù) 或河道，建設(shè)及移民成本很大。另外，如果某一提升站區(qū)內(nèi)連續(xù)數(shù)天風(fēng)力很小，在沒(méi)有適當(dāng) 調(diào)控措施的情況下，河道可能引起斷流。河道一旦斷流，上游的風(fēng)車(chē)沒(méi)有負(fù)載，導(dǎo)致起風(fēng)車(chē)加 速導(dǎo)致?lián)p壞，容易引起事故。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述問(wèn)題而提供一種風(fēng)力分級(jí)提水調(diào)控系統(tǒng)，從而保證風(fēng)力提水 工程正常安全工作。
本風(fēng)力分級(jí)提水調(diào)控系統(tǒng)，包括高位水庫(kù)、低位水庫(kù)、水壩閘門(mén)、水壩閘門(mén)上的泄流孔、 水壩閘門(mén)上的調(diào)節(jié)孔、高位水池、低位水池、提水風(fēng)車(chē)、高位引流渠、低位引流渠、水壩閘 門(mén)上安裝的低水位傳感器、與閘門(mén)相連的可以正旋與反旋的電機(jī)、與電機(jī)軸相連的帶有正旋 與反旋螺紋的螺桿、裝有正旋與反旋螺母的調(diào)節(jié)孔閘板。分級(jí)提水是指從低水位到高水位， 分成若干水位等級(jí)，每?jī)蓚€(gè)水位等級(jí)之間，設(shè)置一個(gè)水壩及閘門(mén)，水壩的低水位側(cè)的水，通 過(guò)風(fēng)力提水或水泵，提升到水壩的高水位側(cè)，如此逐級(jí)提升，把水位比較低的水提升的相當(dāng) 高的水位。在各級(jí)水壩閘門(mén)上設(shè)置水位傳感器及調(diào)節(jié)孔，水位傳感器上有高端及低端，當(dāng)?shù)?水位水庫(kù)內(nèi)的水位低于水位傳感器的低端位置時(shí)，電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)，打開(kāi)調(diào)節(jié)孔閘板；當(dāng)?shù)退?位水庫(kù)內(nèi)的水位高于水位傳感器處的高端位置時(shí)，電機(jī)正向旋轉(zhuǎn)，直至關(guān)閉調(diào)節(jié)孔閘板。
參見(jiàn)圖1，水位傳感器的低端位置設(shè)置在風(fēng)力提水機(jī)提水口上方0.5m以上，只要低水位 側(cè)的水位低于傳感器低端位置，則調(diào)節(jié)孔打開(kāi)，這樣可以保證該處的風(fēng)力提水機(jī)不在空載狀 態(tài)下運(yùn)行。如圖l，假如C位置處風(fēng)力小，風(fēng)車(chē)停止工作或提水量很小。如果此時(shí)D位置處 的風(fēng)車(chē)提水量較C處大，則D位置處低位水庫(kù)的水位越來(lái)越低。當(dāng)?shù)椭了粋鞲衅靼惭b低端
位置時(shí)，D位置水壩上的調(diào)節(jié)閥門(mén)在電機(jī)的帶動(dòng)下打開(kāi)，D位置處高位水流向低位；當(dāng)水位
高于低位傳感器高端位置時(shí)，D位置水壩上的調(diào)節(jié)閥門(mén)在電機(jī)的帶動(dòng)下閉合。如果E位置低
位水位下降到水位傳感器低端以下時(shí)，則其調(diào)節(jié)閥門(mén)打開(kāi)。以此上推，直至最高水位，z壩
上的調(diào)節(jié)閥門(mén)打開(kāi)。假如此時(shí)B以下的風(fēng)車(chē)正常工作，則B-C之間的水位會(huì)不斷升高，高到 壩閘的泄流孔時(shí)，水流向低位泄流。此時(shí)水道本質(zhì)上處于斷流狀態(tài)，C-D壩之間的水是從高 位調(diào)劑而來(lái)，再利用風(fēng)力提水機(jī)抽上去，不斷往復(fù)，從而保證沿線(xiàn)所有風(fēng)車(chē)不會(huì)因空載而超 速。
A壩是海平面與次低水位之間的壩，該壩上不設(shè)低水位傳感器及調(diào)節(jié)孔，或者低水位始 終設(shè)在海平面以下，這樣，即使A處風(fēng)車(chē)或所有風(fēng)車(chē)都停止工作，高位水庫(kù)中的水永遠(yuǎn)不可 能再回到大海。只要最高位水庫(kù)中有一定量的水容量，整個(gè)流道上的風(fēng)車(chē)都可以正常運(yùn)行， 只是在某局部區(qū)域內(nèi)風(fēng)力過(guò)小時(shí)，實(shí)際輸水量可能為零。 一旦某區(qū)域內(nèi)風(fēng)力過(guò)小導(dǎo)致風(fēng)車(chē)一 段時(shí)間內(nèi)停止運(yùn)行，只要錫林郭勒的水庫(kù)保持一定的存水量并停止向其他地區(qū)供水，整條水 道就不會(huì)斷流，有風(fēng)區(qū)域的風(fēng)車(chē)也能正常運(yùn)行。另外，采用這種調(diào)控方法，沿線(xiàn)的河道容量可 以大大降低，只需要在提水站附近修建水池或小型水庫(kù)，采用管道輸送，大量節(jié)省建筑及移 民成本。
根據(jù)上述發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案
一種風(fēng)力分級(jí)提水調(diào)控系統(tǒng)，包括水流道從低水位到高水位分成若干水位等級(jí)流道，每 相鄰兩個(gè)水位流道間設(shè)置一個(gè)水壩，并有提水風(fēng)車(chē)實(shí)現(xiàn)從低水位流道向高水位流道提水，其 特征在于每個(gè)低水位流道各接通一個(gè)低水位水庫(kù)或低水位水池，每個(gè)高水位流道各接通一 個(gè)高水位水庫(kù)或高水位水池；所述低水位水庫(kù)或低水位水池與所述高水位水庫(kù)或高水位水池 之間設(shè)置若干所述提水風(fēng)車(chē)，實(shí)現(xiàn)從低水位水庫(kù)或低水位水池向高水位水庫(kù)或高水位水池提 水；每個(gè)水壩上有一個(gè)水壩閘門(mén)，所述水壩砸門(mén)上部有一個(gè)泄流孔，下部有一個(gè)有流道低水 位自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制啟閉的調(diào)節(jié)孔。
上述流道低水位自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是在所述水壩閘門(mén)的低水位側(cè)安裝一個(gè)水位傳感器，所 述水位傳感器的輸出信號(hào)連接到一個(gè)控制器，所述控制器控制一個(gè)電機(jī)，所述電機(jī)的輸出軸 聯(lián)接一根具有正旋螺紋和反旋螺紋的螺桿，所述螺桿的正旋螺紋和反旋螺紋分別與固定在調(diào) 節(jié)孔上兩塊閘板的螺母旋配；所述水位傳感器有高端和低端，當(dāng)?shù)退涣鞯赖乃桓哂谒?傳感器的高端時(shí)，低水位自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)孔的閘板閉合。
上述最低水位流道應(yīng)連通水位基本不變的水域，最低水位流道與次低水位流道之間水壩 閘門(mén)上不設(shè)調(diào)節(jié)孔和流道低水位自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
上述最高水位流道應(yīng)連通大容量的最高水位水庫(kù)，起水位保持不低于最高水位流道與此 高水位流道之間水壩閘門(mén)的調(diào)節(jié)孔水位。 上述水流道為階梯河道或管道。
上述調(diào)節(jié)孔面積為高低水位額定差A(yù)h與壩體長(zhǎng)度L乘積所得面積的0.001~0.4倍，形狀 可以是圓形、橢圓型或長(zhǎng)方型；選擇用兩塊分開(kāi)的閘板，或者采用通流面積相當(dāng)?shù)囊粋€(gè)或若 干個(gè)閥門(mén)。
上述泄流孔為長(zhǎng)方型孔，其高度為高低水位額定差A(yù)h的0.01-0.5倍，長(zhǎng)度為水壩長(zhǎng)度L 的0.2 1.0倍。
上述最高水位水庫(kù)容量為水流道額度日流量的1.0-50倍。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下特點(diǎn)本發(fā)明通過(guò)流道低水位自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可以保 證分級(jí)提水沿線(xiàn)上所有的風(fēng)力提水機(jī)械永遠(yuǎn)不會(huì)因空載而超速運(yùn)行，并且沿線(xiàn)不需要建設(shè)大 容量水庫(kù)。
圖1是分級(jí)提水沿線(xiàn)的示意圖
圖2是某一提水站壩閘、高低水庫(kù)與水渠及風(fēng)機(jī)群的平面示意圖 圖3是水壩閘門(mén)示意圖
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例結(jié)合
如下
參見(jiàn)圖1、圖2和圖3，本風(fēng)力分級(jí)提水調(diào)控系統(tǒng)包括水流道從低水位到高水位分成若干 水位等級(jí)流道，每相鄰兩個(gè)水位流道l、 3間設(shè)置一個(gè)水壩，并有提水風(fēng)車(chē)5實(shí)現(xiàn)從低水位流
道1向高水位流道3提水，其特征在于每個(gè)低水位流道1各接通一個(gè)低水位水庫(kù)或低水位
水池2,每個(gè)高水位流道3各接通一個(gè)高水位水庫(kù)或高水位水池4;所述低水位水庫(kù)或低水位 水池2與所述高水位水庫(kù)或高水位水池之間設(shè)置若干所述提水風(fēng)車(chē)5，實(shí)現(xiàn)從低水位水庫(kù)或 低水位水池2向高水位水庫(kù)或高水位水池4提水；每個(gè)水壩上有一個(gè)水壩閘門(mén)8,所述水壩 砸門(mén)8上部有一個(gè)泄流孔9，下部有一個(gè)有流道低水位自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制啟閉的調(diào)節(jié)孔11。
參見(jiàn)圖3，上述流道低水位自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是在所述水壩閘門(mén)8的低水位側(cè)安裝一個(gè)水 位傳感器15，所述水位傳感器15的輸出信號(hào)連接到一個(gè)控制器16，所述控制器16控制一個(gè) 電機(jī)12，所述電機(jī)12的輸出軸聯(lián)接一根具有正旋螺紋13和反旋螺紋14的螺桿，所述螺桿 的正旋螺紋13和反旋螺紋14分別與固定在調(diào)節(jié)孔11上兩塊閘板10的螺母旋配；所述水位 傳感器15有高端和低端，當(dāng)?shù)退涣鞯?的水位高于水位傳感器15的高端時(shí)，低水位自動(dòng) 調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)孔11的閘板10閉合。
上述水流道的最低水位流道19應(yīng)流通水位基本不變的水域，最低水位流道19與次低水 位流道之間水壩閘門(mén)上不設(shè)調(diào)節(jié)孔和流道低水位自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。最高水位流道18應(yīng)連通大容 量的最高水位水庫(kù)，起水位保持不低于最高水位流道18與此高水位流道之間水壩閘門(mén)8的調(diào) 節(jié)孔11水位。上述水流道為階梯河道或管道。上述調(diào)節(jié)孔ll面積為高低水位額定差A(yù)h與壩 體長(zhǎng)度L乘積所得面積的0.001 0.4倍，形狀可以是圓形、橢圓型或長(zhǎng)方型；選擇用兩塊分 開(kāi)的閘板，或者采用通流面積相當(dāng)?shù)囊粋€(gè)或若干個(gè)閥門(mén)。上述泄流孔9為長(zhǎng)方型孔，其高度 為高低水位額定差A(yù)h的0.01 0.5倍，長(zhǎng)度為水壩長(zhǎng)度L的0.2 1.0倍。上述最高水位水庫(kù) 容量為水流道額定日流量的1.0~50倍。
本實(shí)施例具體實(shí)施地域和設(shè)施如下
從葫蘆島至錫林郭勒之間，修建一條寬闊的階梯河道(或管道)，采用閘壩將水位分級(jí)， 利用風(fēng)力將水從東到西分級(jí)遞送。
每13米為一級(jí)，即每?jī)杉?jí)水位之間的位差是13m，共設(shè)100級(jí)。每級(jí)采用50萬(wàn)千瓦的 風(fēng)力機(jī)群進(jìn)行提水。
沿線(xiàn)采用五根10m直徑的管道輸水，在每站建設(shè)高低位兩個(gè)水庫(kù)，兩個(gè)水位之間建一個(gè) 閘壩，壩體長(zhǎng)50m寬，30m高。間板上的泄流孔長(zhǎng)40m,高lm,泄流孔下端距高于高位水設(shè)計(jì) 位置5m。假設(shè)海平面水位為0米，則第N個(gè)高位水水位的設(shè)計(jì)位置就為13N米。水位傳感 器有兩端，傳感器低端與高端之間的差位0.5m，傳感器安裝在低位水側(cè)，其高端低于其設(shè)定 的水位lm;調(diào)節(jié)孔長(zhǎng)25米，高2米，孔上端與低位傳感器位置一致。風(fēng)力提水機(jī)的提水口 比調(diào)節(jié)孔下邊沿低0. 5m.
調(diào)節(jié)口的閘板由兩塊大小相等的長(zhǎng)方體板材組成，其面積比調(diào)節(jié)孔的面積大20%。閘板 分別由電機(jī)帶動(dòng)的正旋和反旋螺桿驅(qū)動(dòng)，當(dāng)?shù)臀坏乃坏陀谒粋鞲衅鞯投藭r(shí)，電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)， 閘板打開(kāi)；當(dāng)?shù)臀坏乃桓哂谒粋鞲衅鞯母叨藭r(shí)，電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)直至閘板閉合。
最低端的壩閘上不設(shè)水位傳感器及調(diào)節(jié)孔。
權(quán)利要求
1. 一種風(fēng)力分級(jí)提水調(diào)控系統(tǒng)，包括水流道從低水位到高水位分成若干水位等級(jí)流道，每相鄰兩個(gè)水位流道(1、3)間設(shè)置一個(gè)水壩，并有提水風(fēng)車(chē)(5)實(shí)現(xiàn)從低水位流道(1)向高水位流道(3)提水，其特征在于a. 每個(gè)低水位流道(1)各接通一個(gè)低水位水庫(kù)或低水位水池(2)，每個(gè)高水位流道(3)各接通一個(gè)高水位水庫(kù)或高水位水池(4)；b. 所述低水位水庫(kù)或低水位水池(2)與所述高水位水庫(kù)或高水位水池之間設(shè)置若干所述提水風(fēng)車(chē)(5)，實(shí)現(xiàn)從低水位水庫(kù)或低水位水池(2)向高水位水庫(kù)或高水位水池(4)提水；c. 每個(gè)水壩上有一個(gè)水壩閘門(mén)(8)，所述水壩閘門(mén)(8)上部有一個(gè)泄流孔(9)，下部有一個(gè)由流道低水位自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制啟閉的調(diào)節(jié)孔(11)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力分級(jí)提水調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于所述流道低水位自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng) 是在所述水壩閘門(mén)(8)的低水位側(cè)安裝一個(gè)水位傳感器(15)，所述水位傳感器(15) 的輸出信號(hào)連接到一個(gè)控制器(16)，所述控制器(16)控制一個(gè)電機(jī)(12)，所述電機(jī)(12) 的輸出軸聯(lián)接一根具有正旋螺紋(13)和反旋螺紋(14)的螺桿，所述螺桿的正旋螺紋(13) 和反旋螺紋(14)分別與固定在調(diào)節(jié)孔(U)上兩塊閘板(10)的螺母旋配；所述水位傳 感器(15)有高端和低端，當(dāng)?shù)退涣鞯?1)的水位高于水位傳感器(15)的高端時(shí)， 低水位自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)孔(11)的閘板(10)閉合；當(dāng)?shù)退涣鞯?1)的水位低于 水位傳感器(15)的低端時(shí)，低水位自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)孔(11)的閘板(10)打開(kāi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力各級(jí)提水調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于最低水位流道(19)應(yīng)連通水 位基本不變的水域，最低水位流道(19)與次低水位流道之間水壩閘門(mén)上不設(shè)調(diào)節(jié)孔和流 道低水位自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力各級(jí)提水調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于最高水位流道(18)應(yīng)連通大 容量的最高水位水庫(kù)，其水位保持不低于最高水位流道(18)與次高水位流道之間水壩閘 門(mén)(8)的調(diào)節(jié)孔(11)水位。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力分級(jí)提水調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于所述水流道為階梯河道或管 道。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力分級(jí)提水調(diào)控系統(tǒng)，其特征所述調(diào)節(jié)孔(ll)面積為高低水位額 定差A(yù)h與壩體長(zhǎng)度L乘積所得面積的0.00r0.4倍，形狀可以是圓形、橢圓型或長(zhǎng)方型; 選擇用兩塊分開(kāi)的閘板，或者采用通流面積相當(dāng)?shù)?一個(gè)或若干個(gè)閥門(mén)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力分級(jí)提水調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于所述的泄流孔(9)為長(zhǎng)方型 孑L，其高度為高低水位額定差A(yù)h的0.01 0.5倍，長(zhǎng)度為水壩長(zhǎng)度L的0.2 1.0倍。 8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力分級(jí)提水的調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于最高水位水庫(kù)容量為水流道 額定日流量的1.0 50倍。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種風(fēng)力分級(jí)提水調(diào)控系統(tǒng)。它包括水流道從低水位到高水位分成若干等級(jí)流道，每相鄰兩水位流道之間設(shè)置一個(gè)水壩，水壩上有水壩閘門(mén)，每個(gè)水壩閘門(mén)上部有一個(gè)泄流孔，下部有一個(gè)由流道低水位自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制啟閉的調(diào)節(jié)孔。本發(fā)明可以保證分級(jí)提水沿線(xiàn)上所有風(fēng)力提水機(jī)械永遠(yuǎn)不會(huì)因空載而超速運(yùn)行，從而保證風(fēng)力提水工程正常安全工作。
文檔編號(hào)E02B8/06GK101377076SQ20081020029
公開(kāi)日2009年3月4日 申請(qǐng)日期2008年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月24日
發(fā)明者周萬(wàn)里, 建 孫, 莊月晴, 黃典貴 申請(qǐng)人:上海大學(xué)