袁 斌 奚蘭美 馬正明

（江蘇河海給排水成套設(shè)備有限公司，江蘇 泰興 225403）

目前，取水泵船在江河湖泊或山區(qū)水庫(kù)邊取水被廣泛應(yīng)用，主要是建站簡(jiǎn)單方便，周期短，造價(jià)低；取水效率高，水質(zhì)好，不受水位變化、漲落頻率變化等因素的影響。取水泵船的設(shè)計(jì)難點(diǎn)在于如何解決水位漲落變化時(shí)對(duì)聯(lián)接船體與岸邊支墩的輸水管影響。目前多采用以下兩種方法：

第一，輸水管與船體和岸邊支墩聯(lián)接處各安裝一根金屬軟管，當(dāng)水位發(fā)生變化使船體發(fā)生移動(dòng)和擺動(dòng)時(shí)金屬軟管產(chǎn)生彎曲。此方案的缺點(diǎn)：當(dāng)輸水管通徑超過(guò)400mm，長(zhǎng)度有限制時(shí)，金屬軟管的彎曲度很難達(dá)到要求。

第二，輸水管與船體和岸邊支墩聯(lián)接處各安裝一只球型接頭，當(dāng)水位發(fā)生變化時(shí)球型接頭轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整船體的平衡。當(dāng)輸水管直徑大，船體搖擺幅度大時(shí)，球型接頭也不適用。

為解決大口徑輸水管船體和岸邊支墩的聯(lián)接隨水位變化自動(dòng)調(diào)整的問(wèn)題，我們開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了活絡(luò)接頭，在船上和岸上分別安裝一只，實(shí)現(xiàn)取水浮船隨水位的漲落而上下擺動(dòng)。

1 活絡(luò)接頭的結(jié)構(gòu)

活絡(luò)接頭的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

它由座筒12上面裝豎直旋轉(zhuǎn)套筒7，兩構(gòu)件為間隙配合，在兩構(gòu)件配合處加密封填料10，再用填料壓蓋8將填料壓緊，這樣當(dāng)船體有水平旋轉(zhuǎn)時(shí)，船體引活絡(luò)接頭豎直軸線AB旋轉(zhuǎn)不會(huì)漏水。座筒12上面裝旋轉(zhuǎn)支承6、轉(zhuǎn)輪支架9，在旋轉(zhuǎn)支承6上裝有水平套筒接頭13，水平套筒接頭13兩側(cè)裝兩根水平旋轉(zhuǎn)套筒2，水平旋轉(zhuǎn)套筒2與水平套筒接頭間加密封填料1進(jìn)行密封，填料用填料壓蓋3加以壓緊。水平旋轉(zhuǎn)套筒2由支座5支承固定在豎直旋轉(zhuǎn)套筒7上，水平旋轉(zhuǎn)套筒2在水平套筒接頭13內(nèi)能引水平軸線BC周向旋轉(zhuǎn)但不能作軸向位移。水平旋轉(zhuǎn)套筒2端面焊有法蘭，用于與輸水管兩端法蘭連接。

圖1

圖2

2 活絡(luò)接頭的工作原理

在浮船和岸邊支墩上各安裝一個(gè)活絡(luò)接頭，搖臂輸水管兩端通過(guò)法蘭與浮船和岸支墩上的活絡(luò)接頭相連，見(jiàn)輸水管工況示意圖2。

活絡(luò)接頭2與船體1焊牢，活絡(luò)接頭4與岸邊支墩5固定牢固，輸水管3兩端分別對(duì)稱焊接兩根彎管，彎管的端面焊接法蘭，通過(guò)法蘭將輸水管與船上和岸邊支礅上的活絡(luò)接頭連接。當(dāng)泵船所在河床水位上升或下降時(shí)，泵船繞岸邊支墩活絡(luò)接頭水平旋轉(zhuǎn)套管軸線CD作圓周運(yùn)動(dòng)，與船端聯(lián)接的輸水管繞船上活絡(luò)接頭水平旋轉(zhuǎn)套管軸線CD旋轉(zhuǎn)，使船體達(dá)到平衡。當(dāng)船體由于水流受到水平推力時(shí)，船體將繞船上活絡(luò)接頭豎直旋轉(zhuǎn)套管軸線AB旋轉(zhuǎn)，由于活絡(luò)接頭上安裝有轉(zhuǎn)輪支架，上面安裝有數(shù)個(gè)滾輪，滾輪使船體繞豎直旋轉(zhuǎn)套管軸線AB旋轉(zhuǎn)靈活，又加強(qiáng)了活絡(luò)接頭的強(qiáng)度，當(dāng)船體由于風(fēng)浪發(fā)生擺動(dòng)時(shí)，滾輪化解應(yīng)力。這種設(shè)計(jì)解決了泵船因水流變化、風(fēng)浪顛簸、水位漲落而產(chǎn)生垂直、水平方向的移動(dòng)、擺動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。產(chǎn)品成本低、加工簡(jiǎn)單、故障少、使用性能好，值得推廣使用。

3 設(shè)計(jì)、操作注意事項(xiàng)

第一，根據(jù)輸水量要求確定輸水管的直徑大小，一般輸水管中水流速不大于2m/s,再根據(jù)輸水管的長(zhǎng)度確定管的壁厚，如果管的壁厚太薄，不能承受水流對(duì)船體的推力給輸水管產(chǎn)生力矩，則輸水管變形。

第二，組裝活絡(luò)接頭時(shí)通過(guò)調(diào)整轉(zhuǎn)輪支架9來(lái)調(diào)整滾輪11在豎向套筒接頭12環(huán)槽內(nèi)的間隙，要確保間隙相等，這樣豎向旋轉(zhuǎn)套筒的中軸線與豎向套筒接頭的中軸線重合，活絡(luò)接頭水平轉(zhuǎn)動(dòng)靈活可靠。

第三，定期更換水平旋轉(zhuǎn)套筒及豎向旋轉(zhuǎn)套筒處的密封填料，確保旋轉(zhuǎn)靈活且不滲濾。

結(jié)語(yǔ)

活絡(luò)接頭成功的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，解決了大型浮船取水泵站的難題，使用效果較好。盡管如此我們還需努力，不斷開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，為我國(guó)的給排水工程多作貢獻(xiàn)。

[1]中國(guó)市政工程西南設(shè)計(jì)院.給排水設(shè)計(jì)手冊(cè)[Z].