齒輪傳動水流消能、發電和沉砂裝置的製造方法與流程

2023-07-11 18:33:27

本發明涉及一種用於河道水土保持的裝置，特別涉及一種齒輪傳動水流消能、發電和沉砂裝置的製造方法。

背景技術：

丘陵山區水土流失非常嚴重，造成下遊河床不斷升高，甚至因此引起決堤，我國的黃河為典型案例。為此，國家花費大量的人力物力財力用於水土保持。目前，防治水土流失的方法主要有植被措施和工程措施，而減少水流對下遊的衝刷也是工程措施的一部分，這就要對流水進行消能，特別是河流轉彎處的水頭直衝對岸處。

技術實現要素：

為了解決上述問題，本發明提供一種齒輪傳動水流消能、發電和沉砂裝置的製造方法，該裝置利用水的衝力讓滾輪旋轉，而滾輪上安裝的切水板可以改變水的流向和減小水的衝擊力，達到消能效果，並且可以發電等綜合利用。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種齒輪傳動水流消能、發電和沉砂裝置，包括消能、發電裝置和沉砂裝置，消能、發電裝置包括中心軸，動力板、切水板和發電機，沉砂裝置包括沉砂池和撈砂設備，其特徵在於：中心軸橫向設置在兩個支架上，中心軸上設有動力板，動力板外端連接切水板，中心軸一端設有輸出齒輪，輸出齒輪與發電機的齒輪嚙合，支架下部設有固定塊；所述的沉砂裝置為設置在消能、發電裝置下遊的沉砂池，所述的沉砂池設有監控器和撈砂設備，水流推動動力板使中心軸旋轉帶動發電機發電，同時切水板剪切水流改變水的流向，以達到消能作用，同時順流的河砂沉澱在沉砂池內，監控器監測到沉砂池滿後打開撈砂設備。

進一步的優選方案，所述的動力板為兩個梯形板組成的端面呈V形，並與中心軸圓心發散狀設置數排，其與中心軸連接端為短邊，其與切水板連接端為長邊，其夾角為90°-135°。

進一步的優選方案，在所述的發電機下部設有支撐。

進一步的優選方案，所述的切水板為矩形板，固定在一排動力板的V形端頭，使動力板形成V形腔。

進一步的優選方案，所述的支架為正三角形，在支架的上角設有軸承座，所述的中心軸兩端設有軸承並卡設在所述的軸承座內，在所述的支架下部連接固定塊。

進一步的優選方案，所述的沉砂池為矩形，沉砂池上壁設有監控器，沉砂池底部為向下的錐形底，所述的撈砂設備的進砂口設置在所述的錐形底部。

進一步的優選方案，所述的監控器設有中空的圓形形腔，內部設有橫板和與橫板連接的電子開關，在橫板上沉澱河砂達到一定重量時橫板傾斜將河砂卸下並自動彈起復位，在沉砂池裝滿時，河砂頂住傾斜的橫板，上面的河砂不能卸下，橫板不能復位，電子開關發出撈砂信號。

進一步的優選方案，所述的撈砂設備為吸砂泵，所述的吸砂泵的進砂口設置在沉砂池的錐形底部，上面的河砂可以自動下落到吸砂泵進砂口處。

本發明還公開了上述的齒輪傳動水流消能、發電和沉砂裝置的製造方法，其特徵包括如下步驟：

A消能、發電裝置製作：

1)截取一段鋼管作中心軸，一般直徑5-10cm，長度200-500cm；

2)以不鏽鋼鋼板製作動力板：切割兩塊相同形狀的直角梯形板，梯形板的短邊長度同配套的中心軸直徑，梯形板的長邊長度是短邊的2-3倍，梯形板高度為50-100cm，兩塊梯形板的直角邊焊接在一起，其以直角邊為軸線兩邊對稱，夾角為90°-135°，焊接後一端大一端小，並端面呈V形；

3)以不鏽鋼鋼板製作切水板：切水板為矩形，長度與動力板沿軸的長度一致，寬度為動力板大頭即長邊的長度一致；

4)支架製作：用角鐵焊接成兩個正三角支架，在支架的上角設置軸承座；

5)固定塊製作：固定塊為矩形體，採用水泥混凝土預製；

6)消能、發電裝置的組裝：將動力板以小頭即短邊沿中心軸焊接成3排，每排夾角為120°，兩個相鄰動力板之間距離根據需要設定，一般20-100cm，將切水板焊接在動力板外端，在中心軸兩端設置軸承，然後設置在兩個支架的軸承座內，在中心軸的凸出支架的一端設置輸出齒輪，輸出齒輪與設置在上部的發電機齒輪嚙合，發電機下部支撐與支架固定連接，將支架固定在固定塊上即可。

B沉砂裝置製作：

1)沉砂池為矩形，沉砂池底部為向下的錐形底；

2)在監控器內部設置中空的圓形形腔，在內部中間設置橫板，橫板一側與側壁彈性連接，在橫板設置電子開關，在橫板平行或傾斜卸下河砂時，開關不打開，在沉砂池河砂滿時，傾斜的橫板上面的河砂不能卸下，橫板不能復位，電子開關打開發出撈砂信號；

3)撈砂設備為吸砂泵，將吸砂泵的進砂口設置在沉砂池的錐形底部。

本發明還公開了上述的齒輪傳動水流消能、發電和沉砂裝置的施工方法，其特徵在於如下工藝和步驟：

1)在河道兩側或轉彎處，根據需要將一至數組固定塊設置在河床底部，將一套或數套齒輪傳動水流消能、發電裝置通過支架固定在固定塊上，將配套的發電機設置在支撐上，支撐與支架固定連接，中心軸尾端的輸出齒輪與設置在上部的發電機齒輪嚙合，將發電機輸出線連接存儲設備或連接輸出線路；

2)在一套或數套齒輪傳動水流消能、發電裝置的下遊5-20米處設置沉砂裝置，沉砂裝置包括沉砂池和監控器和撈砂設備；撈砂設備為吸砂泵，將吸砂泵的進砂口設置在沉砂池的錐形底部；

3)上遊水流順河道流下，在河道轉彎處衝擊本消能發電裝置的V形動力板，因動力板夾角內角向著迎水面產生阻力，從而導致中心軸在水流中不斷地旋轉，在旋轉過程中，切水板對水流進行切割，導致水流方向的改變，從而降低水流對河道兩岸或對岸的衝刷能量，並且旋轉的中心軸帶動發電機產生電能，同時順流的河砂沉澱在沉砂池內，監控器監測到沉砂池裝滿後打開吸砂泵將河砂運送到岸上。

本發明的有益效果

1.可以通過水流衝擊自動旋轉，達到消能作用，減少對下遊的衝刷，可以並排使用若干組，直到能量減少到設定值；

2.可以帶動發電機組，把水的動能轉變為電能；

3.可以將沉砂打撈上來利用，減少下遊河床升高。

附圖說明

圖1是本發明的齒輪傳動水流消能、發電裝置的主視結構示意圖；

圖2是本發明中動力板的立體結構示意圖；

圖3是圖1的右視結構示意圖，圖中帶有支架與固定塊連接結構示意；

圖4是圖1的俯視結構示意圖；

圖5是圖1的立體結構示意圖；

圖6是本發明的應用示意圖；

圖7是本發明的沉砂池及履帶卷揚機設置結構示意圖；

圖8是本發明的沉砂池及吸砂泵設置結構示意圖；

圖9是本發明的設置在沉砂池內的監控器結構示意圖；

圖10是圖9的監控器打開狀態結構示意圖。

圖中，1-中心軸，2-切水板，3-動力板，4-齒輪，5-發電機，6-支撐，7-輸出齒輪，8-支架，9-固定塊，10-沉砂池，11-監控器，12-履帶卷揚機，13-管道，14-河砂，15-進砂口，16-吸砂泵，17-橫板。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明做進一步的描述。

實施例，參考附圖：一種齒輪傳動水流消能、發電和沉砂裝置，包括消能、發電裝置和沉砂裝置，消能、發電裝置包括中心軸1，動力板3、切水板2和發電機5，沉砂裝置包括沉砂池10和撈砂設備，中心軸1橫向設置在兩個支架8上，中心軸1上設有動力板3，動力板3外端連接切水板2，中心軸1一端設有輸出齒輪7，輸出齒輪7與發電機5的齒輪4嚙合，發電機5下部設有支撐6連接支架8，支架8為正三角形，在支架8的上角設有軸承座，中心軸1兩端設有軸承並卡設在所述的軸承座內，在所述的支架8下部連接固定塊9；所述的沉砂裝置為設置在消能、發電裝置下遊的沉砂池10，所述的沉砂池10設有監控器11和撈砂設備，水流推動動力板3使中心軸1旋轉帶動發電機發電，同時切水板2剪切水流改變水的流向，以達到消能作用，同時順流的河砂14沉澱在沉砂池10內，監控器11監測到沉砂池10滿後打開撈砂設備。所述的動力板3為兩個梯形板組成的端面呈V形，並與中心軸1圓心發散狀設置數排，其與中心軸1連接端為短邊，其與切水板2連接端為長邊，其夾角為90°-135°。

進一步的，所述的切水板2為矩形板，固定在一排動力板3的V形端頭，使動力板3形成V形腔。

進一步的優選方案，所述的沉砂池10為矩形，沉砂池10上壁設有監控器11，沉砂池10底部為向下的錐形底，所述的撈砂設備的進砂口15設置在所述的錐形底部；監控器11設有中空的圓形形腔，內部設有橫板17和與橫板17連接的電子開關，在橫板17上沉澱河砂14達到一定重量時橫板17傾斜將河砂14卸下並自動彈起復位，在沉砂池10裝滿時，河砂14頂住傾斜的橫板17，上面的河砂14不能卸下，橫板17不能復位，電子開關發出撈砂信號；撈砂設備為吸砂泵16，所述的吸砂泵16的進砂口15設置在沉砂池10的錐形底部。

本實施例還公開了一種齒輪傳動水流消能、發電和沉砂裝置的製造方法，其特徵包括如下步驟：

A消能、發電裝置製作：

1)截取一段鋼管作中心軸1，一般直徑5-10cm，長度200-500cm；

2)以不鏽鋼鋼板製作動力板3：切割兩塊相同形狀的直角梯形板，梯形板的短邊長度同配套的中心軸1直徑，梯形板的長邊長度是短邊的2-3倍，梯形板高度為50-100cm，兩塊梯形板的直角邊焊接在一起，其以直角邊為軸線兩邊對稱，夾角為90°-135°，焊接後一端大一端小，並端面呈V形；

3)以不鏽鋼鋼板製作切水板2：切水板2為矩形，長度與動力板3沿軸的長度一致，寬度為動力板2大頭即長邊的長度一致；

4)支架製作：用角鐵焊接成兩個正三角支架8，在支架8的上角設置軸承座；

5)固定塊製作：固定塊9為矩形體，採用水泥混凝土預製；

6)消能、發電裝置的組裝：將動力板3以小頭即短邊沿中心軸1焊接成3排，每排夾角為120°，兩個相鄰動力板3之間距離根據需要設定，一般20-100cm，將切水板2焊接在動力板3外端，在中心軸1兩端設置軸承，然後設置在兩個支架8的軸承座內，在中心軸1的凸出支架8的一端設置輸出齒輪7，輸出齒輪7與設置在上部的發電機5齒輪4嚙合，發電機5下部支撐6與支架8固定連接，將支架8固定在固定塊9上即可；

B沉砂裝置製作：

1)沉砂池10為矩形，沉砂池10底部為向下的錐形底；

2)在監控器11內部設置中空的圓形形腔，在內部中間設置橫板17，橫板17一側與側壁彈性連接，在橫板17設置電子開關，在橫板17平行或傾斜卸下河砂14時，開關不打開，在沉砂池10河砂14滿時，傾斜的橫板17上面的河砂14不能卸下，橫板17不能復位，電子開關打開發出撈砂信號；

3)撈砂設備為吸砂泵16，將吸砂泵16的進砂口15設置在沉砂池10的錐形底部。

本實施例還公開了一種齒輪傳動水流消能、發電和沉砂裝置的施工方法，其特徵在於如下工藝和步驟：

1)在河道兩側或轉彎處，根據需要將一至數組固定塊9設置在河床底部，將一套或數套齒輪傳動水流消能、發電裝置通過支架8固定在固定塊9上，將配套的發電機5設置在支撐上，支撐6與支架8固定連接，中心軸1尾端的輸出齒輪7與設置在上部的發電機齒輪4嚙合，將發電機5輸出線連接存儲設備或連接輸出線路；

2)在一套或數套齒輪傳動水流消能、發電裝置的下遊5-20米處設置沉砂裝置，沉砂裝置包括沉砂池10和監控器11和撈砂設備；撈砂設備為履帶卷揚機12或吸砂泵16，將履帶卷揚機12或吸砂泵16的進砂口15設置在沉砂池10的錐形底部，履帶卷揚機12在沉砂池10內設置在管道13內；

3)上遊水流順河道流下，在河道轉彎處衝擊本消能發電裝置的V形動力板3，因動力板3夾角內角向著迎水面產生阻力，從而導致中心軸在水流中不斷地旋轉，在旋轉過程中，切水板2對水流進行切割，導致水流方向的改變，從而降低水流對河道兩岸或對岸的衝刷能量，並且旋轉的中心軸1帶動發電機5產生電能，同時順流的河砂14沉澱在沉砂池10內，監控器11監測到沉砂池10裝滿後打開履帶卷揚機12將河砂運送到岸上或打開吸砂泵16將河砂泵送到岸上，可以進行綜合利用。

以上所述的僅是本發明的優選實施方式，該裝置的旋轉半徑由水深決定。應當指出，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明創造構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。