水動力自動清淤機的製作方法

2023-05-29 15:23:51 1

專利名稱：水動力自動清淤機的製作方法
技術領域：
本發明涉及水利機械設備，更具體地涉及一種水動力自動清淤機。
背景技術：
大江大河泥沙淤積嚴重，長江中遊曾一度斷航多日，汛期與歷史同樣大流量時水 位上漲了很多，黃河河底逐年抬高已高出地平成為懸河，嚴重威脅兩側河「下」城鄉廣大地 區人民群眾生命財產的安全。彎曲河道外側衝刷、內側淤積，內側淤積又迫使外側加速衝 刷，引起外側提岸大面積坍塌，一側衝一側淤河道軸線在不斷外移，雖能維持一定的河道過 水斷面，但河道愈來愈彎曲會增大行洪阻力而加速上遊河道水位的上漲；若投入大量資金 在外側拋石保護重要提岸，則外側停止衝刷而內側繼續淤積，勢必縮小河道過水斷面加速 上遊河道水位上漲，上遊河道水位上漲則增大過水斷面減緩流速而加速淤積。水庫中流速 大為減緩，泥沙淤積更為快速，嚴重影響有效庫容及庫內航行。因此，清淤問題已引起國家 領導的高度重視。但是，現有技術的水下挖泥清淤設備，包括挖泥船、泥漿泵、清淤泵等，對淤泥的挖 掘需要 提供動力，還要提供動力將淤泥經管道、船舶等設備向外地輸送，這些設備及其運行 成本很高，費時、費力且耗費能源。因此，有必要提供一種簡單、高效且低成本的清淤機來克服上述缺陷。

發明內容
本發明的目的是提供一種水動力自動清淤機，結構簡單、高效且成本低，利用河流 水自身的衝動力而實現對河中泥沙的有效清理，有效地節約能源。為實現上述目的，本發明提供一種水動力自動清淤機，包括漂浮體和被所述漂浮 體牽引且沉於水底的滾輪裝置，所述滾輪裝置包括滾輪和設於所述滾輪外表面的多個葉 片，所述滾輪在水流的推動及所述漂浮體的牽引下滾動，所述葉片在所述滾輪的滾動過程 中將沉積於水底的泥沙掀起以被水衝走。較佳地，所述滾輪為實心滾筒式滾輪。較佳地，所述滾輪為空心滾筒式滾輪，所述空心滾筒式滾輪的空心內根據河水的 流速固定連接有一根或多根實心鐵棒以調節滾筒的重量。較佳地，所述滾輪為空心滾筒式滾輪，所述空心滾筒式滾輪開設有小孔且空心處 還填充有增重物。較佳地，所述滾輪為柵欄式滾輪，所述柵欄式滾輪包括兩圓形側板及固定連接於 所述兩側板之間的多個鋼柱，所述鋼柱等間距的均勻分布於一個同心圓上。 較佳地，所述葉片呈直板狀或簸箕狀。較佳地，所說葉片直接焊接於所述滾輪上或通過螺栓呈可拆卸式連接到所述滾輪 上。較佳地，所述漂浮體通過牽引繩牽引所述滾輪裝置。
較佳地，所述漂浮體為浮箱或浮筒。較佳地，所述漂浮體為小型船，且所述小型船安裝有可調阻流片，通過控制所述可 調阻流片的轉動方向以改變所述小型船對所述滾輪裝置的牽引力的大小。與現有技術相比，本發明水動力自動清淤機，利用水流為動力自動清理河床泥沙 淤積，不需要能源消耗，僅以水流為動力，且結構簡單、高效且成本低，適合對整條河流或一 段較長的河段的清淤工作，適用範圍廣。通過以下的描述並結合附圖，本發明將變得更加清晰，這些附圖用於解釋本發明 的實施例。


圖1為本發明水動力自動清淤機的第一實施例的結構示意圖。 圖2為1所示水動力自動清淤機的另一角度的結構示意圖。圖3為本發明水動力自動清淤機的第一實施例的工作原理圖。圖4為本發明水動力自動清淤機的第二實施例的結構示意圖。圖5為4所示水動力自動清淤機的沿A-A剖開的剖視圖。圖6a為本發明水動力自動清淤機的呈直板狀的葉片的側視圖。圖6b為本發明水動力自動清淤機的呈直板狀的葉片的正視圖。圖7a為本發明水動力自動清淤機的呈簸箕狀的葉片的側視圖。圖7b為本發明水動力自動清淤機的呈簸箕狀的葉片的正視圖。圖8a為本發明水動力自動清淤機的小型船的正視圖。圖8b為圖8a所示水動力自動清淤機的小型船的側視圖。
具體實施例方式現在參考附圖描述本發明的實施例，附圖中類似的元件標號代表類似的元件。如 上所述，本發明提供了一種水動力自動清淤機，利用水流為動力自動清理河床泥沙淤積，不 需要能源消耗，僅以水流為動力，且結構簡單、高效且成本低，適合對整條河流或一段較長 的河段的清淤工作，適用範圍廣。圖1 圖3描述了本發明水動力自動清淤機的第一實施例。首先請參考圖1及圖 2，本發明水動力自動清淤機包括漂浮體10、牽引繩20及滾輪裝置30，所述滾輪裝置30通 過所述牽引繩20被所述漂浮體10牽引且沉於水底101中。所述滾輪裝置30包括滾輪31 和設於所述滾輪31外表面的多個葉片32，所述滾輪31在水流的推動及所述漂浮體10的牽 引下滾動，所述葉片32在所述滾輪31的滾動過程中將沉積於水底的泥沙102掀起以被水 衝走。在本實施例中，所述滾輪31為實心滾筒式滾輪，所述葉片32交錯地布滿在所述實 心滾筒式滾輪的滾筒表面。對於以細沙沉積為主的河床(如黃河)，河底泥沙極容易揚起來 被河水衝走，適於使用本實施例的滾筒式滾輪結構的水動力自動清淤機進行清理。可以理解地，本實施例的滾筒式滾輪也可以做成空心的，該空心滾筒式滾輪開設 有小孔且空心處還填充有增重物。滾筒上開些小孔，以便滾筒進水，減小滾輪的浮力。而在 滾筒空心處裝填些增重物，以此來調整輪子的重量。使滾輪滾動的速度不至於過快。例如，較佳地，在所述空心滾筒式滾輪的空心處固定連接有一根或多根實心鐵棒。若以象黃河這樣的大型河流來闡述本發明，滾輪的總長度可以設為6-12米左右。 由於滾輪太長，製造、運輸過程中會有困難。因此滾筒可以先做成多個短滾筒，中間用法欄 和螺栓把它們聯結起來。滾筒做成空心的，筒內加鐵棒或水泥棒增重。直徑可設計成1500mm 左右。葉片的長度做成600-1000m，寬度為300mm左右，厚度15-25mm。這樣滾輪的直徑算 上葉片的長度在3000mm-4000mm之間。本實施例中的葉片32可呈直板狀(參考圖6a 6b)或簸箕狀(參考圖7a 7b)。 所說葉片32可直接焊接於所述滾輪上或通過螺栓呈可拆卸式連接到所述滾輪上。葉片32 之間的夾角在5-20度左右。本實施例中的漂浮體10可為浮箱或浮筒，但對於像黃河這樣的大河流的清淤，可 以考慮用小型船(參考圖8a及圖8b)充當漂浮體10。如圖所示，所述小型船包括船體81， 船體81上安裝有可調阻流片82，通過控制所述可調阻流片82的轉動方向以改變所述小型 船對所述滾輪裝置的牽引力的大小。當船上有人操控，可使用液壓系統為動力控制可調阻 流片82的轉動，可調阻流片82轉動到不同角度阻力不同，從而增大或減小小型船對滾輪的 牽引力。在本發明中，所述漂浮體10的作用如下首先，起導向作用，使所述滾輪裝置的滾 輪在滾動過程中不至於傾斜；其次，增大對滾輪的牽引力；最後，起標示作用，人們可以通 過漂浮體10的位置，判斷滾輪大概在什麼位置，是否還在滾動、滾動的速度如何等等。請參考圖3，現在具體描述本發明水動力自動清淤機的具體工作原理。如圖所示， 所述滾輪裝置30通過所述牽引繩被所述漂浮體牽弓I且沉於水底101中，而所述滾輪裝置30 的葉片32插入泥沙102中。當所述滾輪裝置30的滾輪31在在水流的推動(水流方向如圖 中箭頭N所示)及所述漂浮體10的牽引下滾動(滾動方向如圖中箭頭M所示)，所述葉片 32在所述滾輪31的滾動過程中將沉積於水底的泥沙102掀起以被水衝走。另外，滾輪31 的阻擋作用加快滾輪31和河床底部之間河水的流速，由於有葉片32的支撐，滾輪31在滾 動過程中與河床之間會有一個間隙，水流通過這個變得狹窄的間隙時流速會加快，並在葉 片32的作用下河水產生蝸旋，這大大地加大了河水對河床的衝蝕。其次，以細沙為沉積物 的河床在河水的衝刷下會形成獨特的半月形波浪紋底，和沙漠中的半月形沙丘一樣，這樣 的形狀符合流體力學原理，是最耐衝蝕的形狀，當滾輪31滾過時破壞了這種形狀，也會加 大河水對河床的衝蝕。而且，利用本發明水動力自動清淤機進行反覆清理，在河流的中心會 被拉出一條狹窄的深溝，這個狹窄的溝底河水流速也就會增大，自然衝蝕效果也就會加大。 這樣在河水的自然衝蝕下，這條由清淤機拉出的狹窄深溝會在河水的自然衝刷下，不斷的 加深加寬。因為同樣的流量下，河水的水道變窄，河水的流速就會加快。當河水低於某臨界 流速時，河水中的泥沙就會沉積，而高於這個臨界流速時，泥沙就不再沉積而會被衝走。河 道變窄後河水的流速會更快，流速加快的河水將會加快對河床的自然衝蝕效果。這樣也就 大大地加快 了河道的清淤的速度和效果。圖4 圖5顯示了本發明水動力自動清淤機的第二實施例。與本發明水動力自 動清淤機的第一實施例相同，圖4 圖5顯示的水動力自動清淤機包括包括漂浮體(圖未 示)、牽引繩(圖未示)及滾輪裝置30』，所述滾輪裝置30』通過所述牽引繩被所述漂浮體 牽引且沉於水底中。所述滾輪裝置30』包括滾輪31』和設於所述滾輪31』外表面的多個葉 片32』，所述滾輪31』在水流的推動及所述漂浮體10』的牽引下滾動，所述葉片32』在所述滾輪31』的滾動過程中將沉積於水底的泥沙掀起以被水衝走。本實施例與第一實施例的不 同在於所述滾輪裝置30』的滾輪31』為柵欄式滾輪，所述柵欄式滾輪由兩圓形側板311』 及固定連接於所述兩側板311』之間的多個鋼柱312』組成，所述鋼柱312』等間距的均勻 分布於一個同心圓上。所述葉片32』設於所述鋼柱312』上。鋼柱312』的數量可根據滾輪 31』直徑的大小來定，直徑大的滾輪31』使用鋼柱312』的數量也要多些。這種柵欄式滾輪 結構，葉片32』揚起的泥沙可以通過鋼柱312』之間的空隙被水衝走。對於淤泥含量大、質 地較硬的泥沙混合型沉積河床，適合採用本實施例的柵欄式滾輪的水動力自動清淤機進行 清理。
較佳地，也可以把滾輪做成多個短滾輪並聯起來的「滾筒_柵欄」式複合結構。如 用三個短滾筒式滾輪和兩個短柵欄式滾輪組成的複合滾輪，側板處通過螺栓聯接或焊接而 成，結構為「滾筒+柵欄+滾筒+柵欄+滾筒」。這樣的結構優點是滾筒可以對河水產生 較大的阻力而短滾筒兩端的泥沙又可以很容易的從柵欄處衝走。還可以使用多個滾輪的串 聯。即一個牽引繩牽引多個滾輪，滾輪與滾輪之間用繩子連接。這樣做的好處是可以提高 清淤的效率也節省人力便於管理。以上結合最佳實施例對本發明進行了描述，但本發明並不局限於以上揭示的實施 例，而應當涵蓋各種根據本發明的本質進行的修改、等效組合。
權利要求
一種水動力自動清淤機，其特徵在於包括漂浮體和被所述漂浮體牽引且沉於水底的滾輪裝置，所述滾輪裝置包括滾輪和設於所述滾輪外表面的多個葉片，所述滾輪在水流的推動及所述漂浮體的牽引下滾動，所述葉片在所述滾輪的滾動過程中將沉積於水底的泥沙掀起以被水衝走。
2.如權利要求1所述的水動力自動清淤機，其特徵在於所述滾輪為實心滾筒式滾輪。
3.如權利要求1所述的水動力自動清淤機，其特徵在於所述滾輪為空心滾筒式滾輪， 所述空心滾筒式滾輪的空心筒內可固定連接有一根或多根實心鐵棒或水泥棒以調節滾筒的重量。
4.如權利要求1所述的水動力自動清淤機，其特徵在於所述滾輪為空心滾筒式滾輪， 所述空心滾筒式滾輪開設有小孔且空心處還填充有增重物。
5.如權利要求1所述的水動力自動清淤機，其特徵在於所述滾輪為柵欄式滾輪，所述 柵欄式滾輪包括兩圓形側板及固定連接於所述兩側板之間的多個鋼柱，所述鋼柱等間距的 均勻分布於一個同心圓上。
6.如權利要求1所述的水動力自動清淤機，其特徵在於所述葉片呈直板狀或簸箕狀。
7.如權利要求1所述的水動力自動清淤機，其特徵在於所說葉片直接焊接於所述滾 輪上或通過螺栓呈可拆卸式連接到所述滾輪上。
8.如權利要求所述的水動力自動清淤機，其特徵在於所述漂浮體通過牽引繩牽引所 述滾輪裝置。
9.如權利要求1所述的水動力自動清淤機，其特徵在於所述漂浮體為浮箱或浮筒。
10.如權利要求1所述的水動力自動清淤機，其特徵在於所述漂浮體為小型船，且所 述小型船安裝有可調阻流片，通過控制所述可調阻流片的轉動方向以改變所述小型船對所 述滾輪裝置的牽引力的大小。
全文摘要
本發明公開了一種水動力自動清淤機，包括漂浮體和被所述漂浮體牽引且沉於水底的滾輪裝置，所述滾輪裝置包括滾輪和設於所述滾輪外表面的多個葉片，所述滾輪在水流的推動及所述漂浮體的牽引下滾動，所述葉片在所述滾輪的滾動過程中將沉積於水底的泥沙掀起以被水衝走。本發明水動力自動清淤機，利用水流為動力自動清理河床泥沙淤積，不需要能源消耗，僅以水流為動力，且結構簡單、高效且成本低。
文檔編號E02F5/28GK101864783SQ20101020242
公開日2010年10月20日 申請日期2010年6月13日 優先權日2010年6月13日
發明者陳景順 申請人:陳景順