[实用新型]一种可自动浮沉式水能气动清淤装置

说明书

技术领域

本实用新型属于淤泥清理领域，具体涉及一种可自动浮沉式水能气动清淤装置。

背景技术

为推动国民经济的持续快速稳定增长，国务院提出了“依托黄金水道、建设长江经济带”的发展战略，给我国内河航运事业发展带来了重大契机。随着内河航运事业的发展和船型尺度的加大，对航道尺度的要求也日益提高。三峡工程的建设虽使航道等级大幅提升，为船舶大型化创造了条件，但在消落期变动回水区局部河段仍会出现水深不足，船舶无法正常通行的情况。这主要是由于水库蓄水改变了长江上游长期以来水流、泥沙与河床相互作用所形成的自然平衡条件，蓄水前的“洪淤枯冲”、年内泥沙冲淤基本平衡规律被打破，造成泥沙累积性淤积，需要在水库运行较长时间后才能恢复冲淤平衡。在变动回水区河段，每年还会存在天然河流与水库双重状态，由于泥沙累积性淤积，河床有所抬高，消落期部分河段将会出现航道水深、航宽不能满足船舶正常通行的要求而碍航。解决泥沙淤积对航道影响的主要措施包括以下三种：一是优化水库调度，二是通过工程措施进行泥沙治理，三是航道维护性疏浚措施。但是第一种方法水库调度涉及面广，合理的水库调度方案还需面临诸多问题；第二种方法三峡水库运行时间尚短，采取的工程措施还需继续进行河道观测和深入的分析研究；第三种方法主要用挖沙船来实现，但每次作业的成本和带来的生态环境影响很大。针对这些问题，罗肇森等人最近研究出一种新的冲沙输沙方法“气动清淤法”：固定于某一河段，通过外界向河道大量输送气体的方式增强水流紊动，从而达到清淤效果，但是该方式制造工艺，运行管理成本较高，且存在着不可移动的弊端。

在长江的中上游河道，由于修建了很多的水工建筑物，这使得河道淤积变得更加严重，但同时也使得淤泥粒径不断细化。研究发现，三峡水库变动回水区中绝大部分的淤泥的粒径都小于0.1mm。与其耗费大量的人力物力采用挖沙的方式对河道进行疏浚，不如减小河床底部淤泥的起动流速，使泥沙在较小的水流速度下从水深较浅区域运动到水深较深区域，这样可以达到局部清淤的目的，又能动态调整河床，增加低水期有效河流宽度，从而达到改善航道的效果。

由水力学知识可知，水流流速沿垂线大致呈指数分布，表面流速大，底部流速小，因而可利用一定流速的气体把河床泥沙上扬至某一高度，当水流流速大于泥沙起动流速时，泥沙可从浅滩起动输移至下游深槽。

为减少能源损耗，可以利用水流的动能为整个装置提供能量。通过水流的冲击，带动螺旋桨转动，通过一系列传动装置，带动充气筒滑竿工作。结合充气筒的工作原理，对空气进行压缩，把空气储存到一个类似于汽车轮胎的橡胶气囊里面，为气动吹沙提供所需的气体。同时用一个不锈钢外壳包裹内部结构，外壳两边安装集水器，下面设有排气管。集水器上安装有进、排水阀门，气囊内安装有气压测量表，通过往两边的集水器注水与排水改变整个装置的自重，实现其下沉与上浮。

实用新型内容

本实用新型的目的之一是为解决现有技术中的难题，提供一种效果好、成本低的一种可自动浮沉式水能气动清淤装置。

本实用新型提供一种可自动浮沉式水能气动清淤装置，包括：螺旋桨、金属外壳、固定装置、传动机构、充气筒、T型传气管道、外壳、集水器、集气囊及吹沙管道；所述外壳为胶囊状；所述外壳表面中部设有所述金属外壳；所述外壳两端设有两个半球形所述集水器；所述金属外壳连接表面弯曲的所述固定装置；所述传动机构、充气加压部件及集气囊设于所述外壳内部；

所述T型传气管道水平管道两端分别连接一组由充气筒、传动机构及螺旋桨依次连接的机构；所述T型传气管道的垂直管道通过一压力表连接所述集气囊；

所述传动机构包括：杠杆、螺旋桨连接齿轮、轴承及圆盘状传动轴；

所述圆盘状传动轴包括一圆盘及从所述圆盘圆心一侧突出的圆盘连杆，所述圆盘连杆顶端设有传动齿轮，所述圆盘另一侧固定有杠杆，所述杠杆超出所述圆盘一端为中空结构；

所述轴承两端均设有传动齿轮，其中一端连接所述螺旋桨连接齿轮，另一端连接所述圆盘连杆；

所述杠杆超出圆盘一端中空部分连接有充气筒的滑竿；所述充气筒另一端连接所述T型传气管道；

所述吹沙管道设于所述外壳底部；并通过一导管伸入所述外壳连接所述集气囊。

进一步的，所述螺旋桨叶片直径为1.5m。

进一步的，所述外壳内部装有压强感应器，可以随时监控集气囊的气压变化，通过压强感应器来控制集水器的工作状态。

进一步的，所述吹沙管道是由PVC管材料组成，顶部包括两条呈X状设置的主清淤管；所述主清淤管上均匀设有若干细管。