專利名稱：水動力自動清淤機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水利機(jī)械設(shè)備，更具體地涉及一種水動力自動清淤機(jī)。
背景技術(shù)：
大江大河泥沙淤積嚴(yán)重，長江中游曾一度斷航多日，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(yán)重威脅兩側(cè)河“下”城鄉(xiāng)廣大地 區(qū)人民群眾生命財產(chǎn)的安全。彎曲河道外側(cè)沖刷、內(nèi)側(cè)淤積，內(nèi)側(cè)淤積又迫使外側(cè)加速沖 刷，引起外側(cè)提岸大面積坍塌，一側(cè)沖一側(cè)淤河道軸線在不斷外移，雖能維持一定的河道過 水?dāng)嗝?，但河道愈來愈彎曲會增大行洪阻力而加速上游河道水位的上漲；若投入大量資金 在外側(cè)拋石保護(hù)重要提岸，則外側(cè)停止沖刷而內(nèi)側(cè)繼續(xù)淤積，勢必縮小河道過水?dāng)嗝婕铀?上游河道水位上漲，上游河道水位上漲則增大過水?dāng)嗝鏈p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(yán)重影響有效庫容及庫內(nèi)航行。因此，清淤問題已引起國家 領(lǐng)導(dǎo)的高度重視。但是，現(xiàn)有技術(shù)的水下挖泥清淤設(shè)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(jīng)管道、船舶等設(shè)備向外地輸送，這些設(shè)備及其運(yùn)行 成本很高，費(fèi)時、費(fèi)力且耗費(fèi)能源。因此，有必要提供一種簡單、高效且低成本的清淤機(jī)來克服上述缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種水動力自動清淤機(jī)，結(jié)構(gòu)簡單、高效且成本低，利用河流 水自身的沖動力而實(shí)現(xiàn)對河中泥沙的有效清理，有效地節(jié)約能源。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種水動力自動清淤機(jī)，包括漂浮體和被所述漂浮 體牽引且沉于水底的滾輪裝置，所述滾輪裝置包括滾輪和設(shè)于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 中將沉積于水底的泥沙掀起以被水沖走。較佳地，所述滾輪為實(shí)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(nèi)根據(jù)河水的 流速固定連接有一根或多根實(shí)心鐵棒以調(diào)節(jié)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(shè)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(cè)板及固定連接于 所述兩側(cè)板之間的多個鋼柱，所述鋼柱等間距的均勻分布于一個同心圓上。 較佳地，所述葉片呈直板狀或簸箕狀。較佳地，所說葉片直接焊接于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(diào)阻流片，通過控制所述可 調(diào)阻流片的轉(zhuǎn)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(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明水動力自動清淤機(jī)，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(jié)構(gòu)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，適用范圍廣。通過以下的描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本發(fā)明 的實(shí)施例。


圖1為本發(fā)明水動力自動清淤機(jī)的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為1所示水動力自動清淤機(jī)的另一角度的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明水動力自動清淤機(jī)的第一實(shí)施例的工作原理圖。圖4為本發(fā)明水動力自動清淤機(jī)的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為4所示水動力自動清淤機(jī)的沿A-A剖開的剖視圖。圖6a為本發(fā)明水動力自動清淤機(jī)的呈直板狀的葉片的側(cè)視圖。圖6b為本發(fā)明水動力自動清淤機(jī)的呈直板狀的葉片的正視圖。圖7a為本發(fā)明水動力自動清淤機(jī)的呈簸箕狀的葉片的側(cè)視圖。圖7b為本發(fā)明水動力自動清淤機(jī)的呈簸箕狀的葉片的正視圖。圖8a為本發(fā)明水動力自動清淤機(jī)的小型船的正視圖。圖8b為圖8a所示水動力自動清淤機(jī)的小型船的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例，附圖中類似的元件標(biāo)號代表類似的元件。如 上所述，本發(fā)明提供了一種水動力自動清淤機(jī)，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(jié)構(gòu)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，適用范圍廣。圖1 圖3描述了本發(fā)明水動力自動清淤機(jī)的第一實(shí)施例。首先請參考圖1及圖 2，本發(fā)明水動力自動清淤機(jī)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牽引且沉于水底101中。所述滾輪裝置30包括滾輪31 和設(shè)于所述滾輪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于水底的泥沙102掀起以被水 沖走。在本實(shí)施例中，所述滾輪31為實(shí)心滾筒式滾輪，所述葉片32交錯地布滿在所述實(shí) 心滾筒式滾輪的滾筒表面。對于以細(xì)沙沉積為主的河床(如黃河)，河底泥沙極容易揚(yáng)起來 被河水沖走，適于使用本實(shí)施例的滾筒式滾輪結(jié)構(gòu)的水動力自動清淤機(jī)進(jìn)行清理?？梢岳斫獾兀緦?shí)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(shè) 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(jìn)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(diào)整輪子的重量。使?jié)L輪滾動的速度不至于過快。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(shí)心鐵棒。若以象黃河這樣的大型河流來闡述本發(fā)明，滾輪的總長度可以設(shè)為6-12米左右。 由于滾輪太長，制造、運(yùn)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(lián)結(jié)起來。滾筒做成空心的，筒內(nèi)加鐵棒或水泥棒增重。直徑可設(shè)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(shí)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可直接焊接于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(shí)施例中的漂浮體10可為浮箱或浮筒，但對于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(dāng)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(diào)阻流片82，通過控制所述可調(diào)阻流片82的轉(zhuǎn)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(dāng)船上有人操控，可使用液壓系統(tǒng)為動力控制可調(diào)阻 流片82的轉(zhuǎn)動，可調(diào)阻流片82轉(zhuǎn)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(fā)明中，所述漂浮體10的作用如下首先，起導(dǎo)向作用，使所述滾輪裝置的滾 輪在滾動過程中不至于傾斜；其次，增大對滾輪的牽引力；最后，起標(biāo)示作用，人們可以通 過漂浮體10的位置，判斷滾輪大概在什么位置，是否還在滾動、滾動的速度如何等等。請參考圖3，現(xiàn)在具體描述本發(fā)明水動力自動清淤機(jī)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且沉于水底101中，而所述滾輪裝置30 的葉片32插入泥沙102中。當(dāng)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于水底的泥沙102掀起以被水沖走。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，由于有葉片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，并在葉 片32的作用下河水產(chǎn)生蝸旋，這大大地加大了河水對河床的沖蝕。其次，以細(xì)沙為沉積物 的河床在河水的沖刷下會形成獨(dú)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(xué)原理，是最耐沖蝕的形狀，當(dāng)滾輪31滾過時破壞了這種形狀，也會加 大河水對河床的沖蝕。而且，利用本發(fā)明水動力自動清淤機(jī)進(jìn)行反復(fù)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，自然沖蝕效果也就會加大。 這樣在河水的自然沖蝕下，這條由清淤機(jī)拉出的狹窄深溝會在河水的自然沖刷下，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(dāng)河水低于某臨界 流速時，河水中的泥沙就會沉積，而高于這個臨界流速時，泥沙就不再沉積而會被沖走。河 道變窄后河水的流速會更快，流速加快的河水將會加快對河床的自然沖蝕效果。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(fā)明水動力自動清淤機(jī)的第二實(shí)施例。與本發(fā)明水動力自 動清淤機(jī)的第一實(shí)施例相同，圖4 圖5顯示的水動力自動清淤機(jī)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 牽引且沉于水底中。所述滾輪裝置30’包括滾輪31’和設(shè)于所述滾輪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于水底的泥沙掀起以被水沖走。本實(shí)施例與第一實(shí)施例的不 同在于所述滾輪裝置30’的滾輪31’為柵欄式滾輪，所述柵欄式滾輪由兩圓形側(cè)板311’ 及固定連接于所述兩側(cè)板311’之間的多個鋼柱312’組成，所述鋼柱312’等間距的均勻 分布于一個同心圓上。所述葉片32’設(shè)于所述鋼柱312’上。鋼柱312’的數(shù)量可根據(jù)滾輪 31’直徑的大小來定，直徑大的滾輪31’使用鋼柱312’的數(shù)量也要多些。這種柵欄式滾輪 結(jié)構(gòu)，葉片32’揚(yáng)起的泥沙可以通過鋼柱312’之間的空隙被水沖走。對于淤泥含量大、質(zhì) 地較硬的泥沙混合型沉積河床，適合采用本實(shí)施例的柵欄式滾輪的水動力自動清淤機(jī)進(jìn)行 清理。
較佳地，也可以把滾輪做成多個短滾輪并聯(lián)起來的“滾筒_柵欄”式復(fù)合結(jié)構(gòu)。如 用三個短滾筒式滾輪和兩個短柵欄式滾輪組成的復(fù)合滾輪，側(cè)板處通過螺栓聯(lián)接或焊接而 成，結(jié)構(gòu)為“滾筒+柵欄+滾筒+柵欄+滾筒”。這樣的結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)是滾筒可以對河水產(chǎn)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沖走。還可以使用多個滾輪的串 聯(lián)。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(jié)省人力便于管理。以上結(jié)合最佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本發(fā)明并不局限于以上揭示的實(shí)施 例，而應(yīng)當(dāng)涵蓋各種根據(jù)本發(fā)明的本質(zhì)進(jìn)行的修改、等效組合。
權(quán)利要求
一種水動力自動清淤機(jī)，其特征在于包括漂浮體和被所述漂浮體牽引且沉于水底的滾輪裝置，所述滾輪裝置包括滾輪和設(shè)于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于水底的泥沙掀起以被水沖走。
2.如權(quán)利要求1所述的水動力自動清淤機(jī)，其特征在于所述滾輪為實(shí)心滾筒式滾輪。
3.如權(quán)利要求1所述的水動力自動清淤機(jī)，其特征在于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(nèi)可固定連接有一根或多根實(shí)心鐵棒或水泥棒以調(diào)節(jié)滾筒的重量。
4.如權(quán)利要求1所述的水動力自動清淤機(jī)，其特征在于所述滾輪為空心滾筒式滾輪， 所述空心滾筒式滾輪開設(shè)有小孔且空心處還填充有增重物。
5.如權(quán)利要求1所述的水動力自動清淤機(jī)，其特征在于所述滾輪為柵欄式滾輪，所述 柵欄式滾輪包括兩圓形側(cè)板及固定連接于所述兩側(cè)板之間的多個鋼柱，所述鋼柱等間距的 均勻分布于一個同心圓上。
6.如權(quán)利要求1所述的水動力自動清淤機(jī)，其特征在于所述葉片呈直板狀或簸箕狀。
7.如權(quán)利要求1所述的水動力自動清淤機(jī)，其特征在于所說葉片直接焊接于所述滾 輪上或通過螺栓呈可拆卸式連接到所述滾輪上。
8.如權(quán)利要求所述的水動力自動清淤機(jī)，其特征在于所述漂浮體通過牽引繩牽引所 述滾輪裝置。
9.如權(quán)利要求1所述的水動力自動清淤機(jī)，其特征在于所述漂浮體為浮箱或浮筒。
10.如權(quán)利要求1所述的水動力自動清淤機(jī)，其特征在于所述漂浮體為小型船，且所 述小型船安裝有可調(diào)阻流片，通過控制所述可調(diào)阻流片的轉(zhuǎn)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(fā)明公開了一種水動力自動清淤機(jī)，包括漂浮體和被所述漂浮體牽引且沉于水底的滾輪裝置，所述滾輪裝置包括滾輪和設(shè)于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于水底的泥沙掀起以被水沖走。本發(fā)明水動力自動清淤機(jī)，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(jié)構(gòu)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(yōu)先權(quán)日2010年6月13日
發(fā)明者陳景順 申請人:陳景順