CN102121449A - 一种水动机械及其使用方法和用途 - Google Patents

Abstract

本发明名称为《一种水动机械及其使用方法和用途》，属于水体流动能新能源开发利用技术领域。由于缺乏适用的机械设备和实施方法，水体流动能这一资源最丰富又最清洁廉价的可再生能源一直没有投入使用。本发明提供了水车型将轮式水动机、螺旋式水动机和组和式螺旋桨式水动机作为原动机，用以驱动发电机、泵机、泥沙扰动机、扰吸式泥浆扬升机和铲斗式泥沙挖掘机类工作机，形成了水流发电类、引水灌溉类和河道清淤类机械设备系统，并为建设水流发电厂站、引水灌溉厂站、实施长程引水工程及对河道淤积灾害综合治理提出了独具创意的方法。这些机械设备和使用方法对水流发电新能源开发、实施引黄河之水解黄土高原之渴的引黄济黄工程、解黄河悬河之危及淮河不治之患都提出了具体可行的技术方案。

Description

一种水动机械及其使用方法和用途

(一)技术领域

本发明涉及水体流动能新能源开发利用技术领域。

(二)背景技术

我国古代就有了水车水磨等利用水体流动能工作的水动机械，但由于只能在小河小溪上小规模的使用，加上认识上的偏见，使得中华民族这一古老的技术贡献没有被现代文明所发扬光大。陆地上江河水体流动能资源及其丰富，由于没有适用的机械设备和实施方法，所以将水体流动能转换成实用能源的技术至今仍不成熟，不仅没能用这种资源为人类造福，反而被其所造成的洪涝和河道淤积灾患长期困扰，河流的水资源也没有得到合理利用，山下河水自流走，山上用水贵如油的现象普遍存在，将水体流动能这一巨大的可再生清洁廉价能源用适用的机械装置和实施方法转变成可实用的新能源，并解决流域灌溉难及河道清淤难等技术难题，已经成为刻不容缓的科学任务。

(三)发明内容

本发明所要解决的技术问题就是要制造出一种能够将水体流动能转换成电能或就地利用的机械能的原动机械和相应的工作机械，并找到利用这些机械设备进行水流发电、引水灌溉及河道清淤高效实用的方法。

本发明所采用的技术方案是：

本发明提供了一种靠水体流动能驱动的水动机械。这种水动机械由水流发电类、引水灌溉类和河道清淤类水动机械组成。以江河自然流动水体或人工排泄水体的底床、船体或水上水下工作平台为承载体，以山岩、堤岸或人造台墩为固着点，安设在水流冲击下作旋转运动的水车型桨轮式水动机、螺旋式水动机或螺旋桨式水动机，用水车型桨轮式水动机、螺旋式水动机或模块式组装的螺旋桨式水动机组驱动发电机发电，就构成水流发电类水动机械，可建成水流发电厂站。用水车型桨轮式水动机、螺旋式水动机或螺旋桨式水动机直接驱动或用水流发电的电能辅助驱动泵机工作，就构成了引水灌溉类水动机械，可建成水动泵站。在船上安装桨轮和水车型桨轮式水动机，在水下工作平台上安装螺旋式水动机或螺旋桨式水动机、自行式犁泥机、泥沙扰动机或扰吸式泥浆扬升机和铲斗式挖泥机，就构成了一种靠河水流动能工作的河道清淤船。

河道清淤船在工作状态下船头对着流水前进的方向，在船尾部设置可自动或人工控制高度的水下工作平台，水下工作平台的底部固定安设三个以上带弹簧的滑板状支撑脚、自行式犁泥机、泥沙扰动机或扰吸式泥浆扬升机。在水下工作平台上面安设螺旋式水动机或螺旋桨式水动机，并使之通过传动装置，带动泥沙扰动机或扰吸式泥浆扬升机的工作主轴发生转动，将水底处于凝结状态的泥沙扰动成悬浮颗粒被水流长距离搬运，或变成泥浆被扰吸式泥浆扬升机排放到附近的预设位置重新淤积。以船甲板或甲板上桩墩为基座，使中心主轴横跨船体，在左右船舷外平衡对称地安装两个同型号的水车型桨轮式水动机。这样的水动机可以在船上安装多对，用以驱动发电机或近处的工作机。将船舷一侧或两侧的多个水车型桨轮式水动机通过平面连杆机构连接起来，形成同步联动的动力系统。在船头最前面的一对水车转轮的轮圈外缘加装多个铲斗式铲挖泥沙工具，使铲斗运行到转轮下方时铲挖动作是向前的，在铲斗卸载位置处设置卸料导流槽，就构成了铲斗式挖泥机。在船头正前方设置轮毂中心线与船体中心线一致的桨轮，通过带离合器的传动装置与最靠近船头的一对水车型桨轮式水动机的共用轴传动连接。

螺旋式水动机由集水口、机壳、中心主轴、螺旋叶片、轴承、支架和基座组成。集水口呈喇叭口状，开口端对着来水方向。机壳呈圆筒形，机壳内安设主轴和螺旋叶片。在机壳两端安装前后轴承和支撑在机壳固定环上的轴承支架，机壳固定环由固定在水体底床或水下工作平台上的基座支撑。螺旋式水动机的主轴通过加速或不加速的传动装置与发电机的转子轴、泵机的泵轴或河道清淤类工作机械的旋转主轴传动连接，形成水动发电机类、水动泵机类或河道清淤类水动机械。

水车型桨轮式水动机由中心主轴、轮毂、辐条、一对圆形轮圈、轮圈连杆、固定桨叶、滑动桨叶、滑轨和桨叶滑动机构、轴承、轴承支架和基座组成。滑轨和桨叶滑动机构由安装在辐条上的滑轨、安装在滑轨或桨叶上的滑动构件、安装在滑动桨叶上的进退挡件、滑轨两端带有弹性垫块的前挡件和后挡件组成。水车型桨轮式水动机转轮固定在中心主轴上或通过轴承围绕中心主轴旋转，中心主轴的轴向与水流流动方向垂直，桨叶安设在分别支撑两轮圈的一对平行辐条组成的平面内，转轮浸没于水中的部分不超过中心主轴，转轮的最大厚度不超过水槽宽度或可用水体的宽度。其中心主轴或转轮轮毂通过加速或不加速的传动装置与发电机的转子轴、泵机的泵轴或清淤类旋转机械的主轴传动连接，形成水动发电机类、水动泵机类或水动清淤机类水动机械。水车型桨轮式水动机发电机组或水动机泵机组可以成区段成规模的安装，建成发电厂站或泵站。

自行式犁泥机由多个犁铧机构在横向上排列而成。单个犁铧机构由犁铧、犁身、犁身连接横轴和犁身控制杆组成。犁身呈尖端朝前下方的鱼钩形，尖端部固定一个可更换的犁铧，犁身与犁身连接横轴呈固定铰链连接，与犁身控制杆呈活动铰链连接。犁身控制杆上端与可在船上控制其升降的机构相连接，通过上拉或下压犁身控制杆，可控制犁铧插入泥沙的深度，进而控制船体的前进速度。多个这样的单个犁铧机构沿犁身连接横轴一字排列，就构成了自行式犁泥机。

泥沙扰动机有横轴和立轴两种类型。横轴式泥沙扰动机由辊面布满叶片状和/或尖齿状刮削工具的转辊、中心辊轴、固定在水下工作平台横杠上的连杆和以连杆为支架的两侧轴承组成。用水下工作平台上的螺旋式水动机或螺旋桨式水动机的主轴或传动轴经过加速或不加速的传动装置与转辊辊轴连接，转辊就会发生刮扫泥沙的转动。立轴式泥沙扰动机由独立的但刷扫区域相连的两个或两个以上布满弹性刷丝的刷头及其上部的直立转轴、以工作平台底杠为支架的转轴轴承及轴顶悬挂装置组成。用螺旋式水动机或螺旋桨式水动机的主轴或传动轴通过加速传动装置与转刷转轴连接，转刷就会发生扫杨泥沙的转动。横轴和立轴式泥沙扰动机可以同时使用或择一而用。

扰吸式泥浆扬升机由立轴式泥沙扰动机外加一个钟形罩壳而成。罩壳悬吊固定在水下工作平台底杠上，顶部中心与泥沙扰动机的立轴呈轴承连接，在罩壳内壁上设置与转刷转动方向一致的上旋螺旋叶片，在罩壳底部留有进水口，上部侧壁上开有泥浆泵的吸浆口。用水下工作平台上螺旋式水动机或螺旋桨式水动机和/或电动机同时驱动扰吸式泥浆扬升机转刷主轴和泥浆泵的泵轴，便将原来处于凝结状态的泥沙变成泥浆，再经泥浆泵排送到水面以上的预定位置。

本发明提出一种水动机械的使用方法和用途。水流发电类、引水灌溉类和河道清淤类水动机械的使用方法和用途包括建设水流发电厂站的方法、建设引水灌溉厂站或实施长程引水工程的方法及河道淤积灾害的综合治理方法。建设水流发电厂站可因地制宜地选用水动机、水动机多机联拼或模块式整体组装及采用人造急流的办法。在河流上游，向河道外的受水高地长程引水，可采用节能引水法，从比受水高地海拔更高的河道段取水，使用密闭的引水管道一直连通到受水高地。此法适用于引黄济黄工程，引黄河之水解黄土高原之渴。河道淤积灾害综合治理适宜采用清淤和造地并举的方法，用此法可解决黄河的悬河之危和淮河的不治之患。

建设水流发电厂站的方法包括因地制宜地选用水动机、水动机多机联拼或模块式整体组装及采用人造急流的办法。以砾石为底床的山区急流、瀑布或电站和水库的人工排泄水流发育区段，适宜安装跨水道的水车型桨轮式水动机。在蛇曲河侧向侵蚀和边滩发育河段，适宜在靠近凹岸处使用螺旋式水动机。在面流发育、水体厚度不适于安装大型螺旋式或螺旋桨式水动机的河段，适宜使用螺旋式或螺旋桨式模块式组合的水动机及大跨度的水车型桨轮式水动机。在水体厚度较大的河段进行水流发电，可在水下投放模块式螺旋式或螺旋桨式水动机发电工作系统，水上架设水车型桨轮式水动机发电工作系统。多个同向旋转的螺旋式水动机或螺旋桨式水动机主轴可以通过齿轮传动共用一个传动轴。将组合后水动机组的传动轴连同加速传动装置、发电机及输电设备进行工厂化模块式组装，按设定位置和朝向整体投放在水体底床上或船间急流中，便可立即自动发出可用电能。水车型桨轮式水动机可以在工厂生产带或不带中心主轴的同型号单机。将多个不带中心主轴的单机，在转轮的轮毂、辐条和/或轮圈处加以螺栓固定，只给两端的单机安设中心主轴，可以拼接成更大厚度的组合机。在宽阔水域提高发电效率宜采用人造急流方法。可通过人工修建水下沙坝制造急流，用河道清淤船或其它挖泥沙机械在上游修筑喇叭口形集水沙坝，在接续的下游区域用两侧沙坝围成一个狭窄的发电专用水道。在水面上按设定间距固定排放报废或专用船只，在两船之间造成局部急流。可采用一船装多对用或不用平面连杆机构的水车型桨轮式水动机组，或两船吊装一块模块状组装的螺旋式或螺旋桨式水动机组，进行水流发电，建设永久性电站可用水泥坝代替沙坝，用间隔式水泥台墩代替船体。

建设引水灌溉厂站或实施长程引水工程的方法是：在需要引水的河段，成规模地建设水动泵站，并配套地就近建设水流发电站，在泵站不能把水引到需要的高度时，从发电站引入电源，用电动泵机辅助引水。除一般性引水上岸或引水上山以外，在河流上游向比河道高的受水高地引水，可采用节能方法。在取水河流上游，找到比受水高地海拔更高的河道段作为取水点。含沙水流需修建两个以上沉淀池，并用水动泵机和/或电动泵机使沉淀池始终蓄满水。从取水点开始沿河道底床或其它就近途径布设密闭的直通受水高地的引水管道。在引水管道的取水口和出水口处各设置一个中止阀门，沿河道底床布设的管道到达离受水高地最近的河道段后，加装一个泄水管道和终止阀门，然后管道上岸爬高，直通到受水高地的蓄水体或输配水管道或渠道。关闭终止阀门，开启或关闭中止阀门，管道开始或中止引水。打开终止阀门并将引水管道的取水口和出水口都置于大气中，整个管道的水便会全部自然排空，结束引水过程。此方法适用于引黄济黄工程，引黄河之水解决黄土高原之渴。

引黄济黄工程分为就近引水和长程引水两种方法。在紧邻黄河河道的陕北东部和山西南部的黄土高原地区采用就近引水方式，利用水动泵站和水流电站直接将近岸的黄河水引上岸边制高点，然后通过输配水渠道或管道从高往下逐级灌溉。向远离黄河河道的白于山高地引水，须在黄河上游海拔高度在1900米以上的适宜河段设取水点和沉淀池。从取水点开始沿黄河河道底床布设密闭引水管道，到达青铜峡至银川之间的适宜低点后，加装分支泄水管道和终止阀门，然后管道登陆直通白于山高地。这条管道可解决黄土高原地势最高且最干旱的定边、靖边、吴旗诸地的缺水问题。向黄土高原腹地地势较低的地区引水，采取向白于山引水一样的方法。在引水管道越过白于山高地以后，可利用以高地为发源地的各条河流为主输水渠道，并在河流的不同海拔高度处修筑蓄水体和输配水管道和渠道。

河道淤积灾害的综合治理方法是开河与造地并举。治理河流下游、河口湾及三角洲地区的泥沙淤积灾害，适于在输浚河道的同时，首先将滩地改造成生产生活用地。在河流堤岸内设计规划出欲清理的分支河道的宽度和走向，使分支河道与主河道在上下游的设计位置合并连通，中间留出心滩形地块。在丰水或洪水期，利用河道清淤船上的泥沙扰动机对分支河道进行扫扬泥沙作业，先清理出河道清淤船具备工作条件的工作河道。在河滩露出水面以后，利用船上的铲斗式挖掘机或其它由水流发电站提供能源的电动挖掘工具，将主流河道和分支河道底床和漕帮上的泥沙挖掘出来，卸载到分支河道与主流河道围出的滩上地块周围，形成围堰式堆积。在此同时或随后，启动扰吸式泥浆扬升机，向围堰内排放泥浆。如此持续作业下去，直到使滩上地块成为安全的永久性的生产生活用地为止。在河岸以外造地，不需挖泥造堰，只需就近向堤岸外的堤岸坡或其它地貌单元持续地泼洒泥浆。可设多级泵站，利用水流发电的能源，将泥浆逐步向远方输送，从而由近及远地不断淤高河流堤岸及低于堤岸的洼地、行蓄洪区或其它地貌单元，不断扩大岸边高地的范围。用河道清淤、岸内外造地的综合治理方法，可彻底解决黄河的悬河之危和淮河的不治之患。

本发明的有益效果在于：第一，所提供的螺旋式水动机、水车型桨轮式水动机及模块组合式螺旋桨式水动机为水流发电、引水灌溉及河道清淤提供了将水体流动能转换成电能和机械能的原动机，对水车型桨轮式水动机提供了拼装组合机的方法，通过平面连杆机构多机联动的方法及在船体上和跨河道安装使用等方法，特别是加装滑动加长桨叶的技术措施，使得在不增大水动机转轮直径的情况下，有效工作半径增加一倍以上，极大地增强了该机型在发电和其它使用方面的功率、效率，大大降低了制造和安装的难度，有可能成为进行水体流动能转化的主打机型；第二，水动清淤船的进止及各项作业的动力完全由河水流动能自给自足，特别是通过控制自行式犁泥机机构调解船体移动速度，即起到移动船锚的作用，又起到翻动凝结泥沙的作用，成为船上其它原动机和作业机能够得到持续做功水流的关键性控制机构，水动清淤船完全由水体流动能提供能源，作业功能齐全的特点是其它清淤船类无法相比的；第三，水动泵机类水动机械直接将水体流动能就地转化为引水灌溉的机械能，比先发电再用电动机驱动泵机更能减少水体流动能损耗，同时也做到发电和电动设备的零损耗；第四，采用节能引水法，用密闭管道从比受水高地海拔更高的河段长程引水，充分利用了河流上游坡降大、水流急及在密闭管道内水往低处流的特点，实现了长程引水的自动化，本发明所提出的引黄济黄技术路线，全面治愈了黄土高原长期干旱缺水的顽疾，比引东部海水到西部造海的技术战略不仅更经济可行，而且避免了引进盐分的负面效应；第五，用水动清淤船清理河道与小浪底水利枢纽工程的调水调沙工程相比，更具灵活性、选择性和常态化。特别是利用水动机械实行清淤和造地并举的技术战略，不使用其它能源，以河治河，既根除淤积灾害，又收获大片生产生活用地，可解黄河悬河之危和淮河不治之患，是综合治理泥沙淤积灾害的低碳、高效、治本之法。

(四)附图说明

图1是水动清淤船水下工作平台的侧视图。1——螺旋式水动机集水口，2——机壳，3——含轴承的支架，4——中心主轴，5——螺旋叶片，6——基座，7——加速变速器，8——泥沙扰动机立轴，9——含轴承的悬挂装置，10——水下工作平台支撑脚，11——犁身控制杆，12——犁身连接横轴，13——刷头，14——犁身，15——刷丝，16——犁铧。

图2是水车型桨轮式水动机的侧视图。21——转轮轮圈，22——含固定桨叶和滑轨的辐条，23——轮毂，24——中心主轴，25——后挡件，26——基座，27——前挡件，28——滑动桨叶进退挡件，29——滑动桨叶，30——船身。

(五)具体实施方式

实施例一，河道清淤船的作业操作方法。河道清淤船上设有水下工作平台的控制机构和操纵系统，可在船上设立桩墩，用固定铰链连接方式安设一对拖动并控制水下工作平台行进方向的辕杠，再在水下工作平台的远端设置起吊钢缆，便可在船上控制水下工作平台的方位和投放高度。为了保证水动机有比较大的工作水流流速，必须对船顺水漂流的速度加以控制，水下工作平台本身有拖住船体的作用，卧式泥沙扰动机和铲斗式挖泥机工作时都产生抑制船只前进的作用力。自行式犁泥机则是对船只的漂流起关键控制作用的机构，通过更换犁铧16的型号或通过犁身控制杆11调整犁铧16插入泥沙的深度，便可使船只按照需要的速度前进。螺旋式水动机和泥沙扰动机工作系统工作时，水流通过集水口1进入螺旋式水动机的机壳2，推动螺旋叶片5带动中心主轴4发生转动。中心主轴的转动通过加速变速器7传递给立式泥沙扰动机的直立中心主轴8，从而带动刷头13和刷丝15发生快速转动，扫扬水体底床上的泥沙。前有犁泥机的犁翻，后有卧式和/或立式泥沙扰动机的扫扬，河道清淤船的清淤效率会很高。在实施造地工作任务时，不使用泥沙扰动机，换成扰吸式泥浆扬升机，或在船头装上两个铲斗式挖泥机。挖泥机挖掘河道侧面的漕帮时，反作用力会使船头和挖泥机离开工作面，这时启动安装在船头的桨轮，产生侧向推力，抵抗掉挖掘时的反作用力。扰吸式泥浆扬升机和铲斗式挖泥机工作时需要的动力较大，水流速度小时需从主水道设置发电船或发电厂站，给河道清淤船提供补充动力源。

实施例二，水车型桨轮式水动机的结构和做功方式。当水车型桨轮式水动机处在工作位置时，水流会自然推动桨叶使转轮发生转动。滑动加长桨叶29安装在辐条22的滑动轨道上。当辐条运动到来水方向的水平线以下开始向下倾斜时，滑动桨叶29依靠自身重力和滑轨上的滑动机构自动向轮圈外滑出，滑动到设定的终点位置时，滑动桨叶进退挡件28被带橡胶垫的前挡件27挡住，在水流推动下继续随转轮向下向前运动。当滑动桨叶29出离水面，运动到水平线以上时，又会依靠自身重力和滑动机构自动向轮毂23处滑回，最后滑动桨叶进退挡件28被带橡胶垫的后挡件25挡住不动。就这样，转轮每转动一周，滑动桨叶29就做一次入水滑出、出水滑回的运动，使转轮在直径不增加的情况下，有效工作力臂增加一倍以上。

Claims (12)

1.一种水动机械，包括螺旋桨式水动机，其特征在于所述的水动机械由水流发电类、引水灌溉类和河道清淤类水动机械组成，以江河自然流动水体或人工排泄水体的底床、船体或水上水下工作平台为承载体，以山岩、堤岸或人造台墩为固着点，安设在水流冲击下作旋转运动的水车型桨轮式水动机、螺旋式水动机或螺旋桨式水动机，用水车型桨轮式水动机、螺旋式水动机或模块式组装的螺旋桨式水动机组驱动发电机发电，就构成水流发电类水动机械，可建成水流发电厂站，用水车型桨轮式水动机、螺旋式水动机或螺旋桨式水动机直接驱动或用水流发电的电能辅助驱动泵机工作，就构成了引水灌溉类水动机械，可建成水动泵站，在船上安装桨轮和水车型桨轮式水动机，在水下工作平台上安装螺旋式水动机或螺旋桨式水动机、自行式犁泥机、泥沙扰动机或扰吸式泥浆扬升机和铲斗式挖泥机，就构成了一种靠河水流动能工作的河道清淤船。

2.根据权利要求1所述的水动机械，其特征在于所述的河道清淤船在工作状态下船头对着流水前进的方向，在船尾部设置可自动或人工控制高度的水下工作平台，水下工作平台的底部固定安设三个以上带弹簧的滑板状支撑脚(10)、自行式犁泥机、泥沙扰动机或扰吸式泥浆扬升机，在水下工作平台上面安设螺旋式水动机或螺旋桨式水动机，并使之通过传动装置，带动泥沙扰动机或扰吸式泥浆扬升机的工作主轴发生转动，将水底处于凝结状态的泥沙扰动成悬浮颗粒被水流长距离搬运，或变成泥浆被扰吸式泥浆扬升机排放到附近的预设位置重新淤积，以船甲板或甲板上桩墩为基座，使中心主轴横跨船体，在左右船舷外平衡对称地安装两个同型号的水车型桨轮式水动机，这样的水动机可以在船上安装多对，用以驱动发电机或近处的工作机，将船舷一侧或两侧的多个水车型桨轮式水动机通过平面连杆机构连接起来，形成同步联动的动力系统，在船头最前面的一对水车转轮的轮圈外缘加装多个铲斗式铲挖泥沙工具，使铲斗运行到转轮下方时铲挖动作是向前的，在铲斗卸载位置处设置卸料导流槽，就构成了铲斗式挖泥机，在船头正前方设置轮毂中心线与船体中心线一致的桨轮，通过带离合器的传动装置与最靠近船头的一对水车型桨轮式水动机的共用轴传动连接。

3.根据权利要求1或2所述的水动机械，其特征在于所述的螺旋式水动机由集水口(1)、机壳(2)、中心主轴(4)、螺旋叶片(5)、轴承、支架(3)和基座(6)组成，集水口呈喇叭口状，开口端对着来水方向，机壳(2)呈圆筒形，机壳(2)内安设中心主轴(4)和螺旋叶片(5)，在机壳两端安装前后轴承和支撑在机壳固定环上的轴承支架(3)，机壳固定环由固定在水体底床或水下工作平台上的基座(6)支撑，螺旋式水动机的主轴(4)通过加速或不加速的传动装置与发电机的转子轴、泵机的泵轴或河道清淤类工作机械的旋转主轴传动连接，形成水动发电机类、水动泵机类或河道清淤类水动机械。

4.根据权利要求1或2所述的水动机械，其特征在于所述的水车型桨轮式水动机由中心主轴(24)、轮毂(23)、辐条(22)、一对圆形轮圈(21)、轮圈连杆、固定桨叶、滑动桨叶(29)、滑轨和桨叶滑动机构、轴承、轴承支架和基座(26)组成、滑轨和桨叶滑动机构由安装在辐条上的滑轨、安装在滑轨或桨叶上的滑动构件、安装在滑动桨叶上的进退挡件(28)、滑轨两端带有弹性垫块的前挡件(27)和后挡件(25)组成、水车型桨轮式水动机转轮固定在中心主轴上或通过轴承围绕中心主轴旋转，中心主轴的轴向与水流流动方向垂直，桨叶安设在分别支撑两轮圈的一对平行辐条(22)组成的平面内，转轮浸没于水中的部分不超过中心主轴，转轮的最大厚度不超过水槽宽度或可用水体的宽度，其中心主轴(24)或转轮轮毂(23)通过加速或不加速的传动装置与发电机的转子轴、泵机的泵轴或清淤类旋转机械的主轴传动连接，形成水动发电机类、水动泵机类或水动清淤机类水动机械、水车型桨轮式水动机发电机组或水动机泵机组可以成区段成规模的安装，建成发电厂站或泵站。

5.根据权利要求1或2所述的水动机械，其特征在于所述的自行式犁泥机由多个犁铧机构在横向上排列而成，单个犁铧机构由犁铧(16)、犁身(14)、犁身连接横轴(12)和犁身控制杆(11)组成，犁身呈尖端朝前下方的鱼钩形，尖端部固定一个可按需更换的犁铧(16)，犁身(14)与犁身连接横轴(12)呈固定铰链连接，与犁身控制杆(11)呈活动铰链连接，犁身控制杆(11)上端与可在船上控制其升降的机构相连接，通过上拉或下压犁身控制杆(11)，可控制犁铧(16)插入泥沙的深度，进而控制船体的前进速度，多个这样的单个犁铧机构沿犁身连接横轴(12)一字排列，就构成了自行式犁泥机。

6.根据权利要求1或2所述的水动机械，其特征在于所述的泥沙扰动机有横轴和立轴两种类型，横轴式泥沙扰动机由辊面布满叶片状和/或尖齿状刮削工具的转辊、中心辊轴、固定在水下工作平台横杠上的连杆和以连杆为支架的两侧轴承组成，用水下工作平台上的螺旋式水动机或螺旋桨式水动机的主轴或传动轴经过加速或不加速的传动装置与转辊辊轴连接，转辊就会发生刮扫泥沙的转动，立轴式泥沙扰动机由独立的但刷扫区域相连的两个或两个以上布满弹性刷丝(15)的刷头(13)及其上部的直立转轴(8)、以工作平台底杠为支架的转轴轴承及轴顶悬挂装置(9)组成，用螺旋式水动机或螺旋桨式水动机的主轴(4)或传动轴通过加速传动装置(7)与转刷转轴(8)连接，转刷就会发生扫杨泥沙的转动，横轴和立轴式泥沙扰动机可以同时使用或择一而用。

7.根据权利要求1或2所述的水动机械，其特征在于所述的扰吸式泥浆扬升机由立轴式泥沙扰动机外加一个钟形罩壳而成，罩壳悬吊固定在水下工作平台底杠上，顶部中心与泥沙扰动机的立轴呈轴承连接，在罩壳内壁上设置与转刷转动方向一致的上旋螺旋叶片，在罩壳底部留有进水口，上部侧壁上开有泥浆泵的吸浆口，用水下工作平台上螺旋式水动机或螺旋桨式水动机和/或电动机同时驱动扰吸式泥浆扬升机转刷主轴和泥浆泵的泵轴，便将原来处于凝结状态的泥沙变成泥浆，再经泥浆泵排送到水面以上的预定位置。

8.一种水动机械的使用方法和用途，其特征在于所述的水流发电类、引水灌溉类和河道清淤类水动机械的使用方法和用途包括建设水流发电厂站的方法、建设引水灌溉厂站或实施长程引水工程的方法及河道淤积灾害的综合治理方法，建设水流发电厂站可因地制宜地选用水动机、水动机多机联拼或模块式整体组装及采用人造急流的办法，在河流上游，向河道外的受水高地长程引水，可采用节能引水法，从比受水高地海拔更高的河道段取水，使用密闭的引水管道一直连通到受水高地，此法适用于引黄济黄工程，引黄河之水解黄土高原之渴，河道淤积灾害综合治理适宜采用清淤和造地并举的方法，用此法可解决黄河的悬河之危和淮河的不治之患。

9.根据权利要求8所述的水动机械的使用方法和用途，其特征在于所述的建设水流发电厂站的方法包括因地制宜地选用水动机、水动机多机联拼或模块式整体组装及采用人造急流的办法，以砾石为底床的山区急流、瀑布或电站和水库的人工排泄水流发育区段，适宜安装跨水道的水车型桨轮式水动机，在蛇曲河侧向侵蚀和边滩发育河段，适宜在靠近凹岸处使用螺旋式水动机，在面流发育、水体厚度不适于安装大型螺旋式或螺旋桨式水动机的河段，适宜使用螺旋式或螺旋桨式模块式组合的水动机及大跨度的水车型桨轮式水动机，在水体厚度较大的河段进行水流发电，可在水下投放模块式螺旋式或螺旋桨式水动机发电工作系统，水上架设多机联拼的水车型桨轮式水动机发电工作系统；多个同向旋转的螺旋式水动机或螺旋桨式水动机主轴可以通过齿轮传动共用一个传动轴，将组合后水动机组的传动轴连同加速传动装置、发电机及输电设备进行工厂化模块式组装，按设定位置和朝向整体投放在水体底床上或船间急流中，便可立即自动发出可用电能，水车型桨轮式水动机可以在工厂生产带或不带中心主轴的同型号单机，将多个不带中心主轴的单机，在转轮的轮毂(23)、辐条(22)和/或轮圈(21)处加以螺栓固定，只给两端的单机安设中心主轴，可以拼接成更大厚度的组合机；在宽阔水域提高发电效率宜采用人造急流方法，可通过人工修建水下沙坝制造急流，用河道清淤船或其它挖泥沙机械在上游修筑喇叭口形集水沙坝，在接续的下游区域用两侧沙坝围成一个狭窄的发电专用水道，在水面上按设定间距固定排放报废或专用船只，在两船之间造成局部急流，可采用一船装多对用或不用平面连杆机构的水车型桨轮式水动机组，或两船吊装一块模块状组装的螺旋式或螺旋桨式水动机组，进行水流发电，建设永久性电站可用水泥坝代替沙坝，用间隔式水泥台墩代替船体。

10.根据权利要求8所述的水动机械的使用方法和用途，其特征在于所述的建设引水灌溉厂站或实施长程引水工程的方法是：在需要引水的河段，成规模地建设水动泵站，并配套地就近建设水流发电站，在泵站不能把水引到需要的高度时，从发电站引入电源，用电动泵机辅助引水，除一般性引水上岸或引水上山以外，在河流上游向比河道高的受水高地引水，可采用节能方法，在取水河流上游，找到比受水高地海拔更高的河道段作为取水点，含沙水流需修建两个以上沉淀池，并用水动泵机和/或电动泵机使沉淀池始终蓄满水，从取水点开始沿河道底床或其它就近途径布设密闭的直通受水高地的引水管道，在引水管道的取水口和出水口处各设置一个中止阀门，沿河道底床布设的管道到达离受水高地最近的河道段后，加装一个泄水管道和终止阀门，然后管道上岸爬高，直通到受水高地的蓄水体或输配水管道或渠道，关闭终止阀门，开启或关闭中止阀门，管道开始或中止引水，打开终止阀门并将引水管道的取水口和出水口都置于大气中，整个管道的水便会全部自动排空，结束引水过程，此方法适用于引黄济黄工程，引黄河之水解决黄土高原之渴；

11.根据权利要求8或10所述的水动机械的使用方法和用途，其特征在于所述的引黄济黄工程分为就近引水和长程引水两种方法，在紧邻黄河河道的陕北东部和山西南部的黄土高原地区采用就近引水方式，利用水动泵站和水流电站直接将近岸的黄河水引上岸边制高点，然后通过输配水渠道或管道从高往下逐级灌溉，向远离黄河河道的白于山高地引水，须在黄河上游海拔高度在1900米以上的适宜河段设取水点和沉淀池，从取水点开始沿黄河河道底床布设密闭引水管道，到达青铜峡至银川之间的适宜低点后，加装分支泄水管道和终止阀门，然后管道登陆直通白于山高地，这条管道可解决黄土高原地势最高且最干旱的定边、靖边、吴旗诸地的缺水问题，向黄土高原腹地地势较低的地区引水，采取向白于山引水一样的方法，在引水管道越过白于山高地以后，可利用以高地为发源地的各条河流为主输水渠道，并在河流的不同海拔高度处修筑蓄水体和输配水管道和渠道。

12.根据权利要求8所述的水动机械的使用方法和用途，其特征在于所述的河道淤积灾害的综合治理方法是开河与造地并举，治理河流下游、河口湾及三角洲地区的泥沙淤积灾害，适于在输浚河道的同时，首先将滩地改造成生产生活用地，在河流堤岸内设计规划出欲清理的分支河道的宽度和走向，使分支河道与主河道在上下游的设计位置合并连通，中间留出心滩形地块，在丰水或洪水期，利用河道清淤船上的泥沙扰动机对分支河道进行扫扬泥沙作业，先清理出河道清淤船具备工作条件的工作河道，在河滩露出水面以后，利用船上的铲斗式挖掘机或其它由水流发电站提供能源的电动挖掘工具，将主流河道和分支河道底床和漕帮上的泥沙挖掘出来，卸载到分支河道与主流河道围出的滩上地块周围，形成围堰式堆积，在此同时或随后，启动扰吸式泥浆扬升机，向围堰内排放泥浆，如此持续作业下去，直到使滩上地块成为安全的永久性的生产生活用地为止，在河岸以外造地，不需挖泥造堰，只需就近向堤岸外的堤岸坡或其它地貌单元持续地泼洒泥浆，可设多级泵站，利用水流发电的能源，将泥浆逐步向远方输送，从而由近及远地不断淤高河流堤岸及低于堤岸的洼地、行蓄洪区或其它地貌单元，不断扩大岸边高地的范围，用河道清淤、岸内外造地的综合治理方法，可彻底解决黄河的悬河之危和淮河的不治之患。

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