CN103821197A - 一种斜板除沙取水装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种斜板除沙取水装置，包括出水管和整体呈条形的壳体，该出水管固定设置在该壳体的一端；其特征是：还包括斜板除沙机构，该斜板除沙机构包括固定设置在该壳体内并顺该壳体长度方向间隔设置的多块斜板，其中，每块斜板的上部设置有过水孔；该斜板除沙机构还包括出水室和除沙取水室；该壳体上出水管所在端与临近的斜板之间形成该出水室；该壳体的另一端与该临近的斜板之间形成该除沙取水室；该除沙取水室所在的壳体底部具有顺长度方向的两个斜面，两个斜面内端向下靠近并形成泄沙孔槽，该斜面具有用于进水的滤网结构。本发明结构简单，取水稳定，取水阻力小，除沙效果更佳的优点，提高除沙取水的效率，适合生产并推广应用。

Description

一种斜板除沙取水装置

技术领域

本发明属于取水装置领域，具体涉及一种斜板除沙取水装置。

 

背景技术

在以江河湖泊为水源的取水环节中，安装在水泵吸水口前端（以水流进入方向为前，下同）的取水装置是十分关键的部件，其直接影响取水质量以及用水设备的安全稳定性。

近年来由于生态破坏较为严重，气候反常，洪涝灾害频发，水土流失严重等因素，在江河湖泊特别是一些山区河流，一到汛期大量的泥沙和稻草、生活垃圾等漂浮物带入河流中。目前普遍采用的取水装置主要有：喇叭口式取水装置、莲蓬头式取水装置、蘑菇型取水装置、鱼形罩式取水装置以及等等。上述取水装置用于除去水流中的稻草和生活垃圾的效果理想，但泥沙的去除效果就不尽人意。当高浓度的沙粒随水进入水泵或用水设备，会加速叶轮或触水面的磨损，且沉淀在水泵或用水设备里的沉泥难以排除，影响其正常的使用效果；严重时会导致水泵或用水设备的损坏，给使用者带来损失。故长期以来，水中泥沙也一直是困扰直接从江河湖泊中取水的技术难题。

在现有技术中，公告号CN 101967842 B的发明专利公开了一种高效斜板除沙取水装置，其包括有依次连通的进水室、泥沙分离与自清室和出水室三个部分；其特征在于，所述进水室位于取水装置最前端，其前部设有圆锥型前盖；所述泥沙分离与自清室位于取水装置中间，所述出水室连接在泥沙分离与自清室的后端，出水室末端接出出水管；所述进水室的室壁采用波纹型折板，波纹方向与水流方向一致，在波纹型折板上开有无数进水孔，并在进水室底部最低位置开有进水排沙两用孔；所述泥沙分离与自清室的上半部分是泥沙分离室，下半部分连接自清排沙斗自清排沙斗底部接排沙管，在泥沙分离室内设置有沿水流方向左右对称布置的多块侧向流斜板，侧向流斜板斜向下布置，并在所述侧向流斜板上安装有与水流方向和斜板平面都垂直的翼片，在左右侧向流斜板的对称轴位置留有泥沙沉降廊道，通下部的自清排沙斗。但上述高效斜板除沙取水装置存有以下不足之处：

1、取水阻力大，导致能耗较高。该装置从进水室表面上的若干进水排沙两用孔取水至装置内，存在取水阻力较大，进而会在取水的过程中，因克服较大的阻力需耗费掉更多的能量，故增加了能耗。同时在该装置的泥沙分离与自清室前端设置有导流板，该导流板对水流形成了阻挡，同样加大了水流动的阻力，进一步增加了取水时的能耗。

2、取水功能不稳定。该装置从进水室表面上的若干进水排沙两用孔在长期使用后，容易被泥沙或被形成的苔藓物堵住，进而妨碍进水排沙两用孔的通水功能，严重时甚至使得进水室难以从进水，丧失取水功能。

3、除沙效果仍不理想。该装置进水室表面上设置的若干进水排沙两用孔，在启动取水过程时，实际上只易从进水排沙两用孔中进入水，难以让沙在自身重力下从进水室下部的进水排沙两用孔中掉落出，故进水排沙两用孔难以起到排沙的作用。此外，泥沙分离与自清室底部从前往后设置有多个同样的自清排沙斗，该装置在水含沙量较大的时段用于取水时，水中大部分的沙会在自身重力的作用下掉落入位于泥沙分离与自清室底部前端的自清排沙斗内，故该自清排沙斗排沙的任务最重，又因该自清排沙斗下端还设置有具有防倒吸功能的排沙管，该排沙管虽具有防倒吸功能，但也对排沙量形成了限制影响，影响了排出沙的效率。故位于泥沙分离与自清室底部前端的自清排沙斗同时具有排沙任务重和排出沙量效率较低的情况，容易导致该自清排沙斗被泥沙堵塞，进而影响到该装置的出沙效果。

 

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种结构简单，取水稳定，取水阻力小，除沙效果更佳的斜板除沙取水装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种斜板除沙取水装置，包括出水管和整体呈条形的壳体，所述出水管固定设置在所述壳体的一端，并与所述壳体内连通；其特征是：还包括斜板除沙机构，所述斜板除沙机构包括固定设置在所述壳体内并顺所述壳体长度方向间隔设置的多块斜板，其中，每块斜板上端向所述出水管一方倾斜，每块斜板的上部设置有过水孔；所述斜板除沙机构还包括出水室和除沙取水室；所述壳体设置有出水管的一端与临近的斜板之间形成所述出水室；所述壳体的另一端与所述临近的斜板之间形成所述除沙取水室；所述除沙取水室所在的壳体底部具有顺长度方向的两个斜面，两个斜面内端向下靠近并形成泄沙孔槽，所述斜面具有用于进水的滤网结构。

本发明斜板除沙取水装置，区别于现有取水装置的取水方式，创造性的采用了从装置底部而不是从侧面进水的取水方式，这样一来，由于泥沙在自身重力作用下下沉，该装置壳体顶部可将水中下沉泥沙遮挡，可使得滤网结构下方水中含沙量降低，减轻了本发明除沙工作量的同时，也能够帮助本发明获得更好的除沙取水效果。与此同时，本斜板除沙取水装置从底部的滤网结构中取水，受重力作用使得泥沙或青苔不易在滤网结构上堆积，漂浮的生活垃圾和稻草难以在斜面的滤网结构处滞留，能够避免滤网结构的堵塞，从而使得本发明的正常取水功能更为持久稳定。

其中，用于排出泥沙的斜板上端向所述出水管一方倾斜，这样就能够降低对取水过程中对水流的阻挡，且更好地利用了力学原理，使得进入该斜板除沙取水装置的水中所含的泥沙进行抛物线运动落在斜板上后通过泄沙孔槽掉落出该取水装置，从而实现除沙。因为除沙取水室底部的泄沙孔槽的横截面远小于滤网结构的进水面，所以，该斜板除沙取水装置取水时水流从泄沙孔槽进入的阻力大于滤网结构，进而使得掉落至泄沙孔槽的泥沙不会被水反冲回除沙取水室，利于泥沙的顺利排出。本发明中的斜板除沙机构，在斜板与斜板之间的隔室内进行独立的除沙，相较于现有技术，具有更佳的除沙取水效率。

此外，所述除沙取水室所在的壳体底部具有顺长度方向的两个斜面，两个斜面内端向下靠近并形成泄沙孔槽，所述斜面具有用于进水的滤网结构。此处的设计，不仅能够减少该取水装置的壳体和斜板材料的使用，还能够获取更大的进水面积，大大降低了取水阻力的同时，也能够提高取水效率，取得了预料不到技术效果。

作为改进，每块斜板背离所述出水管的侧面上沿所述斜板中垂线相对设置有多对条形斜片，每对条形斜片面向中垂线一端向下倾斜且在下端部形成排沙的通道，上端斜向上延伸至该侧面边缘；各对条形斜片在高度方向上间隔布置。

这样，采用上述改进的技术方案后，斜片起到对水流的扰流和阻碍效果，使得沙子能够更好地沉降到斜片上并顺斜片往下滑落到下端排沙的通道内排除。

作为改进，在所述斜板除沙机构的多块斜板中，所述斜板之间的间距往远离出水管方向逐渐增大。

这样，斜板之间的间距确定斜板之间的滤网结构面积的大小，斜板之间的间距越大，则滤网结构面积越大。实施上述改进方案后，远离出水管的斜板之间的滤网结构面积比临近出水管的滤网结构面积更大，即远离出水管的滤网结构比临近出水管的滤网结构具有更小水流阻力，更容易取水，进而可使得大部分的水从远离出水管的滤网结构进入该斜板除沙取水装置内。又有通过远离出水管的滤网结构进入本发明取水装置的水，因要通过更多层的斜板，即能够经过多次斜板除沙后，进而获得更好的除沙取水效果。

作为改进，本发明还包括防倒吸排沙机构，所述防倒吸排沙机构包括外壳，所述外壳由所述泄沙孔槽的边缘向下延伸形成，所述外壳的下端为出沙口；所述防倒吸排沙机构还包括防倒吸出沙片，所述防倒吸出沙片为顺所述外壳长度方向且倾斜向下交错设置的多块。

实施上述改进的技术方案后，所述泄沙孔槽的边缘向下延伸形成外壳，外壳的下端为出沙口，这样一来，不仅将泄沙孔槽与滤网结构隔离开来，进一步避免了泄沙孔槽中落出的沙因取水而倒吸至除沙取水室的情况发生，进一步确保了本发明的顺利除沙，提升除沙效果。同时，外壳的设置也增加了出沙口与滤网结构之间的距离，避免在取水过程中从出沙口倒吸水至除沙取水室。此外，外壳内多块防倒吸出沙片的设置，也进一步防止了倒吸水的情况发生，还因防倒吸出沙片为顺外壳长度方向设置，增大了泥沙下落的空间，克服了泥沙因下落空间狭窄而出现的堵塞情况，利于泥沙的顺利的下落排除。

作为改进，本发明还包括设置于所述出水室的自行除沙结构；所述自行除沙结构包括位于出水室内腔底部两侧向内下方倾斜的底面，所述底面中部具有排沙孔；所述自行除沙结构还包括在所述排沙孔侧边上铰接设置的匹配的挡板，所述挡板转轴上还设置有用于带动挡板挡住排水孔的复位弹簧。

这样，出水室能够对除沙取水室进入的水进行泥沙分离，让泥沙在自身重力作用下掉落到出水室底部。当掉落至出水室底部泥沙逐渐增加导致其重力大于复位弹簧的弹力时，即使得排沙孔导通，从而将过量的泥沙排除出水室，实现出水室的自行除沙的同时，也能够将出水室中的沙维持少量水平，帮助本发明提升取水的质量。

同现有技术相比较，本发明斜板除沙取水装置具有结构简单，取水稳定，取水阻力小，除沙效果更佳的优点，并能够显著提高除沙取水的效率，适合生产并在取水装置领域作推广应用。

 

附图说明

图1为本发明斜板除沙取水装置前侧方立体结构示意图。

图2为本发明斜板除沙取水装置前侧方立体结构的透视图。

图3为本发明斜板除沙取水装置后侧方立体结构的透视图。

图4为本发明斜板除沙取水装置中斜板的一种实施方式的结构示意图。

图5为本发明斜板除沙取水装置中斜板的另一种实施方式的结构示意图。

图6为本发明斜板除沙取水装置仰视方向的结构示意图。

图7为图6中A处放大图。

 

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

具体实施时：如图1至图7所示，一种斜板除沙取水装置，包括出水管1和整体呈条形的壳体2，所述出水管1固定设置在所述壳体2的一端，并与所述壳体2内连通；还包括斜板除沙机构，所述斜板除沙机构包括固定设置在所述壳体2内并顺所述壳体2长度方向间隔设置的多块斜板31，其中，每块斜板31上端向所述出水管1一方倾斜，每块斜板31的上部设置有过水孔32；所述斜板除沙机构还包括出水室33和除沙取水室；所述壳体2设置有出水管1的一端与临近的斜板31之间形成所述出水室33；所述壳体2的另一端与所述临近的斜板31之间形成所述除沙取水室；所述除沙取水室所在的壳体2底部具有顺长度方向的两个斜面，两个斜面内端向下靠近并形成泄沙孔槽34，所述斜面具有用于进水的滤网结构35。

具体实施时，优选所述斜板31与水平面之间的夹角为大于30度小于60度，这样一来，可使得从滤网结构35进入本取水装置内的水拥有较合适的水流进程，并取得理想的除沙取水效果：水泵的额定流量一定，取水水流的速度一定，当出现因斜板31与水平面之间夹角过小（小于30度），造成的水流进程垂直高度过小，从滤网结构35进入的水流对斜面的冲击力较大，沙难以从斜板31落下，这样就会大大降低斜板31的除沙效果；当出现因斜板31与水平面之间夹角过大（大于60度），会对从滤网结构35进入的水，形成较大的阻力，从而降低了取水的效率。

每块斜板31背离所述出水管1的侧面上沿所述斜板31中垂线相对设置有多对条形斜片36，每对条形斜片36面向中垂线一端向下倾斜且在下端部形成排沙的通道37，上端斜向上延伸至该侧面边缘；各对条形斜片36在高度方向上间隔布置。

具体实施时，所述排沙的通道37可以为每对条形斜片36面向中垂线一端向下倾斜且在下端部相隔形成（如图4所示）。所述排沙的通道37也可以为每对条形斜片36面向中垂线一端向下倾斜且在下端部在竖直方向的投影相互叠加形成（如图5所示）。当排沙的通道37由下端部在竖直方向的投影相互叠加形成时，能够大大增加从排沙的通道37下端取水的阻力，尽可能的降低从排沙的通道37中取水的可能性，从而为排沙的通道37的除沙创造了更为有利的条件。

在所述斜板除沙机构的多块斜板31中，所述斜板31之间的间距往远离出水管1方向逐渐增大。

本具体实施方式还包括防倒吸排沙机构，所述防倒吸排沙机构包括外壳41，所述外壳41由所述泄沙孔槽34的边缘向下延伸形成，所述外壳41的下端为出沙口42；所述防倒吸排沙机构还包括防倒吸出沙片43，所述防倒吸出沙片43为顺所述外壳41长度方向且倾斜向下交错设置的多块。

具体实施时，所述出沙口42还可由临近外壳41最下端的单块防倒吸出沙片43与所述外壳41围成，且优选该出沙口42位于靠近所述出水管1的一端。这样一来，因远离出水管1的滤网结构35面积比临近出水管1的滤网结构35面积更大，使得远离出水管1的滤网结构35处进入除沙取水室水流量更大，当该出沙口42位于靠近所述出水管1的一端，使得出沙口42与远离出水管1的滤网结构35处错开，进一步避免了从出沙口42排除的泥沙随水流再次流入除沙取水室，帮助本发明获取更优的除沙取水效果。

本具体实施方式还包括设置于所述出水室33的自行除沙结构；所述自行除沙结构包括位于出水室33内腔底部两侧向内下方倾斜的底面51，所述底面51中部具有排沙孔52；所述自行除沙结构还包括在所述排沙孔52侧边上铰接设置的匹配的挡板53，所述挡板53转轴上还设置有用于带动挡板53挡住排水孔的复位弹簧（图中未示出）。

本具体实施方式的斜板除沙取水装置，使用前，首先将本装置浸泡于水下并安装在水泵等取水装置取水口的前端。取水时，从本装置底部滤网结构35取水，这样一来，由于泥沙在自身重力作用下下沉，该装置壳体顶部可将水中下沉泥沙遮挡，可使得滤网结构下方水中含沙量降低，减轻了本装置除沙工作量的同时，也能够帮助本装置获得更好的除沙取水效果。与此同时，本装置从底部的滤网结构35中取水，受重力作用使得泥沙或青苔不易在滤网结构35上堆积，漂浮的生活垃圾和稻草难以在斜面的滤网结构35处滞留，能够避免滤网结构35的堵塞，从而使得本装置的正常取水功能更为持久稳定。

本装置结构中，用于排出泥沙的斜板31上端向所述出水管1一方倾斜，这样就能够降低对取水过程中对水流的阻挡，且更好地利用了力学原理，使得进入该斜板除沙取水装置的水中所含的泥沙进行抛物线运动落在斜板31上后通过泄沙孔槽34掉落出该取水装置，从而实现除沙。因为除沙取水室底部的泄沙孔槽34的横截面远小于滤网结构35的进水面，所以，该斜板除沙取水装置取水时水流从泄沙孔槽34进入的阻力大于滤网结构35，进而使得掉落至泄沙孔槽34的泥沙不会被水反冲回除沙取水室，利于泥沙的顺利排出。本装置中的斜板除沙机构，在斜板31与斜板31之间的隔室内进行独立的除沙，相较于现有技术，具有更佳的除沙取水效率。

此外，所述除沙取水室所在的壳体2底部具有顺长度方向的两个斜面，两个斜面内端向下靠近并形成泄沙孔槽34，所述斜面具有用于进水的滤网结构35。此处的设计，不仅能够减少该取水装置的壳体2和斜板31材料的使用，还能够获取更大的进水面积，大大降低了取水阻力的同时，也能够提高取水效率，取得了预料不到技术效果。

本装置结构中，斜片36起到对水流的扰流和阻碍效果，使得沙子能够更好地沉降到斜片36上并顺斜片36往下滑落到下端排沙的通道37内排除。

本装置结构中，斜板31之间的间距确定斜板31之间的滤网结构35面积的大小，斜板31之间的间距越大，则滤网结构35面积越大。实施上述改进方案后，远离出水管1的斜板31之间的滤网结构35面积比临近出水管1的滤网结构35面积更大，即远离出水管1的滤网结构35比临近出水管1的滤网结构35具有更小水流阻力，更容易取水，进而可使得大部分的水从远离出水管1的滤网结构35进入该斜板除沙取水装置内。又有通过远离出水管1的滤网结构35进入本装置取水装置的水，因要通过更多层的斜板31，即能够经过多次斜板31除沙后，进而获得更好的除沙取水效果。

本装置结构中，所述泄沙孔槽34的边缘向下延伸形成外壳41，外壳41的下端为出沙口42，这样一来，不仅将泄沙孔槽34与滤网结构35隔离开来，进一步避免了泄沙孔槽34中落出的沙因取水而倒吸至除沙取水室的情况发生，进一步确保了本装置的顺利除沙，提升除沙效果。同时，外壳41的设置也增加了出沙口42与滤网结构35之间的距离，避免在取水过程中从出沙口42倒吸水至除沙取水室。此外，外壳41内多块防倒吸出沙片43的设置，也进一步防止了倒吸水的情况发生，还因防倒吸出沙片43为顺外壳41长度方向设置，增大了泥沙下落的空间，克服了泥沙因下落空间狭窄而出现的堵塞情况，利于泥沙的顺利的下落排除。

本装置结构中，出水室33能够对除沙取水室进入的水进行泥沙分离，让泥沙在自身重力作用下掉落到出水室33底部。当掉落至出水室33底部泥沙逐渐增加导致其重力大于复位弹簧的弹力时，即使得排沙孔52导通，从而将过量的泥沙排除出水室33，实现出水室33的自行除沙的同时，也能够将出水室33中的沙维持少量水平，帮助本装置提升取水的质量。

具体实施时，还可在上述技术方案的基础上作进一步改进，例如每块斜片36宽度方向与所述壳体2长度方向一致。这样不仅能够使得每块斜片36的上表面具有较大的承接泥沙的面积，同时每块斜片36的下表面对由滤网结构35进入的水还具有阻挡作用，进而防止斜片36上泥沙被水流冲击后又浮散开来，保证斜片36上的泥沙能够顺利的落至排沙的通道37后排除，起到更好的除沙取水效果。

还例如，在排沙的通道37上方固定设置一块条形的抵挡板38，该抵挡板38盖在排沙的通道37上。这样挡板53能够阻挡从滤网结构35进入本发明装置内的水冲刷排沙的通道37，进一步确保了本发明的除沙取水效果。在所述挡板53上端还设置封闭所述排沙的通道37上端的上封板；该上封板能够进一步防止水流对排沙的通道37的冲刷，确保除沙的顺利进行。

再例如，还可以在铰接设置的匹配的挡板53的转轴上设置限位机构（同时取消复位弹簧的设置使用），使得挡板53与倾斜的底面51之间形成最大为5~15度的夹角。这样一来，在未启动水泵吸水时，挡板53在重力作用下下落，排沙孔52导通并进行自行除沙；在启动水泵吸水时，挡板53倒吸水流的作用下关闭排沙孔52。即实现出水室33的自行除沙清理功能，也能够提升取水质量。

上述改进的技术方案，同样落入本发明要求保护的范围内。

最后值得指出的是，本发明中采用的防倒吸排沙机构以及自行除沙结构均为申请人自主设计并另外单独申请了专利进行保护，申请人对本发明的各种变形结构也单独申请了专利进行保护，故如果单独实施这些局部结构或者本发明的变形结构，仍然会侵犯到申请人的专利保护权。

Claims (5)

1.一种斜板除沙取水装置，包括出水管和整体呈条形的壳体，所述出水管固定设置在所述壳体的一端，并与所述壳体内连通；其特征是：还包括斜板除沙机构，所述斜板除沙机构包括固定设置在所述壳体内并顺所述壳体长度方向间隔设置的多块斜板，其中，每块斜板上端向所述出水管一方倾斜，每块斜板的上部设置有过水孔；所述斜板除沙机构还包括出水室和除沙取水室；所述壳体设置有出水管的一端与临近的斜板之间形成所述出水室；所述壳体的另一端与所述临近的斜板之间形成所述除沙取水室；所述除沙取水室所在的壳体底部具有顺长度方向的两个斜面，两个斜面内端向下靠近并形成泄沙孔槽，所述斜面具有用于进水的滤网结构。

2.根据权利要求1所述的斜板除沙取水装置，其特征是：每块斜板背离所述出水管的侧面上沿所述斜板中垂线相对设置有多对条形斜片，每对条形斜片面向中垂线一端向下倾斜且在下端部形成排沙的通道，上端斜向上延伸至该侧面边缘；各对条形斜片在高度方向上间隔布置。

3.根据权利要求1或2所述的斜板除沙取水装置，其特征是：在所述斜板除沙机构的多块斜板中，所述斜板之间的间距往远离出水管方向逐渐增大。

4.根据权利要求3所述的斜板除沙取水装置，其特征是：还包括防倒吸排沙机构，所述防倒吸排沙机构包括外壳，所述外壳由所述泄沙孔槽的边缘向下延伸形成，所述外壳的下端为出沙口；所述防倒吸排沙机构还包括防倒吸出沙片，所述防倒吸出沙片为顺所述外壳长度方向且倾斜向下交错设置的多块。

5.根据权利要求4所述的斜板除沙取水装置，其特征是：还包括设置于所述出水室的自行除沙结构；所述自行除沙结构包括位于出水室内腔底部两侧向内下方倾斜的底面，所述底面中部具有排沙孔；所述自行除沙结构还包括在所述排沙孔侧边上铰接设置的匹配的挡板，所述挡板转轴上还设置有用于带动挡板挡住排水孔的复位弹簧。

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