CN104878730A - 太阳能微动力自清洁灌溉渠道拦污栅 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自清洁灌溉渠道拦污栅，包括交替设置的固定栅条和活动栅条，均设有尖端朝上的锯齿，固定栅条安装在栅条支架上，栅条支架倾斜设置，活动栅条上端安装在偏心杆上，中下部安装在支承轴甲上，偏心杆滚动安装在偏心轮的偏心位置处，偏心轮与电动机传动连接，支承轴甲两端滚动安装在滑槽乙中。活动栅条向上摆动时高于固定栅条托起杂物，向下摆动低于固定栅条将杂物留在固定栅条上，往复运动将杂物推向顶部。在栅条支架的上游设有前电子水位计，下游设有后电子水位计，二者与渠道底部留有间隔，均竖直设置且底部等高，水位差当水位差达到设定值时，触发电动机开始工作。优点是：它能自动清理农渠交叉口门处堵塞杂物，提高农业灌溉效率。

Description

太阳能微动力自清洁灌溉渠道拦污栅

技术领域

本发明创造属于农田水利灌溉设施技术领域，特别是涉及一种太阳能微动力自清洁灌溉渠道拦污栅。

背景技术

灌溉渠道管涵交叉建筑物及口门众多，输水过程中极易被杂草、杂物堵塞，造成输水不畅甚至渠水外溢，增加了输水损失并造成一定的危害。大型渠道交叉建筑物设置拦污栅需配备固定清污机械或流动式清污机，由于资金和管理问题小型渠道或末级渠道大多不设置拦污栅，由于断面尺寸较小，输水时漂浮的杂物易堵塞孔口造成输(排)水不畅。

发明内容

本发明创造为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种太阳能微动力自清洁灌溉渠道拦污栅，它能清理农渠交叉口门处堵塞杂物，提高农业灌溉效率，减少生产成本。

一种太阳能微动力自清洁灌溉渠道拦污栅，包括栅条，栅条包括交替设置的固定栅条和活动栅条，固定栅条和活动栅条上均设有尖端朝上的锯齿，固定栅条安装在栅条支架上，栅条支架倾斜设置，活动栅条的上端安装在偏心杆上，偏心杆滚动安装在偏心轮的偏心位置处，偏心轮通过传动装置与电动机传动连接，活动栅条的中下部安装在支承轴甲上，支承轴甲穿过固定栅条上的滑槽甲，支承轴甲两端通过滚动轴承安装在滑槽乙中，活动栅条的上部高于固定栅条的上部，固定栅条的上部与偏心杆之间留有间距甲，

在栅条支架的上游设有前电子水位计，在栅条支架的下游设有后电子水位计，前电子水位计和后电子水位计与渠道底部留有间隔，前电子水位计和后电子水位计均竖直设置且底部等高。

本发明创造还可以采用以下技术方案：

优选的技术方案，附加技术特征为：还包括有蓄电池，蓄电池与太阳能电池板电连接，蓄电池为电动机供电。

优选的技术方案，附加技术特征为：固定支架、所述固定栅条与水平面的夹角为40°。

本发明创造具有的优点和积极效果是：

由于本发明创造采用上述技术方案，

当杂物较少时，依靠灌渠中的水流动力，可使杂物自动向上爬升；当杂物较多时，在拦污栅前大量聚集，此时可造成栅前水位壅高，使上下游之间形成水位差当水位差达到设定值时，电子水位计开始工作，触发电动机开始工作，整个装置开始工作；采用太阳能供电，不用长距离输电线路，绿色环保；整个装置便于装卸，易于移动，可实现更高的使用率；装置可实现自动化控制，减少看管工作量。

附图说明

图1是本发明创造的立体结构示意图；

图2是本发明创造的侧视图；

图3a是活动栅条的侧向结构示意图；

图3b是固定栅条的侧向结构示意图；

图3c是栅条支架的侧向结构示意图；

图4是栅条部分的结构示意图；

图5是杂物槽的侧视图；

图6是太阳能支撑框架的正视图；

图7是太阳能支撑框架的左视图。

图中：1、固定栅条；2、活动栅条；3、锯齿；4、栅条支架；5、转轴；6、固定架；7、渠底；8、支架支撑；9、偏心杆；10、滚动轴承；11、偏心轮；12、电动机；13、支承轴丙；14、齿轮传动装置；15、皮带传动装置；16、传动轴甲；17、支承轴甲；18、滑槽甲；19、滑槽乙；20、前电子水位计；21、后电子水位计；22、太阳能电池板；23、太阳能支撑框架；24、杂物槽；25、倾斜区；26、水平区；27、竖直区；28、蓄电池及控制器箱。

具体实施方式

为能进一步了解本发明创造的发明创造内容、特点及功效，兹例举以下实施例，详细说明如下：

如图1所示，

太阳能微动力自清洁灌溉渠道拦污栅，包括栅条，栅条包括交替设置的固定栅条1和活动栅条2，固定栅条和活动栅条上均设有尖端朝上的锯齿3，在杂物沿栅条向上爬升的过程中锯齿不但可以向上移动杂物，也可以防止杂物的回落，固定栅条焊接在栅条支架4上。栅条支架倾斜设置，栅条支架的下端通过转轴5与固定架6连接，固定架设置在水渠的渠底7，栅条支架的顶端也通过转轴与支架支撑8连接，

整个装置安装、调试后便可开始工作。当整个装置闲置时，可轻松的将其整体移动于其他需要的工作场所。栅条支架以及整个栅条网格的长度都保持不变，通过改变栅条支架在堤顶的支架支撑上的位置，从而改变整个栅条部分与水平面的夹角A，从而调节栅条坡度，调节栅面到一个最佳工作角度。

全部的活动栅条2的上端安装在偏心杆9上，偏心杆通过滚动轴承滚动安装在偏心轮11的偏心位置处，偏心轮通过传动装置与电动机12传动连接，电动机安装在支承轴丙13上，例如在本实施例中，就是通过齿轮传动装置14和皮带轮传动装置15的结合，实现将电动机的动力传递给偏心轮的。而且，为了保证活动栅条在运动时的同步性，偏心杆两侧的偏心轮均被电动机间接的驱动。即传动轴甲16通过皮带传动装置被电动机驱动，传动轴甲的两端均设置主动齿轮与偏心轮两端的被动齿轮啮合，从而实现了对偏心轮两侧的同步驱动。

全部的活动栅条的中下部都安装在同一根支承轴甲17上，支承轴甲穿过固定栅条上的滑槽甲18，支承轴甲两端通过滚动轴承10安装在滑槽乙19中，活动栅条的上部高于固定栅条的上部，固定栅条的上部与偏心杆之间留有间距甲，固定栅条与活动栅条的长度、锯齿的大小一致，只是前后错开10cm左右，这10cm就是上述的间距甲。加上固定栅条和活动栅条都直接或间接的安装在栅条支架上，所以上述设计可轻松实现栅条的装卸，便于整个装置的可移动使用。

在电动机的带动下，偏心轮进行旋转，使得活动栅条产生类似于曲柄滑块机构的运动。活动栅条向上运动时，托起杂物，向下运动时将杂物留在固定栅条的更加靠上的位置处，然后再次向上运动的时候，再次托起杂物，从而不断的往复运动将杂物推到上端的杂物槽上。

在栅条支架的上游设有前电子水位计20，在栅条支架的下游设有后电子水位计21，分别安置于拦污栅前后各1m左右，且其应位于渠道中央位置处，前电子水位计和后电子水位计均竖直设置且底部等高。为避免在水动力条件下，由渠底重物运动产生对电子水位计的破坏，前电子水位计和后电子水位计与渠道底部留有间隔，其底部宜高于渠底0.2～0.3m；对水位可进行时的观测，上下游水位差超过2.0～5.0cm时，认为杂物堵塞严重，从而控制动力电动机的启动。不同级别的水渠，确定水位差启动条件时，也要考虑到实际水流中所携带的杂物的多少，需要依据该渠(河)道长期以来的实际情况，统计得出一个杂物量相对平均值，作为装置的启动条件之一，即当杂物量超过该值时，电动机开始工作。

电动机的自动化工作，是通过位于栅前的水位计与栅后的水位计在水压力的作用下得到的一个压力值，转变为电信号，经数据连接线进入到控制器中，预先在控制器中设定一相应的压差值，经大量实验统计在2～5cm左右。当由电信号转变而来的实际压力值大于设定值时，控制器控制减速电动机开始工作，当小于该设定值时，不开启设备。动力由电动机提供，电动机通过齿轮传动装置和皮带传动装置的结合，带动转轴上的偏心轮工作，偏心轮利用偏心杆的连接从而上下带动活动栅条做往返运动。

太阳能微动力自清洁灌溉渠道拦污栅还包括有蓄电池，蓄电池与太阳能电池板22电连接，蓄电池为电动机供电。太阳能电池板安装在太阳能支撑框架23的顶部，同时蓄电池安装在蓄电池及控制器箱中，蓄电池及控制器箱也安装在太阳能支撑框架上。

整个装置的外加能源全部采用太阳能发电形成。将太阳能板安装在架杆上，且形成人字结构，在其下方形成一个阴蔽区，保护其下方的电动机、蓄电池及自动控制器箱。整个太阳能支撑框架宜采用轻质的钢架结构，便于在实际运用中的搬运及安装；框架整体高度在2～2.5m左右，蓄电池及控制器箱安装高度在1.5～1.8m左右，便于工作中的检修及维护。

在固定栅条顶部的下方区域还设有杂物槽24，杂物槽为长方体结构，杂物槽由倾斜区25、水平区26、竖直区27依次构成，杂物槽的安装高度由栅条支架与水平面的夹角来定，杂物槽的底部以及前后侧壁均为网格结构，有利于杂物裹挟的水与杂物分离，便于杂物的晾干，装运及处理，减少工作强度。杂物槽竖直区处需要加装一块与竖直区相同大小的隔水板，以防止杂物槽中的水溅入电动机、电池等设备；倾斜区的网格需要有一定的倾角，且倾斜区上端顶点在竖直投影应与固定栅条最上端的竖直投影之间有一定的重合，便于栅条上上升的杂物能够全部都收集入杂物槽中，避免在固定栅条与活动栅条上下错开时，因栅条之间的间距增大而造成杂物又重新落回水中；杂物槽左右两边不设边栏，当槽中杂物集聚到一定量且杂物裹挟的水分离之后，方便利用工具移除杂物槽中的杂物，减少工作量，便于实际工作。当槽中杂物集聚过多时，在槽中杂物堆积形成一中间高两端低的类似三角形的料堆，杂物也可以自动向两边堤岸滚动；杂物槽底部用一定强度的钢材作为支撑，保证杂物槽能够在正常工作情况下不被杂物压坏。

本发明创造的动作原理为：

1.安置好各部分装置及其附属部分，放置好水位计，组装、连接各种线路，通过改变栅条支架在固定基座的位置调节好栅条与水面的夹角A。

2.当流速相对较大且杂物较少时，通过水位计(水压力感应)测出相应的水位差h或拦污栅前后的水压差值，当h<h₀(或大于设定压差值，此h₀在2～5cm左右，也可根据各地实际情况设定)时，电动机不工作，调整拦污栅支架的固定基点，此时拦污栅与水平堤岸的夹角为A，水流对杂物的推力F使杂物沿拦污栅上表面锯齿上滑，回落时被锯齿卡住不再回落，达到分离杂物的目的。

3.当h≥h₀时，水流夹杂着大量的杂物，控制器控制电动机自动工作，此时调整栅条支架的基点位置，使整个结构处于最佳工作角度；开动电动机，偏心轮开始工作，通过传动轴带动活动栅条上下往返移动(上下移动距离为偏心轮上传到轴到轮心的2倍长度)，栅条上的杂物伴随活动栅条上下运动，不断向栅条上方运移，最终到达顶端落入杂物槽中。其中，杂物未到达顶端时，活动栅条回落，因固定栅条上的锯齿阻止，杂物而不能够跟随下落，只能留在栅条回落时的高度，当栅条重新开始下一个周期的工作时，又向上运移。

4.电动机的开启应以渠道内的杂物量为第一要素，即不管渠道内的水流条件怎样(杂物在栅前堆积时，会阻挡水流，造成壅水提高栅前水位)，只要当渠道内的杂物量达到杂物限值时，电动机立即自动开启。杂物限值为一相对杂物量值，需根据每条渠道以往杂物量值通过统计分析得出一相对平均值，作为杂物限值。

尽管上面对本发明创造的优选实施例进行了描述，但是本发明创造并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明创造的启示下，在不脱离本发明创造宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明创造的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种太阳能微动力自清洁灌溉渠道拦污栅，包括栅条，其特征在于：栅条包括交替设置的固定栅条和活动栅条，固定栅条和活动栅条上均设有尖端朝上的锯齿，固定栅条安装在栅条支架上，栅条支架倾斜设置，活动栅条的上端安装在偏心杆上，偏心杆滚动安装在偏心轮的偏心位置处，偏心轮通过传动装置与电动机传动连接，活动栅条的中下部安装在支承轴甲上，支承轴甲穿过固定栅条上的滑槽甲，支承轴甲两端通过滚动轴承安装在滑槽乙中，活动栅条的上部高于固定栅条的上部，固定栅条的上部与偏心杆之间留有间距甲，

在栅条支架的上游设有前电子水位计，在栅条支架的下游设有后电子水位计，前电子水位计和后电子水位计与渠道底部留有间隔，前电子水位计和后电子水位计均竖直设置且底部等高。

2.根据权利要求1所述的太阳能微动力自清洁灌溉渠道拦污栅，其特征在于：还包括有蓄电池，所述蓄电池与太阳能电池板电连接，所述蓄电池为电动机供电。

3.根据权利要求1所述的太阳能微动力自清洁灌溉渠道拦污栅，其特征在于：所述固定支架、所述固定栅条与水平面的夹角为40°。