CN108532563A - 水库远距离排沙系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水库远距离排沙系统,由排沙主通道、排沙翼通道、闸门、进沙孔、进沙槽、闸门井、主轴、叶轮、主螺旋板、齿轮箱、翼轴、翼螺旋板、锥齿轮一、锥齿轮二、主排沙孔、翼排沙孔、主轴承支撑、主轴孔、主轴承、翼轴承支撑、翼轴孔、翼轴承、齿轮箱支撑、排沙底洞组成,该排沙系统无需配置吸沙船、搅沙装置、不需要配备外部能源，完全依靠排沙水流提供的动力，驱动主螺旋板、翼螺旋板旋转，即可向下游远距离输送泥沙，加之高压水流裹挟、主螺旋板、翼螺旋板旋转搅扰作用，使向下游输送泥沙更顺畅，能够彻底解决高含沙河流造成的水库淤积、甚至废弃的问题。

Description

水库远距离排沙系统

技术领域

本发明属于水利工程技术领域 ,具体是一种水库远距离排沙系统。

背景技术

水库泥沙淤积使水库库容减小，降低蓄水能力，特别是当河流来沙量大，被泥沙淤积的水库甚至会完全丧失水库功能而报废；目前采用排出库底淤积泥沙的主要方式有：放干清淤，冬季降低水位，露出水面的泥沙被渣土车运走，花费大量运输费用；泄流清淤，水库设计排沙底孔，该方法仅能将排沙底孔口门附近的泥沙排走，对于远距离的三角洲泥沙淤积无能为力，随着三角洲的推进，水库库容将逐渐减小甚至丧失水库功能；水下清淤，通过吸泥机械将高含沙水流输送到沉淀池，清水回归水库，淤泥使用渣土车运走；水下清淤排淤一体化，使用机械绞吸库底泥沙，利用压力流或真空流将绞吸的泥沙通过输沙管道排出水库；目前广发应用的这些方法耗能大、效率低；水利专业技术人员进行了深入研究，取得了累累硕果，代表性的研究成果有：中国专利CN 203514251 U 选择性水库自动清淤系统、CN104264730 B 一种零碳排放的水库清淤装置及其使用方法、CN 103938591 B 一种减少多沙河流水库淤积的方法、CN 105089006 A 一种水库的减淤系统、CN 104250960 A 一种水库防淤布设方法、CN 102767155 B 一种水库清淤管道系统及其布设方法、CN 106013005 A一种适用于高水深水库的变截面排沙廊道系统等等，各自具有不同方面突出创新，但也存在各自缺陷，如例举的前四项专利技术仍需要配备清淤船、电机、潜水抽沙泵、超声波测深仪、电动阀门、控制柜、磁力阀门、降低变力浮标等等耗能设备；例举的后三项专利技术虽然仅仅依靠水库水位压力差排沙，但仅能排除坝前异重流带来的少量泥沙，对于距离大坝较远的三角洲淤积则无能无力；由于远离大坝形成的三角洲淤积具有颗粒粗、数量大、淤积快、呈大高度齐头快速推进特征，上述例举的后三项专利技术中使用的最前排廊道的排沙体、清淤管道最前排的支管排沙孔极易被泥沙淤塞、堵死，进而失效，三角洲淤积将继续快速向前推进，造成相邻的排廊道的排沙体、清淤管道的支管排沙孔相继被泥沙淤塞、堵死，最后致使清淤管道系统、变截面排沙廊道系统瘫痪。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种水库远距离排沙系统,由排沙主通道、排沙翼通道、闸门、进沙孔、进沙槽、闸门井、主轴、叶轮、主螺旋板、齿轮箱、翼轴、翼螺旋板、锥齿轮一、锥齿轮二、主排沙孔、翼排沙孔、主轴承支撑、主轴孔、主轴承、翼轴承支撑、翼轴孔、翼轴承、齿轮箱支撑、排沙底洞组成, 所述的排沙底洞、排沙主通道、排沙翼通道连通并固定设置，排沙主通道内设置主排沙孔，排沙翼通道内设置翼排沙孔，排沙主通道顶部开设有进沙孔，排沙翼通道顶部开设有进沙槽，闸门设置在排沙底洞前端的闸门井中；主轴后部固定设置有叶轮；主螺旋板、锥齿轮一固定设置在主轴上，翼螺旋板、锥齿轮二固定设置在翼轴上；主轴承由主轴承支撑固定设置在主通道内壁上，齿轮箱由齿轮箱支撑固定设置在排沙主通道内壁上，翼轴承由翼轴承支撑固定设置在排沙翼通道内壁上。

进一步的，所述的主轴承上留有主轴孔，翼轴承上留有翼轴孔；主轴上固定设置的主螺旋板在主轴承、齿轮箱、主轴承支撑、齿轮箱支撑部位断开；翼轴 上固定设置的翼螺旋板在翼轴承、翼轴承支撑部位断开。

进一步的，所述的主螺旋板下部外沿距离主排沙孔底面2cm，主螺旋板上部外沿距离主排沙孔顶面50cm；翼螺旋板下部外沿距离翼排沙孔底面2cm。

进一步的，所述的锥齿轮一与锥齿轮二轴夹角为120度，相应的，排沙主通道与排沙翼通道夹角为60度。

进一步的，所述的闸门井位于排沙底洞前端，闸门开启时，阻隔库水在闸门(3)处进入排沙底洞。

进一步的，所述的排沙翼通道最前排布设在水库预计形成三角洲淤积区前缘；排沙底洞设置在坝底。

本发明的水库远距离排沙系统的有益效果是：该排沙系统无需配置配备清淤船、电机、潜水抽沙泵、超声波测深仪、电动阀门、控制柜、磁力阀门等等耗能设备，完全依靠排沙水流提供的动力，驱动主螺旋板、翼螺旋板旋转，即使对位于三角洲淤积区前缘的翼排沙孔，水流吸力小的部位，甚至进沙槽被掩埋，水流不能产生吸力的部位，仅仅依靠翼螺旋板旋转也可以将泥沙向主排沙孔输送，随着泥沙被输送、上覆泥沙下落继续被输送，排沙翼通道被掩埋的进沙槽恢复正常；排沙主通道的主排沙孔中，有主螺旋板旋转搅扰，有高压水流裹挟，二者共同作用，使得向下游输送泥沙更顺畅；该排沙系统能够彻底解决高含沙河流造成的水库淤积、甚至废弃的问题。

附图说明

图1是水库远距离排沙系统平面布置示意图；

图2是闸门、叶轮、主轴、主排沙孔关系示意图；

图3是主轴、主螺旋板、翼轴、翼螺旋板、齿轮箱、主排沙孔、翼排沙孔、关系示意图；

图4是锥齿轮一、锥齿轮二关系示意图；

图5是A-A剖面示意图；

图6是B-B剖面示意图；

图7是排沙主通道主轴承部位横剖面示意图；

图8是排沙翼通道翼轴承部位横剖面示意图；

图9是排沙主通道齿轮盒部位横剖面示意图；

图10是主轴、主螺旋板、主轴承、齿轮箱、主轴承支撑、齿轮箱支撑关系示意图；

图11是翼轴、翼螺旋板、翼轴承、翼轴承支撑关系示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1-11所示，本发明的水库远距离排沙系统,由排沙主通道1、排沙翼通道2、闸门3、进沙孔4、进沙槽5、闸门井6、主轴7、叶轮8、主螺旋板9、齿轮箱10、翼轴11、翼螺旋板12、锥齿轮一13、锥齿轮二14、主排沙孔15、翼排沙孔16、主轴承支撑17、主轴孔18、主轴承19、翼轴承支撑20、翼轴孔21、翼轴承22、齿轮箱支撑23、排沙底洞24组成,所述的排沙底洞24、排沙主通道1、排沙翼通道2连通并固定设置，排沙主通道1内设置主排沙孔15，排沙翼通道2内设置翼排沙孔16，排沙主通道1顶部开设有进沙孔4，排沙翼通道2顶部开设有进沙槽5，能够全断面阻止三角洲形成、推进；闸门3设置在排沙底洞24前端的闸门井6中；主轴7后部固定设置有叶轮8；主螺旋板9、锥齿轮一13固定设置在主轴7上，翼螺旋板12、锥齿轮二14固定设置在翼轴11上；主轴承19由主轴承支撑17固定设置在主通道1内壁上，齿轮箱10由齿轮箱支撑23固定设置在排沙主通道1内壁上，翼轴承22由翼轴承支撑20固定设置在排沙翼通道2内壁上。

所述的主轴承19上留有主轴孔18，翼轴承22上留有翼轴孔21；主轴7上固定设置的主螺旋板9在主轴承19、齿轮箱10、主轴承支撑17、齿轮箱支撑23部位断开；翼轴11上固定设置的翼螺旋板12在翼轴承22、翼轴承支撑20部位断开；螺旋板在小范围断开不影响泥沙输送；所述的主螺旋板9下部外沿距离主排沙孔15底面2cm，主螺旋板9上部外沿距离主排沙孔15顶面50cm，翼螺旋板12下部外沿距离翼排沙孔16底面2cm，螺旋板位于排沙孔底部能更好地起到搅扰作用，主螺旋板9上部距离主排沙孔15顶面空间更利于裹挟泥沙的水流通过。

所述的锥齿轮一13与锥齿轮二14轴夹角为120度，相应的，排沙主通道1与排沙翼通道2夹角为60度，使得翼排沙孔16内的泥沙进入主排沙孔15更顺畅；闸门井6位于排沙底洞24前端，闸门3开启时，阻隔库水在闸门3处进入排沙底洞24，避免减小主排沙孔15内水流动力；排沙翼通道2最前排布设在水库预计形成三角洲淤积区前缘，可以将泥沙三角洲消灭在未形成前；排沙底洞24设置在坝底。

本发明的水库远距离排沙系统使用时，提起闸门，库内外巨大水位差形成的高压水流快速从进沙孔、进沙槽进入排沙主通道，带动叶轮高速旋转，叶轮高速旋转驱动主螺旋板和翼螺旋板转动，翼螺旋板转动迫使进入翼排沙孔内的泥沙向主排沙孔运移，在水流作用下加快运移速度，泥沙进入主排沙孔后，受主螺旋板转动迫使、搅扰及高速水流作用快速流入排沙洞，排出库区，水库远距离排沙系统可以将泥沙三角洲消灭在未形成前，彻底解决高含沙河流造成的水库淤积、甚至废弃的问题；对于多沙河流上的水库，一般均设有多个排沙洞，可留部分洞口不布设水库远距离排沙系统，直接排沙，能够更好地排除坝前淤积的泥沙。

Claims (6)

1.一种水库远距离排沙系统,由排沙主通道(1)、排沙翼通道(2)、闸门(3)、进沙孔（4)、进沙槽(5)、闸门井(6)、主轴（7）、叶轮(8)、主螺旋板(9)、齿轮箱(10)、翼轴（11)、翼螺旋板(12)、锥齿轮一（13）、锥齿轮二（14）、主排沙孔(15)、翼排沙孔（16)、主轴承支撑(17)、主轴孔（18）、主轴承（19）、翼轴承支撑(20)、翼轴孔（21)、翼轴承(22)、齿轮箱支撑（23）、排沙底洞（24）组成,其特征在于：所述的排沙底洞（24）、排沙主通道(1)、排沙翼通道(2)连通并固定设置，排沙主通道(1)内设置主排沙孔(15)，排沙翼通道(2)内设置翼排沙孔（16)，排沙主通道(1)顶部开设有进沙孔（4)，排沙翼通道(2) 顶部开设有进沙槽(5)，闸门(3)设置在排沙底洞（24）前端的闸门井(6)中；主轴（7）后部固定设置有叶轮(8)；主螺旋板(9)、锥齿轮一（13）固定设置在主轴（7）上，翼螺旋板(12)、锥齿轮二（14）固定设置在翼轴（11)上；主轴承（19）由主轴承支撑(17)固定设置在主通道(1)内壁上，齿轮箱(10) 由齿轮箱支撑（23）固定设置在排沙主通道(1) 内壁上，翼轴承(22)由翼轴承支撑(20) 固定设置在排沙翼通道(2)内壁上。

2.如权利要求1所述的水库远距离排沙系统,其特征在于：所述的主轴承（19）上留有主轴孔（18），翼轴承(22) 上留有翼轴孔（21)；主轴（7）上固定设置的主螺旋板(9)在主轴承（19）、主轴承支撑(17)、齿轮箱(10)、齿轮箱支撑（23）部位断开；翼轴（11) 上固定设置的翼螺旋板(12)在翼轴承(22)、翼轴承支撑(20) 部位断开。

3.如权利要求1所述的水库远距离排沙系统,其特征在于：所述的主螺旋板(9)下部外沿距离主排沙孔(15)底面2cm，主螺旋板(9)上部外沿距离主排沙孔(15)顶面50cm；翼螺旋板(12)下部外沿距离翼排沙孔(16)底面2cm。

4.如权利要求1所述的水库远距离排沙系统,其特征在于：所述的锥齿轮一（13）与锥齿轮二（14）轴夹角为120度，相应的，排沙主通道(1)与排沙翼通道(2)夹角为60度。

5.如权利要求1所述的水库远距离排沙系统,其特征在于：所述的闸门井(6)位于排沙底洞（24）前端，闸门(3)开启时，阻隔库水在闸门(3)处进入排沙底洞（24）。

6.如权利要求1所述的水库远距离排沙系统,其特征在于：所述的排沙翼通道(2)最前排布设在水库预计形成三角洲淤积区前缘；排沙底洞（24）设置在坝底。