CN109853467A - 一种具有垃圾清理功能的护坡消波装置、系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有垃圾清理功能的护坡消波装置、系统及方法，包括箱体，所述箱体一侧设置进水口，另一侧设置出水口，所述箱体内部转动连接有转轮，所述转轮连接有多个叶片，用于对波浪进行一次消波，出水口处装有过滤网，用于对波浪进行二次消波，并过滤水中的漂浮物，本发明消波效果好，且可清理回收水中的垃圾漂浮物。

Description

一种具有垃圾清理功能的护坡消波装置、系统及方法

技术领域

本发明涉及水利水电工程中岸坡防护设备技术领域，具体涉及一种具有垃圾清理功能的护坡消波装置、系统及方法。

背景技术

沿江河、渠道修筑的挡水建筑物在使用期内，由于波浪的冲刷，其耐久性和稳定性降低，极大威胁堤内居民和工农业生产的安全，因此，积极采取措施对护坡进行消波具有重要意义。目前的消波装置用途较为单一，且消波效果不够理想。另外，随着工业化的发展，加之人们环保意识薄弱，水体垃圾污染较为严重，已成为阻塞河道、危害人类健康及影响水体美观等的重要因素，因而清理水体垃圾也是河道日常维护中的重要内容。

对于岸坡的防冲保护，现有的消波装置中较为常见的装置中，一是利用漂浮式消波装置进行消波，发明人发现，该消波装置仅进行一轮消波，未能达到很好的消波效果，且在波浪较大时，消波装置将随波浪有较大的起伏，不利于使装置保持在最佳消波位置。二是使用消波浮箱，发明人发现，该装置作用单一，在水体污染较为严重的水域，不能达到清理水体垃圾的作用，而水体垃圾也将影响该装置的使用效果。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种具有拉挤清理功能的护坡消波装置，可对波浪进行二次消波，有效消减波浪的作用力，同时可以回收清理水中的垃圾等漂浮物。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种具有垃圾清理功能的护坡消波装置，包括箱体，所述箱体一侧设置进水口，另一侧设置出水口，所述箱体内部转动连接有转轮，所述转轮连接有多个叶片，用于对波浪进行消波，出水口处装有过滤网，用于对波浪进行进一步消波，并过滤水中的漂浮物。

本发明的具有垃圾清理功能的护坡消波装置工作原理为：波浪从箱体的一侧开口处流入，转轮在波浪的作用下转动，转轮上的叶片将水流的波浪击碎，波浪的大部分能量转化为转轮的动能，完成了一次消波，波浪在箱体内继续运动，经过过滤网时，发生波浪破碎，进一步削减波浪能量，实现二次消波，经过两次消波后，波浪对护坡的冲击作用大幅降低，同时，过滤网将水中的漂浮物截留在箱体内，实现了水中垃圾等漂浮物的回收。

本发明的另一个目的是提供一种具有垃圾清理功能的护坡消波系统，在可对波浪进行二次消波、清理回收水中漂浮物的同时，可达到最佳的消波位置，消波效果好。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

包括至少两个用于固定在岸坡的桩柱，所述桩柱安装有升降机构，相邻桩柱之间设置有护坡消波总成，所述护坡消波总成由至少一个所述的护坡消波装置构成，所述的护坡消波总成与所述的升降机构连接，所述升降机构用于调节所述护坡消波总成的高度。

本发明的护坡消波系统工作时，根据水域的水位，利用升降机构调节护坡消波总成的高度，保证护坡消波总成的没入水体的深度合适，达到最佳的消波效果。

本发明的有益效果：

1.本发明的护坡消波装置，利用转轮、叶片和过滤网削减波浪冲击力，具有双重消波效果。

2.本发明的护坡消波装置在消波的同时可以回收水体垃圾，有效降低了水域治污的人力物力投入，提高了水体漂浮物清理的效率，绿色环保。

3.本发明的护坡消波系统，可以根据水域水位的变化调节护坡消波装置的位置，与目前普遍采用的漂浮式消波装置相比，避免了波浪较大时消波装置随波浪上下浮动的情况的发生，可以使消波装置处于最佳的没入水体深度，具有更优良的消波能力。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1为本发明实施例1整体结构示意图；

图2为本发明实施例2整体结构主视示意图；

图3为本发明实施例2使用状态示意图；

图4为本发明实施例2控制原理示意图；

其中，1.第一箱体部，2.第二箱体部，3.铰链，4.锁紧件，5.转轮，6.定轴，7.叶片，8.挡水盘，9.过滤网，10.桩柱，10-1.横向通道，10-2.升降通道，10-3.升降槽，10-4.导向柱槽，11.电机，12.涡轮丝杆升降机，12-1.升降丝杆，13.连接轴承，14.导向柱，15.支架，16.激光测距仪，17.控制盒，18.太阳能电池板，19.岸坡，20.手动开关，21.单片机。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

正如背景技术所介绍的，现有的消波装置消波效果差，且无法对水内的垃圾等漂浮物进行收集，针对上述问题，本申请提出了一种具有垃圾清理功能的护坡消波装置。

一种具有垃圾清理功能的护坡消波装置，包括箱体，所述箱体一侧设置进水口，另一侧设置出水口，所述箱体内部转动连接有转轮，所述转轮连接有多个叶片，用于对波浪进行消波，出水口处装有过滤网，用于对波浪进行进一步消波，并过滤水中的漂浮物。

进一步的，所述箱体包括第一箱体部及第二箱体部，所述第一箱体部及第二箱体部转动连接，并能够利用锁紧件进行锁紧，所述进水口设置在第一箱体部，所述出水口设置在第二箱体部，转轮安装在第一箱体部内部。

进一步的，所述转轮为圆筒状结构，所述转轮与定轴转动连接，所述定轴与箱体固定连接，所述转轮可绕定轴做自由转动。

进一步的，所述转轮两端固定有挡水盘。

本实施例还公开了一种具有垃圾清理功能的护坡消波系统，包括至少两个用于固定在岸坡的桩柱，所述桩柱安装有升降机构，相邻桩柱之间设置有护坡消波总成，所述护坡消波总成由至少一个所述的护坡消波装置构成，所述的护坡消波总成与所述的升降机构连接，所述升降机构用于调节所述护坡消波总成的高度。

进一步的，所述升降机构包括固定在桩柱上的电机，所述电机与涡轮丝杆升降机连接，电机能够驱动涡轮丝杆升降机的工作，所述涡轮丝杆升降机的升降丝杆与护坡消波总成连接。

进一步的，所述桩柱还安装有导向柱，所述导向柱与护坡消波总成连接，用于对护坡消波总成的运动进行导向。

进一步的，所述桩柱安装有激光测距仪，所述激光测距仪与控制系统连接，所述控制系统与升降机构连接，激光测距仪用于检测水位高度，并将水位高度信息传输给控制系统，控制系统能够根据得到的水位高度信息控制升降机构工作。

进一步的，所述桩柱安装有太阳能电池板，所述太阳能电池板与供电机构连接，用于将太阳能转换为电能并存储在供电机构中，所述供电机构用于进行供电。

本实施例还提供了一种具有垃圾清理功能的护坡消波系统的工作方法：升降机构带动护坡消波总成运动直至护坡消波总成没入水中的深度达到设定深度，叶片在波浪的冲击作用下带动转轮转动，波浪的能量转化为转轮的机械能，完成消波，过滤网对波浪进行破碎，进一步削弱波浪能量，实现二次消波，同时过滤网将水中的漂浮物截留在箱体内部，完成对波浪的过滤。

下面结合附图对本实施例进行更加详细的说明：

实施例1

本实施例公开了一种具有垃圾清理功能的护坡消波装置，如图1所示，包括箱体，所述箱体相对的两个侧面设置进水口和出水口，所述进水口用于波浪流入箱体，所述出水口用于波浪流出箱体，所述箱体包括第一箱体部1及第二箱体部2，所述第一箱体部及第二箱体部的底部通过铰链3转动连接，并能够利用顶部的锁紧件4进行锁紧，所述锁紧件可采用常用的门锁结构，进行防锈处理，所述进水口设置在第一箱体部上，出水口设置在第二箱体部上，通过锁紧件打开第一箱体部及第二箱体部，可方便对箱体内进行清理。

所述第一箱体部内转动连接有转轮5，所述转轮与定轴6通过轴承转动连接，所述定轴固定在箱体的箱壁上，所述转轮为圆筒状结构，其圆周外表面上固定有多个沿圆周均匀分布的叶片7，转轮的两端固定有圆形的挡水盘8，波浪冲击叶片，叶片可带动转轮转动，波浪的冲击能量转化为转轮的机械能，进行一次消波。

所述第二箱体的出水口处安装有过滤网9，所述过滤网可对波浪进行破碎，实现二次消波，同时过滤网可将波浪内的垃圾等漂浮物截留在箱体内部，完成了波浪的过滤，实现了水中垃圾的回收清理。

实施例2

本实施例公开了一种具有垃圾清理功能的护坡消波系统，如图2-4所示，包括用于固定在岸坡19上的多个桩柱10，所述桩柱安装有升降机构，相邻桩柱之间设有护坡消波总成，所述护波消波总成由多个所述的护坡消波装置构成，多个护坡消波装置共用同一根定轴，实现了多个护坡消波装置的连接，定轴的两端分别与相邻两个桩柱安装的升降机构连接，升降机构可带动护坡消波总成做升降运动。

所述升降机构包括固定在桩柱侧面的电机11，所述电机的输出轴通过桩柱内设置的横向通道10-1伸入桩柱内部并与固定在桩柱内部的涡轮丝杆升降机12连接，所述涡轮丝杠升降机与桩柱固定连接，涡轮丝杆升降机的升降丝杆12-1位于桩柱内设置的升降通道10-2内部，可沿升降通道做升降运动，所述升降丝杆的底端与连接轴承13连接，所述连接轴承的内圈与升降丝杆连接，轴承的外圈与护坡消波总成内定轴的一端固定连接，升降丝杆可带动定轴做升降运动，进而带动护坡消波总成做升降运动，与之相匹配的，所述桩柱的外侧壁上设置用于定轴做升降运动的升降槽10-3。

所述护坡消波总成内定轴的另一端穿过有导向柱14，所述导向柱固定在该端桩柱设置的导向柱槽10-4内，所述导向柱用于对护坡消波总成的运动进行导向。

所述桩柱的侧面上还通过支架15安装有激光测距仪16，所述激光测距仪向迎水面伸出一定距离，所述激光测距仪与控制系统连接，所述控制系统的控制器采用单片机21，所述单片机安装在控制盒17内，所述控制盒安装在桩柱的侧面上，所述单片机与电机连接，可控制电机的工作，激光测距仪可采集水位高度信息，并将采集的信息传递给单片机，单片机进一步控制电机工作，带动涡轮丝杆升降机调节护坡消波总成的高度。

所述控制盒上还设有手动开关20，可通过所述手动开关单独控制电机工作，实现手动调节护坡消波总成的高度。

所述桩柱顶端还安装有太阳能电池板18，所述太阳能电池板倾斜设置，所述太阳能电池板与位于控制盒内的供电机构连接，所述供电机构可采用蓄电池，太阳能电池板可将太阳能转换为电能存储在蓄电池中，蓄电池可向单片机、激光测距仪、电机等元件进行供电。

本实施例中，桩柱采用不透水材料，电机、激光测距仪、控制盒以及线路均经过防水处理，转轮、叶片、箱体和定轴均采用重量较轻的塑料材质以减轻电动机的负荷。

实施例3

本实施例公开了一种具有垃圾清理功能的护坡消波系统的安装方法，包括以下步骤：

1)根据安装水域的最高水位和最低水位得到护坡消波总成的位移空间，保证定轴在竖直方向的可移动范围大于水位变化值；

2)根据护坡的结构型式和坡度计算得出桩柱的安装点距离护坡坡顶的水平距离，目的同样是保证水位变化幅度不影响护坡消波总成的工作；

3)根据安装水域的风向、波浪冲刷方向，合理布置安装点，使消波效果最佳；

4)将护坡消波总成与桩柱进行组装，在岸坡上的安装点等距打入桩柱并安装激光测距仪、升降机构及太阳能电池板等元件，所用的桩柱具有相同的设计型式，安装方便快捷。

实施例4

本实施例公开了一种具有垃圾清理功能的护坡消波系统的工作方法：利用激光测距仪采集水域的水位信息，并传输给单片机，单片机驱动电机工作，涡轮丝杆升降机带动护坡消波总成运动直至护坡消波总成没入水中的深度达到设定深度，叶片在波浪的冲击作用下带动转轮转动，波浪的能量转化为转轮的机械能，完成一次消波，过滤网对波浪进行破碎，进一步削弱波浪能量，实现二次消波，同时过滤网将水中的漂浮物截留在箱体内部，完成对波浪的过滤。

激光测距仪每3小时测一次水位，并将水位数据传入单片机，单片机对传入数据进行分析并向电机发送指令，涡轮丝杆升降机使定轴2作出相应的移动，即进行同等距离的上升或下降，从而保证护坡消波总成始终处于最佳消波位置和垃圾回收位置。

使用一段时间后，需要对箱体内的垃圾进行回收，当进行垃圾回收或设备维护时使用手动开关，将信息传入控制盒内的单片机，电机对单片机的指令进行响应，使整个定轴随升降丝杆向上移动，到达适当的位置后，操作锁紧件，使箱体打开，人员可将箱体中的垃圾进行回收或对其他设备进行维护，完成垃圾回收或设备维护之后，使用手动开关，通过单片机使电机8发出指令，使定轴随升降丝杆下降到原来的位置，各组件继续进行消波和水体垃圾清理工作。

各个元件的工作可利用蓄电池进行供电，蓄电池可利用太阳能电池板进行充电，节约了能源。

本实施例采用自动化控制，同时可以人工控制操作，既能在无人看守时智能运行，又能在垃圾回收和设备维护时方便人工操作。对波浪进行二次消波，消波效果好，同时可清理回收水中的垃圾。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种具有垃圾清理功能的护坡消波装置，其特征在于，包括箱体，所述箱体一侧设置进水口，另一侧设置出水口，所述箱体内部转动连接有转轮，所述转轮连接有多个叶片，用于对波浪进行消波，出水口处装有过滤网，用于对波浪进行进一步消波，并过滤水中的漂浮物。

2.如权利要求1所述的一种具有垃圾清理功能的护坡消波装置，其特征在于，所述箱体包括第一箱体部及第二箱体部，所述第一箱体部及第二箱体部转动连接，并能够利用锁紧件进行锁紧，所述进水口设置在第一箱体部，所述出水口设置在第二箱体部，转轮安装在第一箱体部内部。

3.如权利要求1所述的一种具有垃圾清理功能的护坡消波装置，其特征在于，所述转轮为圆筒状结构，所述转轮与定轴转动连接，所述定轴与箱体固定连接。

4.如权利要求1所述的一种具有垃圾清理功能的护坡消波装置，其特征在于，所述转轮两端固定有挡水盘。

5.一种具有垃圾清理功能的护坡消波系统，其特征在于，包括至少两个用于固定在岸坡的桩柱，所述桩柱安装有升降机构，相邻桩柱之间设置有护坡消波总成，所述护坡消波总成由至少一个权利要求1-4任一项所述的护坡消波装置构成，所述的护坡消波总成与所述的升降机构连接，所述升降机构用于调节所述护坡消波总成的高度。

6.如权利要求5所述的一种具有垃圾清理功能的护坡消波系统，其特征在于，所述升降机构包括固定在桩柱的电机，所述电机与涡轮丝杆升降机连接，电机能够驱动涡轮丝杆升降机的工作，所述涡轮丝杆升降机的升降丝杆与护坡消波总成连接。

7.如权利要求5所述的一种具有垃圾清理功能的护坡消波系统，其特征在于，所述桩柱还安装有导向柱，所述导向柱与护坡消波总成连接，用于对护坡消波总成的运动进行导向。

8.如权利要求5所述的一种具有垃圾清理功能的护坡消波系统，其特征在于，所述桩柱安装有激光测距仪，所述激光测距仪与控制系统连接，所述控制系统与升降机构连接，激光测距仪用于检测水位高度，并将水位高度信息传输给控制系统，控制系统能够根据得到的水位高度信息控制升降机构工作。

9.如权利要求5所述的一种具有垃圾清理功能的护坡消波系统，其特征在于，所述桩柱安装有太阳能电池板，所述太阳能电池板与供电机构连接，用于将太阳能转换为电能并存储在供电机构中，所述供电机构用于进行供电。

10.一种权利要求5-9任一项所述的具有垃圾清理功能的护坡消波系统的工作方法，其特征在于：升降机构带动护坡消波总成运动直至护坡消波总成没入水中的深度达到设定深度，叶片在波浪的冲击作用下带动转轮转动，波浪的能量转化为转轮的机械能，完成消波，过滤网对波浪进行破碎，进一步削弱波浪能量，实现进一步的消波，同时过滤网将水中的漂浮物截留在箱体内部，完成对波浪的过滤。