CN111499146A - 一种中小型河道上游水土分离装置 - Google Patents

一种中小型河道上游水土分离装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种中小型河道上游水土分离装置，包括河流阻截仓，河流阻截板内固定安装有淤泥排出仓和过滤水排出仓，过滤水排出仓的上部为活塞管道，下部为负压管道；淤泥排出仓内设有螺旋叶片，淤泥排出仓底部位置开设有进水口，淤泥排出仓与负压管道之间开设有过滤口，过滤口覆盖有淤泥过滤层；过滤水排出仓的活塞管道内设置有活塞，活塞上部具有提升杆，提升杆沿其长度方向设有齿条，过滤水排出仓的上方设有与齿条啮合的不完全齿轮，活塞上开设有若干通孔，通孔上铰接设有翻转盖。本发明可持续将河道中沙粒和淤泥过滤，避免水土流失以及下游河床抬高。

Description

一种中小型河道上游水土分离装置
技术领域
本发明涉及环保技术领域，特别涉及一种中小型河道上游水土分离装置。
背景技术
由于过度土地开发，河流中上游植被破坏、水土流失严重，特别在暴雨过后卷起地表泥沙顺着河流流向下游，沿途堵塞河道，下游河床抬高，易引起下游地区发生洪灾，长期以来不但给人类财产造成严重损害，而且使生态环境破坏。
对含有大量泥沙河水的治理是世界水利难题，即便建坝拦截后将含有大量泥沙的河水储在水库中自然沉淀泥沙，也会造成淤泥过量堆积，并且水库的建设投资大，占用土地面积大，建成后的库区只能储水，不能造田再种植生产，影响周边的农田使用和地区开发；另一方面，容纳大量泥沙的河水在库区内缓慢沉积，对大水库来说会迅速使库区容积减小，水库使用年限缩短，往往还需花费巨资排沙。且从水利方面讲，含泥沙河水量大的地区也不利于建坝造水库。而对于小水库来讲，库存量决定不能允许容纳大量泥沙的河水在库区内自然缓慢沉积，否则水库水没过或冲毁坝体，失去治理水患的作用。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是河道上游的河水将泥沙带至下游，造成水土流失的问题，而提供一种中小型河道上游水土分离装置。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种中小型河道上游水土分离装置，包括设置在河道内的河流阻截仓，河流阻截仓朝向河流一面的仓壁上开设有河水进口，该河流阻截板内具有蓄水空间，所述河流阻截板内固定安装有淤泥排出仓和过滤水排出仓，所述淤泥排出仓为立式的管体结构，所述过滤水排出仓也为立式结构，过滤水排出仓的上部为活塞管道，下部为负压管道；
淤泥排出仓内设有螺旋叶片，淤泥排出仓靠近底部位置开设有连通蓄水空间的进水口，淤泥排出仓与过滤水排出仓的负压管道之间开设有过滤口，该过滤口覆盖安装有淤泥过滤层，淤泥过滤层为与淤泥排出仓仓壁弧度相同的弧面结构，所述螺旋叶片可刮蹭淤泥过滤层的凹面；
过滤水排出仓的活塞管道内设置有活塞，活塞上部具有提升杆，提升杆沿其长度方向设有齿条，所述过滤水排出仓的上方设有与齿条啮合的不完全齿轮，所述活塞上开设有若干通孔，每个通孔上铰接设有翻转盖；
过滤水排出仓的顶部具有将溢出的过滤水引向河流下游的河水通道；
淤泥排出仓侧部的河流阻截仓顶部具有将淤泥引向河岸的淤泥通道。
作为更进一步的优选方案， 所述过滤口内设有弧形的网格，所述淤泥过滤层覆盖固定在网格上。
作为更进一步的优选方案，所述过滤水排出仓的两侧各设一个淤泥排出仓。
作为更进一步的优选方案，所述淤泥通道表面从高处至低处依次设有锯齿形台阶，锯齿形台阶的长度小于淤泥通道的宽度。
作为更进一步的优选方案，所述河水进口位于靠近进水口水平高度的位置，河水进口内置用于阻隔石块的格栅。
作为更进一步的优选方案，所述蓄水空间内底部为朝向进水口的斜坡。
作为更进一步的优选方案，所述过滤水排出仓的活塞管道内靠近负压管道的位置设有用于限位活塞下降的内台阶。
与现有技术相比，在河道上游区域沿河道方向定点布置多个分离装置，可阻隔区间河道内的泥沙和淤泥流向下游，过滤下来的泥沙和淤泥，可直接在附近使用，加固上游河道两侧土质；另一方面，本发明也可以将河水中的石块和杂质进行过滤，避免对下游小河道的阻塞，也提高了水质。
本发明通过间歇性负压抽吸的方式，加速对河水的过滤，并直接将过滤的水排放至下游，将淤泥排放至河岸，相比以往泥沙沉淀的分离方式，过滤分离效率更高，且不占用土地面积，无需定期打捞淤泥，省去大量后续工作。
附图说明
图1为本发明内部结构示意图；
图2为本发明俯视图；
其中，1-河流阻截仓，2-淤泥排出仓，3-过滤水排出仓，4-螺旋叶片，5-进水口，6-过滤口，7-活塞，8-提升杆，9-齿条，10-不完全齿轮，11-通孔，12-翻转盖，13-河水通道，14-淤泥通道，15-河水进口，16-蓄水空间。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选技术方案。
本发明的一种中小型河道上游水土分离装置，沿上游河道依次设置多个分离装置，连续两个分离装置之间的河道为一个截留过滤区域，一个截留过滤区域中至少囊括一个土质流失严重的河段。
如图1所示，本发明的结构包括设置在河道内的河流阻截仓1，河流阻截仓1可设置在河道两岸土质稀疏的位置，分离下来的淤泥和泥沙可直接覆盖附近土地，改善区域河岸土质，减小运输成本。
河流阻截仓1插置固定于河床内，稳定性更高，河流阻截仓1的宽度根据河道宽度而定，只要满足对河流的阻截即可，河流阻截仓1的两侧也可设置连接至河岸的固定连接部件。
河流阻截仓1朝向河流一面的仓壁上开设有多个河水进口15，多个河水进口15分布在河面位置以及河水下，河水进口15内置格栅，格栅一方面可阻隔河面的漂浮物，另一方面可以阻隔河水下部的大石块，在河流阻截仓1朝向河流上游的一面仓壁位置可定期进行水面和水下清除工作，定期清理漂浮物和大石块即可；
该河流阻截板1内具有蓄水空间16，所述河流阻截板1内固定安装有淤泥排出仓2和过滤水排出仓3，过滤水排出仓3的两侧各设一个淤泥排出仓2，淤泥排出仓2和过滤水排出仓3位于河流阻截板1的中心位置，所述淤泥排出仓2为立式的管体结构，所述过滤水排出仓3也为立式结构，过滤水排出仓3的上部为活塞管道，下部为负压管道；
淤泥排出仓2内设有转轴，转轴外沿轴向设有螺旋叶片4，淤泥排出仓2底部具有驱动转轴转动的电机，淤泥排出仓2靠近底部位置开设有连通蓄水空间16的进水口5，淤泥排出仓2与过滤水排出仓3的负压管道之间开设有过滤口6，该过滤口6覆盖安装有淤泥过滤层，淤泥过滤层为与淤泥排出仓2仓壁弧度相同的弧面结构，所述螺旋叶片4可刮蹭淤泥过滤层的凹面；
进一步的，过滤口6内设有弧形的网格，网格可保持形状，便于与螺旋叶片4的接触，淤泥过滤层覆盖固定在网格上，可定期更换。
过滤水排出仓3的活塞管道内设置有活塞7，活塞7上适当配重，活塞7上部具有提升杆8，提升杆8沿其长度方向设有齿条9，所述过滤水排出仓3的上方设有与齿条9啮合的不完全齿轮10，不完全齿轮10由电机驱动转动，当有齿部分接触到齿条9，可带动整个提升杆8和活塞7向上活动，所述活塞7上开设有若干通孔11，每个通孔11上铰接设有翻转盖12，翻转盖12根据活塞管道和负压管道之间的压力变化而实时进行开闭活动；
进一步的，过滤水排出仓3的顶部具有将溢出的过滤水引向河流下游的河水通道13；淤泥排出仓2侧部的河流阻截仓1顶部具有将淤泥引向河岸的淤泥通道14。
使用时，上游的河水从河流阻截仓1的河水进口15进入蓄水空间16，然后进入淤泥排出仓2，此时，不完全齿轮10转动，其有齿部分接触齿条9，带动提升杆8和活塞7向上活动，使得过滤水排出仓3的下部的负压管道形成负压，抽取两侧淤泥排出仓2内的河水，此时活塞7上翻转盖12在负压环境下紧闭，河水经过淤泥过滤层进行过滤，将淤泥和泥沙过滤在淤泥过滤层上，并在持续的负压作用下，短时间的保持在淤泥过滤层上，而通过螺旋叶片4的不断转动，可刮下淤泥过滤层上的淤泥和泥沙并向上传输，直至到达顶部从淤泥通道14排出，而过滤后相对纯净的河水则聚集在负压管道内，当不完全齿轮10的有齿部分脱离齿条9，活塞7由于自身重力原因开始下降，负压管道内压力增加，活塞7上翻转盖12开启，纯净的河水通过通孔11进入滤水排出仓3上部的活塞管道，当不完全齿轮10转动，再次带动提升杆8和活塞7向上活动时，即可将活塞管道内纯净的河水随活塞7一并提起，最终通过河水通道13排放至河道下游，如此循环，可实现持续水土分离，且分别排放泥沙和纯净水。
在分离得到的淤泥和泥沙中，还可能存在颗粒度较小的石子，在排放至河岸的过程中，可在淤泥通道14表面从高处至低处依次设有锯齿形台阶17，锯齿形台阶17的长度小于淤泥通道14的宽度，淤泥和泥沙在淤泥通道14经过时，较小的石子可收纳在锯齿形台阶17 内，定期清理锯齿形台阶17 内的石子即可，实现了将淤泥中石子的提取。
为了保证蓄水空间16内不会有泥沙堆积底部，蓄水空间16内底部为朝向进水口5的斜坡，一方面避免泥沙堆积，也使得河水进入淤泥排出仓2和过滤水排出仓3的流畅度。
实际使用中，可以在过滤水排出仓3的活塞管道内靠近负压管道的位置设有用于限位活塞7下降的内台阶，当活塞7开始下降后，到达内台阶位置即停止继续下降，纺织活塞7下降至淤泥过滤层位置，避免纯净的河水倒流，保证每一次负压过滤的水量相同，有利于人工计算水排量；
另外，过滤水排出仓3的内容量大小也会直接影响过滤水量的大小，根据不同流量的河道选择不同容量的过滤水排出仓3。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种中小型河道上游水土分离装置，其特征在于：包括设置在河道内的河流阻截仓（1），河流阻截仓（1）朝向河流一面的仓壁上开设有河水进口（15），该河流阻截板（1）内具有蓄水空间(16)，所述河流阻截板（1）内固定安装有淤泥排出仓（2）和过滤水排出仓（3），所述淤泥排出仓（2）为立式的管体结构，所述过滤水排出仓（3）也为立式结构，过滤水排出仓（3）的上部为活塞管道，下部为负压管道；
所述淤泥排出仓（2）内设有螺旋叶片（4），淤泥排出仓（2）靠近底部位置开设有连通蓄水空间(16)的进水口（5），淤泥排出仓（2）与过滤水排出仓（3）的负压管道之间开设有过滤口（6），该过滤口（6）覆盖安装有淤泥过滤层，淤泥过滤层为与淤泥排出仓（2）仓壁弧度相同的弧面结构，所述螺旋叶片（4）可刮蹭淤泥过滤层的凹面；
所述过滤水排出仓（3）的活塞管道内设置有活塞（7），活塞（7）上部具有提升杆（8），提升杆（8）沿其长度方向设有齿条（9），所述过滤水排出仓（3）的上方设有与齿条（9）啮合的不完全齿轮（10），所述活塞（7）上开设有若干通孔（11），每个通孔（11）上铰接设有翻转盖（12）；
所述过滤水排出仓（3）的顶部具有将溢出的过滤水引向河流下游的河水通道（13）；
所述淤泥排出仓（2）侧部的河流阻截仓（1）顶部具有将淤泥引向河岸的淤泥通道（14）。
2.根据权利要求1所述的一种中小型河道上游水土分离装置，其特征在于：所述过滤口（6）内设有弧形的网格，所述淤泥过滤层覆盖固定在网格上。
3.根据权利要求1所述的一种中小型河道上游水土分离装置，其特征在于：所述过滤水排出仓（3）的两侧各设一个淤泥排出仓（2）。
4.根据权利要求1所述的一种中小型河道上游水土分离装置，其特征在于：所述淤泥通道（14）表面从高处至低处依次设有锯齿形台阶（17），锯齿形台阶（17）的长度小于淤泥通道（14）的宽度。
5.根据权利要求1所述的一种中小型河道上游水土分离装置，其特征在于：所述河水进口（15）位于靠近进水口（5）水平高度的位置，河水进口（15）内置用于阻隔石块的格栅。
6.根据权利要求1所述的一种中小型河道上游水土分离装置，其特征在于：所述蓄水空间(16)内底部为朝向进水口（5）的斜坡。
7.根据权利要求1所述的一种中小型河道上游水土分离装置，其特征在于：所述过滤水排出仓（3）的活塞管道内靠近负压管道的位置设有用于限位活塞（7）下降的内台阶。
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