CN112031143A - 一种水利工程用智能化排淤除沙式泵站 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水利工程设施领域，具体为一种水利工程用智能化排淤除沙式泵站，通过排水管内壁上固定的排水泵一将水液经过进水管吸入离心柱筒内，并经过排水管排出，当泥沙浓度检测计检测排水管内的泥沙浓度超过设定阈值时通过控制器控制驱动部和排水泵二同时工作，使得进入离心柱筒内的水液转动，分离出水液中的泥沙并自动排出，同时驱动振打机构对第一过滤板进行自动清洁，通过水流量传感器检测到排水管内的水液流量低于设定阈值，并通过控制器控制反冲机构对第二过滤板进行冲洗，从而保持水液的输送效率。该种水利工程用智能化排淤除沙式泵站，实现智能化的对水液进行排淤除沙，从而提高排水泵的叶片实用寿命，大大降低泵站的故障频次。

Description

一种水利工程用智能化排淤除沙式泵站

技术领域

本发明涉及水利工程设施领域，具体为一种水利工程用智能化排淤除沙式泵站。

背景技术

泵站工程是能提供有一定压力和流量的液压动力和气压动力的装置和工程。泵站工程通常由排涝泵站和补水泵站两部分组成，其中排涝泵站由汇水池、拦污检修闸、前池、泵池、出水管道、压力水箱、电排流道、防洪闸、出口消能设施和厂区等组成；补水泵站由引水涵管、前池和泵池等组成。

其中泵站在进行排水工作时，基坝内侧水液的流动会使得沙石、淤泥等聚集在泵站的进水端口处，从而随同水液一同进入泵站的排水管内，然后经过泵水设备输出，由于泥沙等较硬，因此会使得泥沙对泵水设备的叶片进行冲击，导致泵水设备的叶片磨损加剧，而且泥沙含量越高，对泵水设备的扬程影响越大，降低排水效率，并且容易堵塞排水管，因此泵站在排水过程中，如果不能够及时清理水中的沙石、淤泥等会导致泵站故障频次增加，影响水利工作效率，鉴于此，我们提出一种水利工程用智能化排淤除沙式泵站。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水利工程用智能化排淤除沙式泵站，以解决上述背景技术中提出的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水利工程用智能化排淤除沙式泵站，包括开设在基坝坝底的凹坑，所述凹坑内固定有用来排出泥沙的带式输送机和离心柱筒，所述离心柱筒的上下两端分别固定并连通有进水管和排水管，所述离心柱筒的外侧壁与用来输出泥沙的外筒相连接，所述排水管的内壁上固定有用来排水的排水泵一和排水泵二，所述进水管的上端口固定有第一过滤板，且进水管内侧设置有用来对第一过滤板振动拍击的振打机构，所述离心柱筒内部地面定轴转动连接有第二过滤板，所述排水管上设置有用来对第二过滤板清洁的反冲机构，所述第二过滤板分别与振打机构和排水泵二传动连接。

优选的，所述凹坑上端口远离基坝的一侧的侧边设置有用来引导泥沙聚集的导流坡，且导流坡的坡度为四分之一，所述带式输送机由上水平段、倾斜段和下水平段一体化组成，且下水平段的上表面高度不高于导流坡的下端高度，所述基坝侧边固定有延伸台，且延伸台位于凹坑的上方，所述带式输送机的上水平段位于延伸台上。

优选的，所述排水管呈J形结构，且排水管的下端与离心柱筒的下端面固定并连通离心柱筒的内部，所述排水泵二固定在离心柱筒的下端口内侧壁上，所述第二过滤板的底面中心与排水泵二的电机输出轴固定连接，所述排水泵一固定在离心柱筒的上端口内侧壁上，所述排水管的侧壁上固定有泥沙浓度检测计和水流量传感器。

优选的，所述进水管竖直向上设置，且进水管的上端口固定有第一过滤板，所述第一过滤板的倾角为45-55°，且第一过滤板的下端固定有导流板，所述导流板固定在离心柱筒的上端面上，且导流板的下端位于带式输送机的下水平段上侧。

优选的，所述振打机构包括定轴转动连接在进水管内侧壁上的摆杆，所述摆杆远离进水管内侧壁的一端固定有锤头，所述锤头可与第一过滤板的底面触碰机构，所述进水管的内侧壁上固定有导向套，所述导向套的内部滑动连接有多棱杆，所述多棱杆的上端通过连杆铰接滑套，所述滑套套接在摆杆上并且可在摆杆上滑动。

优选的，所述第二过滤板的上表面中心固定有滑筒，所述滑筒的内侧壁上固定有滑块，所述滑筒内滑动连接有导向柱，所述导向柱可在滑筒内进行上下滑动，所述导向柱的外侧壁开设有绕导向柱外周壁走向并闭合的滑槽，所述滑槽为椭圆形，所述多棱杆的下端与导向柱的上端面中心固定连接，且多棱杆与第二过滤板共用中心轴线。

优选的，所述离心柱筒的外侧壁固定并连通有聚沙管，且聚沙管与离心柱筒的外侧壁相切，所述外筒竖直方向设置，且外筒的下端与聚沙管的上侧壁固定连接，所述外筒的下端侧壁通过连接管与排水管相连通，所述外筒的上端固定有驱动部，且外筒的内部固定有滤筒，且滤筒的下端与聚沙管相连通，所述滤筒的上端侧壁固定连接排沙管，所述滤筒的内部定轴转动连接有螺旋叶轴，所述螺旋叶轴的上端与所述驱动部传动连接，所述螺旋叶轴的下端位于聚沙管的内侧。

优选的，所述反冲机构包括环管，所述环管位于离心柱筒的下侧，且套接在排水管的下端口外侧，所述环管通过管路与高压泵的出水口相连通，所述高压泵设置在基坝上。

优选的，所述排水管的下端口侧壁上固定有多个喷水嘴，且多个所述喷水嘴沿排水管的周壁等间隔分布，多个所述喷水嘴均与环管相连通，且喷水嘴的喷射方向指向第二过滤板的底面。

优选的，还包括控制器，所述控制器的信号输入端分别与泥沙浓度检测计和水流量传感器电连接，所述控制器的执行输出端分别与带式输送机、高压泵、驱动部、排水泵一和排水泵二电连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明中，通过带式输送机、第一过滤板和第二过滤板对水液中的泥沙、石块等进行自动的分离，并且自动排出，从而实现智能化的对水液进行排淤除沙，从而提高排水泵的叶片实用寿命，大大降低泵站的故障频次，而且通过振打机构和反冲机构分别对第一过滤板和第二过滤板自动清洁，从而确保第一过滤板和第二过滤板的过滤效果，保持水液的输送效率。

附图说明

图1为本发明的总装截面结构示意图；

图2为本发明中离心柱筒截面结构示意图；

图3为本发明中滑筒截面结构示意图；

图4为本发明中的导向柱外侧壁展开结构示意图；

图5为图1中的A-A截面结构示意图；

图6为图2中的B-B截面结构示意图；

图7为本发明中的导向柱沿滑槽的走向截面结构示意图。

图中：1、凹坑；2、导流坡；3、带式输送机；4、排沙管；5、延伸台；6、第一过滤板；7、离心柱筒；8、高压泵；9、聚沙管；10、外筒；11、滤筒；12、螺旋叶轴；13、连接管；14、排水管；15、排水泵一；16、泥沙浓度检测计；17、水流量传感器；18、喷水嘴；19、环管；20、进水管；21、导流板；22、摆杆；23、锤头；24、滑套；25、连杆；26、导向套；27、多棱杆；28、导向柱；29、滑筒；30、第二过滤板；31、滑槽；32、排水泵二；33、滑块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作人员员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图7，本发明提供一种技术方案：一种水利工程用智能化排淤除沙式泵站，包括开设在基坝坝底的凹坑1，凹坑1位于基坝蓄水的一侧，所述凹坑1内固定有用来排出泥沙的带式输送机3和离心柱筒7，所述离心柱筒7的上下两端分别固定并连通有进水管20和排水管14，所述离心柱筒7的外侧壁与用来输出泥沙的外筒10相连接，所述排水管14的内壁上固定有用来排水的排水泵一15和排水泵二32，所述进水管20的上端口固定有第一过滤板6，且进水管20内侧设置有用来对第一过滤板6振动拍击的振打机构，所述离心柱筒7内部地面定轴转动连接有第二过滤板30，所述排水管14上设置有用来对第二过滤板30清洁的反冲机构，所述第二过滤板30分别与振打机构和排水泵二32传动连接。

本实施例中，所述凹坑1上端口远离基坝的一侧的侧边设置有用来引导泥沙聚集的导流坡2，且导流坡2的坡度为四分之一，所述带式输送机3由上水平段、倾斜段和下水平段一体化组成，且下水平段的上表面高度不高于导流坡2的下端高度，所述基坝侧边固定有延伸台5，且延伸台5位于凹坑1的上方，所述带式输送机3的上水平段位于延伸台5上。

本实施例中，所述排水管14呈J形结构，且排水管14的下端与离心柱筒7的下端面固定并连通离心柱筒7的内部，所述排水泵二32固定在离心柱筒7的下端口内侧壁上，所述第二过滤板30的底面中心与排水泵二32的电机输出轴固定连接，所述排水泵一15固定在离心柱筒7的上端口内侧壁上，所述排水管14的侧壁上固定有泥沙浓度检测计16和水流量传感器17。

本实施例中，所述进水管20竖直向上设置，且进水管20的上端口固定有第一过滤板6，所述第一过滤板6的倾角为45-55°，且第一过滤板6的下端固定有导流板21，所述导流板21固定在离心柱筒7的上端面上，且导流板21的下端位于带式输送机3的下水平段上侧。

本实施例中，所述振打机构包括定轴转动连接在进水管20内侧壁上的摆杆22，所述摆杆22远离进水管20内侧壁的一端固定有锤头23，所述锤头23可与第一过滤板6的底面触碰机构，所述进水管20的内侧壁上固定有导向套26，所述导向套26的内部滑动连接有多棱杆27，所述多棱杆27的上端通过连杆25铰接滑套24，所述滑套24套接在摆杆22上并且可在摆杆22上滑动。

本实施例中，所述第二过滤板30的上表面中心固定有滑筒29，所述滑筒29的内侧壁上固定有滑块33，所述滑筒29内滑动连接有导向柱28，所述导向柱28可在滑筒29内进行上下滑动，所述导向柱28的外侧壁开设有绕导向柱28外周壁走向并闭合的滑槽31，所述滑槽31为椭圆形，所述多棱杆27的下端与导向柱28的上端面中心固定连接，且多棱杆27与第二过滤板30共用中心轴线。

本实施例中，所述离心柱筒7的外侧壁固定并连通有聚沙管9，且聚沙管9与离心柱筒7的外侧壁相切，所述外筒10竖直方向设置，且外筒10的下端与聚沙管9的上侧壁固定连接，所述外筒10的下端侧壁通过连接管13与排水管14相连通，所述外筒10的上端固定有驱动部，且外筒10的内部固定有滤筒11，且滤筒11的下端与聚沙管9相连通，所述滤筒11的上端侧壁固定连接排沙管4，所述滤筒11的内部定轴转动连接有螺旋叶轴12，所述螺旋叶轴12的上端与所述驱动部传动连接，所述螺旋叶轴12的下端位于聚沙管9的内侧。

本实施例中，所述反冲机构包括环管19，所述环管19位于离心柱筒7的下侧，且套接在排水管14的下端口外侧，所述环管19通过管路与高压泵8的出水口相连通，所述高压泵8设置在基坝上。

本实施例中，所述排水管14的下端口侧壁上固定有多个喷水嘴18，且多个所述喷水嘴18沿排水管14的周壁等间隔分布，多个所述喷水嘴18均与环管19相连通，且喷水嘴18的喷射方向指向第二过滤板30的底面。

本实施例中，还包括控制器，所述控制器的信号输入端分别与泥沙浓度检测计16和水流量传感器17电连接，所述控制器的执行输出端分别与带式输送机3、高压泵8、驱动部、排水泵一15和排水泵二32电连接。

本发明的使用方法和优点：该种水利工程用智能化排淤除沙式泵站在进行排水时，工作过程如下：

通过控制器控制带式输送机3运行，比较较重的泥沙、石块等经过导流坡2的导流以及水流流动的作用使得大块的泥沙、石块聚集在带式输送机3的下水平段上，并在带式输送机3的作用下使得泥沙、石块等从基坝底部输出，从而避免大块的泥沙、石块等进入排水管14内部造成堵塞，控制器控制控制排水泵一15工作，将水液经过进水管20吸入离心柱筒7内，然后经过排水管14排出，水流在经过第一过滤板6和第二过滤板30时进一步的进行过滤从而使得水液中粒径较小的泥沙、石块过滤掉，进一步的对排水泵一15和排水泵二32起到保护作用，从而提高排水效率，在不排水的情况下，也可气动带式输送机3运行，将聚集在基坝底部的泥沙、石块等排出，防止在泵站排水时泥沙、石块等聚集较多导致离心柱筒7的过滤压力较大。

在排水过程中，泥沙浓度检测计16检测排水管14内的泥沙浓度，当泥沙浓度超过设定阈值时，通过控制器控制驱动部和排水泵二32同时工作，排水泵二32工作后提高对水液的抽吸力以及输出压力，确保第一过滤板6和第二过滤板30对水液的阻碍以及泥沙较多造成排水压力的降低，进而确保排水效率，排水泵二32工作后带动第二过滤板30转动，从而使得进入离心柱筒7内的水液转动，并产生离心力 ，较重的泥沙受到的离心力较大，从而由离心柱筒7的中心向内壁移动，并甩出至聚沙管9内，这样可以提高对水液泥沙的分离效果，而且可以将粘附在第二过滤板30上表面的泥沙由中心向边缘处甩出，保持第二过滤板30的过滤效果，从而有助于提高排水效率，所述驱动部采用电机，驱动部带动螺旋叶轴12转动，从而使得聚集在聚沙管9内的泥沙、石块从滤筒11内由下向上移动，并从排沙管4排出，泥沙、石块在排出的过程中通过滤筒11滤出的水液经过连接管13排向排水管14，并由排水管14排出，从而实现对水液中的泥沙、石块进行的分离并自动排出，省时省力。

第二过滤板30在转动的同时带动滑筒29转动，从而通过滑块33和滑槽31的作用力带动导向柱28在滑筒29内上下移动，进而使得多棱杆27在导向套26内上下滑动，使得多棱杆27通过连杆25和滑套24带动摆杆22上下摆动，从而使得摆杆22带动锤头23间歇式的对第一过滤板6进行锤击拍打，将粘附在第一过滤板6上的泥沙、石块等振落，从而实现自动对第一过滤板6进行清洁，确保第一过滤板6的过滤效果。

当水液中较小的泥沙较多，并在第二过滤板30的过滤作用下较多的粘接在第二过滤板30的上表面上时，此时阻碍水液从离心柱筒7进入排水管14内部，降低排水管14的排水流量，此时水流量传感器17检测到排水管14内的水液流量低于设定阈值，并将数据输送至控制器，通过控制器控制高压泵8工作，高压泵8的进水端口通过管路将清洁的水液增压并输送至环管19内，然后由环管19输送至各个喷水嘴18内，从而通过喷水嘴18喷向第二过滤板30的底面，进而将粘附在第二过滤板30上表面的泥沙、石块等冲洗掉，并在第二过滤板30的转动作用下甩向聚沙管9，从而实现自动清洁，并保持水液的输送效率，实现智能化的对水液进行排淤除沙，从而提高排水泵的叶片实用寿命，大大降低泵站的故障频次。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术工作人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种水利工程用智能化排淤除沙式泵站，包括开设在基坝坝底的凹坑（1），其特征在于：所述凹坑（1）内固定有用来排出泥沙的带式输送机（3）和离心柱筒（7），所述离心柱筒（7）的上下两端分别固定并连通有进水管（20）和排水管（14），所述离心柱筒（7）的外侧壁与用来输出泥沙的外筒（10）相连接，所述排水管（14）的内壁上固定有用来排水的排水泵一（15）和排水泵二（32），所述进水管（20）的上端口固定有第一过滤板（6），且进水管（20）内侧设置有用来对第一过滤板（6）振动拍击的振打机构，所述离心柱筒（7）内部地面定轴转动连接有第二过滤板（30），所述排水管（14）上设置有用来对第二过滤板（30）清洁的反冲机构，所述第二过滤板（30）分别与振打机构和排水泵二（32）传动连接。

2.根据权利要求1所述的一种水利工程用智能化排淤除沙式泵站，其特征在于：所述凹坑（1）上端口远离基坝的一侧的侧边设置有用来引导泥沙聚集的导流坡（2），且导流坡（2）的坡度为四分之一，所述带式输送机（3）由上水平段、倾斜段和下水平段一体化组成，且下水平段的上表面高度不高于导流坡（2）的下端高度，所述基坝侧边固定有延伸台（5），且延伸台（5）位于凹坑（1）的上方，所述带式输送机（3）的上水平段位于延伸台（5）上。

3.根据权利要求2所述的一种水利工程用智能化排淤除沙式泵站，其特征在于：所述排水管（14）呈J形结构，且排水管（14）的下端与离心柱筒（7）的下端面固定并连通离心柱筒（7）的内部，所述排水泵二（32）固定在离心柱筒（7）的下端口内侧壁上，所述第二过滤板（30）的底面中心与排水泵二（32）的电机输出轴固定连接，所述排水泵一（15）固定在离心柱筒（7）的上端口内侧壁上，所述排水管（14）的侧壁上固定有泥沙浓度检测计（16）和水流量传感器（17）。

4.根据权利要求3所述的一种水利工程用智能化排淤除沙式泵站，其特征在于：所述进水管（20）竖直向上设置，且进水管（20）的上端口固定有第一过滤板（6），所述第一过滤板（6）的倾角为45-55°，且第一过滤板（6）的下端固定有导流板（21），所述导流板（21）固定在离心柱筒（7）的上端面上，且导流板（21）的下端位于带式输送机（3）的下水平段上侧。

5.根据权利要求4所述的一种水利工程用智能化排淤除沙式泵站，其特征在于：所述振打机构包括定轴转动连接在进水管（20）内侧壁上的摆杆（22），所述摆杆（22）远离进水管（20）内侧壁的一端固定有锤头（23），所述锤头（23）可与第一过滤板（6）的底面触碰机构，所述进水管（20）的内侧壁上固定有导向套（26），所述导向套（26）的内部滑动连接有多棱杆（27），所述多棱杆（27）的上端通过连杆（25）铰接滑套（24），所述滑套（24）套接在摆杆（22）上并且可在摆杆（22）上滑动。

6.根据权利要求5所述的一种水利工程用智能化排淤除沙式泵站，其特征在于：所述第二过滤板（30）的上表面中心固定有滑筒（29），所述滑筒（29）的内侧壁上固定有滑块（33），所述滑筒（29）内滑动连接有导向柱（28），所述导向柱（28）可在滑筒（29）内进行上下滑动，所述导向柱（28）的外侧壁开设有绕导向柱（28）外周壁走向并闭合的滑槽（31），所述滑槽（31）为椭圆形，所述多棱杆（27）的下端与导向柱（28）的上端面中心固定连接，且多棱杆（27）与第二过滤板（30）共用中心轴线。

7.根据权利要求4所述的一种水利工程用智能化排淤除沙式泵站，其特征在于：所述离心柱筒（7）的外侧壁固定并连通有聚沙管（9），且聚沙管（9）与离心柱筒（7）的外侧壁相切，所述外筒（10）竖直方向设置，且外筒（10）的下端与聚沙管（9）的上侧壁固定连接，所述外筒（10）的下端侧壁通过连接管（13）与排水管（14）相连通，所述外筒（10）的上端固定有驱动部，且外筒（10）的内部固定有滤筒（11），且滤筒（11）的下端与聚沙管（9）相连通，所述滤筒（11）的上端侧壁固定连接排沙管（4），所述滤筒（11）的内部定轴转动连接有螺旋叶轴（12），所述螺旋叶轴（12）的上端与所述驱动部传动连接，所述螺旋叶轴（12）的下端位于聚沙管（9）的内侧。

8.根据权利要求7所述的一种水利工程用智能化排淤除沙式泵站，其特征在于：所述反冲机构包括环管（19），所述环管（19）位于离心柱筒（7）的下侧，且套接在排水管（14）的下端口外侧，所述环管（19）通过管路与高压泵（8）的出水口相连通，所述高压泵（8）设置在基坝上。

9.根据权利要求8所述的一种水利工程用智能化排淤除沙式泵站，其特征在于：所述排水管（14）的下端口侧壁上固定有多个喷水嘴（18），且多个所述喷水嘴（18）沿排水管（14）的周壁等间隔分布，多个所述喷水嘴（18）均与环管（19）相连通，且喷水嘴（18）的喷射方向指向第二过滤板（30）的底面。

10.根据权利要求8所述的一种水利工程用智能化排淤除沙式泵站，其特征在于：还包括控制器，所述控制器的信号输入端分别与泥沙浓度检测计（16）和水流量传感器（17）电连接，所述控制器的执行输出端分别与带式输送机（3）、高压泵（8）、驱动部、排水泵一（15）和排水泵二（32）电连接。

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