CN112717489B - 一种沉沙池排沙清淤装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于排沙清淤技术领域，具体涉及一种沉沙池排沙清淤装置；包括深入水下的吸沙装置、输送装置和分沙装置；利用吸沙装置从水底抽取沙水，利用输送装置将沙水混合物输送至岸上，并利用分沙装置实现沙水的分离，能够让污泥泵持续工作，并利用分沙装置快速的将沙水分离，实现可持续性的作业，大大的提高了排沙清淤的效率，缩短沉沙池的规模，可以节省空间；减少池内泥沙的淤积，降低换池率，经分沙装置处理后，实现沙水分离，很大程度上减少在沉沙池内的淤积。
Description
技术领域
本发明属于排沙清淤技术领域，具体涉及一种排沙清淤装置。
背景技术
在多泥沙河流上取水时，虽在取水口采取了防沙措施，但水的含沙量和粒径还不能完全满足用水的要求。因此，可在进水口下游设置沉沙池，通过扩大过水断面，减小流速，沉淀不符合用水要求的泥沙。
沉沙池主要是利用重力作用将泥沙与水分离的一种工程措施。水流进入沉沙池后，由于过水断面突然扩大，流速显著降低，水流挟沙力大大减小，水流进入沉沙池后，由于过水断面突然扩大，由连续性方程A1V1=A2V2，可知水流流速在一定范围内显著降低，水流挟沙能力不断减小，从而改变了原有的水流泥沙运动状态，形成水深大，流速小，挟沙能力小、进口含沙量相对较大、挟沙水流一般处于超饱和运行状态的特点，泥沙不断淤积。
目前的沉沙池按平面形态分为：直线形沉沙池、曲线形沉沙池、沉沙条渠、旋流式沉沙池、斜板式沉沙池、湖泊式沉沙池；按冲沙方式分为：定期冲洗式沉沙池、连续冲洗式沉沙池。
由于沉沙池内泥沙不断淤积，需要定期进行清淤工作，或者重新选址更换沉沙池，后者不可避免地侵占农田，破坏耕地，造成一定程度的经济损失。而且沉沙池的建设成本高，维修、改建任务大，存在一系列的工程技术问题，同时也为了减轻泥沙淤积造成的容积损失，但是现有排水清淤装置由于结构上的缺陷，在使用时，扰沙、吸沙能力差，且分沙处理效率低，无法形成流水线作业，沙水混合物往往需要静置一定时间后，才能进行分离，无法快速完成沙水分离，因此研究一种沉沙池排沙清淤装置是必要的。
发明内容
针对现有设备存在的缺陷和问题，本发明提供一种沉沙池排沙清淤装置，有效解决了现有设备中存在的吸沙能力差，分沙处理效率低，沙水混合物往往需要静置一定时间后，才能进行分离，无法快速的实现沙水分离的问题。
本发明解决其技术问题所采用的方案是：一种沉沙池排沙清淤装置，包括深入水下的吸沙装置、输送装置和分沙装置；所述吸沙装置包括吸沙罩、搅刀、搅刀轴、轴架和驱动电机，所述吸沙罩的底部设置有稳定盘，其上部逐渐缩小并连接有输送接头，所述轴架固定在吸沙罩内，搅刀轴经轴承转动套装在轴架上，其底部设置有搅刀，其上部通过锥齿轮组与电机转轴传动连接，所述驱动电机设置在吸沙罩的外侧并包覆有防水层；所述输送装置包括输送管和污泥泵，污泥泵经输送管与输送接头连接；所述分沙装置包括分沙斗、消能罩、过滤网、沉淀区和螺旋输沙机；所述消能罩间隔位于分沙斗内，消能罩的底部设置有刚性的过滤网，过滤网的底部固定设置在分沙斗的内壁上，所述污泥泵的出水端经注入管伸入消能罩内，将水沙混合物注入消能罩内，在分沙斗的底部呈向内倾斜的导流斜面，导流斜面底部与竖直向下设置的沉淀区上部连通，螺旋输沙机倾斜向上设置在沉淀区的底部，螺旋输沙机的下部与沉淀区的底部连通，其上部设置有开口向下的卸料口；分沙斗的外侧壁上设置有溢流口，溢流口处设置有倾斜向下的溢水管，溢水管与储水结构连通。
进一步的，所述沉淀区的上部设置有导流罩。
进一步的，所述搅刀轴的外侧设置有防水箱，电机转轴密封伸入防水箱内并经锥齿轮组与搅刀轴传动连接，搅刀轴延伸出防水箱并安装有搅刀。
进一步的，所述吸沙罩的底部配置有配重块，其上部配置有漂浮块，从而使吸沙罩能始终向下深入水下。
进一步的，所述消能罩呈底端大上端小的圆台形结构。
进一步的，所述刚性的过滤网包括支撑骨架和过滤网，支撑骨架的底部在导流斜面上，其上部固定在消能罩的底部，过滤网将支撑骨架包裹形成了能支撑消能罩，同时能沿纵向过滤水沙。
进一步的，所述螺旋输沙机的底部设置有排水结构，所述排水结构包括透水层、排水区和排水管，所述透水层将螺旋输沙机的底部分割为上部的输送区和下部的排水区，透水层能允许水通过并进入排水区，排水区的底部设置有排水管。
进一步的，在卸料口的底部设置还设置有输送带。
进一步的，所述消能罩内设置有消能辊，消能辊的外部圆周均布有消能齿板，所述注入管正对消能齿板，消能辊的所述消能辊的上部转动设置在消能罩的中部。
进一步的，所述溢流口处设置有二次过滤网。
本发明的有益效果：本发明提供了一种沉沙池排沙清淤装置，利用吸沙装置从水底抽取沙水，利用输送装置将沙水混合物输送至岸上，并利用分沙装置实现沙水的分离，在具体处理时，首先在吸沙装置内设置了搅刀，利用搅刀对沙水进行搅拌扰沙，且针对不同地域，搅刀的深度可调，并使搅刀深入沉沙池内对沉沙进行搅动，加速了沙水的抽取效率，同时在吸沙罩上设置了上部和下部设置配重块和漂浮块，使吸沙罩成了在水中具有较低的重心，确保吸沙罩能在水下保持竖直状态，保证了吸沙罩的工作状态稳定。
在搅刀的搅拌作用下，沙水混为一体，并借助污泥泵抽取将沙水混合物抽至岸上，首先将沙水混合物注入消能罩内，消能罩基本呈圆台形结构，且消能罩内设置有消能辊，沙水混合物的注入点正对消能辊，消能辊接受冲击力能持续转动，将沙水混合物分散至消能罩的侧壁，进而快速的消除沙水混合物的动能，并分散落至分流罩上，在分流罩的分流下沙水混合物在经分沙斗的侧壁进入沉淀区，且沉淀区的上部设置有导流罩，导流罩将沙水从两侧导流至沉淀区，且导流罩还具有阻断沉淀区与上部区域的目的，避免水体对沉淀区造成水体波动影响，使沉淀区能快速的沉沙，进而实现分沙与泵取同步的流水作业。
最后沉淀区的上部区域的水会经过滤网过滤至过滤网和分沙斗之间，当水位到达至溢流口处会自动溢流至储液区域内，沉淀区内沉沙经倾斜向上的螺旋输沙机向外输送，本发明中将螺旋输沙机向上设置，可以在输送过程中过滤部分水分，降低了出沙的含水量，此处的水分经螺旋输沙机底部的排水结构处持续排出。
由此，本发明结合水力学知识，设想一种结合虹吸式输送管与分沙装置的新型沉沙池清淤技术，缩短沉沙池的规模，可以节省空间；减少池内泥沙的淤积，降低换池率，经分沙装置处理后，实现沙水分离，很大程度上减少在沉沙池内的淤积，分选出颗粒较粗的泥沙直接作为建筑材料，用于砌砖、粉墙等，与传统建筑用沙掺混使用，通过丰富混凝土骨料级配，可以节省水泥用量、提高混凝土强度，分离出的水则可用于灌溉农田。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为吸沙装置的结构示意图。
图3为搅刀与吸沙罩的结构示意图。
图4为分沙装置的结构示意图。
图5为消能辊的结构示意图。
图6为实施例4中结构示意图。
图7为分沙装置的另一种结构示意图。
图8为花键轴与花键轴套的结构示意图。
图中的标号为：1为吸沙装置，101为吸沙罩，102为轴架，103为驱动电机，104为锥齿轮组，105为花键轴套，106为花键轴，107为推力轴承，108为电动推杆，109为搅刀，110为稳定盘，111为防水箱，112为输送接头；2为输送管，3为污泥泵，4为分沙装置，401为分沙斗，402为主水管，403为消能罩，404为消能辊，405为过滤网，406为分流罩，407为支架，408为导流罩，409为沉淀区，410为螺旋输沙机，411为卸料口，412为电机，413为透水层，414为排水管，415为溢流管，416为储水结构，417为标识轴；418为消能齿板，5为吊绳，6为钢丝绳，7为滑块，8为收卷机，9为移动轮。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例1：本实施例旨在提供一种沉沙池排沙清淤装置，为了克服上述沉沙池容积损失严重，沉沙池规模大、清淤工作量大、换池率高等缺点，为此本实施例将吸沙装置与分沙装置相结合，形成一种新型管道排沙式泥沙分选的沉沙池清淤系统。
如图1所示，一种沉沙池排沙清淤装置，包括深入水下的吸沙装置1、输送装置和分沙装置4；利用吸沙装置1从水底抽取沙水，利用输送装置将沙水混合物输送至岸上，并利用分沙装置4实现沙水的分离。
具体的，本实施例中吸沙装置1包括吸沙罩101、搅刀109、搅刀轴、轴架102和驱动电机103，所述吸沙罩101的底部设置有稳定盘110，稳定盘110上可设置有固定齿，使用时固定齿可钉入沙土中对吸沙罩的位置进行固定，吸沙罩101的上部逐渐缩小并连接有输送接头112，其设置目的是为了给搅刀109及其传动结构提供足够的安装空间，且不会干扰沙水的输送；轴架102固定在吸沙罩101内，搅刀轴经轴套转动套装在轴架上，其底部设置有搅刀109，其上部通过锥齿轮组104与驱动电机103转轴传动连接，所述驱动电机设置在吸沙罩的外侧并包覆有防水层，本实施例中驱动电机的外侧设置有固定套，固定套用螺栓安装在吸沙罩上，防水层嵌套在固定套与吸沙罩之间，利用固定套的紧固性将防水层密封固定。
为了进一步提高防水效率，避免沙水对搅刀109的传动部分带来影响，如图2所示，所述搅刀轴的外侧设置有防水箱111，电机转轴密封伸入防水箱111内并经锥齿轮组104与搅刀轴传动连接，搅刀轴延伸出防水箱并安装有搅刀。
同时如图2所示，本实施例中搅刀的伸出长度可调，为了实现该功能，搅刀轴包括花键轴套105和花键轴106，花键轴套105的内壁上设置有多个花键槽，花键轴对应设置有多个花键，花键轴套与花键轴套装在一起，并且能够被驱动相互滑动，具体的驱动方式为在花键轴上设置有推力轴承107，推力轴承107上安装有电动推杆108，电动推杆108可以设置在轴架上并位于防水箱111内，其中花键轴的底部安装有搅刀109，花键轴套的上部经锥齿轮组与驱动电机的转轴传动连接，进而实现搅刀的伸出长度调整；搅刀根据不同区域调节其伸出吸沙罩的长度，使底部的沉沙能快速与水混合，提高了沙水混合物中的沙含量，提高了开采效率。
所述输送装置包括输送管2和污泥泵3，污泥泵3经输送管2与输送接头112连接；利用污泥泵持续工作，在输送管内产生的负压，进而能将沙水混合物泵至岸边，然后利用分沙装置对沙水混合物进行分离。
具体的分沙装置包括分沙斗401、消能罩 403、过滤网405、沉淀区409和螺旋输沙机410；所述消能罩403间隔位于分沙斗401内，消能罩403的底部设置有刚性的过滤网405，过滤网405的底部固定设置在分沙斗401的内壁上，所述污泥泵3的出水端经注入管402伸入消能罩403内，将水沙混合物注入消能罩内，在分沙斗的底部呈向内倾斜的导流斜面，导流斜面底部与竖直向下设置的沉淀区409上部连通，螺旋输沙机410倾斜向上设置在沉淀区409的底部，螺旋输沙机410的下部与沉淀区的底部连通，其上部设置有开口向下的卸料口411；分沙斗401的外侧壁上设置有溢流口，溢流口处设置有倾斜向下的溢水管415，溢水管与储水结构416连通。
由此，本发明在具体处理时，首先在吸沙装置内设置了搅刀，利用搅刀对沙水进行搅拌，提高了沙水的分离效率，且针对不同地域，搅刀的深度可调，并使搅刀伸出吸沙罩，加速了沙水的抽取效率，在搅刀的搅拌作用下，沙水混为一体，并借助污泥泵抽取将沙水混合物抽至岸上，利用分沙装置实现沙与水的分离，沙聚集在沉淀区内，水会经过滤网过滤至过滤网和分沙斗之间，当水位到达至溢流口处会自动溢流至储液区域内，能够让污泥泵持续工作，并利用分沙装置快速的将沙水分离，实现可持续性的作业，大大的提高了排沙清淤的效率，缩短沉沙池的规模，可以节省空间；减少池内泥沙的淤积，降低换池率，经分沙装置处理后，实现沙水分离，很大程度上减少在沉沙池内的淤积，分选出颗粒较粗的泥沙直接作为建筑材料，用于砌砖、粉墙等。
实施例2：本实施例与实施例1基本相同，其不同在于：本实施例对吸沙罩的结构进一步限定。
所述吸沙罩的底部配置有配重块，其上部配置有漂浮块，从而使吸沙罩能始终向下深入水下，使吸沙罩成了在水中具有较低的重心，确保吸沙罩能在水下保持竖直状态，保证了吸沙罩的工作状态稳定。
实施例3：本实施例与实施例1基本相同，其不同在于：本实施例对分沙装置的结构进一步限定
本实施例中根据实施例1中结构，进一步对实施例1中的分水装置结构进一步详细说明，具体的本实施例中消能罩404呈底端大上端小的圆台形结构，刚性的过滤网405包括支撑骨架和过滤网，支撑骨架的底部在导流斜面上，其上部固定在消能罩的底部，过滤网将支撑骨架包裹形成了能支撑消能罩，同时能沿纵向过滤水沙，本实施例中过滤网具有一定的纵深高度形成了过滤墙，过滤墙过滤面积大，过滤效果好。
所述螺旋输沙机410的底部设置有排水结构，所述排水结构包括透水层413、排水区和排水管414，所述透水层413将螺旋输沙机的底部分割为上部的输送区和下部的排水区，透水层413能允许水通过并进入排水区，排水区的底部设置有排水管414，本实施例中排水结构能对螺旋输沙机内的水分进行排出，避免底部螺旋输沙机底部聚集过多水分。
本实施例中，还可在卸料口的底部设置还设置有输送带，利用输送带将卸料口下落的沙子输送至下一地点，或者用运输车拉走。
所述消能罩内设置有消能辊404，消能辊404的外部圆周均布有消能齿板418，所述注入管402正对消能齿板417，消能辊404的上端还可延伸处分沙斗外侧，该外侧为标识轴，标识轴上还可根据需要设置负载，以提高消能效果；所述消能辊的上部转动设置在消能罩的中部，所述溢流口处设置有二次过滤网，二次过滤网能溢流处进行再次过滤。
本实施例中在沙水分离时沙水混合物注入消能罩内，消能罩基本呈圆台形结构，且消能罩内设置有消能辊，沙水混合物的注入点正对消能辊，消能辊接受冲击力能持续转动，利用沙水混合物的动能进行转动，在转动过程中将沙水混合物分散至消能罩的侧壁，同时在消能罩的底部设置有分流罩406，从而沙水混合物经过消能罩消能后落至分流罩406上。
在分流罩406的分流下沙水混合物在经分沙斗的导流斜面进入沉淀区409，且沉淀区409的上部设置有导流罩408，导流罩408将沙水从两侧导流至沉淀区，且导流罩408还具有阻断沉淀区与上部区域的作用，避免水体对沉淀区造成水体波动影响，使沉淀区能快速的沉沙，进而实现分沙作业和泵取作业同步，实现流水作业；沉淀区内沉沙经倾斜向上的螺旋输沙机向外输送，本发明中将螺旋输沙机倾斜向上设置，可以在输送过程中过滤部分水分，降低了出沙的含水量，此处的水分经螺旋输沙机底部的排水结构处持续排出。
实施例4：本实施例与实施例1基本相同，其不同在于：本实施例对能够使吸沙装置能够移动。
本实施例中如图6-7所示，在水面上横跨设置有单或双钢丝绳6，钢丝绳6上设置有滑套7，滑套7能在钢丝绳上滑动并能固定，滑套上设置有收卷机8，收卷机8引出有吊绳5，吊绳5能在收卷机8上伸长或者缩短，吸沙装置1固定的吊绳的末端，吸沙罩的两侧设置有移动轮9，在水体流动的作用下，吸沙装置1能沿水体流动，通过改变吊绳5的长度能改变吸沙装置1相对于钢丝绳的位置，进而使吸沙装置的吸沙区得到调整。
Claims (8)
1.一种沉沙池排沙清淤装置，其特征在于：包括深入水下的吸沙装置、输送装置和分沙装置；所述吸沙装置包括吸沙罩、搅刀、搅刀轴、轴架和驱动电机，所述吸沙罩的底部设置有稳定盘，其上部逐渐缩小并连接有输送接头，所述轴架固定在吸沙罩内，搅刀轴经轴承转动套装在轴架上，其底部设置有搅刀，其上部通过锥齿轮组与电机转轴传动连接，所述驱动电机设置在吸沙罩的外侧并包覆有防水层；所述输送装置包括输送管和污泥泵，污泥泵经输送管与输送接头连接；所述分沙装置包括分沙斗、消能罩、过滤网、沉淀区和螺旋输沙机；所述消能罩间隔位于分沙斗内，消能罩的底部设置有刚性的过滤网，过滤网的底部固定设置在分沙斗的内壁上，所述污泥泵的出水端经注入管伸入消能罩内，将水沙混合物注入消能罩内，在分沙斗的底部呈向内倾斜的导流斜面，导流斜面底部与竖直向下设置的沉淀区上部连通，螺旋输沙机倾斜向上设置在沉淀区的底部，螺旋输沙机的下部与沉淀区的底部连通，其上部设置有开口向下的卸料口；分沙斗的外侧壁上设置有溢流口，溢流口处设置有倾斜向下的溢水管，溢水管连接有储水结构，所述沉淀区的上部设置有导流罩，所述搅刀轴的外侧设置有防水箱，电机转轴密封伸入防水箱内并经锥齿轮组与搅刀轴传动连接，搅刀轴延伸出防水箱并安装有搅刀。
2.根据权利要求1所述的沉沙池排沙清淤装置，其特征在于：所述吸沙罩的底部配置有配重块，其上部配置有漂浮块，从而使吸沙罩能始终向下深入水下。
3.根据权利要求1所述的沉沙池排沙清淤装置，其特征在于：所述消能罩呈底端大上端小的圆台形结构。
4.根据权利要求1所述的沉沙池排沙清淤装置，其特征在于：所述刚性的过滤网包括支撑骨架和过滤网，支撑骨架的底部在导流斜面上，其上部固定在消能罩的底部，过滤网将支撑骨架包裹形成了能支撑消能罩，同时能沿纵向过滤水沙。
5.根据权利要求1所述的沉沙池排沙清淤装置，其特征在于：所述螺旋输沙机的底部设置有排水结构，所述排水结构包括透水层、排水区和排水管，所述透水层将螺旋输沙机的底部分割为上部的输送区和下部的排水区，透水层能允许水通过并进入排水区，排水区的底部设置有排水管。
6.根据权利要求1所述的沉沙池排沙清淤装置，其特征在于：在卸料口的底部设置还设置有输送带。
7.根据权利要求1所述的沉沙池排沙清淤装置，其特征在于：所述消能罩内设置有消能辊，消能辊的外部圆周均布有消能齿板，所述注入管正对消能齿板，消能辊的所述消能辊的上部转动设置在消能罩的中部。
8.根据权利要求1所述的沉沙池排沙清淤装置，其特征在于：所述溢流口处设置有二次过滤网。
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