CN113494109B - 基于水环境治理的快速清淤一体化输送系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于水环境治理的快速清淤一体化输送系统及其控制方法，包括浮动机构和清淤机构，所述清淤机构包括第一清理箱、第二清理箱和淤泥储箱，所述第一清理箱和第二清理箱设于淤泥储箱的左右两侧，且第一清理箱的第二清理箱的结构对称，所述淤泥储箱下部的两侧开设有淤泥输入口，本发明涉及水环境治理技术领域。该基于水环境治理的快速清淤一体化输送系统及其控制方法，结构合理，使用方便，又利用第一清理箱、第二清理箱，对淤泥清理区域进行限定，同时淤水净化剂对搅动起的淤泥区域的水环境进行过滤，当淤水通过滤网箱时，淤泥和杂物被阻隔，有效避免淤水流动到水流中，进而导致水质变差的情况发生。

Description

基于水环境治理的快速清淤一体化输送系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及水环境治理技术领域，具体为基于水环境治理的快速清淤一体化输送系统及其控制方法。

背景技术

我国水系发达，由于近些年经济发展迅速，大量的工业废水和生活污水排入河道，泥沙的淤积和进入河流的污染物会使自然水体的自净功能严重减弱，重金属、有害颗粒物等在底泥中富集，污染物往往高出上覆水体几个数量级，引起水体富营养化或黑臭现象。

目前，在我国港口、航道、内河以及湖泊清淤工程中，主要是通过排干清淤、水下清淤等途径进行疏浚和清淤。

中国专利公开号CN108179774A公开的淤泥输送系统及清淤干泥船，通过将药剂舱与泥泵或者泥泵的输入端的输泥管道连接，使得药剂和淤泥在泥泵中被高速转动，从而使药剂更均匀地分散在淤泥中，药效得到充分发挥；

但是其设备过大，清淤船等清淤设备体积过大，不适合小型水域作业的要求，对环境适应性低。

中国专利公开号CN110258706A公开的一种河道淤泥清理装置，能够直接在水下一定区域内自动进行清淤工作，大大减轻了传统清淤人员的工作负担，同时整个装置结构小巧，装载搬运便利，可同时适用于大型河道和小型河道的清淤工作，可广泛应用与各种类型河道的清淤工作；

但是这种方式不仅容易形成二次污染，导致水质变差，而且在水体流动的过程中，部分淤泥和杂物将会重新沉淀到河底，使得清理效果不佳。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了基于水环境治理的快速清淤一体化输送系统及其控制方法，解决了现有的清淤装置容易形成二次污染，导致水质变差，使得清理效果不佳，和清淤船等清淤设备体积过大，不适合小型水域作业的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：基于水环境治理的快速清淤一体化输送系统及其控制方法，包括浮动机构和清淤机构，所述清淤机构包括第一清理箱、第二清理箱和淤泥储箱，所述第一清理箱和第二清理箱设于淤泥储箱的左右两侧，且第一清理箱的第二清理箱的结构对称，所述淤泥储箱下部的两侧开设有淤泥输入口，所述第一清理箱上部的前后两侧开设有下沉排水口，所述第一清理箱内腔的上部固定连接有滤网箱，所述滤网箱的内部填充有淤水净化剂。

所述第一清理箱内腔的底部转动连接有淤泥处理螺旋桨，所述淤泥处理螺旋桨的右端设于淤泥输入口处，所述第一清理箱的左侧固定连接有第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出端与淤泥处理螺旋桨的左侧固定连接，所述第一驱动电机的外部套设有防水罩。

所述淤泥储箱的上部贯穿有输送构件，且输送构件贯穿于浮动机构的中部，所述输送构件包括输送筒柱与输送螺旋桨，所述输送筒柱下部的外侧与淤泥储箱固定连接，所述输送筒柱的上部与漂浮件滑动连接，所述输送螺旋桨贯穿于输送筒柱的内部，所述输送筒柱的上部连接有第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出端与输送螺旋桨固定连接，所述输送筒柱的上部从上到下依次分别连通有淤泥排出管和淤水排出管，所述淤水排出管与输送筒柱的连接处设有淤泥阻隔网。

优选的，所述浮动机构包括漂浮件和移位驱动构件，且移位驱动构件与漂浮件底部的四周固定连接，所述漂浮件包括浮架和橡胶浮球，所述浮架夹设在橡胶浮球的上下两侧。

所述移位驱动构件包括驱动机箱和驱动桨叶，所述驱动机箱的底部与驱动机箱转动连接，所述驱动机箱的内侧设有第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出端贯穿于驱动机箱的底部，且与驱动桨叶的中部固定连接。

优选的，所述浮动机构与清淤机构之间通过两组升降构件传动连接，所述升降构件包括升降箱体和升降螺杆，所述升降箱体的底部与浮动机构上部的两侧固定连接，所述升降螺杆的底端与清淤机构上部的两侧固定连接。

优选的，所述升降箱体的内部的左侧和右侧分别转动连接有蜗轮和蜗杆，且蜗轮与蜗杆啮合传动，所述蜗轮的内部固定连接有螺环。

优选的，所述升降螺杆贯穿于升降箱体的左侧且贯穿于螺环的内部，所述螺环与升降螺杆螺旋连接，所述升降箱体的后侧固定连接有第二伺服电机，所述第二伺服电机的输出端贯穿于升降箱体后部的右侧且与蜗杆固定连接。

优选的，所述浮动机构的底部转动连接有清淤环，且清淤环套设在升降螺杆的外部，所述清淤环的内侧固定连接有清淤齿，所述清淤齿与升降螺杆的螺纹槽处压接。

优选的，所述漂浮件上表面中部的两侧固定连接有设备机箱，所述设备机箱的内部设有电源和处理器，所述电源的上部固定连接有无线模块和控制模块。

优选的，所述电源、第一驱动电机、第二驱动电机、第一伺服电机和第二伺服电机均与处理器电性连接，且均与控制模块电性连接。

基于水环境治理的快速清淤一体化输送系统的控制方法，具体包括以下步骤

步骤一、通过无线遥控器或者手机与无线模块无线连接；

步骤二、利用无线遥控器或者手机控制控制模块对第一驱动电机、第二驱动电机、第一伺服电机和第二伺服电机进行控制；

1)、控制第一伺服电机带动驱动桨叶转动，使设备在待清理水域中移动至指定位置；

2)、控制第二伺服电机带动蜗轮与蜗杆啮合传动，从而使升降螺杆带动清淤机构下降；

3)、再控制第一驱动电机带动淤泥处理螺旋桨转动，淤泥处理螺旋桨将河底淤泥输送至淤泥储箱的内部；

4)、第二驱动电机带动输送螺旋桨将淤泥储箱内部的淤泥向上排出，排出过程中，淤泥中含带的水分通过淤泥阻隔网过滤，并通过淤水排出管排至河内，淤泥通过淤泥排出管排至河岸。

步骤三、第一清理箱和第二清理箱对淤泥清理区域进行限定，同时淤水净化剂对搅动起的淤泥区域的水环境进行过滤。

优选的，通过淤泥排出管排至河岸的淤泥通过太阳光照射杀菌处理，使有机物的矿化分解。

有益效果

本发明提供了基于水环境治理的快速清淤一体化输送系统及其控制方法。与现有技术相比具备以下有益效果：

(1)、该基于水环境治理的快速清淤一体化输送系统及其控制方法，通过第一驱动电机带动淤泥处理螺旋桨转动，淤泥处理螺旋桨将河底淤泥输送至淤泥储箱的内部，同时第二驱动电机带动输送螺旋桨将淤泥储箱内部的淤泥向上排出，并通过淤泥排出管排至河岸，结构合理，使用方便，又利用第一清理箱、第二清理箱，对淤泥清理区域进行限定，同时淤水净化剂对搅动起的淤泥区域的水环境进行过滤，当淤水通过滤网箱时，淤泥和杂物被阻隔，有效避免淤水流动到水流中，进而导致水质变差的情况发生。

(2)、该基于水环境治理的快速清淤一体化输送系统及其控制方法，利用无线遥控器或者手机控制控制模块控制第一伺服电机带动驱动桨叶转动，使设备在待清理水域中移动至指定位置，移动方便，且体积较小，适用于窄河道或小面积水域清理。

(3)、该基于水环境治理的快速清淤一体化输送系统及其控制方法，通过第二伺服电机带动蜗轮与蜗杆啮合传动，从而使升降螺杆带动清淤机构上升和下降，同时利用蜗轮与蜗杆之间的自锁性，使设备运行更加稳定。

(4)、该基于水环境治理的快速清淤一体化输送系统及其控制方法，通过在第二伺服电机带动螺杆上升或下降的过程中，螺杆通过清淤齿带动清淤环转动，使的清淤齿对螺杆下部粘附的杂质进行刮除，避免水环境治理过程中，淤泥吸附在螺杆的表面，影响升降构件的运行。

附图说明

图1为本发明的结构立体图；

图2为本发明清淤机构的结构剖视图；

图3为本发明清淤机构的结构仰视图；

图4为本发明移位驱动构件的结构剖视图；

图5为本发明输送构件的结构左剖视图；

图6为本发明浮动机构的结构剖视图；

图7为本发明的图6中A处的局部放大图；

图8为本发明设备机箱的结构剖视图；

图9为本发明系统框图；

图10为本发明清淤环的结构立体图。

图中：1、浮动机构；11、漂浮件；111、浮架；112、橡胶浮球；12、移位驱动构件；121、驱动机箱；122、驱动桨叶；123、第一伺服电机；13、设备机箱；131、电源；132、处理器；133、无线模块；134、控制模块；2、清淤机构；21、第一清理箱；211、下沉排水口；212、滤网箱；213、淤泥处理螺旋桨；214、第一驱动电机；215、防水罩；216、淤水净化剂；22、第二清理箱；23、淤泥储箱；231、淤泥输入口；3、升降构件；31、升降箱体；32、升降螺杆；33、蜗轮；34、蜗杆；35、螺环；36、第二伺服电机；4、清淤环；41、清淤齿；5、输送构件；51、输送筒柱；52、输送螺旋桨；53、第二驱动电机；54、淤泥排出管；55、淤水排出管；56、淤泥阻隔网。

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，本领域普通技术人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1-4，本发明提供技术方案：基于水环境治理的快速清淤一体化输送系统及其控制方法，包括浮动机构1和清淤机构2，清淤机构2包括第一清理箱21、第二清理箱22和淤泥储箱23，第一清理箱21和第二清理箱22设于淤泥储箱23的左右两侧，且第一清理箱21的第二清理箱22的结构对称，淤泥储箱23下部的两侧开设有淤泥输入口231，第一清理箱21上部的前后两侧开设有下沉排水口211，第一清理箱21内腔的上部固定连接有滤网箱212，滤网箱212的内部填充有淤水净化剂216，第一清理箱21内腔的底部转动连接有淤泥处理螺旋桨213，淤泥处理螺旋桨213的右端设于淤泥输入口231处，第一清理箱21的左侧固定连接有第一驱动电机214，第一驱动电机214的输出端与淤泥处理螺旋桨213的左侧固定连接，第一驱动电机214的外部套设有防水罩215，防水罩215的设置避免第一驱动电机214在水下运行过程中进水，从而影响设备的使用。

请参阅图5，淤泥储箱23的上部贯穿有输送构件5，且输送构件5贯穿于浮动机构1的中部，输送构件5包括输送筒柱51与输送螺旋桨52，输送筒柱51下部的外侧与淤泥储箱23固定连接，输送筒柱51的上部与漂浮件11滑动连接，输送螺旋桨52贯穿于输送筒柱51的内部，输送筒柱51的上部连接有第二驱动电机53，第二驱动电机53的输出端与输送螺旋桨52固定连接，输送筒柱51的上部从上到下依次分别连通有淤泥排出管54和淤水排出管55，淤水排出管55与输送筒柱51的连接处设有淤泥阻隔网56，淤水排出管55将水体排入河道内，避免水体的流失，浮动机构1包括漂浮件11和移位驱动构件12，且移位驱动构件12与漂浮件11底部的四周固定连接，漂浮件11包括浮架111和橡胶浮球112，浮架111夹设在橡胶浮球112的上下两侧，移位驱动构件12包括驱动机箱121和驱动桨叶122，驱动机箱121的底部与驱动机箱121转动连接，驱动机箱121的内侧设有第一伺服电机123，第一伺服电机123的输出端贯穿于驱动机箱121的底部，且与驱动桨叶122的中部固定连接。

请参阅图6-7，浮动机构1与清淤机构2之间通过两组升降构件3传动连接，升降构件3包括升降箱体31和升降螺杆32，升降箱体31的底部与浮动机构1上部的两侧固定连接，升降螺杆32的底端与清淤机构2上部的两侧固定连接，升降箱体31的内部的左侧和右侧分别转动连接有蜗轮33和蜗杆34，且蜗轮33与蜗杆34啮合传动，蜗轮33的内部固定连接有螺环35，升降螺杆32贯穿于升降箱体31的左侧且贯穿于螺环35的内部，螺环35与升降螺杆32螺旋连接，升降箱体31的后侧固定连接有第二伺服电机36，第二伺服电机36的输出端贯穿于升降箱体31后部的右侧且与蜗杆34固定连接，通过第二伺服电机36带动蜗轮33与蜗杆34啮合传动，从而使升降螺杆32带动清淤机构2上升和下降，同时利用蜗轮33与蜗杆34之间的自锁性，使设备运行更加稳定。

请参阅图8-9，漂浮件11上表面中部的两侧固定连接有设备机箱13，设备机箱13的内部设有电源131和处理器132，电源131的上部固定连接有无线模块133和控制模块134，电源131、第一驱动电机214、第二驱动电机53、第一伺服电机123和第二伺服电机36均与处理器132电性连接，且均与控制模块134电性连接，利用无线遥控器或者手机控制控制模块134控制第一伺服电机123带动驱动桨叶122转动，使设备在待清理水域中移动至指定位置，移动方便，且体积较小，适用于窄河道或小面积水域清理。

请参阅图10，浮动机构1的底部转动连接有清淤环4，且清淤环4套设在升降螺杆32的外部，清淤环4的内侧固定连接有清淤齿41，清淤齿41与升降螺杆32的螺纹槽处压接，通过在第二伺服电机36带动螺杆32上升或下降的过程中，螺杆32通过清淤齿41带动清淤环4转动，使的清淤齿41对螺杆32下部粘附的杂质进行刮除，避免水环境治理过程中，淤泥吸附在螺杆32的表面，影响升降构件3的运行。

基于水环境治理的快速清淤一体化输送系统的控制方法，具体包括以下步骤：

步骤一、通过无线遥控器或者手机与无线模块133无线连接；

步骤二、利用无线遥控器或者手机控制控制模块134对第一驱动电机214、第二驱动电机53、第一伺服电机123和第二伺服电机36进行控制；

1)、控制第一伺服电机123带动驱动桨叶122转动，使设备在待清理水域中移动至指定位置；

2)、控制第二伺服电机36带动蜗轮33与蜗杆34啮合传动，从而使升降螺杆32带动清淤机构2下降；

3)、再控制第一驱动电机214带动淤泥处理螺旋桨213转动，淤泥处理螺旋桨213将河底淤泥输送至淤泥储箱23的内部；

4)、第二驱动电机53带动输送螺旋桨52将淤泥储箱23内部的淤泥向上排出，排出过程中，淤泥中含带的水分通过淤泥阻隔网56过滤，并通过淤水排出管55排至河内，淤泥通过淤泥排出管54排至河岸，通过淤泥排出管54排至河岸的淤泥通过太阳光照射杀菌处理，使有机物的矿化分解，改良河道环境。

步骤三、第一清理箱21和第二清理箱22对淤泥清理区域进行限定，同时淤水净化剂216对搅动起的淤泥区域的水环境进行过滤。

同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.基于水环境治理的快速清淤一体化输送系统，包括浮动机构（1）和清淤机构（2），其特征在于：所述清淤机构（2）包括第一清理箱（21）、第二清理箱（22）和淤泥储箱（23），所述第一清理箱（21）和第二清理箱（22）设于淤泥储箱（23）的左右两侧，且第一清理箱（21）的第二清理箱（22）的结构对称，所述淤泥储箱（23）下部的两侧开设有淤泥输入口（231），所述第一清理箱（21）上部的前后两侧开设有下沉排水口（211），所述第一清理箱（21）内腔的上部固定连接有滤网箱（212），所述滤网箱（212）的内部填充有淤水净化剂（216）；

所述第一清理箱（21）内腔的底部转动连接有淤泥处理螺旋桨（213），所述淤泥处理螺旋桨（213）的右端设于淤泥输入口（231）处，所述第一清理箱（21）的左侧固定连接有第一驱动电机（214），所述第一驱动电机（214）的输出端与淤泥处理螺旋桨（213）的左侧固定连接，所述第一驱动电机（214）的外部套设有防水罩（215）；

所述淤泥储箱（23）的上部贯穿有输送构件（5），且输送构件（5）贯穿于浮动机构（1）的中部，所述输送构件（5）包括输送筒柱（51）与输送螺旋桨（52），所述输送筒柱（51）下部的外侧与淤泥储箱（23）固定连接，所述输送筒柱（51）的上部与漂浮件（11）滑动连接，所述输送螺旋桨（52）贯穿于输送筒柱（51）的内部，所述输送筒柱（51）的上部连接有第二驱动电机（53），所述第二驱动电机（53）的输出端与输送螺旋桨（52）固定连接，所述输送筒柱（51）的上部从上到下依次分别连通有淤泥排出管（54）和淤水排出管（55），所述淤水排出管（55）与输送筒柱（51）的连接处设有淤泥阻隔网（56）；

所述浮动机构（1）包括漂浮件（11）和移位驱动构件（12），且移位驱动构件（12）与漂浮件（11）底部的四周固定连接，所述漂浮件（11）包括浮架（111）和橡胶浮球（112），所述浮架（111）夹设在橡胶浮球（112）的上下两侧；

所述移位驱动构件（12）包括驱动机箱（121）和驱动桨叶（122），所述驱动机箱（121）的底部与驱动机箱（121）转动连接，所述驱动机箱（121）的内侧设有第一伺服电机（123），所述第一伺服电机（123）的输出端贯穿于驱动机箱（121）的底部，且与驱动桨叶（122）的中部固定连接；

所述浮动机构（1）与清淤机构（2）之间通过两组升降构件（3）传动连接，所述升降构件（3）包括升降箱体（31）和升降螺杆（32），所述升降箱体（31）的底部与浮动机构（1）上部的两侧固定连接，所述升降螺杆（32）的底端与清淤机构（2）上部的两侧固定连接，所述升降箱体（31）的内部的左侧和右侧分别转动连接有蜗轮（33）和蜗杆（34），且蜗轮（33）与蜗杆（34）啮合传动，所述蜗轮（33）的内部固定连接有螺环（35），所述升降螺杆（32）贯穿于升降箱体（31）的左侧且贯穿于螺环（35）的内部，所述螺环（35）与升降螺杆（32）螺旋连接，所述升降箱体（31）的后侧固定连接有第二伺服电机（36），所述第二伺服电机（36）的输出端贯穿于升降箱体（31）后部的右侧且与蜗杆（34）固定连接，所述浮动机构（1）的底部转动连接有清淤环（4），且清淤环（4）套设在升降螺杆（32）的外部，所述清淤环（4）的内侧固定连接有清淤齿（41），所述清淤齿（41）与升降螺杆（32）的螺纹槽处压接；

所述漂浮件（11）上表面中部的两侧固定连接有设备机箱（13），所述设备机箱（13）的内部设有电源（131）和处理器（132），所述电源（131）的上部固定连接有无线模块（133）和控制模块（134），所述处理器（132）、第一驱动电机（214）、第二驱动电机（53）、第一伺服电机（123）和第二伺服电机（36）均与电源（131）电性连接，且均与控制模块（134）电性连接；

所述基于水环境治理的快速清淤一体化输送系统的控制方法，具体包括以下步骤：

步骤一、通过无线遥控器或者手机与无线模块（133）无线连接；

步骤二、利用无线遥控器或者手机控制控制模块（134）对第一驱动电机（214）、第二驱动电机（53）、第一伺服电机（123）和第二伺服电机（36）进行控制；

1）、控制第一伺服电机（123）带动驱动桨叶（122）转动，使设备在待清理水域中移动至指定位置；

2）、控制第二伺服电机（36）带动蜗轮（33）与蜗杆（34）啮合传动，从而使升降螺杆（32）带动清淤机构（2）下降；

3）、再控制第一驱动电机（214）带动淤泥处理螺旋桨（213）转动，淤泥处理螺旋桨（213）将河底淤泥输送至淤泥储箱（23）的内部；

4）、第二驱动电机（53）带动输送螺旋桨（52）将淤泥储箱（23）内部的淤泥向上排出，排出过程中，淤泥中含带的水分通过淤泥阻隔网（56）过滤，并通过淤水排出管（55）排至河内，淤泥通过淤泥排出管（54）排至河岸；

步骤三、第一清理箱（21）和第二清理箱（22）对淤泥清理区域进行限定，同时淤水净化剂（216）对搅动起的淤泥区域的水环境进行过滤。

2.根据权利要求1所述的基于水环境治理的快速清淤一体化输送系统，其特征在于：通过淤泥排出管（54）排至河岸的淤泥通过太阳光照射杀菌处理，使有机物的矿化分解。

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