CN114134870B - 利用水力自然流动的漂污物自动拦截输送清理装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种利用水力自然流动的漂污物自动拦截输送清理装置及方法，包括漂浮索，漂浮索的横截面为C形结构，漂浮索包括弧型拦输漂槽，弧型拦输漂槽上设有进水开口，进水开口的相对一侧设有过水孔，弧型拦输漂槽的下部设有浮箱，浮箱与弧型拦输漂槽转动连接，浮箱内设有驱动机构，驱动机构用于漂浮索转动；漂浮索两端设有端头闸阀，端头闸阀设置在漂污物收集室外壁，漂污物收集室内设有漂污物过滤网兜，漂污物收集室内设有排水装置。本发明利用弧型拦输漂槽拦截水面上的漂污物，利用水流的自然流动将漂污物带入漂污物收集室内，不需要设置其他的输送装置，简化了输送原理，减小了漂浮索的受力。

Description

利用水力自然流动的漂污物自动拦截输送清理装置及方法

技术领域

本发明属于清洁环保技术领域，特别涉及一种利用水力自然流动的漂污物自动拦截输送清理装置及方法。

背景技术

漂污物是指漂浮在河流水面上的固体漂浮物。主要由杂草、树叶、树枝等自然物和塑料泡沫、塑料袋、塑料瓶等生活抛弃物(垃圾)构成。若任其在河流泛滥，既污染环境、影响河流的景观，还会影响电站或航运的正常运行，不及时处理甚至会带来严重的灾难。

对于漂污物的清理，目前主要采用以下几种方式：①人工打捞清理。存在效率低、费用高、不安全，危险区域无动清理等问题；②漂船打捞清理。仍存在费用高、效率较低、局部及水流危险区域无法靠近清理的缺陷；③向下游直接排(放)漂污物。漂污物仍会影响下游的河流、水库、水利枢纽。

中国专利文献CN 109183747 A公开了“一种漂污物拦截输送清理系统”，采用蛟龙机构作为垃圾运输组件，其缺点在于：

1、蛟龙机构会增加漂浮索的阻力，水的通过性差，尤其是在跨度较大的水域，漂浮索很容易被折断；

2、漂浮索一般为柔性材质，蛟龙机构传动阻力大；如果漂浮索和蛟龙机构均采用刚性材质，在水流的冲击下，漂浮索会发生形变，蛟龙机构很容易卡死。

发明内容

鉴于背景技术所存在的技术问题，本发明所提供的利用水力自然流动的漂污物自动拦截输送清理装置及方法，利用弧型拦输漂槽拦截水面上的漂污物，当需要清理弧型拦输漂槽内的漂污物时，转动弧型拦输漂槽，使进水开口朝上，打开端头闸阀，利用水流的自然流动将漂污物带入漂污物收集室内，不需要设置其他的输送装置，简化了输送原理，减小了漂浮索的受力。

为了解决上述技术问题，本发明采取了如下技术方案来实现：

一种利用水力自然流动的漂污物自动拦截输送清理装置，包括漂浮索，漂浮索的横截面为C形结构，漂浮索包括弧型拦输漂槽，弧型拦输漂槽上设有进水开口，进水开口的相对一侧设有过水孔，弧型拦输漂槽的下部设有浮箱，浮箱与弧型拦输漂槽转动连接，浮箱内设有驱动机构，驱动机构用于漂浮索转动；漂浮索两端设有端头闸阀，端头闸阀设置在漂污物收集室外壁，漂污物收集室内设有漂污物过滤网兜，漂污物收集室内设有排水装置。

优选的方案中，所述的漂浮索包括多个漂污物拦截输送清理单元，相邻两个漂污物拦截输送清理单元之间通过柔性波纹管连接。

优选的方案中，所述的每个弧型拦输漂槽下方设有一个浮箱；每个浮箱内设置有一个驱动机构。

优选的方案中，所述的驱动机构包括电机，电机通过伞形齿轮带动传动杆转动，传动杆与齿轮连接，齿轮与弧型齿条啮合，弧型齿条固定在弧型拦输漂槽外壁。

优选的方案中，所述的弧型拦输漂槽两端设有固定滑环，弧型拦输漂槽通过固定滑环与浮箱连接。

优选的方案中，所述的漂污物收集室底部设有排水孔，收集室下部设有漂污物过滤网兜，收集室顶部设有起吊门机，起吊门机上设有卷扬机，卷扬机通过吊索()牵引漂污物过滤网兜。

优选的方案中，所述的柔性波纹管与弧型拦输漂槽之间通过单元连接环连接。

优选的方案中，所述的利用水力自然流动的漂污物自动拦截输送清理装置的清理方法，包括以下步骤：

步骤一：拦截过程：将所有漂污物拦截输送清理单元的弧型拦输漂槽的进水开口朝向水流上游侧，且保证弧型拦输漂槽漂浮在水面上，水平面位于进水开口内；上游水流及漂污物随水流带入弧型拦输漂槽内，由于弧型拦输漂槽设有过水孔，水流自由经过弧型拦输漂槽，而漂污物则被拦截在弧型拦输漂槽内；

步骤二：输移过程：弧型拦输漂槽内的漂污物达到一定累积量后，启动设置在浮箱中的电机，电机通过伞形齿轮带动传动杆及齿轮转动，齿轮与弧型拦输漂槽外壁的弧型齿条啮合传动，进而带动弧型拦输漂槽转动，当转动到弧型拦输漂槽开口向上时电机停止转动；

保证漂污物收集室为无水状态或者漂污物收集室内的水位低于河面水位的前提下，打开弧型拦输漂槽端部的端头闸阀，弧型拦输漂槽内的水流向其端头流动，同时过水孔向弧型拦输漂槽内连续补水，使得水流伴随漂污物沿着弧型拦输漂槽内向端头闸阀处连续流动，当弧型拦输漂槽内漂污物全部输送完毕后，关闭端头闸阀，启动电机使弧型拦输漂槽转动，当弧型拦输漂槽开口恢复转向上游时，电机停止工作，至此完成一次输移过程；

步骤三：清理过程：待端头闸阀端部的漂污物全部进入漂污物收集室后，利用卷扬机提起漂污物过滤网兜，将漂污物打捞处理。

优选的方案中，所述的在步骤二中，始终保证漂污物收集室内的水位低于河道水平面，如果漂污物收集室内的水位上升影响弧型拦输漂槽内水流流动时，及时通过排水装置进行排水。

优选的方案中，所述的在步骤二和步骤三中，如果漂污物过多，且超过漂污物收集室所能承受的容量时，则关闭端头闸阀先对漂污物进行清理后，再开启端头闸阀进行下一次的清理。

本专利可达到以下有益效果：

1、利用弧型拦输漂槽拦截水面上的漂污物，当需要清理弧型拦输漂槽内的漂污物时，转动弧型拦输漂槽，使进水开口朝上，打开端头闸阀，利用水流的自然流动将漂污物带入漂污物收集室内，不需要设置其他的输送装置，简化了输送原理。利用驱动机构转动弧型拦输漂槽，避免河道内的顺水水流直接从弧型拦输漂槽冲入漂污物收集室内，当弧型拦输漂槽旋转使进水开口朝上后，端头闸阀水流压力会减少，利用端头闸阀的调节控制。

2、本发明水流通过弧型拦输漂槽时通过性好，漂污物拦截输送清理单元承受的压力小，只有当弧型拦输漂槽需要排泄漂污物时，弧型拦输漂槽才会短暂受到较大的水流冲击，相比于现有技术而言，极大减小了漂污物拦截输送清理单元的冲击压力。

3、多个漂污物拦截输送清理单元之间采用柔性连接，能够吸收水流的冲击力，具有一定的冗余控制，且避开了蛟龙机构，整个漂浮索的输送功能不会受影响。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明漂污物拦截输送清理单元三维图图一;

图3为本发明漂污物拦截输送清理单元主视图；

图4为本发明漂污物拦截输送清理单元三维图图二；

图5为本发明工作流程图；

图6为本发明使用效果图。

图中：漂污物拦截输送清理单元1、弧型拦输漂槽101、过水孔102、浮箱103、电机104、伞形齿轮105、传动杆106、齿轮107、弧型齿条108、固定滑环109、柔性波纹管2、端头闸阀3、起吊门机401、卷扬机402、吊索403、漂污物过滤网兜404、漂污物收集室5、排水孔6、漂污物外送运输车7。

具体实施方式

实施例1：

优选的方案如图1至图6所示，一种利用水力自然流动的漂污物自动拦截输送清理装置，包括漂浮索，漂浮索的横截面为C形结构，漂浮索包括弧型拦输漂槽101，弧型拦输漂槽101上设有进水开口，进水开口的相对一侧设有过水孔102，弧型拦输漂槽101的下部设有浮箱103，浮箱103与弧型拦输漂槽101转动连接，浮箱103内设有驱动机构，驱动机构用于漂浮索转动；漂浮索两端设有端头闸阀3，端头闸阀3设置在漂污物收集室5外壁，漂污物收集室5内设有漂污物过滤网兜404，漂污物收集室5内设有排水装置。

本发明提供的利用水力自然流动的漂污物自动拦截输送清理装置包括漂污物拦截输送清理单元1、柔性波纹管2、端头闸阀3、漂污物收集系统、漂污物收集室5和排水装置。

漂污物拦截输送清理单元1包括弧型拦输漂槽101、过水孔102、浮箱103、电机104、伞形齿轮105、传动杆106、齿轮107、弧型齿条108和固定滑环109。

漂污物收集系统包括起吊门机401、卷扬机402、吊索403和漂污物过滤网兜404。

排水装置用于将漂污物收集室5内的水排除，当漂污物收集室5连接更低的排水沟时，漂污物收集室5可只设置排水孔6。优选地，排水装置为潜水泵，潜水泵将漂污物收集室5内多余的水重新泵送至河道内。

本发明的设计目的在于：利用弧型拦输漂槽101拦截水面上的漂污物，当需要清理弧型拦输漂槽101内的漂污物时，转动弧型拦输漂槽101，使进水开口朝上，打开端头闸阀3，利用水流的自然流动将漂污物带入漂污物收集室5内，不需要设置其他的输送装置，简化了输送原理。利用驱动机构转动弧型拦输漂槽101，避免河道内的顺水水流直接从弧型拦输漂槽101冲入漂污物收集室5内，当弧型拦输漂槽101旋转使进水开口朝上后，端头闸阀3水流压力会减少，利用端头闸阀3的调节控制。

进一步地，漂浮索包括多个漂污物拦截输送清理单元1，相邻两个漂污物拦截输送清理单元1之间通过柔性波纹管2连接。整个漂浮索可以产生一定的形变，能够根据水流速度进行适应性调整，可以吸收水的动能。

进一步地，每个弧型拦输漂槽101下方设有一个浮箱103；每个浮箱103内设置有一个驱动机构。所述的驱动机构包括电机104，电机104通过伞形齿轮105带动传动杆106转动，传动杆106与齿轮107连接，齿轮107与弧型齿条108啮合，弧型齿条108固定在弧型拦输漂槽101外壁。通过电机带动弧型拦输漂槽101做角度的调整，所有的电机通过一个控制系统进行同步控制。

进一步地，弧型拦输漂槽101两端设有固定滑环109，弧型拦输漂槽101通过固定滑环109与浮箱103连接。正常工作下，弧型拦输漂槽101只需要进行90°的角度调整。

进一步地，漂污物收集室5底部设有排水孔6，收集室5下部设有漂污物过滤网兜404，收集室5顶部设有起吊门机401，起吊门机401上设有卷扬机402，卷扬机402通过吊索403牵引漂污物过滤网兜404。漂污物过滤网兜404用于打捞漂污物，漂污物过滤网兜404可以用可透水的吊篮代替。

进一步地，柔性波纹管2与弧型拦输漂槽101之间通过单元连接环110连接。单元连接环110为管箍结构，用于锁紧柔性波纹管2。

本发明使用场合分以下两种：

第一，本实施例中的端头闸阀3为固定连接，整个装置适用于坝体上游水道，因为水坝的运行水位基本上固定的，例如三峡大坝运行水位一般为175m，只有当汛期时期，才会将运行水位控制在135m。

第二，当将本装置运用到其他河道时，则需要将端头闸阀3设计为可浮动。

实施例2：

优选地，所述的利用水力自然流动的漂污物自动拦截输送清理装置的清理方法，包括以下步骤：

步骤一：拦截过程：将所有漂污物拦截输送清理单元1的弧型拦输漂槽101的进水开口朝向水流上游侧，且保证弧型拦输漂槽101漂浮在水面上，水平面位于进水开口内；上游水流及漂污物随水流带入弧型拦输漂槽101内，由于弧型拦输漂槽101设有过水孔102，水流自由经过弧型拦输漂槽101，而漂污物则被拦截在弧型拦输漂槽101内；

步骤二：输移过程：弧型拦输漂槽101内的漂污物达到一定累积量后，启动设置在浮箱103中的电机104，电机104通过伞形齿轮105带动传动杆106及齿轮107转动，齿轮107与弧型拦输漂槽101外壁的弧型齿条108啮合传动，进而带动弧型拦输漂槽101转动，当转动到弧型拦输漂槽101开口向上时电机104停止转动；

保证漂污物收集室5为无水状态或者漂污物收集室5内的水位低于河面水位的前提下，打开弧型拦输漂槽101端部的端头闸阀3，弧型拦输漂槽101内的水流向其端头流动，同时过水孔102向弧型拦输漂槽101内连续补水，使得水流伴随漂污物沿着弧型拦输漂槽101内向端头闸阀3处连续流动，当弧型拦输漂槽101内漂污物全部输送完毕后，关闭端头闸阀3，启动电机104使弧型拦输漂槽101转动，当弧型拦输漂槽101开口恢复转向上游时，电机104停止工作，至此完成一次输移过程；

步骤三：清理过程：待端头闸阀3端部的漂污物全部进入漂污物收集室5后，利用卷扬机402提起漂污物过滤网兜404，将漂污物打捞处理。

优选地，在步骤二中，始终保证漂污物收集室5内的水位低于河道水平面，如果漂污物收集室5内的水位上升影响弧型拦输漂槽101内水流流动时，及时通过排水装置进行排水。

优选地，在步骤二和步骤三中，如果漂污物过多，且超过漂污物收集室5所能承受的容量时，则关闭端头闸阀3先对漂污物进行清理后，再开启端头闸阀3进行下一次的清理。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种利用水力自然流动的漂污物自动拦截输送清理装置，包括漂浮索，其特征在于：漂浮索的横截面为C形结构，漂浮索包括弧型拦输漂槽（101），弧型拦输漂槽（101）上设有进水开口，进水开口的相对一侧设有过水孔（102），弧型拦输漂槽（101）的下部设有浮箱（103），浮箱（103）与弧型拦输漂槽（101）转动连接，浮箱（103）内设有驱动机构，驱动机构用于漂浮索转动；漂浮索两端设有端头闸阀（3），端头闸阀（3）设置在漂污物收集室（5）外壁，漂污物收集室（5）内设有漂污物过滤网兜（404），漂污物收集室（5）内设有排水装置；

漂浮索包括多个漂污物拦截输送清理单元（1），相邻两个漂污物拦截输送清理单元（1）之间通过柔性波纹管（2）连接；

每个弧型拦输漂槽（101）下方设有一个浮箱（103）；每个浮箱（103）内设置有一个驱动机构；

驱动机构包括电机（104），电机（104）通过伞形齿轮（105）带动传动杆（106）转动，传动杆（106）与齿轮（107）连接，齿轮（107）与弧型齿条（108）啮合，弧型齿条（108）固定在弧型拦输漂槽（101）外壁。

2.根据权利要求1所述的利用水力自然流动的漂污物自动拦截输送清理装置，其特征在于：弧型拦输漂槽（101）两端设有固定滑环（109），弧型拦输漂槽（101）通过固定滑环（109）与浮箱（103）连接。

3.根据权利要求1所述的利用水力自然流动的漂污物自动拦截输送清理装置，其特征在于：漂污物收集室（5）底部设有排水孔（6），收集室（5）下部设有漂污物过滤网兜（404），收集室（5）顶部设有起吊门机（401），起吊门机（401）上设有卷扬机（402），卷扬机（402）通过吊索(403)牵引漂污物过滤网兜（404）。

4.根据权利要求1所述的利用水力自然流动的漂污物自动拦截输送清理装置，其特征在于：柔性波纹管（2）与弧型拦输漂槽（101）之间通过单元连接环（110）连接。

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