CN115182317A - 渠道水下边坡藻类收割式清除方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种渠道水下边坡藻类收割式清除方法，包括以下步骤：（1）将收割船停靠在渠道的水面上并靠近左侧边坡；（2）调节倾角可调式收割装置；（3）启动收割船，倾角可调式收割装置将水下边坡生长的藻类进行收割，并向后输送到收割船上；（4）将渠道左侧边坡水下藻类收割清除完毕后，将收割船上的藻类转运到渠道岸边。本发明具有作业效率高、环保节能、安全可靠的优点，能够根除边坡生长的藻类，且对水质不会产生二次污染；符合生态清除藻类要求，对保证渠道水体质量和输水、供水安全具有重大意义。
Description
技术领域
本发明属于水体环境保护技术领域，具体涉及一种渠道水下边坡藻类收割式清除方法。
背景技术
随着社会工业化进程的加快，人类在生产以及日常生活中，向水体中排入大量含氮、磷的污染物，加速了湖泊、水库等缓流水体的富营养化进程，从而造成藻类滋生，引发“水华”现象频频暴发，严重破坏了水体的生态平衡，危害人类和其它生物的安全。藻类滋生一方面使水体透明度下降，使得阳光难以穿透水层，从而影响水中植物的光合作用，可能造成溶解氧的过饱和状态，对水生动物有害，造成鱼类大量死亡。另一方面，致使底层堆积的有机物质在厌氧条件分解产生的有害气体和一些浮游生物产生的生物毒素也会伤害鱼类；另外，藻类大量繁殖形成的次生物质导致水中产生臭味，增加水的腐蚀性，在夏季高水温情况下，容易导致管网产生“黄水”。
对于采用渠道方式进行的重大调水工程，渠道边坡水下藻类的大量滋生严重影响了水体质量，水体中的藻类不但能导致水体腥臭和发绿发黑，大多数湖泊和水塘的臭味由藻类死亡以及水体缺氧产生的硫化氢、硫、氨等物质引起，死亡的藻体沉积在边坡上严重影响了水体质量，更严重的是可以产生藻毒素等有害物质，对沿线水厂的处理工艺造成冲击，增加供水成本。因此清理边坡水下的长藻类，提高水体输送质量，减轻水厂处理难度，成为急需解决的技术问题，具有重要的生态和环境意义。
目前，国内外藻类清除技术中，为避免对水质产生二次污染问题，常采用物理清除方法，主要包括人工清理、藻类收割船清理等方法。采用人工清理，不仅劳动强度大，效率低下，还会使大量污物扩散入水中，造成二次污染。藻类收割船清理方式应用广泛，效果明显，它可直接清除水体中的藻类。但是现有的藻类收割船只能用于地势平坦的水体中，而对于渠道边坡上的藻类却无法清除。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种适应不同边坡倾角、清除效率高、清除藻类彻底的渠道水下边坡藻类收割式清除方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：渠道水下边坡藻类收割式清除方法，包括以下步骤：
（1）将收割船停靠在渠道的水面上并靠近左侧边坡，收割船前部设有倾角可调式收割装置，收割船后部设有推进器；
（2）调节倾角可调式收割装置，使倾角可调式收割装置前端的割刀组件下入到水面下，直到割刀组件与边坡平行且接触后定位倾角可调式收割装置；
（3）启动收割船，收割船沿渠道向前行进，在行进的同时，倾角可调式收割装置将水下边坡生长的藻类进行收割，并向后输送到收割船上；
（4）将渠道左侧边坡水下藻类收割清除完毕后，将收割船上的藻类转运到渠道岸边；
（5）收割船调头，按照步骤（3）的工作过程对渠道右侧边坡水平藻类进行收割清除作业。
推进器包括水平支架，水平支架后侧中部通过竖向设置的销轴转动连接在收割船上，水平支架前侧转动设有位于收割船后侧的叶轮，水平支架后侧设有推进安装箱，推进安装箱内设有推进电机和推进可充电电池组，推进电机通过第一链传动机构与叶轮传动连接，推进可充电电池组为推进电机供电，水平支架后侧设有转向操纵杆。
倾角可调式收割装置包括设置在收割船前侧的固定架，固定架上设有安装架和用于调节安装架左右倾斜角度的升降调节机构，安装架上前侧设有藻类输送机构，所述的割刀组件设在藻类输送机构前侧，安装架后侧设有用于调节藻类输送机构前后倾斜角度的两组支撑调节杆件。
安装架为矩形框架结构，安装架右侧通过至少两个第一铰链铰接在固定架左侧部；升降调节机构包括结构相同且前后间隔布置的两个蜗轮丝杆升降机，蜗轮丝杆升降机通过下铰支座与固定架左侧顶部铰接，蜗轮丝杆升降机上端通过上铰支座与藻类输送机构左侧底部铰接，两个蜗轮丝杆升降机的动力输入轴之间通过一根联动轴同轴连接，联动轴后端设有手轮。
藻类输送机构包括输送框架，输送框架长度方向沿前后方向设置，输送框架底部通过至少两个第二铰链铰接在安装架顶部右侧，输送框架左侧和右侧分别设有一块导料挡板，输送框架后侧设有输送可充电电池组和电机减速机，输送可充电电池组为电机减速机供电，输送框架内在两块导料挡板的后侧和前侧分别转动设有主动辊和从动辊，主动辊左端与从动辊左端之间、主动辊右端与从动辊右端之间均通过一根链条传动连接，两根链条之间设有若干根连接杆，连接杆外部铺设有输送网，电机减速机通过第二链传动机构与主动辊传动连接，割刀组件在从动辊前侧，割刀组件包括定刀部分和动刀部分，动刀部分通过第三链传动机构与从动辊一端传动连接；右侧的导料挡板前端向前延伸到割刀组件右侧。
支撑调节杆件包括支杆，支杆下端通过第三铰链铰接在安装架后侧，支杆前侧沿长度方向开设有若干定位卡槽，导料挡板外侧下部固定设有卡接在其中一个定位卡槽内的定位销轴，支杆上端外侧固定设有手柄。
收割船左侧设有可沿边坡移动的导向轮；输送框架前端下部左右两侧分别设有一个支撑轮，支撑轮与输送框架之间设有弹簧。
输送框架后侧底部设有一个清扫辊刷，清扫辊刷与主动辊平行，清扫辊刷顶部与输送网下半幅接触，清扫滚刷一端连接有清扫电机。
步骤（2）具体过程为：收割船停靠在渠道的水面上并靠近左侧边坡时，导向轮与左侧边坡接触；转动手轮，带动联动轴旋转，驱动两个蜗轮丝杆升降机的蜗轮旋转，蜗轮再带动丝杆向上移动，这样就驱动安装架以第一铰链为支点向上转动，直到安装架所在的平面与渠道边坡平行时停止转动手轮；接着将输送框架后侧以第二铰链为支点向上抬起，藻类输送机构前端的割刀组件向下移动并沉入到水面下，直到输送框架前端下部左右两侧的支撑轮与渠道边坡表面接触，然后再克服支撑轮上方弹簧的弹力，使定刀部分的底面与渠道边坡滑动接触，接着手持支杆上端的手柄，将支杆前侧的一个定位卡槽与导料挡板外侧的定位销轴对应卡接，定位销轴伸入到定位卡槽内，此时两根支杆将输送框架后端支撑定位，定位销轴外端螺纹连接上锁紧螺母，锁紧螺母将支杆压紧导料挡板，使得定位销轴不会脱离定位卡槽。
步骤（3）的具体过程为：启动推进电机和电机减速机，推进电机通过第一链传动机构驱动叶轮高速旋转，推动收割船向前行进，收割船在水面上行进过程中，通过转向操纵杆来调整收割船行驶方向，在收割藻类作业过程中，使导向轮始终与渠道边坡保持滚动接触，与此同时电机减速机通过第二链传动机构驱动主动辊转动，主动辊通过两条链条带动从动辊转动，两条链条之间的连接杆和输送网上半幅自前向后运动，从动辊通过第三链传动机构带动动刀部分左右往复运动，在收割船向前行进过程中，动刀部分的左右往复运动对生长在边坡上的藻类进行收割，同时定刀部分进一步将边坡上的藻类根部彻底清除，被收割的藻类向后移动到运动的输送网上，由输送网向后输送，最后在主动辊后侧自动下落到收割船上；在输送网由后端向下前方返回水中前，清扫电机带动请清扫滚刷旋转，对转动到下半幅的输送网表面附着的藻类进行清理。
采用上述技术方案，本发明的各结构分别具有以下技术效果：
推进器作为收割船前行的动力，通过操作转向操纵杆使叶轮的方向发生转动，实现整个收割船的转向。叶轮顶部设置罩壳，可阻挡叶轮在旋转时产生向上溅起的水花。
本发明通过手动操作蜗轮丝杆升降机，调节安装架的倾角，使安装架所在的平面平行于渠道边坡，以适应不同渠道或者不同河段的边坡斜度。通过采用两根支撑调节杆件来支撑定位藻类输送机构的倾角，使割刀组件与渠道边坡保持微小的间隙，割刀组件对藻类的收割更加彻底。割刀组件采用类似小麦联合收割机的割刀，包括定刀部分和动刀部分，动刀部分在定刀部分表面左右往复移动对藻类进行切割。
支撑调节杆件前侧沿高度方向设置若干定位卡槽，这样在支撑轮与渠道边坡接触后，定位销轴可对于卡接到其中对应的一个定位卡槽内，并通过锁紧螺母将支撑杆与导料挡板紧固连接为一体。
在收割后的藻类落到收割船上后，输送网上还会粘附有藻类，通过清扫电机带动请清扫滚刷旋转，对转动到下半幅的输送网表面进行清理，这样可避免藻类再随着输送网浸入到水中，影响水质。
由于输送网和割刀组件左高右低，被收割的藻类在割刀组件右侧滑落，因此右侧的导料挡板右侧的导料挡板前端向前延伸到割刀组件右侧，这样可阻挡收割后的藻类向右滑落。
支杆通过定位销轴与不同定位卡槽的卡接配合，可调节割刀组件与渠道边坡表面之间的间隙，甚至可使定刀部分的底面直接与渠道边坡滑动接触，在动刀部分收割藻类后，定刀部分进一步将边坡上的藻类根部彻底清除。
本发明的收割船采用平板式结构，左右侧边平行于渠道边坡，沿渠道边坡行进更容易导向，具有良好的稳定性。
综上所述，本发明通过调整藻类输送机构前端的割刀组件倾角来适应渠道边坡坡度变化，从而解决了渠道边坡藻类清除难题，通过收割船的行进，割刀组件将藻类连根割除，除藻彻底，通过藻类输送机构将藻类输送到收割船上。本发明具有作业效率高、环保节能、安全可靠的优点，能够根除边坡生长的藻类，且对水质不会产生二次污染；符合生态清除藻类要求，特别适用于南水北调中线干渠的除藻作业，对保证渠道水体质量和输水、供水安全具有重大意义。
附图说明
图1是本发明的收割船在渠道水面上工作状态结构示意图；
图2是本发明的收割船的俯视图；
图3是图1中收割船前端的藻类输送机构、安装架、升降调节机构和支撑调节杆件装配示意图；
图4是图1中推进器的放大图；
图5是图2中的右侧正投影图视图。
具体实施方式
如图1-图5所示，本发明的渠道水下边坡藻类收割式清除方法，包括以下步骤：
（1）将收割船1停靠在渠道的水面34上并靠近左侧边坡31，收割船1前部设有倾角可调式收割装置，收割船1后部设有推进器2；
（2）调节倾角可调式收割装置，使倾角可调式收割装置前端的割刀组件7下入到水面34下，直到割刀组件7与边坡31平行且接触后定位倾角可调式收割装置；
（3）启动收割船1，收割船1沿渠道向前行进，在行进的同时，倾角可调式收割装置将水下边坡31生长的藻类进行收割，并向后输送到收割船1上；
（4）将渠道左侧边坡31水下藻类收割清除完毕后，将收割船1上的藻类转运到渠道岸边；
（5）收割船1调头，按照步骤（3）的工作过程对渠道右侧边坡31水平藻类进行收割清除作业。
推进器2包括水平支架9，水平支架9后侧中部通过竖向设置的销轴转动连接在收割船1上，水平支架9前侧转动设有位于收割船1后侧的叶轮10，水平支架9后侧设有推进安装箱11，推进安装箱11内设有推进电机和推进可充电电池组，推进电机通过第一链传动机构与叶轮10传动连接，推进可充电电池组为推进电机供电，水平支架9后侧设有转向操纵杆12，转向操纵杆12上设有用于控制推进电机启闭及调速的开关。
倾角可调式收割装置包括设置在收割船1前侧的固定架3，固定架3上设有安装架4和用于调节安装架4左右倾斜角度的升降调节机构5，安装架4上前侧设有藻类输送机构6，所述的割刀组件7设在藻类输送机构6前侧，安装架4后侧设有用于调节藻类输送机构6前后倾斜角度的两组支撑调节杆件8。
安装架4为矩形框架结构，安装架4右侧通过至少两个第一铰链13铰接在固定架3左侧部；升降调节机构5包括结构相同且前后间隔布置的两个蜗轮丝杆升降机14（市场上可购置），蜗轮丝杆升降机14通过下铰支座15与固定架3左侧顶部铰接，蜗轮丝杆升降机14上端通过上铰支座16与藻类输送机构6左侧底部铰接，两个蜗轮丝杆升降机14的动力输入轴之间通过一根联动轴17同轴连接，联动轴17后端设有手轮18。
藻类输送机构6包括输送框架19，输送框架19长度方向沿前后方向设置，输送框架19底部通过至少两个第二铰链20铰接在安装架4顶部右侧，输送框架19左侧和右侧分别设有一块导料挡板21，输送框架19后侧设有输送可充电电池组22和电机减速机23，输送可充电电池组22为电机减速机23供电，输送框架19内在两块导料挡板21的后侧和前侧分别转动设有主动辊和从动辊，主动辊左端与从动辊左端之间、主动辊右端与从动辊右端之间均通过一根链条24传动连接，两根链条24之间设有若干根连接杆25，连接杆25外部铺设有输送网，电机减速机23通过第二链传动机构与主动辊传动连接，割刀组件7在从动辊前侧，割刀组件7包括定刀部分和动刀部分，动刀部分通过第三链传动机构与从动辊一端传动连接；右侧的导料挡板21前端向前延伸到割刀组件7右侧。
支撑调节杆件8包括支杆26，支杆26下端通过第三铰链27铰接在安装架4后侧，支杆26前侧沿长度方向开设有若干定位卡槽28，导料挡板21外侧下部固定设有卡接在其中一个定位卡槽28内的定位销轴29，支杆26上端外侧固定设有手柄30。
收割船1左侧设有可沿边坡31移动的导向轮32；输送框架19前端下部左右两侧分别设有一个支撑轮33，支撑轮33与输送框架19之间设有弹簧。
输送框架19后侧底部设有一个清扫辊刷，清扫辊刷与主动辊平行，清扫辊刷顶部与输送网下半幅接触，清扫滚刷一端连接有清扫电机。
步骤（2）具体过程为：收割船1停靠在渠道的水面34上并靠近左侧边坡31时，导向轮32与左侧边坡31接触；转动手轮18，带动联动轴17旋转，驱动两个蜗轮丝杆升降机14的蜗轮旋转，蜗轮再带动丝杆向上移动，这样就驱动安装架4以第一铰链13为支点向上转动，直到安装架4所在的平面与渠道边坡31平行时停止转动手轮18；接着将输送框架19后侧以第二铰链20为支点向上抬起，藻类输送机构6前端的割刀组件7向下移动并沉入到水面34下，直到输送框架19前端下部左右两侧的支撑轮33与渠道边坡31表面接触，然后再克服支撑轮33上方弹簧的弹力，使定刀部分的底面与渠道边坡31滑动接触，接着手持支杆26上端的手柄30，将支杆26前侧的一个定位卡槽28与导料挡板21外侧的定位销轴29对应卡接，定位销轴29伸入到定位卡槽28内，此时两根支杆26将输送框架19后端支撑定位，定位销轴29外端螺纹连接上锁紧螺母，锁紧螺母将支杆26压紧导料挡板21，使得定位销轴29不会脱离定位卡槽28。
步骤（3）的具体过程为：启动推进电机和电机减速机23，推进电机通过第一链传动机构驱动叶轮10高速旋转，推动收割船向前行进，收割船在水面34上行进过程中，通过转向操纵杆12来调整收割船行驶方向，在收割藻类作业过程中，使导向轮32始终与渠道边坡31保持滚动接触，与此同时电机减速机23通过第二链传动机构驱动主动辊转动，主动辊通过两条链条24带动从动辊转动，两条链条24之间的连接杆25和输送网上半幅自前向后运动，从动辊通过第三链传动机构带动动刀部分左右往复运动，在收割船向前行进过程中，动刀部分的左右往复运动对生长在边坡31上的藻类进行收割，同时定刀部分进一步将边坡31上的藻类根部彻底清除，被收割的藻类向后移动到运动的输送网上，由输送网向后输送，最后在主动辊后侧自动下落到收割船上；在输送网由后端向下前方返回水中前，清扫电机带动请清扫滚刷旋转，对转动到下半幅的输送网表面附着的藻类进行清理。
本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.渠道水下边坡藻类收割式清除方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将收割船停靠在渠道的水面上并靠近左侧边坡，收割船前部设有倾角可调式收割装置，收割船后部设有推进器；
（2）调节倾角可调式收割装置，使倾角可调式收割装置前端的割刀组件下入到水面下，直到割刀组件与边坡平行且接触后定位倾角可调式收割装置；
（3）启动收割船，收割船沿渠道向前行进，在行进的同时，倾角可调式收割装置将水下边坡生长的藻类进行收割，并向后输送到收割船上；
（4）将渠道左侧边坡水下藻类收割清除完毕后，将收割船上的藻类转运到渠道岸边；
（5）收割船调头，按照步骤（3）的工作过程对渠道右侧边坡水平藻类进行收割清除作业。
2.根据权利要求1所述的渠道水下边坡藻类收割式清除方法，其特征在于：推进器包括水平支架，水平支架后侧中部通过竖向设置的销轴转动连接在收割船上，水平支架前侧转动设有位于收割船后侧的叶轮，水平支架后侧设有推进安装箱，推进安装箱内设有推进电机和推进可充电电池组，推进电机通过第一链传动机构与叶轮传动连接，推进可充电电池组为推进电机供电，水平支架后侧设有转向操纵杆。
3.根据权利要求1或2所述的渠道水下边坡藻类收割式清除方法，其特征在于：倾角可调式收割装置包括设置在收割船前侧的固定架，固定架上设有安装架和用于调节安装架左右倾斜角度的升降调节机构，安装架上前侧设有藻类输送机构，所述的割刀组件设在藻类输送机构前侧，安装架后侧设有用于调节藻类输送机构前后倾斜角度的两组支撑调节杆件。
4.根据权利要求3所述的渠道水下边坡藻类收割式清除方法，其特征在于：安装架为矩形框架结构，安装架右侧通过至少两个第一铰链铰接在固定架左侧部；升降调节机构包括结构相同且前后间隔布置的两个蜗轮丝杆升降机，蜗轮丝杆升降机通过下铰支座与固定架左侧顶部铰接，蜗轮丝杆升降机上端通过上铰支座与藻类输送机构左侧底部铰接，两个蜗轮丝杆升降机的动力输入轴之间通过一根联动轴同轴连接，联动轴后端设有手轮。
5.根据权利要求4所述的渠道水下边坡藻类收割式清除方法，其特征在于：藻类输送机构包括输送框架，输送框架长度方向沿前后方向设置，输送框架底部通过至少两个第二铰链铰接在安装架顶部右侧，输送框架左侧和右侧分别设有一块导料挡板，输送框架后侧设有输送可充电电池组和电机减速机，输送可充电电池组为电机减速机供电，输送框架内在两块导料挡板的后侧和前侧分别转动设有主动辊和从动辊，主动辊左端与从动辊左端之间、主动辊右端与从动辊右端之间均通过一根链条传动连接，两根链条之间设有若干根连接杆，连接杆外部铺设有输送网，电机减速机通过第二链传动机构与主动辊传动连接，割刀组件在从动辊前侧，割刀组件包括定刀部分和动刀部分，动刀部分通过第三链传动机构与从动辊一端传动连接；右侧的导料挡板前端向前延伸到割刀组件右侧。
6.根据权利要求5所述的渠道水下边坡藻类收割式清除方法，其特征在于：支撑调节杆件包括支杆，支杆下端通过第三铰链铰接在安装架后侧，支杆前侧沿长度方向开设有若干定位卡槽，导料挡板外侧下部固定设有卡接在其中一个定位卡槽内的定位销轴，支杆上端外侧固定设有手柄。
7.根据权利要求6所述的渠道水下边坡藻类收割式清除方法，其特征在于：收割船左侧设有可沿边坡移动的导向轮；输送框架前端下部左右两侧分别设有一个支撑轮，支撑轮与输送框架之间设有弹簧。
8.根据权利要求7所述的渠道水下边坡藻类收割式清除方法，其特征在于：输送框架后侧底部设有一个清扫辊刷，清扫辊刷与主动辊平行，清扫辊刷顶部与输送网下半幅接触，清扫滚刷一端连接有清扫电机。
9.根据权利要求8所述的渠道水下边坡藻类收割式清除方法，其特征在于：步骤（2）具体过程为：收割船停靠在渠道的水面上并靠近左侧边坡时，导向轮与左侧边坡接触；转动手轮，带动联动轴旋转，驱动两个蜗轮丝杆升降机的蜗轮旋转，蜗轮再带动丝杆向上移动，这样就驱动安装架以第一铰链为支点向上转动，直到安装架所在的平面与渠道边坡平行时停止转动手轮；接着将输送框架后侧以第二铰链为支点向上抬起，藻类输送机构前端的割刀组件向下移动并沉入到水面下，直到输送框架前端下部左右两侧的支撑轮与渠道边坡表面接触，然后再克服支撑轮上方弹簧的弹力，使定刀部分的底面与渠道边坡滑动接触，接着手持支杆上端的手柄，将支杆前侧的一个定位卡槽与导料挡板外侧的定位销轴对应卡接，定位销轴伸入到定位卡槽内，此时两根支杆将输送框架后端支撑定位，定位销轴外端螺纹连接上锁紧螺母，锁紧螺母将支杆压紧导料挡板，使得定位销轴不会脱离定位卡槽。
10.根据权利要求9所述的渠道水下边坡藻类收割式清除方法，其特征在于：步骤（3）的具体过程为：启动推进电机和电机减速机，推进电机通过第一链传动机构驱动叶轮高速旋转，推动收割船向前行进，收割船在水面上行进过程中，通过转向操纵杆来调整收割船行驶方向，在收割藻类作业过程中，使导向轮始终与渠道边坡保持滚动接触，与此同时电机减速机通过第二链传动机构驱动主动辊转动，主动辊通过两条链条带动从动辊转动，两条链条之间的连接杆和输送网上半幅自前向后运动，从动辊通过第三链传动机构带动动刀部分左右往复运动，在收割船向前行进过程中，动刀部分的左右往复运动对生长在边坡上的藻类进行收割，同时定刀部分进一步将边坡上的藻类根部彻底清除，被收割的藻类向后移动到运动的输送网上，由输送网向后输送，最后在主动辊后侧自动下落到收割船上；在输送网由后端向下前方返回水中前，清扫电机带动请清扫滚刷旋转，对转动到下半幅的输送网表面附着的藻类进行清理。
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