CN116856364A - 一种渠道灌溉用循环清淤装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种渠道灌溉用循环清淤装置，涉及渠道灌溉清淤技术领域，包括渠道本体，所述渠道本体的上檐设置有分淤小车，且分淤小车的上表面固定有斜板，并且斜板的上方固定有蓄力框，所述斜板一端的下表面固定有导杆，且导杆的外壁套设有位于渠道本体底部的清淤铲，并且清淤铲与导杆之间安装有自适应阻水机构，本方案充分利用水流的动能并结合了水车转轮原理，在铲泥阶段实现水车转轮的动力分离，而在清淤阶段实现水车转轮的动力输出，实现了一点一点随着水流向前推进的自动清淤效果，整个自动清淤过程不涉及到用电设备，适合在大范围内的灌溉渠道内进行自动清淤，符合节能环保理念。

Description

一种渠道灌溉用循环清淤装置

技术领域

本发明涉及渠道灌溉清淤技术领域，具体为一种渠道灌溉用循环清淤装置。

背景技术

灌溉渠道是联接灌溉水源和灌溉土地的水道，把从水源引取的水量输送和分配到灌区的各个部分，在一个灌区范围内，按控制面积的大小把灌溉渠道分为干渠、支渠、斗渠、农渠、毛渠等5级，地形复杂、面积很大的灌区还可增设总干、分干、分支、分斗等多级渠道，随着，农业的飞速发展，为避免灌溉渠内部水土流失，我国逐步将传统的沟槽式灌溉渠转型为倒梯形的混凝土灌溉渠，利用混凝土结构实现对灌溉渠的加固防止水土流失，同时利用倒梯形设置可有有效缓解水流对混凝土侧壁的冲击作用，但是混凝土砌成的密闭式灌溉渠普遍存在易积淤的问题。

为解决上述混凝土灌溉渠易积淤的问题，如公开号为CN115262504B，授权公告日为2023-02-03的专利文献提出了一种能够循环清淤的渠道灌溉装置，该方案，通过设置清扫机构等，能够适用不同规格尺寸的渠道本体，适用性更强、使用效果更好，能够对淤泥进行吸收时，对渠道本体底部及侧壁的淤泥进行清扫及冲洗，使得清淤效果更好、效率更高，同时，能够对吸收的淤泥进行过滤和收集，利用对水进行循环使用，从而对渠道本体进行循环清淤，更加节能环保，并且，能够对处于水面以上的吸泥管以及冲洗管进行密封封堵，使其不会进行吸淤和冲洗操作，保证动力的有效利用，避免动力损失，从而使得清淤效果更好、效率更高。

上述方案虽然能够对灌溉渠的淤泥进行高效清理，但是通过灌溉渠的定义来看，灌溉渠道是联接灌溉水源和灌溉土地的水道，其分布范围之广，涉及水域之多，是不可忽略且客观存在的事实，而现有方案（包括上述方案）多采用驱动电机、水泵等用电设备来实现渠道清淤，而在户外为灌溉渠道清淤设备不间断供电绝非易事，从节能环保角度来说，远程供电也不符合循环使用理念，而且一旦供电中断，则整个设备失效，不仅无法清淤，甚至会加剧淤堵。

针对上述问题，急需在原有渠道灌溉清淤装置的基础上进行创新设计。

发明内容

本发明技术方案针对现有技术解决方案过于单一的技术问题，提供了显著不同于现有技术的解决方案，具体地本发明的目的在于提供一种渠道灌溉用循环清淤装置，以解决上述背景技术提出现有方案多采用驱动电机、水泵等用电设备来实现渠道清淤，而在户外为灌溉渠道清淤设备不间断供电绝非易事，从节能环保角度来说，远程供电也不符合循环使用理念，而且一旦供电中断，则整个设备失效，不仅无法清淤，甚至会加剧淤堵的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种渠道灌溉用循环清淤装置，包括渠道本体，所述渠道本体的上檐设置有分淤小车，且分淤小车的上表面固定有斜板，并且斜板的上方固定有蓄力框，所述斜板一端的下表面固定有导杆，且导杆的外壁套设有位于渠道本体底部的清淤铲，并且清淤铲与导杆之间安装有自适应阻水机构，所述分淤小车的下表面固定有固定板，且固定板的端部安装有转轴，所述转轴的外壁套设有套筒，且转轴与套筒之间安装有单向限位组件，所述套筒的外壁等角度固定有用以随水流旋转进行蓄能的水车板，且转轴的端部固定有传动转盘，并且传动转盘与清淤铲之间安装有蓄能传动组件。

优选的，所述分淤小车的上表面设置有向两边倾斜的中间凸起状结构，且清淤铲的两侧和下表面分别与渠道本体的底部和两侧贴合连接，并且清淤铲的侧壁均匀开设有滤水孔。

优选的，所述自适应阻水机构包括底板、第一磁铁、阻水板、第二磁铁和第一弹簧，且导杆的下端固定有贴合于渠道本体底部的底板，并且清淤铲的斜边固定有第一磁铁，所述底板的上端铰接有阻水板，且阻水板的端部固定有第二磁铁，所述底板竖直端的边侧焊接有第一弹簧的一端，且第一弹簧的另一端固定于第二磁铁的侧壁。

优选的，所述第一磁铁和第二磁铁为平行设置，且第一磁铁和第二磁铁相对面的磁极相同，并且底板垂直于渠道本体。

优选的，所述单向限位组件包括腔槽、转块、第二弹簧和凹槽，且转轴的外壁开设有腔槽，并且腔槽的内部铰接有转块，所述转块位于腔槽内部的侧壁焊接有第二弹簧的一端，且第二弹簧的另一端固定于腔槽的内壁，并且套筒的内壁开设有凹槽。

优选的，所述转块在转轴和套筒之间等角度设置有三组，且凹槽在套筒的内部等角度开设有三组，所述凹槽由弧形边和垂直边组成，且转块的端部抵紧于凹槽的垂直边。

优选的，所述蓄能传动组件包括拉绳、第一导向轮组、第二导向轮组、伸缩杆和传动转板，且蓄力框的内部滑动设置有伸缩杆，所述伸缩杆的一端卡合滑动设置于蓄力框的内部，且伸缩杆的另一端贯穿蓄力框铰接有传动转板的一端，并且传动转板的另一端铰接于传动转盘边缘处的侧壁，所述斜板和蓄力框的上端分别安装有第一导向轮组和第二导向轮组，且清淤铲内侧的中心处固定有拉绳的一端，并且拉绳的另一端分别经过第一导向轮组和第二导向轮组的导向贯穿蓄力框固定于伸缩杆的端部。

优选的，所述拉绳的下半段与导杆为平行设置，且导杆的下部分设置为倾斜式的直杆状，并且导杆的上部分设置为弧形杆状，所述清淤铲的侧壁开设有可在导杆外壁上进行适应性滑动的适配通孔。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明主要分为三个阶段：

铲泥阶段：清淤装置随水流整体进行移动，清淤铲开始逐步铲泥，水车板具有顺时针旋转的运动趋势，由于转轴与套筒之间为单向旋转连接，因此当水车板带动套筒进行顺时针旋转时，套筒不会带动转轴进行顺时针旋转；

清淤阶段：随着清淤铲铲泥达到一定量后，阻水板的阻水作用无法使得该清淤装置整体进行移动，而水流对水车板的驱动作用逐渐开始，由于整体是保持静止不动的，因此水车板在水流的驱使作用下会进行稳定的逆时针旋转，而铲泥阶段相反的是，水车板带动套筒逆时针旋转时会通过三组转块的阻挡作用同步带动转轴进行逆时针旋转，因此转轴会带动传动转盘同步进行逆时针旋转，传动转盘逆时针旋转°为一个拖拽周期，在此周期内，传动转盘会通过传动转板的旋转传动作用同步斜向下拉动伸缩杆，从而使得伸缩杆通过拉绳同步斜向上拉动清淤铲，使得携带着一定量淤泥的清淤铲会沿着导杆的外壁逐步上升，当清淤铲携带着第一磁铁远离阻水板时，第一磁铁对第二磁铁的斥力越来越小，因此阻水板的垂直平衡状态逐渐被打破，待清淤铲远离后第一弹簧会逐渐推动阻水板逆时针旋转至如图所示的状态，目的在于使阻水板倾斜以减小水阻从而避免在清淤铲上升期间整体随水流移动；

复位阶段：清淤铲内部淤泥流落在小车上后，此时传动转盘开始带动伸缩杆返回，随着伸缩杆的返回，拉绳逐渐松弛，从而使得具有一定重力的清淤铲沿着导杆的外壁开始返回，且清淤铲的下端为锥状具有较好的破水效果，因此清淤铲会逐步返回至导杆的底端，且如图所示，当清淤铲即将运动至导杆的下端时，第一磁铁会逐步靠近第二磁铁并逐步产生足够的斥力，从而使得第二磁铁在第一磁铁的斥力作用下同步进行适应性的顺时针旋转并压缩第一弹簧，而且当清淤铲归位后，阻水板的阻水作用再次开始发挥，水流会推着装置整体继续移动并按照上述步骤进行循环，本方案充分利用水流的动能并结合了水车转轮原理，在铲泥阶段实现水车转轮的动力分离，而在清淤阶段实现水车转轮的动力输出，实现了一点一点随着水流向前推进的自动清淤效果，整个自动清淤过程不涉及到用电设备，适合在大范围内的灌溉渠道内进行自动清淤，符合节能环保理念。

附图说明

图1为本发明初始阶段清淤装置的正视剖面结构示意图；

图2为本发明清淤阶段清淤装置的正视剖面结构示意图；

图3为本发明吊升除淤后清淤装置的正视剖面结构示意图；

图4为本发明图1中主体结构的剖面结构示意图；

图5为本发明分淤小车的立体结构示意图；

图6为本发明转轴、套筒和传动转盘的立体结构示意图；

图7为本发明清淤铲、导杆和底板的立体结构示意图；

图8为本发明转轴与套筒的正视剖面结构示意图；

图9为本发明自适应阻水机构的截取放大示意图。

图中：1、渠道本体；2、分淤小车；3、斜板；31、导杆；32、底板；4、蓄力框；5、清淤铲；51、第一磁铁；52、阻水板；53、第二磁铁；54、第一弹簧；6、固定板；7、转轴；71、腔槽；72、转块；73、第二弹簧；74、传动转盘；8、套筒；81、凹槽；82、水车板；9、拉绳；91、第一导向轮组；92、第二导向轮组；93、伸缩杆；94、传动转板。

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1-9，本发明提供一种技术方案：一种渠道灌溉用循环清淤装置，包括渠道本体1，渠道本体1的上檐设置有分淤小车2，且分淤小车2的上表面固定有斜板3，并且斜板3的上方固定有蓄力框4，斜板3一端的下表面固定有导杆31，且导杆31的外壁套设有位于渠道本体1底部的清淤铲5，并且清淤铲5与导杆31之间安装有自适应阻水机构，分淤小车2的下表面固定有固定板6，且固定板6的端部安装有转轴7，转轴7的外壁套设有套筒8，且转轴7与套筒8之间安装有单向限位组件，套筒8的外壁等角度固定有用以随水流旋转进行蓄能的水车板82，且转轴7的端部固定有传动转盘74，并且传动转盘74与清淤铲5之间安装有蓄能传动组件。

分淤小车2的上表面设置有向两边倾斜的中间凸起状结构，且清淤铲5的两侧和下表面分别与渠道本体1的底部和两侧贴合连接，并且清淤铲5的侧壁均匀开设有滤水孔，分淤小车2的中心处为凸起设置，两侧对称式倾斜，当淤泥倒在分淤小车2上表面时，淤泥会沿着两侧的倾斜面流下并流落至分淤小车2两侧的渠道本体1两侧，以此实现清淤。

自适应阻水机构包括底板32、第一磁铁51、阻水板52、第二磁铁53和第一弹簧54，且导杆31的下端固定有贴合于渠道本体1底部的底板32，并且清淤铲5的斜边固定有第一磁铁51，底板32的上端铰接有阻水板52，且阻水板52的端部固定有第二磁铁53，底板32竖直端的边侧焊接有第一弹簧54的一端，且第一弹簧54的另一端固定于第二磁铁53的侧壁，该自适应阻水机构利用第一磁铁51和第二磁铁53之间的斥力以及第一弹簧54和水流作用之间的平衡实现阻水板52的竖直放置，一旦第一磁铁51远离第二磁铁53，第一磁铁51和第二磁铁53之间的斥力以及第一弹簧54和水流作用之间的平衡会快速被打破，使阻水板52稳定在一个倾斜角度，从而大大削弱阻水效果，使整体结构失去随水流移动的趋势达到相对静止的效果。

第一磁铁51和第二磁铁53为平行设置，且第一磁铁51和第二磁铁53相对面的磁极相同，并且底板32垂直于渠道本体1。

单向限位组件包括腔槽71、转块72、第二弹簧73和凹槽81，且转轴7的外壁开设有腔槽71，并且腔槽71的内部铰接有转块72，转块72位于腔槽71内部的侧壁焊接有第二弹簧73的一端，且第二弹簧73的另一端固定于腔槽71的内壁，并且套筒8的内壁开设有凹槽81，在清淤铲5铲淤泥阶段，装置整体随水流移动，而在多组水车板82的作用下，水车板82和套筒8具有顺时针旋转的运动趋势，由于单向限位组件的存在，水车板82以及套筒8顺时针旋转的动能无法传递至转轴7上，因此转轴7和传动转盘74不会跟转，但是当清淤铲5铲泥越来越多直至整体无法继续随水流移动时，此时在水流的作用下，水车板82和套筒8具有逆时针旋转的运动趋势，因此水车板82和套筒8就会带动转轴7和传动转盘74进行逆时针旋转，从而达到提升淤泥的效果。

转块72在转轴7和套筒8之间等角度设置有三组，且凹槽81在套筒8的内部等角度开设有三组，凹槽81由弧形边和垂直边组成，且转块72的端部抵紧于凹槽81的垂直边。

蓄能传动组件包括拉绳9、第一导向轮组91、第二导向轮组92、伸缩杆93和传动转板94，且蓄力框4的内部滑动设置有伸缩杆93，伸缩杆93的一端卡合滑动设置于蓄力框4的内部，且伸缩杆93的另一端贯穿蓄力框4铰接有传动转板94的一端，并且传动转板94的另一端铰接于传动转盘74边缘处的侧壁，斜板3和蓄力框4的上端分别安装有第一导向轮组91和第二导向轮组92，且清淤铲5内侧的中心处固定有拉绳9的一端，并且拉绳9的另一端分别经过第一导向轮组91和第二导向轮组92的导向贯穿蓄力框4固定于伸缩杆93的端部，该蓄能传动组件，利用水车板82接收水流的动能，再通过转轴7和传动转盘74的同步旋转带动传动转板94对伸缩杆93产生拉动作用，从而达到蓄能提升清淤铲5的效果。

拉绳9的下半段与导杆31为平行设置，且导杆31的下部分设置为倾斜式的直杆状，并且导杆31的上部分设置为弧形杆状，清淤铲5的侧壁开设有可在导杆31外壁上进行适应性滑动的适配通孔，当清淤铲5沿着导杆31的外壁进行滑动至导杆31的弧形上端时，清淤铲5会进行适应性的旋转倾斜（斜向分淤小车2），从而使得清淤铲5内部的淤泥沿着清淤铲5的倾斜方向顺势掉落在分淤小车2上。

工作原理：在使用该渠道灌溉用循环清淤装置时，首先如图1所示为该清淤装置清淤的初始状态，此时阻水板52在渠道本体1内部保持垂直状态，因此阻水板52受到水流的冲击作用比较大，所以在水流作用下阻水板52会带动整体装置进行水平移动，而且如图5和图7所示，清淤铲5会沿着渠道本体1的侧壁和底部同步水平移动，且清淤铲5会逐步将渠道本体1下端两侧及底部的淤泥铲至清淤铲5的内部，如图4所示，当该清淤装置随水流整体移动时，水车板82具有顺时针旋转的运动趋势，且如图8所示，由于转轴7与套筒8之间为单向旋转连接，因此当水车板82带动套筒8进行顺时针旋转时，套筒8不会带动转轴7进行顺时针旋转。

紧接着，当该清淤装置运动到如图2所示的位置时，随着清淤铲5内部的淤泥越来越多至一定量后，阻水板52的阻水作用无法使得该清淤装置整体进行移动，此时整体静止在如图2所示的位置，而水流对水车板82的驱动作用逐渐开始，由于整体是保持静止不动的，因此水车板82在水流的驱使作用下会进行稳定的逆时针旋转，而与上述相反的是，水车板82带动套筒8逆时针旋转时会通过三组转块72的阻挡作用同步带动转轴7进行逆时针旋转，因此转轴7会带动传动转盘74同步进行逆时针旋转，如图2和图3所示，传动转盘74逆时针旋转180°为一个拖拽周期，在此周期内，传动转盘74会通过传动转板94的旋转传动作用同步斜向下拉动伸缩杆93，从而使得伸缩杆93通过拉绳9同步斜向上拉动清淤铲5，使得携带着一定量淤泥的清淤铲5会沿着导杆31的外壁逐步上升，且图9所示，当清淤铲5携带着第一磁铁51远离阻水板52时，第一磁铁51对第二磁铁53的斥力越来越小，因此阻水板52的垂直平衡状态逐渐被打破，待清淤铲5远离后第一弹簧54会逐渐推动阻水板52逆时针旋转至如图3所示的状态，目的在于使阻水板52倾斜以减小水阻从而避免在清淤铲5上升期间整体随水流移动。

与此同时，携带着一定量淤泥的清淤铲5沿着导杆31的外壁逐步上升并会逐渐脱离液面，而当清淤铲5运动至导杆31的弧形上端时，在拉绳9的继续拉动作用下，清淤铲5会在导杆31弧形上端的导向作用下进行适应性的角度偏转，从而使得清淤铲5向分淤小车2方向倾斜，而如图5所示，清淤铲5在倾斜后其内部的淤泥会顺势流落在分淤小车2上表面，而由于分淤小车2的上表面为中心凹凸向两边倾斜，因此淤泥会顺势从分淤小车2的两侧流落在渠道本体1上檐的两侧，以此达到清淤的效果。

最后，待上述清淤铲5内部淤泥流落完毕后，此时传动转盘74开始带动伸缩杆93返回，随着伸缩杆93的返回，拉绳9逐渐松弛，从而使得具有一定重力的清淤铲5沿着导杆31的外壁开始返回，且清淤铲5的下端为锥状具有较好的破水效果，因此清淤铲5会逐步返回至导杆31的底端，且如图3所示，当清淤铲5即将运动至导杆31的下端时，第一磁铁51会逐步靠近第二磁铁53并逐步产生足够的斥力，从而使得第二磁铁53在第一磁铁51的斥力作用下同步进行适应性的顺时针旋转并压缩第一弹簧54，而且当清淤铲5归位后，阻水板52恰好旋转至与渠道本体1保持垂直，即阻水板52的阻水作用再次开始发挥，水流会推着装置整体继续移动并按照上述步骤进行循环，本方案充分利用水流的动能并结合了水车转轮原理，在铲泥阶段实现水车转轮的动力分离，而在清淤阶段实现水车转轮的动力输出，实现了一点一点随着水流向前推进的自动清淤效果，整个自动清淤过程不涉及到用电设备，适合在大范围内的灌溉渠道内进行自动清淤，符合节能环保理念。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种渠道灌溉用循环清淤装置，包括渠道本体（1），其特征在于：所述渠道本体（1）的上檐设置有分淤小车（2），且分淤小车（2）的上表面固定有斜板（3），并且斜板（3）的上方固定有蓄力框（4），所述斜板（3）一端的下表面固定有导杆（31），且导杆（31）的外壁套设有位于渠道本体（1）底部的清淤铲（5），并且清淤铲（5）与导杆（31）之间安装有自适应阻水机构，所述分淤小车（2）的下表面固定有固定板（6），且固定板（6）的端部安装有转轴（7），所述转轴（7）的外壁套设有套筒（8），且转轴（7）与套筒（8）之间安装有单向限位组件，所述套筒（8）的外壁等角度固定有用以随水流旋转进行蓄能的水车板（82），且转轴（7）的端部固定有传动转盘（74），并且传动转盘（74）与清淤铲（5）之间安装有蓄能传动组件。

2.根据权利要求1所述的一种渠道灌溉用循环清淤装置，其特征在于：所述分淤小车（2）的上表面设置有向两边倾斜的中间凸起状结构，且清淤铲（5）的两侧和下表面分别与渠道本体（1）的底部和两侧贴合连接，并且清淤铲（5）的侧壁均匀开设有滤水孔。

3.根据权利要求1所述的一种渠道灌溉用循环清淤装置，其特征在于：所述自适应阻水机构包括底板（32）、第一磁铁（51）、阻水板（52）、第二磁铁（53）和第一弹簧（54），且导杆（31）的下端固定有贴合于渠道本体（1）底部的底板（32），并且清淤铲（5）的斜边固定有第一磁铁（51），所述底板（32）的上端铰接有阻水板（52），且阻水板（52）的端部固定有第二磁铁（53），所述底板（32）竖直端的边侧焊接有第一弹簧（54）的一端，且第一弹簧（54）的另一端固定于第二磁铁（53）的侧壁。

4.根据权利要求3所述的一种渠道灌溉用循环清淤装置，其特征在于：所述第一磁铁（51）和第二磁铁（53）为平行设置，且第一磁铁（51）和第二磁铁（53）相对面的磁极相同，并且底板（32）垂直于渠道本体（1）。

5.根据权利要求1所述的一种渠道灌溉用循环清淤装置，其特征在于：所述单向限位组件包括腔槽（71）、转块（72）、第二弹簧（73）和凹槽（81），且转轴（7）的外壁开设有腔槽（71），并且腔槽（71）的内部铰接有转块（72），所述转块（72）位于腔槽（71）内部的侧壁焊接有第二弹簧（73）的一端，且第二弹簧（73）的另一端固定于腔槽（71）的内壁，并且套筒（8）的内壁开设有凹槽（81）。

6.根据权利要求5所述的一种渠道灌溉用循环清淤装置，其特征在于：所述转块（72）在转轴（7）和套筒（8）之间等角度设置有三组，且凹槽（81）在套筒（8）的内部等角度开设有三组，所述凹槽（81）由弧形边和垂直边组成，且转块（72）的端部抵紧于凹槽（81）的垂直边。

7.根据权利要求1所述的一种渠道灌溉用循环清淤装置，其特征在于：所述蓄能传动组件包括拉绳（9）、第一导向轮组（91）、第二导向轮组（92）、伸缩杆（93）和传动转板（94），且蓄力框（4）的内部滑动设置有伸缩杆（93），所述伸缩杆（93）的一端卡合滑动设置于蓄力框（4）的内部，且伸缩杆（93）的另一端贯穿蓄力框（4）铰接有传动转板（94）的一端，并且传动转板（94）的另一端铰接于传动转盘（74）边缘处的侧壁，所述斜板（3）和蓄力框（4）的上端分别安装有第一导向轮组（91）和第二导向轮组（92），且清淤铲（5）内侧的中心处固定有拉绳（9）的一端，并且拉绳（9）的另一端分别经过第一导向轮组（91）和第二导向轮组（92）的导向贯穿蓄力框（4）固定于伸缩杆（93）的端部。

8.根据权利要求7所述的一种渠道灌溉用循环清淤装置，其特征在于：所述拉绳（9）的下半段与导杆（31）为平行设置，且导杆（31）的下部分设置为倾斜式的直杆状，并且导杆（31）的上部分设置为弧形杆状，所述清淤铲（5）的侧壁开设有可在导杆（31）外壁上进行适应性滑动的适配通孔。