CN120242588A - 一种河道清淤泥沙分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于泥沙分离技术领域，具体是指一种河道清淤泥沙分离装置，包括清淤船、支撑架及分离腔体，分离腔体内转动连接有过筛筒，通过水流驱动叶轮带动正反转组件，使过筛筒交替正反转，正转时利用离心力分离沙砾与泥水，反转时破坏沙砾堆积并触发同步排渣；反转过程中，传动组件与敲击组件间歇抵触，通过高频振动敲击筛孔外壁，解决粘性泥沙堵塞问题；同时，反转过程中，驱动阀板同步开启，实现沙砾周期性排出。

Description

一种河道清淤泥沙分离装置

技术领域

本发明属于泥沙分离技术领域，具体是指一种河道清淤泥沙分离装置。

背景技术

河道清淤作业中，泥沙分离是关键技术环节，在现有的泥沙分离技术中，传统的分离装置通常采用单一的旋转筛分方式，通过离心力将泥沙与水分离，现有泥沙分离装置存在以下问题：

（1）筛分筒通常单向旋转或固定，沙砾在离心力作用下堆积于筛孔表面，尤其在处理高含砂量泥浆时，筛孔易被砂粒堵塞，需频繁停机清理，严重影响处理效率；

（2）传统装置往往仅实现泥水初步分离，沙砾堆积在分筛筒内，直接增大设备运行阻力，需更高转速或功率维持分离效率。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供了一种河道清淤泥沙分离装置，利用水流驱动叶轮带动正反转组件，使过筛筒间歇性正反转，实现沙砾与泥水的高效分离，避免因堆积过多导致的堵塞问题；过筛筒反转时，传动组件与敲击组件间歇性活动抵触，敲击组件对过筛筒外壁进行高频振动敲击，破坏筛孔表面沙粒的粘附力，解决因泥沙粘性导致的堵塞问题；过筛筒反转时，排渣组件打开沙砾排出通道，实现沙砾的周期性排出，避免沙砾过度堆积，阻碍泥水通过，降低处理能力。

本发明采取的技术方案如下：本方案提供了一种河道清淤泥沙分离装置，包括清淤船以及支撑架，清淤船提供作业平台，所述支撑架固定设置于清淤船上，所述支撑架上固定设置有分离腔体，泥沙分离的主要场所，所述分离腔体的内底壁上转动连接有过筛筒，通过旋转和筛孔过滤泥沙，所述分离腔体内圆周壁上固定设有挡板，所述挡板上圆周阵列设有敲击组件，帮助筛孔中的沙砾脱落，所述挡板上设有与敲击组件活动接触的传动组件，实现敲击动作；所述分离腔体上壁固定设有水流壳体，所述水流壳体和过筛筒通过管道连通，所述水流壳体内设有驱动组件，驱动过筛筒旋转，实现泥沙分离，所述过筛筒上壁设有与驱动组件传动配合的正反转组件，控制过筛筒的正反旋转，所述正反转组件与传动组件活动接触，所述过筛筒上设有排渣组件，排除过筛筒内堆积的沙砾。

进一步地，所述敲击组件包括滑板、连接杆以及敲击柱；所述滑板滑动连接于挡板的上壁，作为敲击柱的载体，所述连接杆顶端与滑板底壁固定连接，所述连接杆底端延伸至分离腔体内，传递滑板运动至敲击柱，所述敲击柱阵列设置于连接杆圆周壁上，帮助筛孔中的沙砾脱落。

进一步地，所述驱动组件包括转轴以及叶轮叶片，所述转轴转动连接于分离腔体上壁，所述转轴轴心螺纹连接有往复活塞杆，进行往复运动，提供负压状态，所述往复活塞杆轴心贯穿设有导杆，所述导杆顶端与水流壳体内顶壁固定连接，所述转轴底壁上滑动设有传动轴套，传递正反转动力，所述叶轮叶片阵列设于转轴圆周壁上。

进一步地，所述正反转组件包括正转内轴以及反转轴套；所述正转内轴同轴固定连接于过筛筒上壁，所述反转轴套同轴固定连接于过筛筒上壁，所述正转内轴嵌套于反转轴套内，所述正转内轴以及反转轴套均与传动轴套活动啮合，作为动力输入轴，将旋转动力传递给过筛筒。

进一步地，所述排渣组件包括阀板以及从动齿轮，所述阀板滑动连接于过筛筒内壁上，控制沙砾的排出，所述阀板圆周阵列设有若干个，所述从动齿轮与阀板传动配合，所述阀板底壁上固定设有齿条，所述从动齿轮转动连接于过筛筒内壁，控制阀板的启闭。

采用上述结构本发明取得的有益效果如下：

（1）装置利用水流驱动叶轮带动正反转组件，使过筛筒间歇性正反转，过筛筒正转时，通过离心力实现沙砾与泥水的分离，沙砾因质量较大被甩至筛孔表面，泥水则通过筛孔排出，过筛筒反转时，反向运动破坏沙砾的稳定堆积状态，不需要停止泥沙分离装置，避免堆积过多产生堵塞，影响过筛筒的过筛效率 ；

（2）过筛筒反转时，反转轴套与棘轮实现啮合，使凸轮与滑板间歇性活动抵触，滑板远离反转轴套压缩复位弹簧积蓄弹性势能，解除抵触后，弹性势能快速释放，带动敲击柱对过筛筒外壁进行高频振动敲击，破坏筛孔表面沙粒的粘附力，解决因泥沙粘性导致的堵塞问题；

（3）同时，当过筛筒反转时，利用从动齿轮和齿条的联动设计，驱动阀板相背移动，打开沙砾排出通道，阀板同步打开排出积存的沙砾，实现沙砾的周期性排出，避免沙砾过度堆积，阻碍泥水通过，降低处理能力。

附图说明

图1为本发明提出的一种河道清淤泥沙分离装置的结构示意图；

图2为本发明提出的分离腔体剖面结构示意图一；

图3为本发明提出的分离腔体剖面结构示意图二；

图4为图3中A处局部放大图；

图5为图3中B处局部放大图；

图6为本发明提出的驱动组件和正反转组件的传动结构示意图；

图7为图6中C处局部放大图；

图8为本发明提出的传动轴套的结构示意图；

图9为本发明提出的排渣组件的结构示意图一；

图10为本发明提出的传动组件的结构示意图；

图11为本发明提出的排渣组件的结构示意图二；

图12为本发明提出的往复活塞杆的结构示意图。

其中，1、清淤船，2、支撑架，3、分离腔体，31、挡板，32、水流壳体，4、过筛筒，5、敲击组件，51、滑板，52、连接杆，53、敲击柱，54、复位弹簧，6、传动组件，61、棘轮，62、凸轮，7、驱动组件，71、转轴，72、叶轮叶片，73、往复活塞杆，74、传动轴套，75、导杆，8、正反转组件，81、正转内轴，821、弹性板，822、棘爪，82、反转轴套，9、排渣组件，91、阀板，92、从动齿轮，93、齿条，94、拉簧。

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

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。

实施例一：请参阅图1-图5及图7，本实施例提供了一种河道清淤泥沙分离装置，包括清淤船1以及支撑架2，支撑架2固定设置于清淤船1甲板上，支撑架2上固定设置有分离腔体3，分离腔体3的底端贯通式固定连接有泥水排出管，分离腔体3的内底壁上转动连接有过筛筒4，分离腔体3内圆周壁上固定设有挡板31，挡板31上圆周阵列设有敲击组件5，敲击组件5包括滑板51、连接杆52以及敲击柱53；滑板51滑动连接于挡板31的上壁，滑板51远离分离腔体3内圆周壁一端的侧壁呈曲形，滑板51靠近分离腔体3内圆周壁一端固定设有复位弹簧54，复位弹簧54的另一端与分离腔体3内圆周壁固定连接，连接杆52顶端与滑板51底壁固定连接，连接杆52底端延伸至分离腔体3内，敲击柱53阵列设置于连接杆52圆周壁上挡板31上设有与敲击组件5活动接触的传动组件6，传动组件6包括棘轮61以及凸轮62；棘轮61转动连接于挡板31上壁，棘轮61套设于反转轴套82上，反转轴套82外圆周壁上开设有第一槽体，第一槽体两端分别转动连接有弹性板821和棘爪822，弹性板821位于棘爪822内侧，用于将棘爪822定顶起与棘轮61内圆周壁的棘齿啮合，凸轮62圆周阵列设于棘轮61外圆周壁上，凸轮62与滑板51活动接触；分离腔体3上壁固定设有水流壳体32，水流壳体32圆周壁上设有进水管道，进水管道与绞吸泵连通，需说明的是，绞吸泵为现有技术，不需要赘述，水流壳体32和过筛筒4通过管道连通，水流壳体32内设有驱动组件7，驱动组件7包括转轴71以及叶轮叶片72，转轴71转动连接于分离腔体3上壁，转轴71轴心螺纹连接有往复活塞杆73，往复活塞杆73轴心贯穿设有导杆75，导杆75顶端与水流壳体32内顶壁固定连接，转轴71底壁上滑动卡合连接有传动轴套74，传动轴套74外圆周壁和内圆周壁上均设置有传动齿，叶轮叶片72阵列设于转轴71圆周壁上，过筛筒4上壁设有与传动轴套74传动配合的正反转组件8，正反转组件8包括正转内轴81以及反转轴套82；正转内轴81同轴固定连接于过筛筒4上壁，正转内轴81外圆周壁上设有外从动齿，正转内轴81的外从动齿与传动轴套74内圆周壁的传动齿啮齿配合，反转轴套82同轴固定连接于过筛筒4上壁，反转轴套82内圆周壁上设有内从动齿，反转轴套82的内从动齿与传动轴套74外圆周壁的传动齿啮齿配合，正转内轴81嵌套于反转轴套82内，正反转组件8与传动组件6活动接触。

在本实施例中，利用绞吸泵将水底淤泥打散并抽吸进入水流壳体32内，水流推动叶轮叶片72和转轴71旋转，然后经过管道进入过筛筒4内，转轴71旋转带动传动轴套74内圆周壁的传动齿先与正转内轴81啮合，正转内轴81带动过筛筒4正向旋转，在离心力的作用下，过筛筒4内泥沙水与过筛筒4接触，将颗粒大的沙子过滤出来，而泥水从分离腔体3的泥水排出管进行排出；同时，转轴71旋转过程中，往复活塞杆73在螺纹作用下沿导杆75向上移动，在转轴71轴心处产生负压，带动传动轴套74同时上移直至传动轴套74与正转内轴81脱离啮合，再继续上移后，传动轴套74外圆周壁的传动齿再与反转轴套82啮合，反转轴套82带动过筛筒4反向旋转，此时，被甩在过筛筒4的筛孔上的沙砾在反转过程中部分向内移动，同时，反转轴套82和过筛筒4反向旋转时，棘爪822与棘轮61的棘齿啮合，带动棘轮61和凸轮62旋转，凸轮62旋转过程中与滑板51活动接触，在斜面作用下，凸轮62推动滑板51远离反转轴套82，压缩复位弹簧54，当凸轮62与滑板51脱离接触后，复位弹簧54弹性势能释放，带动滑板51靠近反转轴套82，连接杆52上的敲击柱53对过筛筒4外圆周壁进行敲击，进一步使过筛筒4的筛孔中沙砾脱离，降低过筛筒4堵塞的概率，实现了泥沙分离装置不停机状态下的筛孔清理，以改善后续泥沙分离效果，往复活塞杆73位移至顶端后反向向下移动，在负压状态下推动传动轴套74同时下移，直至传动轴套74内圆周壁的传动齿再与正转内轴81啮合。

实施例二：本实施例基于上述实施例，请参阅图1、图2、图6和图8，在本实施例中，排渣组件9包括阀板91以及从动齿轮92，过筛筒4下部圆周壁上开设有第二槽体，阀板91滑动连接于第二槽体内顶壁上，阀板91圆周阵列设有三个，阀板91底壁上固定设有齿条93，齿条93位于第二槽体内的一端固定设有拉簧94，拉簧94的另一端与第二槽体内壁固定连接，从动齿轮92转动连接于过筛筒4内壁上，第二槽体内圆周壁设有与从动齿轮92啮齿配合的内齿，从动齿轮92与齿条93啮齿配合；往复活塞杆73圆周壁上设有两条旋向相反的螺纹槽，其中一条螺纹槽的螺距大于另一条，分离腔体3底壁上设有沙砾排出管道；

在本实施例中，沙砾堆积会加剧离心分离的难度，在过筛筒4反向旋转时，带动从动齿轮92和齿条93啮合，使三个阀板91同时相背移动，阀板91中间打开通道，使过筛筒4内堆积的沙砾进行排除，泥沙分离装置不需要停机，不断流入的泥浆水有利于沙砾的排除，同时为避免过量的泥浆水排除，反向旋转过程中，转轴71与往复活塞杆73上螺距较大的螺纹槽啮合，往复活塞杆73的向下的位移速度变快，以减少过筛筒4反向旋转的时间；

在过筛筒4正转过程中，从动齿轮92和齿条93啮合，使三个阀板91同时相向移动直至封闭沙砾排出管道，拉伸拉簧94，齿条93末端的拉簧94被拉伸，拉簧94的弹簧力方向与阀板91移动方向相反，形成反向预紧力，拉簧94的弹性力通过齿条93传递至从动齿轮92，使齿条93与从动齿轮9啮合面始终处于压紧状态，避免反向旋转时空转。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种河道清淤泥沙分离装置，包括清淤船（1）以及支撑架（2），所述支撑架（2）固定设置于清淤船（1）上，其特征在于：所述支撑架（2）上固定设置有分离腔体（3），所述分离腔体（3）的内底壁上转动设有过筛筒（4），所述分离腔体（3）内壁固定设有挡板（31），所述挡板（31）上圆周阵列设有敲击组件（5），所述挡板（31）上设有与敲击组件（5）活动接触的传动组件（6）；所述分离腔体（3）上壁固定设有水流壳体（32），所述水流壳体（32）内设有驱动组件（7），所述水流壳体（32）和过筛筒（4）通过管道连通，所述过筛筒（4）上壁设有与驱动组件（7）传动配合的正反转组件（8），所述正反转组件（8）与传动组件（6）活动接触，所述过筛筒（4）上设有排渣组件（9）。

2.根据权利要求1所述的一种河道清淤泥沙分离装置，其特征在于：所述敲击组件（5）包括滑板（51）、连接杆（52）以及敲击柱（53）；所述滑板（51）滑动连接于挡板（31）的上壁，所述连接杆（52）顶端与滑板（51）底壁固定连接，所述连接杆（52）底端延伸至分离腔体（3）内，所述敲击柱（53）阵列设置于连接杆（52）圆周壁上。

3.根据权利要求1所述的一种河道清淤泥沙分离装置，其特征在于：所述驱动组件（7）包括转轴（71）以及叶轮叶片（72），所述转轴（71）转动连接于分离腔体（3）上壁，所述叶轮叶片（72）阵列设于转轴（71）圆周壁上。

4.根据权利要求3所述的一种河道清淤泥沙分离装置，其特征在于：所述转轴（71）轴心螺纹连接有往复活塞杆（73），所述往复活塞杆（73）轴心贯穿设有导杆（75），所述导杆（75）顶端与水流壳体（32）内顶壁固定连接，所述转轴（71）底壁上滑动设有传动轴套（74）。

5.根据权利要求4所述的一种河道清淤泥沙分离装置，其特征在于：所述正反转组件（8）包括正转内轴（81）以及反转轴套（82）；所述正转内轴（81）同轴固定连接于过筛筒（4）上壁，所述反转轴套（82）同轴固定连接于过筛筒（4）上壁，所述正转内轴（81）嵌套于反转轴套（82）内。

6.根据权利要求5所述的一种河道清淤泥沙分离装置，其特征在于：所述正转内轴（81）以及反转轴套（82）均与传动轴套（74）活动啮合。

7.根据权利要求1所述的一种河道清淤泥沙分离装置，其特征在于：所述排渣组件（9）包括阀板（91）以及从动齿轮（92），所述阀板（91）滑动连接于过筛筒（4）内壁上，所述从动齿轮（92）转动连接于过筛筒（4）内壁上，所述从动齿轮（92）与阀板（91）传动配合。