CN207685799U - 一种自动冲砂装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动冲砂装置，涉及水利工程水力排砂技术领域，以解决现有技术中人工冲砂成本高难度大的问题，其包括淤砂集砂池和冲砂管,淤砂集砂池中设置有沉砂板，沉砂板一端设置有配重，淤砂集砂池一侧设置有冲砂闸控制水箱，淤砂集砂池与冲砂闸控制水箱连接的侧壁上设置有进水孔及进水阀，进水阀上连接有进水阀控制臂，进水阀控制臂沿进水孔轴线方向滑动设置，冲砂闸控制水箱底部转动设置有放水阀控制臂，冲砂闸控制水箱中设置有浮漂，冲砂管上设置有冲砂闸。通过实施本技术方案，该自动冲砂装置可以自动对取水设施旁沉积的淤砂进行冲刷，减小配水管道堵塞的概率。

Description

一种自动冲砂装置

技术领域

本实用新型涉及技术水利工程水力排砂技术领域，更具体的是涉及一种自动冲砂装置。

背景技术

山区饮水、灌溉取水水源常为山溪水，取水设施一般位于海拔较供水区高的山上，山溪水常年水质不稳定，特别是汛期携带泥沙较多，水源地位置一般情况为不通路不通电，对于取水设施或沉砂设施泥沙淤积问题只能通过人工不定时到水源点进行人工冲砂。若冲砂不及时将会导致泥沙堵塞下游配水管道，维护成本和难度大。

中国专利公告号CN202519633U公开了一种山区河道取水池自动式闸阀启闭装置，包括取水池，在取水池下游侧底部的侧壁上设有冲砂孔，冲砂孔上设有闸板，闸板通过其顶端的吊索与置于取水池侧壁上的滑轮组的一端连接，滑轮组的另一端通过绳索与设于滑轮组上方的浮球连接。枯水期取水池低水位运行，浮球不产生浮力，连接浮球的绳索拉力为零，闸板处于关闭状态；洪水期取水池内水位上升，浮球被水淹而产生浮力，从而使闸板受到向上的拉力而开启，通过冲砂孔自动进行放水冲砂。

但是，实际情况下枯水期仍然可能会有淤砂沉积，而上述山区河道取水池自动式闸阀启闭装置在枯水期并不能进行冲砂工作。在洪水期时，闸板一直处于开启状态，冲砂完成后冲砂孔也处于开启状态，浪费水资源。总之，该装置是根据水位高低来启闭冲砂孔而并非根据实际沉积的淤砂的多少来决定启闭冲砂孔，因而会出现不能及时冲砂和水资源浪费的情况。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：本实用新型提供一种能在淤砂重力驱动下能自动冲砂的自动冲砂装置。

本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种自动冲砂装置，包括淤砂集砂池和冲砂管,所述冲砂管与淤砂集砂池连通且设置于淤砂集砂池底部，所述淤砂集砂池中转动设置有第一转动轴及连接在第一转动轴上的沉砂板，沉砂板一端设置有配重，淤砂集砂池一侧设置有冲砂闸控制水箱，淤砂集砂池与冲砂闸控制水箱连接的侧壁上设置有进水孔及进水阀，进水阀上连接有进水阀控制臂，进水阀控制臂沿进水孔轴线方向滑动设置，第一转动轴靠近冲砂闸控制水箱的一端与进水阀控制臂之间设置有第一连杆机构，冲砂闸控制水箱底部设置有放水孔及放水阀，冲砂闸控制水箱底部转动设置有放水阀控制臂，放水阀控制臂一端与放水阀连接，放水阀控制臂另一端设置在进水阀控制臂远离进水孔一端的下方，位于所述进水阀控制臂下方的放水阀控制臂上设置有斜面机构，冲砂闸控制水箱中设置有浮漂，冲砂管上设置有冲砂闸，浮漂与冲砂闸之间设置有第二连杆机构。

工作原理：将该自动冲砂装置布置在河道旁边取水设施的下游或取水设备上未被淹没的地方，淤砂逐渐沉积在沉砂板上，随着沉积的淤砂数量的增多，淤砂对沉砂板的重力越来越大，当其重力增大至一定程度时，沉砂板转动并带动第一转动轴转动，第一转动轴在第一连杆机构的作用下带动进水阀控制臂滑动使得进水阀远离进水孔，且此时进水阀控制臂与斜面机构分离使得放水阀控制臂在自身重力作用下驱动放水阀靠近放水孔运动并将放水孔密封，水从进水孔进入冲砂闸控制水箱使其内部水位上升，浮漂随之上升，并通过第二连杆机构带动冲砂闸远离冲砂管运动，冲砂管中的水流入淤砂集砂池内对其内部沉积的淤砂进行冲刷，减小泥沙堵塞下游配水管道的概率。沉积的淤砂受到冲刷而数量逐渐减少，对沉砂板的重力矩随之逐渐减小，当冲砂到一定程度时，沉砂板相对之前反向转动，第一转动轴随之反向转动，第一转动轴在第一连杆机构的作用下带动进水阀控制臂滑动使得进水阀将进水孔密封，进水阀控制臂通过斜面机构使放水阀控制臂转动进而带动放水阀远离放水孔，此时水停止从进水孔流入冲砂闸控制水箱，冲砂闸控制水箱内的水从放水孔流出，水位下降，浮漂随之下降，并通过第二连杆机构带动冲砂闸靠近过冲砂管运动并最终将冲砂管密封使冲砂管停止冲砂。之后该自动冲砂装置随沉积在沉砂板上面的淤砂的增加和减少而重复上述过程使得该自动冲砂装置可以自动在淤砂重量达到一定程度时对淤砂进行冲洗，无需人工定期到水源点进行冲砂，减小了冲砂的成本和难度。

进一步，所述第一连杆机构包括转动设置在冲砂闸控制水箱底部且一端位于冲砂闸控制水箱内另一端位于冲砂闸控制水箱外的第二转动轴，位于冲砂闸控制水箱内的第二转动轴上连接有第一力矩传动臂，所述第一力矩传动臂远离第二转动轴一端设置为“U”型结构，所述进水阀控制臂套设在“U”型结构内，所述冲砂闸控制水箱底部平行设置有两个限位板，进水阀控制臂套设在两个限位板之间，冲砂闸控制水箱上进水孔处设置有限位筒，进水阀控制臂套设在限位筒内，位于冲砂闸控制水箱外的第二转动轴上转动连接有第二力矩传动臂，第二力矩传动臂相对第二转动轴转动的转动轴线垂直于第二转动轴的轴线设置，所述第一转动轴的轴线垂直于第二转动轴的轴线设置，第一转动轴上设置有转动杆，转动杆轴线垂直于第一转动轴轴线，所述转动杆远离第一转动轴一端与第二力矩传动臂远离第二转动轴一端活动连接。第一转动轴转动时带动转动杆转动，转动杆通过第一力矩传动臂带动第二转动轴转动，进而第一力矩传动臂随之转动并带动套设在“U”型结构内的进水阀控制臂运动，在限位板及限位筒的作用下，进水阀控制臂的运动限制为远离或靠近进水孔方向的滑动，进而最终将第一转动轴的转动转化为进水阀控制臂的滑动。

进一步所述第二连杆机构包括转动设置的“几”字型的第三力矩传动臂，第三力矩传动臂一端与浮漂连接，第三力矩传动臂另一端连接有“L”型的第四力矩传动臂，第四力矩传动臂转动设置且第三力矩传动臂与第四力矩传动臂转动轴平行，第四力矩传动臂远离第三力矩传动臂的一端转动连接有连接杆，所述连接杆远离第四力矩传动臂的一端与冲砂闸转动连接，冲砂闸外设置有闸门滑轨，冲砂闸套设在闸门滑轨内。浮漂上升或下降时带动第三力矩传动臂转动，第三力矩传动臂转动带动第四力矩传动臂反向转动，进而通过连接杆带动冲砂闸沿滑轨远离或靠近冲砂管运动，以实现对冲砂管的开启或关闭。

进一步，所述斜面机构包括设置在放水阀控制臂上的凹槽，所述凹槽内靠近进水孔的侧面倾斜设置，所述进水阀控制臂靠近放水阀控制臂的一端设置有与凹槽内倾斜的侧面匹配的倾斜面。进水阀控制臂靠近进水孔运动时，通过自身的斜面及凹槽内倾斜的侧面使得放水阀控制臂转动，进而使得放水阀远离放水口运动，使得进水口关闭时放水口开启，冲砂闸控制水箱内的水被排空。进水阀控制臂远离进水孔运动时至与凹槽内倾斜的侧面分离时，放水阀控制臂在自身重力作用下反向转动使放水阀将放水口密封，进而使得进水口开启时放水口关闭，水可以通过进水口流入冲砂闸控制水箱使其内部水位上升。

进一步，所述淤砂集砂池底部设置有限力装置，第一转动轴上连接有限位臂，限力装置上设置有在淤砂驱动沉砂板转动时与限位臂抵触的第一斜面及在配重驱动沉砂板转动时与限位臂抵触的第二斜面，所述第二斜面的倾斜角大于第一斜面。限位臂与第一斜面抵触增大了淤砂驱动沉砂板转动所需要的数量，避免淤砂过少时驱动沉砂板转动使得冲沙管流出的水被浪费，限位臂与第二斜面抵触使得此时冲砂管需要冲走更多的淤砂沉砂板才会复位，提高了冲砂管冲砂的效果。

进一步，所述沉砂板设有配重一端上方倾斜设置有淤砂导流板，所述淤砂导流板较高一端设置于淤砂集砂池侧壁上，淤砂导流板较低一端设置于第一转动轴上方。淤砂导流板可以将淤砂引导至沉砂板上远离配重的一侧，使得淤砂可以只对沉砂板远离配重一侧施加重力矩。若没有淤砂导流板，则淤砂可能同时沉积在沉砂板上靠近配重和远离配重的两侧，使得沉砂板的转动受到影响。

进一步，所述冲砂闸控制水箱侧壁上设置有与冲砂闸控制水箱连通的水箱溢流管。当冲砂闸控制水箱内的水位高于水箱溢流管时，水从水箱溢流管流出，避免冲砂闸控制水箱内水位过高。

进一步，所述冲砂闸控制水箱底部放水孔处设置有放水管。放水管可以引导冲砂闸控制水箱中的水流入指定的位置。

本实用新型的有益效果如下：

一、本实用新型一种自动冲砂装置，利用淤砂的重量带动沉砂板转动，进而开启进水阀关闭放水阀，冲砂闸控制水箱内水位升高使浮漂上升，并带动冲砂闸远离冲砂管运动，使得冲砂管内流出的水冲走聚集的淤砂，淤砂减少后该装置在自身零部件重力作用下复位，使得该装置可以在淤砂到达一定重量时自动对淤砂进行冲刷，并在冲刷完后自动复位，实现自动冲刷的功能，无需人工定期冲砂，减少冲砂成本和难度；

二、本实用新型一种自动冲砂装置，采用纯机械结构，无需电力设备，进一步减少冲砂的成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例正常工况下的俯视剖面图；

图2是本实用新型实施例正常工况下的淤砂集砂池的剖面图；

图3是本实用新型实施例正常工况下的正视剖面图；

图4是本实用新型实施例正常工况下的侧视剖面图；

图5是本实用新型实施例冲砂工况下的俯视剖面图；

图6是本实用新型实施例冲砂工况下的淤砂集砂池的剖面图；

图7是本实用新型实施例冲砂工况下的正视剖面图；

图8是本实用新型实施例冲砂工况下的侧视剖面图。

附图标记：1、淤砂集砂池；2、第一连杆机构；211、第二转动轴；212、第一力矩传动臂；213、第二力矩传动臂；214、转动杆；3、第二连杆机构；311、第三力矩传动臂；312、第四力矩传动臂；313、连接杆；4、斜面机构；411、凹槽；412、倾斜面；5、淤砂导流板；6、冲砂闸控制水箱；7、进水孔；8、进水阀；9、进水阀控制臂；10、放水孔；11、放水阀；12、放水阀控制臂；13、浮漂；14、冲砂闸；15、限力装置；16、限位臂；17、第一斜面；18、第二斜面；19、冲砂管；20、第一转动轴；21、沉砂板；22、淤砂；23、配重；24、放水管；25、水箱溢流管；26、闸门滑轨；27、限位板；28、限位筒。

具体实施方式

为了本技术领域的人员更好的理解本实用新型，下面结合附图和以下实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例1

如图1到8所示，本实施例提供一种自动冲砂装置，包括淤砂集砂池1和冲砂管19,冲砂管19与淤砂集砂池1连通且设置于淤砂集砂池1底部，淤砂集砂池1中设置有可绕自身轴线转动的第一转动轴20及连接在第一转动轴20上的沉砂板21，沉砂板21转动可以带动第一转动轴20转动。沉砂板21一端部的上方设置有倾斜的淤砂导流板5，淤砂导流板5与水平面之间夹角为50度。淤砂导流板5较高一端设置于淤砂集砂池1侧壁上，淤砂导流板5较低一端设置于第一转动轴20上方，沉砂板21位于淤砂导流板5下一端设置有配重23，沉砂板21远离配重23一端弯曲设置使其转动时该弯曲部分能刚好与淤砂集砂池1底部贴合。淤砂集砂池1一侧设置有冲砂闸控制水箱6，淤砂集砂池1与冲砂闸控制水箱6连接的侧壁上设置有进水孔7及进水阀8，进水孔7与进水阀8密封配合，进水阀8上连接有“L”型的进水阀控制臂9，进水阀控制臂9沿进水孔7轴线方向滑动设置，第一转动轴20靠近冲砂闸控制水箱6的一端与进水阀控制臂9之间设置有将第一转动轴20的转动转换为进水阀控制臂9的滑动的第一连杆机构2，冲砂闸控制水箱6底部设置有放水孔10及用于将放水孔10密封的放水阀11，冲砂闸控制水箱6底部放水孔10处设置有放水管24。冲砂闸控制水箱6底部转动设置有“L”型的放水阀控制臂12，放水阀控制臂12一端与放水阀11连接，放水阀控制臂12另一端设置在进水阀控制臂9远离进水孔7一端的下方，位于进水阀控制臂9下方的放水阀控制臂12上设置有用于在进水阀控制臂9靠近进水孔7运动时驱动放水阀控制臂12转动进而使放水阀11与放水孔10分离的斜面机构4，放水阀控制臂12在自身重力作用下驱动放水阀11靠近放水孔10运动。冲砂闸控制水箱6中设置有浮漂13，冲砂管19上设置有冲砂闸14，冲砂闸14垂直于冲砂管19轴线滑动设置，浮漂13与冲砂闸14之间设置有用于将浮漂13的上升和下降分别转换为冲砂闸14远离冲砂管19和靠近冲砂管19的运动的第二连杆机构3，淤砂集砂池1底部设置有限力装置15，第一转动轴20上连接有限位臂16，限力装置15上设置有在淤砂22驱动沉砂板21转动时与限位臂16抵触的第一斜面17及在配重23驱动沉砂板21转动时与限位臂16抵触的第二斜面18，第一斜面17与水平面之间夹角为30度，第二斜面18与水平面之间夹角为60度。冲砂闸控制水箱6侧壁上设置有与冲砂闸控制水箱6连通的水箱溢流管25。

使用时，将该自动冲砂装置布置在河道旁边取水设施的下游或取水设备上未被淹没的地方，正常工况下，淤砂22的重量不足以使沉砂板21转动，此时进水阀8关闭，放水阀11开启，冲砂闸控制水箱6内水被排尽，浮漂13位于冲砂闸控制水箱6底部，冲砂闸14处于关闭状态。当淤砂22重量逐渐增多使沉砂板21转动时该自动冲砂装置处于冲砂工况下，此时进水阀8开启，放水阀11关闭，水进入冲砂闸控制水箱6使得浮漂13上升进而带动冲砂闸14开启，使得冲砂管19开始流水对淤砂22进行冲刷，当淤砂22因冲刷而重量减小至一定程度时该自动冲砂装置将重新处于正常工况下。

实施例2

如图1至8所示，本实施例在实施例1的基础上作出了进一步改进，具体为第一连杆机构2包括转动设置在冲砂闸控制水箱6底部且一端位于冲砂闸控制水箱6内另一端位于冲砂闸控制水箱6外的第二转动轴211，位于冲砂闸控制水箱6内的第二转动轴211上连接有第一力矩传动臂212，第一力矩传动臂212远离第二转动轴211一端设置为“U”型结构，进水阀控制臂9套设在“U”型结构内，冲砂闸控制水箱6底部设置有两个用于限制进水阀控制臂9滑动方向的限位板27，冲砂闸控制水箱6上进水孔7处设置有限制进水阀控制臂9滑动方向的限位筒28，进水阀控制臂9套设在限位筒28内，位于冲砂闸控制水箱6外的第二转动轴211上转动连接有第二力矩传动臂213，第二力矩传动臂213相对第二转动轴211转动的转动轴线垂直于第二转动轴211的轴线设置，第一转动轴20的轴线垂直于第二转动轴211的轴线设置，第一转动轴20上设置有转动杆214，转动杆214轴线垂直于第一转动轴20轴线，转动杆214远离第一转动轴20一端与第二力矩传动臂213远离第二转动轴211一端活动连接。

第二连杆机构3包括转动设置的“几”字型的第三力矩传动臂311，第三力矩传动臂311一端与浮漂13连接，第三力矩传动臂311另一端连接有“L”型的第四力矩传动臂312，第四力矩传动臂312转动设置且第三力矩传动臂311与第四力矩传动臂312转动轴平行，第四力矩传动臂312远离第三力矩传动臂311的一端转动连接有连接杆313，连接杆313远离第四力矩传动臂312的一端与冲砂闸14转动连接，冲砂闸14外套设有闸门滑轨26。

斜面机构4包括设置在放水阀控制臂12上的凹槽411，凹槽411内靠近进水孔7的侧面倾斜设置，进水阀控制臂9靠近放水阀控制臂12的一端设置有与凹槽411内倾斜的侧面匹配的倾斜面412。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种自动冲砂装置，包括淤砂集砂池(1)和冲砂管(19),所述冲砂管(19)与淤砂集砂池(1)连通且设置于淤砂集砂池(1)底部，其特征在于：所述淤砂集砂池(1)中转动设置有第一转动轴(20)及连接在第一转动轴(20)上的沉砂板(21)，沉砂板(21)一端设置有配重(23)，淤砂集砂池(1)一侧设置有冲砂闸控制水箱(6)，淤砂集砂池(1)与冲砂闸控制水箱(6)连接的侧壁上设置有进水孔(7)及进水阀(8)，进水阀(8)上连接有进水阀控制臂(9)，进水阀控制臂(9)沿进水孔(7)轴线方向滑动设置，第一转动轴(20)靠近冲砂闸控制水箱(6)的一端与进水阀控制臂(9)之间设置有第一连杆机构(2)，冲砂闸控制水箱(6)底部设置有放水孔(10)及放水阀(11)，冲砂闸控制水箱(6)底部转动设置有放水阀控制臂(12)，放水阀控制臂(12)一端与放水阀(11)连接，放水阀控制臂(12)另一端设置在进水阀控制臂(9)远离进水孔(7)一端的下方，位于所述进水阀控制臂(9)下方的放水阀控制臂(12)上设置有斜面机构(4)，冲砂闸控制水箱(6)中设置有浮漂(13)，冲砂管(19)上设置有冲砂闸(14)，浮漂(13)与冲砂闸(14)之间设置有第二连杆机构(3)。

2.根据权利要求1所述的一种自动冲砂装置，其特征在于：所述第一连杆机构(2)包括转动设置在冲砂闸控制水箱(6)底部且一端位于冲砂闸控制水箱(6)内另一端位于冲砂闸控制水箱(6)外的第二转动轴(211)，位于冲砂闸控制水箱(6)内的第二转动轴(211)上连接有第一力矩传动臂(212)，所述第一力矩传动臂(212)远离第二转动轴(211)一端设置为“U”型结构，所述进水阀控制臂(9)套设在“U”型结构内，冲砂闸控制水箱(6)底部平行设置有两个限位板(27)，进水阀控制臂(9)套设在两个限位板(27)之间，冲砂闸控制水箱(6)上进水孔(7)处设置有限位筒(28)，进水阀控制臂(9)套设在限位筒(28)内，位于冲砂闸控制水箱(6)外的第二转动轴(211)上转动连接有第二力矩传动臂(213)，第二力矩传动臂(213)相对第二转动轴(211)转动的转动轴线垂直于第二转动轴(211)的轴线设置，所述第一转动轴(20)的轴线垂直于第二转动轴(211)的轴线设置，第一转动轴(20)上设置有转动杆(214)，转动杆(214)轴线垂直于第一转动轴(20)轴线，所述转动杆(214)远离第一转动轴(20)一端与第二力矩传动臂(213)远离第二转动轴(211)一端活动连接。

3.根据权利要求1所述的一种自动冲砂装置，其特征在于：所述第二连杆机构(3)包括转动设置的“几”字型的第三力矩传动臂(311)，第三力矩传动臂(311)一端与浮漂(13)连接，第三力矩传动臂(311)另一端连接有“L”型的第四力矩传动臂(312)，第四力矩传动臂(312)转动设置且第三力矩传动臂(311)与第四力矩传动臂(312)转动轴平行，第四力矩传动臂(312)远离第三力矩传动臂(311)的一端转动连接有连接杆(313)，所述连接杆(313)远离第四力矩传动臂(312)的一端与冲砂闸(14)转动连接，冲砂闸(14)外设置有闸门滑轨(26)，冲砂闸(14)套设在闸门滑轨(26)内。

4.根据权利要求1所述的一种自动冲砂装置，其特征在于：所述斜面机构(4)包括设置在放水阀控制臂(12)上的凹槽(411)，所述凹槽(411)内靠近进水孔(7)的侧面倾斜设置，所述进水阀控制臂(9)靠近放水阀控制臂(12)的一端设置有与凹槽(411)内倾斜的侧面匹配的倾斜面(412)。

5.根据权利要求1所述的一种自动冲砂装置，其特征在于：所述淤砂(22)集砂池(1)底部设置有限力装置(15)，第一转动轴(20)上连接有限位臂(16)，限力装置(15)上设置有在淤砂(22)驱动沉砂板(21)转动时与限位臂(16)抵触的第一斜面(17)及在配重(23)驱动沉砂板(21)转动时与限位臂(16)抵触的第二斜面(18)，所述第二斜面(18)的倾斜角大于第一斜面(17)。

6.根据权利要求1所述的一种自动冲砂装置，其特征在于：所述沉砂板(21)设有配重(23)一端上方倾斜设置有淤砂导流板(5)，所述淤砂导流板(5)较高一端设置于淤砂集砂池(1)侧壁上，淤砂导流板(5)较低一端设置于第一转动轴(20)上方。

7.根据权利要求1所述的一种自动冲砂装置，其特征在于：所述冲砂闸控制水箱(6)侧壁上设置有与冲砂闸控制水箱(6)连通的水箱溢流管(25)。

8.根据权利要求1所述的一种自动冲砂装置，其特征在于：所述冲砂闸控制水箱(6)底部放水孔(10)处设置有放水管(24)。