CN208105192U - 南水北调干渠水面漂浮物无人值守处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种南水北调干渠水面漂浮物无人值守处理系统，包括旋转滤网，旋转滤网下端伸入干渠中的水体且旋转滤网上端伸出干渠；旋转滤网上间隔设有若干排钩排，各钩排均包括多个均匀间隔设置并用于钩住水中杂物的杂物钩；滤网凸出部分下游侧设有旋转刷杆机构；旋转刷杆机构下方设有第一皮带输送装置；第二皮带输送装置的下料端位于垃圾压缩站的垃圾进口上方。本实用新型还公开了上述系统的运行方法，第一是拦截并收集水中杂物；第二是皮带输送；第三是压缩步骤；第四是卸料步骤。本实用新型能够持续进行杂物拦截和收集压缩，实现无人值守，节省了大量人工，对于南水北调工程具有重要意义。

Description

南水北调干渠水面漂浮物无人值守处理系统

技术领域

本实用新型涉及水利技术领域，尤其涉及一种水面漂浮物自动处理系统。

背景技术

在目前，南水北调干渠上的漂浮物采用人工打捞，通常使用打捞船进行打捞，费时费力。干渠中漂浮物很多，每个闸口每天可打捞几百斤。打捞上来之后，还需要转运打捞物。打捞物体积较大，转运效率较低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种南水北调干渠水面漂浮物无人值守处理系统，能够自动打捞和转运漂浮杂物，防止杂物钩挂在系统装置上，工作效率较高。

为实现上述目的，本实用新型的南水北调干渠水面漂浮物无人值守处理系统，包括竖向截面呈周向封闭状的旋转滤网，旋转滤网安装在滤网安装架上并由链条驱动机构驱动，滤网安装架安装在干渠处；旋转滤网下端伸入干渠中的水体且旋转滤网上端伸出干渠；以干渠延伸的方向为前后方向，以干渠下游方向为后向；

滤网安装架高于干渠的部分向后凸设有水平的安装架凸出部分，安装架凸出部分的转角处设有压轮，压轮的轮轴支撑固定在干渠两侧的固定结构上；旋转滤网绕过安装架凸出部分形成滤网凸出部分；

旋转滤网上间隔设有若干排钩排，各钩排均水平设置并随滤网一同旋转；各钩排均包括多个均匀间隔设置并用于钩住水中杂物的杂物钩；杂物钩呈弧形且其一端连接在旋转滤网上，杂物钩远离其圆心的一面为凸面且靠近其圆心的一面为凹面；

杂物钩旋转至旋转滤网的迎水面时其凹面向上，杂物钩旋转至旋转滤网的背水面时其凸面向上；

滤网凸出部分下游侧设有旋转刷杆机构；旋转刷杆机构包括刷杆轴，刷杆轴转动支撑在干渠两侧的固定结构上，刷杆轴上均匀间隔设有若干刷杆组，各刷杆组均包括若干刷杆，刷杆组中的各刷杆以刷杆轴为中心均匀分布；相邻刷杆组之间形成用于刷落杂物的刷杂槽，杂物钩的运行路线通过所述刷杂槽；

所述安装架凸出部分的后部以及旋转刷杆机构下方设有第一皮带输送装置；第一皮带输送装置的下料端伸出干渠，干渠沿岸设有垃圾压缩站和第二皮带输送装置，垃圾压缩站具有垃圾进口和垃圾出口；第二皮带输送装置的上料端部位于第一皮带输送装置的下料端下方；第二皮带输送装置的下料端位于垃圾压缩站的垃圾进口上方。

所述刷杆轴上设有链轮并由链条驱动机构驱动。

所述垃圾压缩站包括支架，支架内于底部位置设有水平设置的箱体，箱体一端设有所述垃圾出口，箱体的另一端水平设有出料液压缸，出料液压缸的伸出杆朝向垃圾出口并连接有推板，推板的周向外缘与箱体内壁滑动配合；箱体顶壁中部设有垃圾进口；支架顶部设有上液压缸，上液压缸的伸出杆朝下设置并连接有用于压缩垃圾的压头，压头正对垃圾进口；上液压缸的伸出杆伸出至极限位置时压头伸入垃圾进口位于箱体底壁上方并与箱体底壁相邻；上液压缸的伸出杆收回状态下压头高于箱体顶壁。

所述压头内水平设有承吊液压缸，所述垃圾进口处的箱体顶壁向上连接有吊耳，承吊液压缸的伸出杆伸出状态下穿过吊耳，承吊液压缸的伸出杆收回状态下离开吊耳；吊耳和承吊液压缸一一对应设有多组。

还包括有电控装置，电控装置连接所述第一皮带输送装置、第二皮带输送装置、出料液压缸、上液压缸和承吊液压缸；所述垃圾进口与箱体底壁之间的距离为L，垃圾进口下方的箱体内设有红外线检测组件，红外线检测组件高于箱体底壁4/5L－6/7L；红外线检测组件包括水平相对设置的红外线发射器和红外线接收器，红外线发射器和红外线接收器之间的虚拟连线为检测线路，红外线检测组件设置两组，两组红外线检测组件的检测线路相互垂直；红外线发射器和红外线接收器均与电控装置相连接。

所述垃圾出口的箱体上设有出口闸门，垃圾进口处的箱体上设有进口闸门，箱体侧壁设有用于控制出口闸门启闭的出口液压缸以及用于控制进口闸门启闭的进口液压缸，出口液压缸的伸出杆与出口闸门相铰接，进口液压缸的伸出杆与进口闸门相铰接。

所述第一皮带输送装置的下游侧设有用于防止杂物落回至干渠的挡板。

本实用新型具有如下的优点：

本实用新型结构简单，使用方便，便于安装在干渠处，能够持续进行杂物拦截和收集，并将收集到的杂物通过第一和第二皮带输送装置送至垃圾压缩站进行压缩，大大提高了拦截收集的效率，以及压缩转运的效率。本实用新型运行过程中可以无人值守，节省了大量人工，能够避免人工操作带来的延时性和操作误差，对于南水北调工程具有重要意义。

如果不对收集到的杂物（垃圾）进行压缩，则杂物中含水量过高，杂物体积过大，给运输工作带来麻烦，增大运输工作的强度，降低每次运输工作所能运输的垃圾总量，降低运输效率。

压缩后，垃圾中的含水量自然大幅减少，体积同时也大幅减小，运输过程中造成的污染较小，每次能够运输的垃圾总量大幅提升，提高了运输效率。

在旋转滤网的迎水面，杂物钩的凹面向上，因而能够更好地承托杂物；在旋转滤网的背水面，杂物钩的凹面向下，能够最大程度利用杂物自身的重量使杂物脱离杂物钩落在第一皮带输送装置上。

承吊液压缸和吊耳的设置，非常便于将箱体吊起来，从而便于将垃圾倒在运输车辆上，无须复杂的操作，无须耗费工作人员大量体力。箱体内装满垃圾、准备将垃圾倒入运输车辆时，先驾驶垃圾运输车至垃圾压缩站处，然后启动承吊液压缸，使其伸出杆伸入吊耳，然后操作上液压缸使其伸出杆带动压头向上升起，从而带动箱体一起升起。箱体与垃圾运输车的车厢等高时，启动出料液压缸，出料液压缸的伸出杆带动推板将箱体内的垃圾推入垃圾运输车；

由于设置了两组相互垂直的红外线检测组件，只有在两组红外线检测组件的红外线接收器均接收不到红外信号时，电控装置才判断箱体内垃圾已满。这样，就避免了一根树枝阻挡住一条检测线路就被误认为箱体内垃圾已满的现象。一根树枝（同一垃圾）只有非常小的概率能够同时阻挡住两条相互垂直的检测线路，因此这种设置能够大大提高系统判断的准确程度，大大减小误判垃圾已满的机率，大幅减少因误判而产生的低效操作（如垃圾未满时，就倾倒垃圾），减少动作次数，延长相应装置的使用寿命，并提高工作效率。

旋转刷杆机构由链条驱动机构驱动并旋转，因而在工作中刷杆不断旋转，从而拨动杂物，促使杂物下落，避免杂物钩挂在刷杆上。

第一皮带输送装置的下游侧设有用于防止杂物落回至干渠的挡板，从而起到更好的收集效果，避免杂物回落至干渠中。

附图说明

图1是旋转滤网的侧视结构示意图；

图2是本实用新型一个角度下的立体结构示意图；

图3是本实用新型另一个角度下的立体结构示意图；

图4是杂物钩与旋转刷杆机构相配合处的立体示意图；

图5是刷杆轴及其上的刷杆组的结构示意图；

图6是另一个角度下杂物钩与旋转刷杆机构相配合处的立体示意图；

图7是垃圾压缩站的立体结构示意图；

图8是出料液压缸处的结构示意图；

图9是本实用新型的电控原理示意图。

具体实施方式

如图1至图9所示，本实用新型的南水北调干渠水面漂浮物无人值守处理系统包括竖向截面呈周向封闭状的旋转滤网1，旋转滤网1安装在滤网安装架上并由链条驱动机构2驱动，滤网安装架及旋转滤网安装在干渠3处；旋转滤网1下端伸入干渠3中的水体且旋转滤网1上端伸出干渠3；以干渠3延伸的方向为前后方向，以水流方向为下游方向，以干渠下游方向为后向。

滤网安装架高于干渠3的部分向后凸设有水平的安装架凸出部分，安装架凸出部分的转角处设有用于在链条转弯处保持链条张力的压轮4，压轮4为链轮，与滤网安装架所连接的链条相配合。压轮轴支撑固定在干渠3两侧的固定结构上；旋转滤网绕过安装架凸出部分形成滤网凸出部分5；压轮4及压轮轴均为滤网安装架的组成部分。

旋转滤网1上间隔设有若干排钩排，各钩排均水平设置并随滤网一同旋转；各钩排均包括多个均匀间隔设置并用于钩住水中杂物的杂物钩6；杂物钩6呈弧形且其一端连接在旋转滤网1上，杂物钩6远离其圆心的一面为凸面且靠近其圆心的一面为凹面；

杂物钩6旋转至旋转滤网1的迎水面（即背离第一皮带输送装置的一侧，也是旋转滤网1的上游侧的一面）时其凹面向上，杂物钩6旋转至旋转滤网1的背水面（即旋转滤网1的下游侧的一面）时其凸面向上；

滤网凸出部分下游侧设有旋转刷杆机构；旋转刷杆机构包括刷杆轴7，刷杆轴7转动支撑在干渠3两侧的固定结构上，刷杆轴7上均匀间隔设有若干刷杆组，各刷杆组均包括若干刷杆8，刷杆组中的各刷杆8以刷杆轴7为中心均匀分布并呈米字形；相邻刷杆组之间形成用于刷落杂物的刷杂槽，杂物钩6的运行路线通过所述刷杂槽9；

所述安装架凸出部分的后部以及旋转刷杆机构下方设有第一皮带输送装置10；第一皮带输送装置10的下料端伸出干渠3，干渠3沿岸设有垃圾压缩站和第二皮带输送装置11，垃圾压缩站具有垃圾进口12和垃圾出口13；第二皮带输送装置11的上料端部位于第一皮带输送装置10的下料端下方；第二皮带输送装置11的下料端位于垃圾压缩站的垃圾进口12上方。皮带输送装置为常规技术，具体结构不再详述。

所述刷杆轴7上设有链轮14并由链条驱动机构2驱动。这样能够利用刷的旋转增强刷杆8对杂物的清除力，有利于将杂物钩6钩住的杂物彻底清除。

所述垃圾压缩站包括支架15，支架15内于底部位置设有水平设置的箱体16，箱体16一端设有所述垃圾出口13，箱体16的另一端水平设有出料液压缸17，出料液压缸17的伸出杆朝向垃圾出口13并连接有推板18，推板18的周向外缘与箱体16内壁滑动配合；箱体16顶壁中部设有垃圾进口12；支架15顶部设有上液压缸19，上液压缸19的伸出杆朝下设置并连接有用于压缩垃圾的压头20，压头20正对垃圾进口12；上液压缸19的伸出杆伸出至极限位置时压头20伸入垃圾进口12位于箱体16底壁上方并与箱体16底壁相邻；上液压缸19的伸出杆收回状态下压头20高于箱体16顶壁。

所述压头20内水平设有承吊液压缸，所述垃圾进口12处的箱体16顶壁向上连接有吊耳22，承吊液压缸的伸出杆21伸出状态下穿过吊耳22，承吊液压缸的伸出杆收回状态下离开吊耳22；吊耳22和承吊液压缸一一对应设有多组，优选与水平截面呈四方形的压头20的四角处相对应设有四组。

承吊液压缸和吊耳22的设置，非常便于将箱体16吊起来，从而便于将垃圾倒在运输车辆上，无须复杂的操作，无须耗费工作人员大量体力。箱体16内装满垃圾、准备将垃圾倒入运输车辆时，先驾驶垃圾运输车至垃圾压缩站处，然后启动承吊液压缸，使其伸出杆伸入吊耳22，然后操作上液压缸19使其伸出杆带动压头20向上升起，从而带动箱体16一起升起。当箱体16底壁稍高于运输车辆的承载板时，就可以将垃圾倒在运输车辆上的承载板上。

还包括有电控装置23，电控装置23连接所述第一皮带输送装置10、第二皮带输送装置11、出料液压缸17、上液压缸19和承吊液压缸；所述垃圾进口12与箱体16底壁之间的距离为L，垃圾进口12下方的箱体16内设有红外线检测组件，红外线检测组件高于箱体16底壁4/5L－6/7L（包括4/5L和6/7L）；红外线检测组件包括水平相对设置的红外线发射器24和红外线接收器25，红外线发射器24和红外线接收器25之间的虚拟连线为检测线路，红外线检测组件设置两组，两组红外线检测组件的检测线路相互垂直；线外线发射器和红外线接收器25均与电控装置23相连接。

由于设置了两组相互垂直的红外线检测组件，只有在两组红外线检测组件的红外线接收器25均接收不到红外信号时，电控装置23才判断箱体16内垃圾已满。这样，就避免了一根树枝阻挡住一条检测线路就被误认为箱体16内垃圾已满的现象。一根树枝（同一垃圾）只有非常小的概率能够同时阻挡住两条相互垂直的检测线路，因此这种设置能够大大提高系统判断的准确程度，大大减小误判垃圾已满的机率，大幅减少因误判而产生的低效操作（如垃圾未满时，就倾倒垃圾），减少动作次数，延长相应装置的使用寿命，并提高工作效率。

所述垃圾出口13的箱体16上设有出口闸门27，垃圾进口12处的箱体16上设有进口闸门26，箱体16侧壁设有用于控制出口闸门27启闭的出口液压缸28以及用于控制进口闸门26启闭的进口液压缸29，出口液压缸28的伸出杆与出口闸门27相铰接，进口液压缸29的伸出杆与进口闸门26相铰接。进口液压缸29和出口液压缸28均与电控装置23相连接。

其中，旋转滤网1、滤网安装架和链条驱动机构2均为常规技术，具体结构不再详述，本领域技术人员可以根据具体情况进行具体设置，图未详示。

所述第一皮带输送装置10的下游侧设有用于防止杂物落回至干渠的挡板30，从而起到更好的收集效果，避免杂物回落至干渠中。

本实用新型还公开了上述的南水北调干渠水面漂浮物无人值守处理系统的运行方法，按以下步骤进行：

第一步骤是拦截并收集水中杂物；

启动链条驱动机构2，链条驱动机构2通过滤网安装架驱动旋转滤网1旋转；南水北调干渠3水流中的杂物在通过旋转滤网1时被拦截在旋转滤网1处的水体内，各排杂物钩6在由下至上经过旋转滤网1的迎水面时钩住杂物，带动杂物随同旋转滤网1一同旋转；在旋转滤网1的迎水面，杂物钩6的凹面向上，因而能够更好地承托杂物；在旋转滤网1的背水面，杂物钩6的凹面向下，能够最大程度利用杂物自身的重量使杂物脱离杂物钩6落在第一皮带输送装置10上。

杂物旋转至旋转滤网1的背水面时，大多数杂物在自身重力的作用下自然下落至第一皮带输送装置10上；少数因钩挂在杂物钩6上而未自动落下的杂物在通过刷杂槽9时（杂物钩6旋转至安装架凸出部分），被刷杆8由杂物钩6上刷落下来并落在第一皮带输送装置10上；第一步骤持续运行；

第二步骤是皮带输送；

第一皮带输送装置10不断将杂物运送至其下料端，使杂物落在第二皮带输送装置11上；第二皮带输送装置11不断将杂物运送至其下料端，使杂物作为垃圾通过垃圾进口12进入垃圾压缩站的箱体16内；第二步骤持续运行；

第三步骤是压缩步骤；

当两组红外线检测组件的检测线路均被遮挡、即两组红外线检测组件的红外线接收器25均接收不到红外信号时，电控装置23判断箱体16内垃圾已满；如果有一组或两组红外线检测组件的红外线接收器25接收到红外信号，电控装置23判断箱体16内垃圾未满；

垃圾已满时，先停止第二步骤，电控装置23启动上液压缸19，使上液压缸19的伸出杆向下伸出，进而使压头20将杂物紧压在箱体16底壁上，对杂物进行压缩；上液压缸19的伸出杆被阻挡两至三秒后，电控装置23控制上液压缸19的伸出杆收回；

上液压缸19的伸出杆收回后，电控装置23立即通过两组红外线检测组件检测箱体16内垃圾是否已满；如果未满，则重新启动第二步骤，持续运行第一至第三步骤，不启动第四步骤；如果已满，则启动第四步骤，不启动第二步骤；只有在上液压缸19的伸出杆收回时箱体16已满才启动第四步骤，其他时刻箱体16已满时进行压缩操作。

第四步骤是卸料步骤；

驾驶垃圾运输车至垃圾压缩站处，然后控制上液压缸19的伸出杆的伸出长度，使承吊液压缸的伸出杆21与吊耳22位于同一水平位置；然后控制承吊液压缸，使其伸出杆伸入吊耳22；然后控制上液压缸19，使其伸出杆向上收回，从而将箱体16吊起；箱体16与垃圾运输车的车厢等高时，启动出料液压缸17，出料液压缸的伸出杆带动推板18将箱体内的垃圾推入垃圾运输车；然后控制上液压缸19的伸出杆向下伸出，使箱体16复归原位，再控制承吊液压缸，使其伸出杆从吊耳22内退出，最后控制上液压缸19使其伸出杆向上收回，完成卸料操作；

卸料步骤完成后，重新启动第二步骤，持续运行第一步骤和第二步骤，并重复第三步骤和第四步骤，直到工作人员手动停止系统运行。

旋转刷杆机构由链条驱动机构2驱动并旋转。

旋转刷杆机构由链条驱动机构2驱动并旋转，因而在工作中刷杆8不断旋转，从而拨动杂物，促使杂物下落，避免杂物钩6挂在刷杆8上。

当然，本实用新型毫无疑问也可以由操作人员依靠眼睛观察箱体16内杂物是否已满，并由操作人员手动控制各液压缸动作。即本实用新型可以进行自动控制，又可以由操作人员进行手动控制。

以上实施例仅用以说明而非限制本实用新型的技术方案，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.南水北调干渠水面漂浮物无人值守处理系统，包括竖向截面呈周向封闭状的旋转滤网，旋转滤网安装在滤网安装架上并由链条驱动机构驱动，滤网安装架安装在干渠处；旋转滤网下端伸入干渠中的水体且旋转滤网上端伸出干渠；以干渠延伸的方向为前后方向，以干渠下游方向为后向；

其特征在于：滤网安装架高于干渠的部分向后凸设有水平的安装架凸出部分，安装架凸出部分的转角处设有压轮，压轮的轮轴支撑固定在干渠两侧的固定结构上；旋转滤网绕过安装架凸出部分形成滤网凸出部分；

旋转滤网上间隔设有若干排钩排，各钩排均水平设置并随滤网一同旋转；各钩排均包括多个均匀间隔设置并用于钩住水中杂物的杂物钩；杂物钩呈弧形且其一端连接在旋转滤网上，杂物钩远离其圆心的一面为凸面且靠近其圆心的一面为凹面；

杂物钩旋转至旋转滤网的迎水面时其凹面向上，杂物钩旋转至旋转滤网的背水面时其凸面向上；

滤网凸出部分下游侧设有旋转刷杆机构；旋转刷杆机构包括刷杆轴，刷杆轴转动支撑在干渠两侧的固定结构上，刷杆轴上均匀间隔设有若干刷杆组，各刷杆组均包括若干刷杆，刷杆组中的各刷杆以刷杆轴为中心均匀分布；相邻刷杆组之间形成用于刷落杂物的刷杂槽，杂物钩的运行路线通过所述刷杂槽；

所述安装架凸出部分的后部以及旋转刷杆机构下方设有第一皮带输送装置；第一皮带输送装置的下料端伸出干渠，干渠沿岸设有垃圾压缩站和第二皮带输送装置，垃圾压缩站具有垃圾进口和垃圾出口；第二皮带输送装置的上料端部位于第一皮带输送装置的下料端下方；第二皮带输送装置的下料端位于垃圾压缩站的垃圾进口上方。

2.根据权利要求1所述的南水北调干渠水面漂浮物无人值守处理系统，其特征在于：所述刷杆轴上设有链轮并由链条驱动机构驱动。

3.根据权利要求1所述的南水北调干渠水面漂浮物无人值守处理系统，其特征在于：所述垃圾压缩站包括支架，支架内于底部位置设有水平设置的箱体，箱体一端设有所述垃圾出口，箱体的另一端水平设有出料液压缸，出料液压缸的伸出杆朝向垃圾出口并连接有推板，推板的周向外缘与箱体内壁滑动配合；箱体顶壁中部设有垃圾进口；支架顶部设有上液压缸，上液压缸的伸出杆朝下设置并连接有用于压缩垃圾的压头，压头正对垃圾进口；上液压缸的伸出杆伸出至极限位置时压头伸入垃圾进口位于箱体底壁上方并与箱体底壁相邻；上液压缸的伸出杆收回状态下压头高于箱体顶壁。

4.根据权利要求3所述的南水北调干渠水面漂浮物无人值守处理系统，其特征在于：所述压头内水平设有承吊液压缸，所述垃圾进口处的箱体顶壁向上连接有吊耳，承吊液压缸的伸出杆伸出状态下穿过吊耳，承吊液压缸的伸出杆收回状态下离开吊耳；吊耳和承吊液压缸一一对应设有多组。

5.根据权利要求4所述的南水北调干渠水面漂浮物无人值守处理系统，其特征在于：还包括有电控装置，电控装置连接所述第一皮带输送装置、第二皮带输送装置、出料液压缸、上液压缸和承吊液压缸；所述垃圾进口与箱体底壁之间的距离为L，垃圾进口下方的箱体内设有红外线检测组件，红外线检测组件高于箱体底壁4/5L－6/7L；红外线检测组件包括水平相对设置的红外线发射器和红外线接收器，红外线发射器和红外线接收器之间的虚拟连线为检测线路，红外线检测组件设置两组，两组红外线检测组件的检测线路相互垂直；红外线发射器和红外线接收器均与电控装置相连接。

6.根据权利要求5所述的南水北调干渠水面漂浮物无人值守处理系统，其特征在于：所述垃圾出口的箱体上设有出口闸门，垃圾进口处的箱体上设有进口闸门，箱体侧壁设有用于控制出口闸门启闭的出口液压缸以及用于控制进口闸门启闭的进口液压缸，出口液压缸的伸出杆与出口闸门相铰接，进口液压缸的伸出杆与进口闸门相铰接。

7.根据权利要求1所述的南水北调干渠水面漂浮物无人值守处理系统，其特征在于：所述第一皮带输送装置的下游侧设有用于防止杂物落回至干渠的挡板。