CN217350941U - 自曝气渗滤坝 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及河道水治理技术领域，具体地指一种自曝气渗滤坝。包括，坝体处于河道中央；竖管有多根，多根竖管沿坝体横向间隔布置，竖管上端高出坝顶，下端伸入坝体内部；横管有多根，多根横管沿坝体横向间隔布置，横管进口一端伸入坝体内部，出口一端沿坝体纵向延伸至坝体下游一侧；加药管沿坝体横向穿设于坝体内，加药管分别与竖管和横管连通，加药管位于坝体外侧的一端连接有加药装置；抽吸装置位于横管出口一端，通过坝顶跌水水流驱动旋转从而对横管产生抽吸作用以此对坝体下游一侧水体进行曝气。本实用新型能够基于坝顶跌水势能对横管进行主动抽气，增加了坝体下游侧水体净化和改善的效果，完全自动工作，无需人员值守和维护。

Description

自曝气渗滤坝

技术领域

本实用新型涉及河道水治理技术领域，具体地指一种自曝气渗滤坝。

背景技术

在河道水环境治理中，为了保证河道水位，延长河道水体停留时间，同时净化水体，经常会构建渗滤坝。渗滤坝通常采用不同粒径的块石、片石等滤料堆砌而成，除了能像传统拦水坝那样控制河道水位还能利用滤料的净化作用净化水体。渗滤坝构建后，河道水位提升，流速变缓，会在一定程度上降低河水中溶解氧含量，从而影响水中动植物及微生物生长。为了保证水体中溶解氧含量往往需要增设曝气机，维护较为麻烦而且有一定能耗。如专利号为“CN214571203U”的名为“一种新型滤坝装置”的中国实用新型专利，包括壳体，壳体内设有过滤腔，壳体上设有用于向所述过滤腔内添加药剂的投加口，壳体的侧壁上设有与过滤腔相连通的污泥排口；过滤组件，过滤组件可拆卸地连接于壳体上以过滤水中的杂质；曝气组件，曝气组件包括鼓风机和曝气件，曝气件包括多个间隔设置在过滤腔内的第一曝气盘，鼓风机通过第一管道分别与多个第一曝气盘相连通。该滤坝通过增加曝气组件向水中曝气，增加水中溶解氧，提高了水质修复和改善的效果。但是该滤坝结构需要增加曝气组件，曝气组件是需要能源消耗的，且结构较为复杂，维护起来也极为困难，应用到河道中实际上是存在诸多问题的，严重影响其推广应用。

实用新型内容

本实用新型的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种自曝气渗滤坝。

本实用新型的技术方案为：一种自曝气渗滤坝，包括，

坝体，所述坝体处于河道中央通过坝顶跌水和坝体渗滤的方式连通坝体上游和下游；

竖管，所述竖管有多根，多根竖管沿坝体横向间隔布置，竖管上端高出坝顶，下端伸入坝体内部；

横管，所述横管有多根，多根横管沿坝体横向间隔布置，横管进口一端伸入坝体内部，出口一端沿坝体纵向延伸至坝体下游一侧；

加药管，所述加药管沿坝体横向穿设于坝体内，加药管分别与竖管和横管连通，加药管位于坝体外侧的一端连接有加药装置；

抽吸装置，所述抽吸装置位于横管出口一端，通过坝顶跌水水流驱动旋转从而对横管产生抽吸作用以此对坝体下游一侧水体进行曝气。

根据本实用新型提供的一种自曝气渗滤坝，所述抽吸装置包括，

主动叶轮，所述主动叶轮包括多片正对坝顶跌水水流的主动叶片；

从动叶轮，所述从动叶轮通过竖向连接轴与主动叶轮固定连接，从动叶轮位于主动叶轮的下方接近横管出口端处的水体内；

支撑轴，所述支撑轴沿坝体纵向布置，一端固定在坝体下游侧，另一端通过轴承与连接轴连接。

根据本实用新型提供的一种自曝气渗滤坝，每根横管的出口端设置有两组从动叶轮，两组从动叶轮以横管轴线为中心对称布置。

根据本实用新型提供的一种自曝气渗滤坝，还包括，

斜坡渠道，所述斜坡渠道设置于坝体下游一侧，为上大下小的汇水收集渠道结构；

水平渠道，所述水平渠道一端连通斜坡渠道的小头出口端、另一端沿坝体纵向延伸至正对主动叶轮的主动叶片。

根据本实用新型提供的一种自曝气渗滤坝，所述水平渠道是安装在坝体下游一侧平整面上的渠道结构；所述平整面上开设有沿坝体横向延伸的滑轨；所述水平渠道可沿滑轨移动的连接于滑轨上。

根据本实用新型提供的一种自曝气渗滤坝，所述水平渠道包括靠近坝体一侧的喇叭口部分和远离坝体一侧的平直部分；所述喇叭口部分是大头端承接斜坡渠道出口端、小头段连通平直部分的收束式结构。

根据本实用新型提供的一种自曝气渗滤坝，所述坝体的坝顶上游一侧设置有竖向布置的滤网。

根据本实用新型提供的一种自曝气渗滤坝，所述加药装置包括设置于坝体上的加药罐和用于控制加药管启闭的加药阀门。

根据本实用新型提供的一种自曝气渗滤坝，所述坝体的坝顶设置有多块沿坝体横向方向间隔布置的汀步。

根据本实用新型提供的一种自曝气渗滤坝，所述坝体是砾石堆砌而成的纵断面为梯形的堆砌水坝结构。

本实用新型的优点有：1、本实用新型的渗滤坝在坝体内设置有横管、竖管和加药管，利用坝顶跌水水流的冲击势能，抽吸装置对横管出口端进行抽吸，使横管出口端形成负压抽吸竖管进口端的空气进入到横管出口端，横管出口端排出的气体能够对水坝下游的水体进行曝气，提升水质的处理修复和改善的效果，且本实用新型的抽吸装置完全是利用坝顶跌水的势能进行驱动，为完全自动式结构，无需人员值守和维护，使用成本极为低廉；

2、本实用新型的抽吸装置包括主动叶轮和从动叶轮，主动叶轮通过坝顶跌水水流冲击绕竖向轴线转动，带动从动叶轮旋转，从动叶轮在横管出口端旋转形成负压，产生抽吸作用力，结构简单，安装使用极为方便，抽吸的效果好；

3、本实用新型在横管的出口端设置有两组从动叶轮，两组从动叶轮协同作用，最大程度的增加了横管出口端抽吸的负压，使竖管内的空气能够快速进入到横管对坝体下游进行主动曝气，水体净化和改善的效果得到了极大的增强；

4、本实用新型在坝体下游侧设置有汇水结构，通过将坝顶跌水进行汇集，使水流更加集中的冲击到主动叶轮，增加了主动叶轮旋转速度，使从动叶轮的旋转速率进一步提升，增加了曝气的效果；

5、本实用新型的水平渠道为可沿坝体横向移动的结构，通过移动水平渠道的横向位置，可以使水平渠道的出口端冲击主动叶轮的位置发生变化，从而改变主动叶轮的旋转方向，当主动叶轮在长期使用情况下缠绕有漂浮物时，可以通过反向驱动主动叶轮，剥离主动叶轮上的漂浮物，清理的过程极为方便和简单；

6、本实用新型在水平渠道的靠坝体一端设置有喇叭口部分，喇叭口部分承接斜坡渠道，无论水平渠道怎么横向移动，都能够确保喇叭口部分将斜坡渠道的水流承接住，提高了水流收集的效率；

7、本实用新型在坝顶上游侧设置有滤网，通过滤网对上游跌水进行过滤，避免漂浮物或者是杂物对后续结构堵塞；

8、本实用新型通过设置加药装置能够方便的通过加药管和横管对坝体下游水体进行加药，加药均匀，且加药的同时还能够增加气体吸入的效果，增加曝气量，进一步提升药剂投加效果；

9、本实用新型在坝顶设置汀步，汀步方便施工或者是围护人员行走，提高了安全性；

10、本实用新型的坝体为砾石堆砌的水坝结构，构造简单，渗滤效果好。

本实用新型结构简单，使用方便，能够基于坝顶跌水势能对横管进行主动抽气，增加了坝体下游侧水体净化和改善的效果，完全自动工作，无需人员值守和维护，成本低廉，具有极大的推广价值。

附图说明

图1：本实用新型的渗滤坝俯视图(主动叶轮正常工作示意图)；

图2：本实用新型的渗滤坝俯视图(主动叶轮反向转动剥离漂浮物示意图)；

图3：本实用新型的渗滤坝纵断面示意图；

图4：本实用新型的渗滤坝加药装置布置示意图；

其中：1—坝体；2—竖管；3—横管；4—加药管；5—主动叶轮；6—从动叶轮；7—连接轴；8—支撑轴；9—斜坡渠道；10—滑轨；11—喇叭口部分；12—平直部分；13—滤网；14—加药罐；15—加药阀门；16—汀步。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1～4所示，本实用新型涉及到一种自曝气渗滤坝，坝体1部分为砾石堆砌的水坝结构，坝体1是由粒径60～100mm的砾石堆砌而成，纵断面为梯形，两侧边坡坡比为1：2～1：3，坝体1处于河道中央通过坝顶跌水和坝体渗滤的方式连通坝体1上游侧和下游侧，即上游侧的水可以通过坝体1坝顶跌水和坝体1内部渗透两种方式流入到下游侧。

本实施例在坝体1内穿设有沿坝体横向方向布置的加药管4，加药管4一端伸入到坝体1内，另一端设置有加药装置，通过加药装置向加药管4加药。

坝体1上还穿设有多根竖管2，根竖管2沿坝体1横向间隔布置，竖管2上端高出坝体1坝顶，下端沿竖向方向伸入到坝体1内部，竖管2的下端与加药管4连通，竖管2用于抽吸坝顶上方的空气对坝体1下游侧进行主动曝气。另外多根竖管2沿坝体1横向方向间隔布置，可以在相邻竖管2之间构建水平管，形成护栏结构，方便工作人员行走，提升安全性。

坝体1内还穿设有多根横管3，多根横管3沿坝体1横向间隔布置，横管3进口一端伸入坝体1内部与加药管4，出口一端沿坝体1纵向延伸至坝体1下游一侧，横管3出口端位于坝体1下游侧的水体中，从竖管2进入的空气经过加药管4后进入到横管3内，通过横管3进入到坝体1下游侧的水体中，对水体进行主动曝气。

本实施例的竖管2、横管3和加药管4为DN50的中空不锈钢管。

本实施例在横管3出口侧的水体中设置有抽吸装置，抽吸装置位于横管3出口一端，通过坝顶跌水水流驱动旋转从而对横管3出口端产生抽吸作用使气体经过竖管2、加药管4和横管3进入到坝体1下游侧水体进行曝气。即本实施例的抽吸装置的动力是来源于坝顶跌水冲击的能量，是完全自动进行的，无需其他动力输出，使用成本极为低廉。实际上能够实现自动抽吸功能的结构有很多，只要是能够利用坝顶跌水水流冲击能量进行横管3出口端抽吸实现空气经过竖管2、加药管4和横管3进入到坝体1下游侧水体内自动曝气的结构即可。

使用时，坝体1上游侧的水漫过坝顶，从坝体1下游侧倾泻而下，坝顶跌水进入到坝体1下游侧水体前，会对抽吸装置进行冲击，跌水的势能转化为抽吸装置的旋转，旋转的抽吸装置对横管3出口端进行抽吸，使空气经过竖管2、加药管4和横管3进入到坝体1下游侧水体内自动曝气，提高了坝体1下游侧水体的净化和改善效果。

另外，可以通过加药装置向加药管4内注入药剂，药剂通过横管3均匀分散到坝体下游水体内，而且在加药的过程中，也会对竖管2产生抽吸作用，进一步提升曝气的效果，气体抽吸的过程中会使药剂更为均匀的分散到水体中，进一步提升药剂分散的效果。

在一个优选的实施例中，本实施例对抽吸装置进行了优化，如图1～3所示，本实施例的抽吸装置包括主动叶轮5、从动叶轮6和支撑轴8，主动叶轮5包括多片正对坝顶跌水水流的主动叶片，从动叶轮6通过竖向连接轴7与主动叶轮5固定连接，从动叶轮6位于主动叶轮5的下方接近横管3出口端处的水体内。支撑轴8沿坝体1纵向布置，一端固定在坝体1下游侧，另一端通过轴承与连接轴7连接。

坝顶跌水冲击主动叶轮5，使主动叶轮5旋转，主动叶轮5带动从动叶轮6旋转，主动叶轮5部分处于水面以上，从动叶轮6完全处于水面以下。本实施例的从动叶轮6的旋转方向是根据与对应的横管3出口端位置进行设定的，从动叶轮6旋转在横管3出口端产生沿纵向远离坝体1方向的水流，沿纵向远离坝体的水流会在横管3出口端产生负压，使竖管2内的空气被吸入。

实际使用时，从动叶轮6的旋转方向不一定与主动叶轮5的旋转方向相同，可以通过在主动叶轮5和从动叶轮4之间设置齿轮啮合结构，使主动叶轮5的旋转方向与从动叶轮4的旋转方向相反，在某些情况下受限于位置狭窄的问题，主动叶轮5只能向一个方向旋转，但此方向驱动的水流是朝向坝体1的，不符合要求，这个时候可以采用上述齿轮啮合传动的方式连接主动叶轮5和从动叶轮4，使两者的旋转方向相反，满足设计要求。

在进一步的实施例中，本实施例在每根横管3的出口端设置有两组从动叶轮6，两组从动叶轮6以横管3轴线为中心对称布置。两组从动叶轮6协同作用，能够最大程度对横管3的出口端产生抽吸作用，提升空气进入到竖管2内的效率，增加自曝气的效果，进一步改善水质。

在另一个实施例中，本实施例对坝体1下游侧的结构进行了优化，如图1～2所示，坝体1下游侧设置有斜坡渠道9和水平渠道，斜坡渠道9设置于坝体1下游一侧，为上大下小的汇水收集渠道结构，水平渠道一端连通斜坡渠道9的小头出口端、另一端沿坝体1纵向延伸至正对主动叶轮5的主动叶片5。

坝顶跌水首先进入到斜坡渠道9内，在斜坡渠道9内进行汇集，然后通过水平渠道流入到坝体1下游侧的水体中，汇集的水流会对主动叶轮5产生冲击，驱动主动叶轮5绕竖向轴线转动。

本实施例在坝体1下游侧设置有多组斜坡渠道9和水平渠道，一根横管3对应两组斜坡渠道9和水平渠道，即两组斜坡渠道9和水平渠道的汇集水流用于对一根横管3产生抽吸作用。

斜坡渠道9和水平渠道产生的汇集水流本身也会在坝体1下游侧的水体中产生沿纵向远离坝体1的水流，也会对横管3的出口端产生抽吸作用。

在一个优化的实施例中，本实施例对水平渠道的结构进行了优化，如图1～2所示，水平渠道是安装在坝体1下游一侧平整面上的渠道结构，平整面上开设有沿坝体1横向延伸的滑轨10，水平渠道可沿滑轨10移动的连接于滑轨10上。水平渠道和沿滑轨10移动，通过移动水平渠道的横向位置，可以使水平渠道的出口端冲击主动叶轮5的位置发生变化，从而改变主动叶轮5的旋转方向，当主动叶轮5在长期使用情况下缠绕有漂浮物时，可以通过调节水平渠道的出口位置反向驱动主动叶轮5，使主动叶轮5上缠绕的漂浮物主动剥离，清理的过程极为方便和简单。

可以在滑轨10和水平渠道之间设置卡扣式结构，水平渠道的位置调节完成后，通过卡扣式结构将水平渠道固定在滑轨10上，即可完成调节及其固定。

在另一个实施例中，本实施例对水平渠道结构作了进一步的优化，如图1～2所示，水平渠道包括靠近坝体1一侧的喇叭口部分11和远离坝体1一侧的平直部分12，喇叭口部分11是大头端承接斜坡渠道9出口端、小头段连通平直部分12的收束式结构。

喇叭口部分11是用于承接斜坡渠道9的结构，即水平渠道在沿滑轨10横向移动的过程中，能够保证斜坡渠道9流出的水始终能够进入到水平渠道。平直部分12汇集的水流冲击主动叶轮5，使主动叶轮5绕竖向轴线转动。

在一个可选的实施例中，为了避免坝体1上游侧水体表面的漂浮物对下游侧造成影响，本实施例在坝体1的坝顶上游一侧设置有竖向布置的滤网13，如图3所示，坝体1上游侧的漂浮物被滤网13拦截，不会对下游侧造成影响，拦截的漂浮物工作人员定期清即可。

在另一个可选的实施例中，本实施例对加药装置进行了优化，如图4所示，加药装置包括设置于坝体1上的加药罐14和用于控制加药管4启闭的加药阀门15。加药罐14存储药剂，加药阀门15控制开启或是关闭，加药方式简单。加药罐14为直径1.2m，高度1.5m的聚乙烯筒状罐体，半埋于坝体1一侧岸边，顶部带盖，底部与加药管4连接，用作投放药剂。

在一个优化的实施例中，本实施例为了方便工作人员同行，如图1～3所示，坝体1的坝顶设置有多块沿坝体1横向方向间隔布置的汀步16。汀步16位于坝体1顶部，单块长×宽×高＝1.2m×0.6m×0.3m，相邻两块间距为0.5m，为混凝土块材质，可供行人在坝体1顶部通行。

在另一个实施例中，本实施例对坝体1进行了优化，如图1～4所示，坝体1是砾石堆砌而成的纵断面为梯形的堆砌水坝结构。坝体1宽12m，高2m，顶部厚度为1.5m，为粒径80～100mm的砾石堆砌而成，纵断面为梯形，两侧边坡坡比为1：3。可在坝体1的两侧覆盖金属网，网孔孔径为50mm，完全覆盖坝体表面，起到固定坝体1的作用。

实际应用时，坝体1上游侧的水通过坝体1顶部漫过坝体1进入到坝体1下游侧，坝顶1跌水进入到斜坡渠道9内，通过斜坡渠道9汇集进入到水平渠道，汇集的水流通过平直部分12进入到坝体1下游侧水体内，水流冲击主动叶轮5，使主动叶轮5绕连接轴7旋转，带动下方的从动叶轮6旋转，从动叶轮6在横管3的出口端位置形成沿纵向远离坝体1的水流，在横管3的出口端产生负压，对横管3进行抽吸，空气通过竖管2进入到加药管4、进入到横管3，从横管3的出口端进入到坝体1下游侧的水体中，进行自动曝气；

当需要对坝体1下游侧进行加药时，加药阀门15开启，加药罐14内的药剂通过加药管4进入到横管3中，通过横管3均匀分散到坝体1下游侧水体中，完成药剂的喷洒。

当主动叶轮5和从动叶轮4长期使用后，叶轮上缠绕有漂浮物，可人工调节水平渠道在滑轨19上的位置，使平直部分12的出口端与对应主动叶轮5的位置发生变化，使主动叶轮5的旋转方向与正常工作情况下的旋转方向相反，主动叶轮5反向转动，将缠绕在叶轮上的漂浮物剥离开来。

如图1所示，本实施例的横向指图1中的左右方向，纵向指图1中的上下方向。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种自曝气渗滤坝，其特征在于：包括，

坝体(1)，所述坝体(1)处于河道中央通过坝顶跌水和坝体渗滤的方式连通坝体(1)上游侧和下游侧；

竖管(2)，所述竖管(2)有多根，多根竖管(2)沿坝体(1)横向间隔布置，竖管(2)上端高出坝体(1)坝顶，下端伸入坝体(1)内部；

横管(3)，所述横管(3)有多根，多根横管(3)沿坝体(1)横向间隔布置，横管(3)进口一端伸入坝体(1)内部，出口一端沿坝体(1)纵向延伸至坝体(1)下游一侧；

加药管(4)，所述加药管(4)沿坝体(1)横向穿设于坝体(1)内，加药管(4)分别与竖管(2)和横管(3)连通，加药管(4)位于坝体(1)外侧的一端连接有加药装置；

抽吸装置，所述抽吸装置位于横管(3)出口一端，通过坝顶跌水水流驱动旋转从而对横管(3)出口端产生抽吸作用使气体经过竖管(2)、加药管(4)和横管(3)进入到坝体(1)下游侧水体进行曝气。

2.如权利要求1所述的一种自曝气渗滤坝，其特征在于：所述抽吸装置包括，

主动叶轮(5)，所述主动叶轮(5)包括多片正对坝顶跌水水流的主动叶片；

从动叶轮(6)，所述从动叶轮(6)通过竖向连接轴(7)与主动叶轮(5)固定连接，从动叶轮(6)位于主动叶轮(5)的下方接近横管(3)出口端处的水体内；

支撑轴(8)，所述支撑轴(8)沿坝体(1)纵向布置，一端固定在坝体(1)下游侧，另一端通过轴承与连接轴(7)连接。

3.如权利要求2所述的一种自曝气渗滤坝，其特征在于：每根横管(3)的出口端设置有两组从动叶轮(6)，两组从动叶轮(6)以横管(3)轴线为中心对称布置。

4.如权利要求2或3所述的一种自曝气渗滤坝，其特征在于：还包括，

斜坡渠道(9)，所述斜坡渠道(9)设置于坝体(1)下游一侧，为上大下小的汇水收集渠道结构；

水平渠道，所述水平渠道一端连通斜坡渠道(9)的小头出口端、另一端沿坝体(1)纵向延伸至正对主动叶轮(5)的主动叶片。

5.如权利要求4所述的一种自曝气渗滤坝，其特征在于：所述水平渠道是安装在坝体(1)下游一侧平整面上的渠道结构；所述平整面上开设有沿坝体(1)横向延伸的滑轨(10)；所述水平渠道可沿滑轨(10)移动的连接于滑轨(10)上。

6.如权利要求5所述的一种自曝气渗滤坝，其特征在于：所述水平渠道包括靠近坝体(1)一侧的喇叭口部分(11)和远离坝体(1)一侧的平直部分(12)；所述喇叭口部分(11)是大头端承接斜坡渠道(9)出口端、小头段连通平直部分(12)的收束式结构。

7.如权利要求1所述的一种自曝气渗滤坝，其特征在于：所述坝体(1)的坝顶上游一侧设置有竖向布置的滤网(13)。

8.如权利要求1所述的一种自曝气渗滤坝，其特征在于：所述加药装置包括设置于坝体(1)上的加药罐(14)和用于控制加药管(4)启闭的加药阀门(15)。

9.如权利要求1所述的一种自曝气渗滤坝，其特征在于：所述坝体(1)的坝顶设置有多块沿坝体(1)横向方向间隔布置的汀步(16)。

10.如权利要求1所述的一种自曝气渗滤坝，其特征在于：所述坝体(1)是砾石堆砌而成的纵断面为梯形的堆砌水坝结构。

Images