一种用于河道治理的生态水电站的制作方法

本实用新型涉及水电站技术领域，尤其涉及一种用于河道治理的生态水电站。

背景技术：

水电站，是能将水能转换为电能的综合工程设施。目前安装到河道里面的发电站主要是一些大型的水电站，如山峡水电站、葛洲坝水电站等，这些水电站主要是为城市生活、工业等领域供电使用，而在一些偏远的农村依然通过小型发电站供电，这些水电站的引水渠常流经农村的住户周围，因此水体易受到污染。今年来，由于国家对水体环境保护提出更加严格的要求，同时随着大型发电站的建设越来越多，因此很多地区的会对水体产生污染的小型水电站已经关闭了，这样虽能减少部分河道的受污染程度，但是由于河道常流经森林等地区，河道内的水体表面会漂浮生活垃圾、树叶、浮木等漂浮物，在河道水体中还会裹挟上游地区的泥沙等，尤其是雨天，上游地区的水土流失更为严重，河道内的生活垃圾、树叶、枯枝等如果不能及时的去除，会由河至江，再由江至海，尤其是一些沿海城市，在入海口，需要大量的人力、物力等对江体中的漂浮物等进行清理，需要解决这些问题仍然需要从源头上将河道内的漂浮物等进行清理，对流入江中的河水进行净化处理，以减少下游地区净化处理的投入。

我国是一个幅员辽阔的国家，在南方，虽然南方的东部地区主要是平原，而靠近西部的湖南、云南、贵州、四川等地区地形起伏比较大，且雨量充沛，部分地区的河流在汇入江中前仍然具有一定的落差，在河道中安置水电站，不仅可以为河道的机械清理提供电能，还可以利用水体自身的能量实现水体的自净化，从江水的源头对水体进行处理，具有十分重要的意义。

技术实现要素：

本实用新型为了解决上述技术问题提供一种安置于河道内的用于河道治理的生态水电站，以解决上述至少一项技术问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种用于河道治理的生态水电站，包括沿河道宽度方向设置将所述河道分割成上游段和下游段的坝体，所述坝体底部设有贯穿所述坝体分别与所述上游段和所述下游段连通的疏水通道，所述疏水通道内设有第一水轮，所述第一水轮与第一发电机相连，所述疏水通道与所述下游段连通的一端设有尾水口，所述上游段的两侧相对设置有护坝，所述护坝靠近所述坝体的一端与所述坝体连接为一体，两个所述护坝之间的底部设有挡沙坝，所述挡沙坝的两端分别与两个所述护坝连接为一体，所述疏水通道的入口端设于所述挡沙坝与所述坝体之间，所述疏水通道的入口端上方设有用于清理河水中小颗粒障碍物的网型清障装置，两个所述护坝相互远离的一侧分别设有沉降槽和动力槽，所述沉降槽的中部与所述网型清障装置相连用于收集沉降所述网型清障装置排出的小颗粒障碍物，所述动力槽内设有传动装置；

所述网型清障装置的上方设有用于清理河水中漂浮物的管型清障装置，所述管型清障装置沿所述坝体的侧壁倾斜设置，所述坝体上侧设有用于配合所述管型清障装置收集漂浮物的收集槽；

所述挡沙坝的上侧设有用于拦遮在所述河道上的浮力挡障装置，所述浮力挡障装置下侧两端与两个所述护坝转动连接，所述浮力挡障装置的倾斜角度随所述河道的水位变化而变化；

所述尾水口的上侧设有传动轴，所述传动轴的一端与所述尾水口的一侧转动连接，所述传动轴的另一端延伸至所述动力槽内与所述传动装置传动连接，所述传动装置分别与所述网型清障装置以及所述管型清障装置传动连接，所述传动轴上设有第二水轮，所述第二水轮的下端轮缘与所述尾水口排出的水接触并做功。

本实用新型的有益效果是：本实用新型利用河道水中的能量发电的同时，通过第二水轮回收利用其尾水口的流动能，产生传动，使上游区的网型清障装置和管型清障装置对河水表面以及河水内携带的障碍物进行处理，并可以有效的将上游河道的水进行净化，同时在尾水口处流动的水受到第二水轮的阻碍作用，可以适当的降低流速，减少经尾水口处出来的河水对下游段进行冲刷，降低河道内水的流速，可以通过自沉降实现自净化的目的。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述传动装置包括减速箱、同轴换向机构以及输出轴，所述减速箱的输出端通过所述同轴换向机构与所述输出轴传动连接，所述传动轴与所述减速箱的输入端传动连接，所述输出轴通过传动带a和传动带b分别与所述网型清障装置传动连接，所述输出轴通过传动带c与所述管型清障装置传动连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：由于第二水轮的安装位置低于网型清障装置和管型清障装置，而为了传动网型清障装置和管型清障装置向上输送河道的障碍物，需要同轴换向机构，将传动轴的转动方向换向，可以实现游侠的传动。

进一步，所述网型清障装置包括滤障机构和推障机构，所述滤障机构倾斜设置于所述推障机构与所述挡沙坝之间，且所述滤障机构覆盖于所述疏水通道的入口端上方，所述推障机构固定于所述坝体底部侧，所述推障机构朝向所述滤障机构上端的一侧设有沉降口，所述滤障机构的上端延伸至所述沉降口内，所述沉降口内设有刮障板，所述刮障板一端与所述滤障机构的上端下侧抵接，所述刮障板的另一端上设有挂杆，所述挂杆的下端与所述刮障板固定连接，所述推障机构的一端延伸至所述沉降槽内与所述沉降槽相连，所述滤障机构与所述传动带a传动连接，所述推障机构与所述传动带b传动连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：挡沙坝虽然能够阻挡一部分河水内较重的泥沙等，但是水体中仍然会携带一部分颗粒较大的泥沙或障碍物，需要进一步处理，通过滤障机构和推障机构配合，可以将河水裹挟的大颗粒泥沙推入沉降槽内，进行沉降处理，可以减少水土流失。

进一步，所述滤障机构包括：

第一主动轴，所述第一主动轴设于沉降口侧，所述第一主动轴穿过所述护坝伸入所述动力槽内与所述传动带a传动连接；

第一从动轴，所述第一主动轴与所述第一主动轴平行设置，且所述第一从动轴设于所述挡沙坝的底部侧，所述第一从动轴的两端分别与所述护坝转动连接；

清障网，所述清障网环向绕过所述第一主动轴和所述第一从动轴，且所述清障网均与第一主动轴和所述第一从动轴传动连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过传动，可以不间断的将清障网上过滤的大颗粒泥沙输送到沉降口处，通过刮障板将清障网上的泥沙刮下来，经沉降口和推障机构推入沉降池中。

进一步，所述推障机构包括安装座以及螺旋推进器，所述安装座的固定于所述坝体的底部，所述安装座内设有推进槽，所述推进槽的一端与所述沉降槽相连通，所述螺旋推进器设于所述推进槽内，且所述螺旋推进器的一端经所述推进槽延伸至所述沉降槽内，所述螺旋推进器的另一端伸入所述动力槽内与所述传动带b传动，所述沉降口的下端与所述推进槽向连通。

采用上述进一步方案的有益效果是：沉降槽通过推进槽与沉降口联通，可以将沉降口收集的泥沙输送到沉降池中，同时可以保持河道内的水位与沉降槽之间的液位差在合理的范围内，这样不会对泥沙的输送产生干扰。

进一步，所述管型清障装置包括：

安装板，所述安装板设有两个，两个所述安装板分别斜设于两个所述护坝相对的侧壁上，所述安装板的上端延伸至所述坝体的上方；

清障管，所述清障管设有多个，多个所述清障管的并列设于两个所述安装板之间，每个所述清障管的两端分别与两个安装板转动连接，每个所述清障管的同一端均设有传动轮；

驱动轴，所述驱动轴转动设于所述安装板的上端，所述驱动轴的一端与所述传动带c传动连接，所述驱动轴的另一端通过传动链条与所述传动轮传动连接，用于驱动多个所述清障管同向转动，所述驱动轴的一端穿过所述护坝伸入所述动力槽内与所述传动带c传动连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过清障管可以远远不断的将河道内水面的漂浮物输送到坝体上侧，可以方便进行处理。

进一步，所述传动轴还传动连接有第二发电机，所述传动轴上设有主动齿轮，所述第二发电机的输入端上设有从动齿轮，所述主动齿轮和所述从动齿轮相互啮合，所述第二发电机经调压器与蓄电池组相连。

采用上述进一步方案的有益效果是：蓄电池组可以将电能进行储存，尤其是第二水轮工作时与尾水口的水做功后储存一定电能，供维持水电站的其他用电设备使用。

进一步，所述浮力挡障装置包括：

驱动电机，所述驱动电机设于所述动力槽内；

第二主动轴，所述第二主动轴转动设于所述挡沙坝的上侧，所述第二主动轴的一端伸入所述动力槽内与所述驱动电机的输出端传动连接；

第二从动轴，所述第二从动轴与所述第二主动轴平行设置，所述第二从动轴和所述第二主动轴之间设有多个浮管，多个所述浮管间隔设置，所述浮管的下端套设于所述第二主动轴上与所述第二主动轴转动连接，所述浮管的上端套设于所述第二从动轴上与所述第二从动轴转动连接，所述第二从动轴的两端与所述第二主动轴之间均通过传动带d传动连接，所述浮管设有密闭内腔，且所述浮管的上端浮于所述河道的水面上，随所述河道的水位变化而变化；

推障杆，所述推障杆设于相邻的两个所述浮管的上端之间，所述推障杆一端固定在所述第二从动轴上，所述推障杆的另一端随所述第二从动轴转动，用于将所述浮管一侧的漂浮物推向所述浮管的另一侧。

采用上述进一步方案的有益效果是：推障杆通过驱动电机传动，可以实现在水面上转动，通过向上扬起的方式可以将浮管一侧的漂浮物输送到浮管的另一侧。

进一步，所述浮管包括密闭管本体、支撑件以及连接件，所述连接件分别固定于所述密闭管本体的两端，所述支撑件设于所述密闭管本体的下端侧，所述支撑件的上端与所述密闭管本体的外壁固定连接，所述挡沙坝的上端设有用于配合所述支撑件的限位槽，所述密闭管本体内设有内腔，所述内腔内填充有低密度气体或抽真空。

采用上述进一步方案的有益效果是：限位槽可以对浮管上端的浮动位置进行限定，可以对上游段的河水进行消浪，减弱河水对坝体的冲击。

附图说明

图1为本实用新型结构主视示意图；

图2为本实用新型结构右视示意图；

图3为本实用新型图1中局部放大图；

图4为本实用新型管型清障装置结构示意图；

图5为本实用新型浮力挡障装置结构示意图；

图6为本实用新型浮管结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、河道，2、坝体，3、挡沙坝，4、第一发电机，5、第一水轮，6、尾水口，7、护坝，8、第二水轮，9、传动轴，10、网型清障装置，101、滤障机构，1011、第一主动轴，1012、第一从动轴，1013、清障网，102、推障机构，1021、安装座，1022、螺旋推进器，1023、推进槽，103、沉降口，104、刮杆，105、刮障板，11、浮力挡障装置，111、浮管，1111、密闭管本体，1112、支撑件，1113、连接件，1114、内腔，112、第二主动轴，113、推障杆，114、第二从动轴，115、传动带d，116、驱动电机，12、管型清障装置，121、安装板，122、传动轮，123、传动链条，124、清障管，125、第三主动轴，13、收集槽，14、传动装置，141、减速箱，142、同轴换向机构，143、输出轴，144、传动带a，145、传动带b，146、传动带c，15、第二发电机，16、主动齿轮，17、从动齿轮，18、调压器，19、蓄电池组，20、动力槽，21、沉降槽。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例

如图1所示，本实用新型的用于河道治理的生态水电站，包括沿河道1宽度方向设置将河道1分割成上游段和下游段的坝体2，坝体2底部设有贯穿坝体2两侧分别与上游段和下游段连通的疏水通道，疏水通道内设有第一水轮5，第一水轮5与第一发电机4相连，第一发电机4通过变压器与另一个蓄电池组相连，该蓄电池组将第一发电机4的电能储存，该蓄电池组可以为模块式蓄电池，为实现给单个蓄电池供电，还包括与该蓄电池组配合对应设置的切换机构，在每个蓄电池充电完成后，切换至另一洗蓄电池充电，蓄电池组可作为河道附近的基础设备设施用电使用，减轻一部分国家电网的供电压力。疏水通道与下游段连通的一端设有尾水口6，上游段的两侧相对设置有护坝7，护坝7靠近坝体2的一端与坝体2连接为一体，两个护坝7之间的底部设有挡沙坝3，挡沙坝3的两端分别与两个护坝7连接为一体，挡沙坝3的底部与河道1的底部连接为一体，疏水通道的入口端设于挡沙坝3与坝体2之间，疏水通道的入口端上方设有用于清理河水中小颗粒障碍物的网型清障装置10，两个护坝7相互远离的一侧分别设有沉降槽21和动力槽20，网型清障装置10与沉降槽21的中部相连用于收集沉降网型清障装置10排出的小颗粒障碍物，动力槽20内设有传动装置14。

网型清障装置10的上方设有用于清理河水中漂浮物的管型清障装置12，管型清障装置12沿坝体2的侧壁倾斜设置，坝体2上侧设有用于配合管型清障装置12收集漂浮物的收集槽13。

挡沙坝3的上侧设有用于拦遮在河道1上的浮力挡障装置11，浮力挡障装置11下侧两端与两个护坝7转动连接，浮力挡障装置11的倾斜角度随河道1的水位变化而变化。

尾水口6的上侧设有传动轴9，传动轴9的一端与尾水口6的一侧转动连接，传动轴9的另一端延伸至动力槽20内与传动装置14传动连接，传动装置分别与网型清障装置10以及管型清障装置12传动连接，传动轴9上设有第二水轮8，第二水轮8的下端轮缘与尾水口6排出的水接触并做功；第二水轮8上周向设有水轮叶片。

如图2所示，传动装置14包括减速箱141、同轴换向机构142以及输出轴143，减速箱141的输出端通过同轴换向机构142与输出轴143传动连接，传动轴9与减速箱141的输入端传动连接，输出轴143通过传动带a144和传动带b145分别与网型清障装置10传动连接，输出轴143通过传动带c146与管型清障装置12传动连接；同轴换向机构142主要包括四个相互啮合在一起的锥形齿轮呈方形构成，当然为了更好的实现上述目的，其中两个相对的齿轮可通过伸缩驱动机构传动，将其与另两个齿轮分离，这样第二水轮利用水能实现发电暂存，用于为驱动电机116提供动力。

传动轴9还传动连接有第二发电机15，传动轴9上设有主动齿轮16，第二发电机15的输入端上设有从动齿轮17，主动齿轮16和从动齿轮17相互啮合，第二发电机15经调压器18与蓄电池组19相连，主动齿轮16和从动齿轮17均为锥形齿轮；蓄电池组19电连接浮力挡障装置11。

如图3所示，网型清障装置10包括滤障机构101和推障机构102，滤障机构101倾斜设置于推障机构102与挡沙坝3之间，且滤障机构101覆盖于疏水通道的入口端上方，推障机构102固定于坝体2底部侧，推障机构102朝向滤障机构101上端的一侧设有沉降口103，滤障机构101的上端延伸至沉降口103内，沉降口103内设有刮障板105，刮障板105一端与滤障机构101的上端下侧抵接，刮障板105的另一端上设有挂杆104，挂杆104的下端与刮障板105固定连接，推障机构102的一端延伸至沉降槽21内与沉降槽21相连；刮障105板靠近清障网1013的一侧设有刷毛，可以将清障网1013上的障碍物清除刷落；滤障机构101与传动带a144传动连接，推障机构102与传动带b146传动连接。

滤障机构101包括：第一主动轴1011，第一主动轴1011设于沉降口103侧，第一主动轴1011穿过护坝7伸入动力槽20内与传动带a144传动连接；第一从动轴1012，第一主动轴1011与第一主动轴1011平行设置，且第一从动轴1012设于挡沙坝3的底部侧，第一从动轴1012的两端分别与护坝7转动连接；清障网1013，清障网1013环向绕过第一主动轴1011和第一从动轴1012，且清障网1013均与第一主动轴1011和第一从动轴1012传动连接。

推障机构102包括安装座1021以及螺旋推进器1022，安装座1021的固定于坝体2的底部，安装座1021内设有推进槽1023，推进槽1023的一端与沉降槽21相连通，螺旋推进器1022设于推进槽1023内，且螺旋推进器1022的一端经推进槽1023延伸至沉降槽21内，螺旋推进器1022的另一端伸入动力槽20内与传动带b145传动，沉降口103的下端与推进槽1023向连通；沉降槽21靠近护坝的一侧设有溢流口，这样溢流口内的水回到上游段中，可再次利用自身重力发电；螺旋推进器设有螺旋推进叶。

如图4所示，管型清障装置12包括：安装板121，安装板121设有两个，两个安装板121分别斜设于两个护坝7相对的侧壁上，安装板121的上端延伸至坝体2的上方；清障管124，清障管124设有多个，多个清障管124的并列设于两个安装板121之间，每个清障管124的两端分别与两个安装板121转动连接，每个清障管124的同一端均设有传动轮122；驱动轴125，驱动轴125转动设于安装板121的上端，驱动轴125的一端与传动带c146传动连接，驱动轴125的另一端通过传动链条123与传动轮122传动连接，用于驱动多个清障管124同向转动，驱动轴125的一端穿过护坝7伸入动力槽20内与传动带c146传动连接。

如图5所示，浮力挡障装置11包括：驱动电机116，驱动电机116设于动力槽20内；第二主动轴112，第二主动轴112转动设于挡沙坝3的上侧，第二主动轴112的一端伸入动力槽20内与驱动电机116的输出端传动连接；第二从动轴114，第二从动轴114与第二主动轴112平行设置，第二从动轴114和第二主动轴112之间设有多个浮管111，多个浮管111间隔设置，浮管111的下端套设于第二主动轴112上与第二主动轴112转动连接，浮管111的上端套设于第二从动轴114上与第二从动轴114转动连接，第二从动轴114的两端与第二主动轴112之间均通过传动带d115传动连接，浮管111设有密闭内腔1114，且浮管111的上端浮于河道1的水面上，随河道1的水位变化而变化；推障杆113，推障杆113设于相邻的两个浮管111的上端之间，推障杆113一端固定在第二从动轴114上，推障杆113的另一端为弯曲形，且推障杆113的另一端随第二从动轴114转动，用于将浮管111一侧的漂浮物推向浮管111的另一侧；为防止推障杆113的转动过程中受到的河道1水面上的障碍物的影响，本实用新型中，驱动电机116为可正反转低速直流电机，蓄电池组19通过控制器向正反转直流电机供电，驱动电机的转速为0.5转/分钟，其可根据上游段漂浮物的情况适当调整，但是其转速不能超过5转每分钟，驱动电机116与蓄电池组19之间还设有过载保护器，防止漂浮物阻碍在推障杆113与浮管111之间，当过载保护器发现过载时，反转驱动电机116，将障碍物推向管型清障装置12；在第二从动轴114两端均转动连接有滑块，在两个护坝7的侧壁上均设有配合滑块滑动的滑槽。

如图6所示，浮管111包括密闭管本体1111、支撑件1112以及连接件1113，连接件1113分别固定于密闭管本体1111的两端，支撑件1112设于密闭管本体1111的下端侧，支撑件1112的上端与密闭管本体1111的外壁固定连接，挡沙坝3的上端设有用于配合支撑件1112的限位槽，密闭管本体1111内设有内腔1114，内腔1114内填充有低密度气体或抽真空。

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，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。