防砂流道系统的制作方法

本发明涉及一种水体引流流道，特别是涉及一种用于引流夹带泥砂的水体的防砂流道系统。

背景技术

每年春夏梅雨季与台风季期间都会带来相当大的雨势，降落在集水区的大雨会将大量泥砂冲刷带入水库中，而逐渐造成水库淤积。现有的清淤方式通常会于该水库水面架设工作平台，并通过一条抽泥管向下延伸至该水库的库底来吸取淤泥，或者在旱季水库水位下降至库底外露时，直接通过机械设备挖掘清除淤泥。但是上述清淤方式的淤泥清除速度相当慢，除了会消耗大量的能源外，其清淤的速度远不及淤积速度，以致于水库蓄水量仍然逐年下降。

有鉴于此，有业者开发出一种水库清淤设备，包括一个连通该水库的库底并延伸至该水库下游的清淤管道，及一个用于能开启地关闭该清淤管道的阀门。当该阀门开启时，该水库内的水会通过水位差，带动库底高水位的淤泥经由该清淤管道快速地直接流至低水位的下游，以达到快速清淤的效果。然而，一般水库的水位高度相当高，使得该清淤管道内的水流速度相当快，再加上清淤时水体会夹带的大量泥砂而直接冲刷摩擦该清淤管道的管壁，使得该水库清淤设备在使用过一段时间后，该清淤管道就会严重受损，进而大幅降低该水库清淤设备的使用寿命，因此现有的水库清淤设备仍有待改善。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能改善先前技术的至少一个缺点的防砂流道系统。

本发明防砂流道系统，适用于引流夹带泥砂的水体，防砂流道系统包含管道机构，及多个安装于所述管道机构的耐磨阻砂单元。所述管道机构包括管道结构物，所述管道结构物具有沿其长向延伸的管状的内壁面，且所述内壁面围绕界定出用于引流所述水体的流道空间。所述耐磨阻砂单元是沿所述流道空间长向间隔排列地安装固定在所述内壁面，每一耐磨阻砂单元具有多个沿所述内壁面周缘弧弯延伸且依序排列成环状的的阻砂件，每一阻砂件具有靠抵于所述内壁面的抵靠部，及自所述抵靠部径向往内突伸的阻砂凸部。

本发明所述的防砂流道系统，所述管道机构还包括多个沿所述流道空间长向间隔排列地径向凸设固定于所述内壁面的环状的固定挡块，及多个用于将所述耐磨阻砂单元分别锁设固定于所述固定挡块的轴向定位单元，每一固定挡块具有迎水面与背水面，并具有多个贯穿所述迎水面与所述背水面且沿其周缘间隔分布的锁接孔，每一耐磨阻砂单元的每一阻砂件是以所述阻砂凸部限位靠抵于对应的固定挡块的所述迎水面，且每一阻砂凸部具有多个轴向贯穿的轴向定位孔，每轴向定位孔是与对应的固定挡块的其中一锁接孔对应连通，每一轴向定位单元包括多个穿设于对应连通的锁接孔与轴向定位孔，而将对应的阻砂件锁设固定于对应的固定挡块的轴向螺栓组件。

本发明所述的防砂流道系统，所述管道机构还包括多个连结固定所述管道结构物与所述固定挡块的连结件。

本发明所述的防砂流道系统，每一连结件是埋设固定于所述管道结构物与对应的固定挡块中。

本发明所述的防砂流道系统，每一阻砂件的所述抵靠部具有多个径向贯穿且沿其周缘间隔分布的径向定位孔，所述管道机构还包括多个安装固定于所述管道结构物并将所述耐磨阻砂单元锁固于所述内壁面的径向定位单元，每一径向定位单元包括多个固定于所述管道结构物的径向螺栓组件，每一径向螺栓组件是穿设于阻砂件的径向定位孔，而将所述阻砂件锁固定位于所述内壁面。

本发明所述的防砂流道系统，每一径向螺栓组件具有埋设固定于所述管道结构物中并径向往外突伸出所述内壁面而穿设于对应的径向定位孔的径向螺栓，及螺锁于所述径向螺栓并与所述径向螺栓相配合将对应的抵靠部锁固于所述管道结构物的螺帽。

本发明所述的防砂流道系统，每一径向螺栓组件的所述径向螺栓具有径向突伸穿出所述内壁面并穿设于各别的径向定位孔而与各别的螺帽螺接的锁接段，及埋设固定在所述管道结构物中且与所述锁接段夹特定角度的弯折段。

本发明所述的防砂流道系统，每一径向螺栓组件还包括位于所述流道空间中且包覆套置于各别的径向螺栓与各别的螺帽外的保护螺套。

本发明的有益效果在于：通过所述管道机构与所述耐磨阻砂单元的结构设计，能有效降低所述流道空间引流靠近所述内壁面的水体中的泥砂流速，使位于每一耐磨阻砂单元背水侧的泥砂在所述内壁面构成一个泥砂保护层，而能大幅改善水体夹带的泥砂冲刷磨损所述管道结构物的情况，进而延长所述管道结构物的使用寿命。

附图说明

图1是一个等高线示意图，示意说明本发明防砂流道系统的一个第一实施例筑设在一个蓄水设备情况；

图2是一个不完整的侧剖示意图，说明该第一实施例安装于该蓄水设备使用时的状态；

图3是一个不完整的立体剖视图，说明该第一实施例的结构；

图4是一个不完整的侧剖图，说明泥砂在该第一实施例构成一个泥砂保护层的状态；

图5是图4的局部放大图；

图6是一个不完整的断面剖视图；及

图7是一个不完整的局部剖视立体分解图，说明本发明防砂流道系统的一个第二实施例的结构。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：

参阅图1、2、4，本发明防砂流道系统2的实施例，适用于建构在一个蓄水设备800，能在该蓄水设备800进行清淤作业时，用于引流夹带泥砂901的水体900。所述蓄水设备800例如水库和水埤等，并具有一个围绕界定出一个蓄水空间802的壁体结构801，该壁体结构801是由山壁、挡水坝与大坝等结构物构成，但是实施时不以此为限。

该防砂流道系统2包含一个筑构于该蓄水设备800且界定出一个用于引流所述水体900的流道空间310的管道机构3，及多个安装于该管道机构3的该流道空间310内的耐磨阻砂单元4。

该管道机构3包括一个用于设置于该壁体结构801且连通该蓄水空间802的长管状的管道结构物31、固定于该管道结构物31中的多个固定挡块32、多个连结件34与多个径向定位单元33，及多个分别安装于所述固定挡块32的轴向定位单元35。

参阅图3、4、5，该管道结构物31具有一个沿其长向延伸的中空管状的内壁面311，且该内壁面311围绕界定出该流道空间310。在本实施例中，该管道结构物31为穿凿于该壁体结构801并以钢筋混泥土筑构的取水管路，例如穿凿建设于大坝或山壁，但是实施时，在本发明的其它实施方式中，该管道结构物31也可以是直接穿凿于山壁的山洞隧道等，且不以上述种类为限。

所述固定挡块32是沿该流道空间310长向间隔排列，且与该流道空间310同轴向地径向凸设固定于该内壁面311而呈环状。所述连结件34是埋设固定于该管道结构物31与所述固定挡块32中。在本实施例中，该管道结构物31与所述固定挡块32是以钢筋混泥土建构而同体相连，所述连结件34为在筑构该管道结构物31与所述固定挡块32时预埋于钢筋混泥土中的钢筋或预埋螺栓，是多个一组地沿该流道空间310长向间隔排列分布，且成组的所述连结件34是沿该内壁面311周缘间隔分布地埋设固定于该管道结构物31中，并径向往外突伸而埋设固定于对应的固定挡块32中，能强化所述固定挡块32与该管道结构物31的连结强度。

每一固定挡块32具有轴向相背的一个迎水面321与一个背水面322，并具有多个沿其周缘间隔分布且延伸贯穿该迎水面321与该背水面322的锁接孔323。

每一轴向定位单元35是安装于各别的固定挡块32，包括多个沿该各别的固定挡块32周缘间隔分布的轴向螺栓组件351。在本实施例中，每一轴向螺栓组件351具有一个穿设于该各别的固定挡块32的一个锁接孔323的轴向螺栓352，及一个螺锁于该轴向螺栓352的螺帽353。

所述径向定位单元33是沿该流道空间310长向间隔分布地固定于该管道结构物31，每一径向定位单元33包括多个沿该内壁面311周缘间隔排列设置，并间隔邻近其中一个固定挡块32的该迎水面321的径向螺栓组件331。每一个径向螺栓组件331具有一个埋设固定于该管道结构物31并突伸出入该流道空间310的径向螺栓332、一个螺锁于该径向螺栓332的螺帽335，及一个螺锁固定于该径向螺栓332并包覆套置于该径向螺栓332与该螺帽335外的保护螺套336，该径向螺栓332具有一个插装于该管道结构物31中并径向突伸入该流道空间310内的锁接段333，及一个与该锁接段333夹特定角度地弯折埋设固定于该管道结构物31中的弯折段334，该螺帽335是螺锁于该锁接段333，该保护螺套336是螺锁套设于该锁接段333而包覆该锁接段333与该螺帽335。

参阅图3、4、6，所述耐磨阻砂单元4是沿该流道空间310长向间隔分布地安装定位于该内壁面311与所述固定挡块32间。每一耐磨阻砂单元4包括多个沿该内壁面311周缘弧弯且以端对端方式依序排列成环状的阻砂件41，两相邻阻砂件41的相邻端部间会具有一个伸缩缝隙410。

每一阻砂件41的断面是呈l字型，具有一个靠抵于该内壁面311的抵靠部411，及一个自该抵靠部411的背水侧径向往内突伸入该流道空间310内且靠抵于对应的固定挡块32的该迎水面321的阻砂凸部413，该抵靠部411具有多个径向贯穿且沿其周缘间隔分布的径向定位孔412，该阻砂凸部413具有多个轴向贯穿且沿其周缘间隔分布的轴向定位孔414，且每一轴向定位孔414是与对应的固定挡块32的一个锁接孔323对应连通。

在本实施例中，每一耐磨阻砂单元4包括五个用于排列成环状的阻砂件41，但是实施时，在本发明的其它实施方式中，每一耐磨阻砂单元4的所述阻砂件41数量不以此为限，也可为两个、三个或更多个。

此外，在本实施例中，所述阻砂件41为耐磨材质，例如碳钢、不锈钢等金属材质，但是实施时，在本发明的其它实施方式中，也可为非金属材质，例如岩石类的蛇纹石材质或其它耐磨的塑胶材质，且不以上述类型为限。

每一轴向螺栓组件351的该轴向螺栓352是穿设于对应连通的一个锁接孔323与一个轴向定位孔414，而与各别的螺帽353相配合将对应的阻砂凸部413轴向锁固于对应的固定挡块32。每一径向螺栓组件331的该径向螺栓332是径向穿设于对应的抵靠部411的其中一个径向定位孔412，而与各别的螺帽335相配合将该抵靠部411径向锁固于该管道结构物31，每一径向螺栓组件331的该保护螺套336是靠抵于各别的抵靠部411的内周侧，而能避免各别的螺帽335与径向螺栓332被水体900夹带的泥砂901冲刷磨损。

参阅图2、4、6，本发明防砂流道系统2用于引流该蓄水设备800中夹带泥砂901的水体900时，可通过所述耐磨阻砂单元4是沿该管道结构物31的该流道空间310长向间隔排列设置，且每一环状的耐磨阻砂单元4的每一阻砂件41的该阻砂凸部413是径向突伸入该流道空间310内的结构设计，能以所述阻砂凸部413有效挡阻水体900中靠近该内壁面311的泥砂901而降低泥砂901流速，能使该水体900底部的泥砂901逐渐被挡阻减速，而逐渐沉积覆盖于该内壁面311介于两相邻耐磨阻砂单元4间的下半侧部位，使沉积的泥砂901构成一个被覆于该内壁面311下半侧部位的泥砂保护层902。因此，后续引流进入该流道空间310内的水体900中的泥砂901只会摩擦构成于该内壁面311的该泥砂保护层902，而可大幅降低泥砂901直接摩擦该内壁面311的情况，能明显改善该管道结构物31被水体900夹带的泥砂901冲刷破坏程度，而能大幅延长该管道结构物31的使用寿命。

在引流该水体900期间，该水体900夹带的泥砂901虽然不会直接冲刷破坏该内壁面311，却会不断地直接冲刷破坏用于挡阻泥砂901的所述耐磨阻砂单元4。但是因为每一耐磨阻砂单元4是通过各别的轴向定位单元35与各别的径向螺拴单元而锁设固定于该管道结构物31与各别的固定挡块32，且每一耐磨阻砂单元4是由多个阻砂件41排列构成，所以当一个耐磨阻砂单元4的其中一个或数个阻砂件41已被冲刷破坏至不符使用时，例如被磨损至径凸长度小于一个预定值时，就可将对应的所述径向螺栓组件331与对应的所述轴向螺栓组件351拆除，而只拆换掉该耐磨阻砂单元4中的已损毁的阻砂件41，不需整组拆换，可降低维护成本且方便维护。

在本实施例中，是在该管道结构物31与所述固定挡块32里埋设固定所述连结件34，借以强化所述固定挡块32与该管道结构物31间的连结强度，但是实施时，在本案的另一实施方式中，该管道机构3不以设置所述连结件34为必要。

此外，实施时，在本案的其它实施方式中，该管道机构3不以设置所述径向定位单元33为必要，可只借通过所述轴向定位单元35来固定所述耐磨阻砂单元4。

再者，必须说明的是，每一耐磨阻砂单元4的所述阻砂件41排列成环状时，两相邻阻砂件41间会具有该伸缩缝隙410，而为了防止水体900夹带的泥砂901通过所述伸缩缝隙410时，直接冲刷摩擦所述阻砂件41端面与所述固定挡块32外露于所述伸缩缝隙410的部位，实施时，可进一步在两相邻阻砂件41的端部间跨设一个挡阻于对应的伸缩缝隙410的迎水侧的挡块(图未示)，或者在该管道结构物31设置用于挡阻于所述伸缩缝隙410的迎水侧的挡块，能避免泥砂901直接冲刷所述固定挡块32的问题。

参阅图7，本发明防砂流道系统2的第二实施例与该第一实施例的差异处在于：该管道机构3与所述耐磨阻砂单元4的结构设计。为方便说明，以下只针对本第二实施例与该第一实施例差异处进行描述。

在本第二实施例中，该管道结构物31为架设于该蓄水设备800的高压力钢管、金属管、石墨烯管、橡塑胶或其它高分子材质管体，所以该管道机构3未设置所述径向定位单元。每一固定挡块32的所述锁接孔323是沿其周缘径向错位排列分布。每一耐磨阻砂单元4的每一阻砂件41只设置所述轴向定位孔414，而未设置所述径向定位孔，所以每一阻砂件41是只经由对应的轴向定位单元35的所述轴向螺栓组件351而安装固定于对应的固定挡块32。

综上所述，通过该管道机构3结构设计，以及所述耐磨阻砂单元4会使背水侧的水体900产生涡流扰动的结构设计，能有效利用所述耐磨阻砂单元4降低该流道空间310引流的水体900中的泥砂901流速，甚至使水体900夹带的泥砂901少部分沉积于该内壁面311位于两相邻耐磨阻砂单元4间的区域，而于该管道结构物31的内壁面311的下半侧构成一个泥砂保护层902，能借此泥砂保护层902大幅改善水体900夹带的泥砂901直接冲刷该管道结构物31的情况，而延长该管道结构物31的使用寿命。此外，当所述耐磨阻砂单元4的所述阻砂件41因长期被泥砂901冲刷受损而不符使用时，只需将安装于已损毁的阻砂件41上的所述轴向螺栓组件351与所述径向螺栓组件331拆离，就能拆换掉损毁的阻砂件41，不需换调整组耐磨阻砂单元4，能降低维护成本且方便维护。因此，确实能达成本发明的目的。

惟以上所述者，只为本发明的实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，凡是依本发明申请专利范围及专利说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，都仍属本发明专利涵盖的范围内。