一种库区自动化清淤装置

本发明涉及一种库区自动化清淤装置。

背景技术：

1、随着工业化和城市化进程的快速推进，水泵站和水电站在能源供应和水资源管理中发挥着重要的作用。通常，泵站和水电站中会修建水库以保证泵站和电站的安全运行。然而，我国大多数地区河流中泥沙含量较高，其中像黄河流域的泵站和水电站中含沙量普遍在10kg/m3以上，长期的运行后，库区常常面临泥沙淤积的问题。泥沙会逐渐沉积在库区底部，形成泥沙淤积。泥沙淤积会带来一系列的问题，主要有以下几种：(1)库区蓄水量减小，泥沙淤积后减小库区有效的蓄水容积；(2)影响机组过流量, 泥沙淤积直接影响过流能力，改变上下游水位，减小水泵的抽水能力，降低水轮机的发电量；(3)影响机组的安全运行，进水池泥沙淤积后，改变进水结构形式，会导致库区内产生漩涡，影响机组的空化性能，同时会增加机组过机泥沙含量，使得机组产生快速磨损；(4) 泥沙淤积还会改变库区内水流的形态和路径，导致水位变动不稳定，同时影响水质。

2、为了解决库区泥沙淤积问题，目前常见的清淤措施包括人工清淤和机械清淤。人工清淤主要通过人工疏浚、挖掘等方式将淤积的泥沙移除；机械清淤则使用各种清淤设备，如挖掘机、围堰清淤等来进行泥沙的清理。然而，这些传统的清淤装置均存在一些问题。首先，由于清淤作业通常需要在水下进行，操作人员面临着较大的安全风险。其次，人工清淤效率较低，需要投入大量的人力物力，且耗时较长。另外，机械清淤虽然提高了清淤效率，但也存在噪音污染、能源消耗等问题，对环境造成一定的影响。因此，有必要提出一种新型库区清淤装置，实现高效、低成本、低污染的自动化库区泥沙清淤，为水资源管理和能源供应提供更可靠、可持续的支持。

技术实现思路

1、发明目的：针对上述现有技术，提出一种库区自动化清淤装置，能够实现有效的泥沙清淤。

2、技术方案：一种库区自动化清淤装置，包括船体、若干抽沙泵、泥沙挖掘装置；所述泥沙挖掘装置通过升降机构连接在所述船体底部下方；所述抽沙泵设置在所述船体内，所述抽沙泵的入口连接端部伸入水中的吸沙管。

3、进一步的，所述泥沙挖掘装置包括双轴电机，所述双轴电机固定在中间套筒内，所述中间套筒通过所述升降机构的第一升降支架固定在所述船体底部下方；所述双轴电机的两侧对称设置挖掘部；

4、所述挖掘部包括一端封闭的圆柱筒，所述圆柱筒内设有转轴，所述转轴通过第一轴承与所述圆柱筒内壁转动连接，且所述转轴与所述圆柱筒内壁之间还设有离合结构，所述离合结构为沿圆周均匀分布的若干弧形板，每个弧形板通过弹簧连接在所述转轴上，所述转轴非转动状态下，所述弧形板与所述圆柱筒内壁之间留有间隙；所述转轴的一端通过扭矩仪与所述双轴电机的一端输出轴连接，所述圆柱筒开口一端与所述中间套筒的一端通过端面密封结构转动连接；所述圆柱筒外壁上固定若干挖斗。

5、进一步的，所述升降机构还包括垂直向下的第二升降支架，所述泥沙挖掘装置的圆柱筒外侧设有第二轴承，所述泥沙挖掘装置通过所述第二轴承与所述第二升降支架连接。

6、进一步的，所述圆柱筒外壁上沿轴向间隔设置若干组挖斗，每组中若干挖斗沿圆周均匀间隔分布，每组挖斗的扬尘区域内分布一个所述吸沙管的入口。

7、进一步的，所述船体底部下方还设有泥沙浓度检测仪，所述泥沙浓度检测仪与所述扭矩仪均连接控制器；在所述双轴电机启动一端时间后，当所述扭矩仪检测到扭矩下降到预设阈值时，所述控制器控制所述双轴电机停止工作；并在所述泥沙浓度检测仪检测到区域泥沙浓度小于预设值时控制所述抽沙泵停止工作，并控制所述升降机构将所述泥沙挖掘装置向上移动。

8、进一步的，所述船体还设有连接所述控制器的卫星定位系统，所述控制器上还设有清淤路径设置系统，在所述抽沙泵停止工作后，所述控制器根据预设的清淤路径控制所述船体驶向下一工作区域，然后控制所述双轴电机启动，并控制所述升降机构将所述泥沙挖掘装置向下移动。

9、有益效果：本发明的一种库区自动化清淤装置，用于泵站和水电站库区内移动式清淤，其具有多功能信息化的运行特点，实现库区智能化、自动化清淤。

技术特征：

1.一种库区自动化清淤装置，其特征在于，包括船体（1）、若干抽沙泵（2）、泥沙挖掘装置；所述泥沙挖掘装置通过升降机构连接在所述船体（1）底部下方；所述抽沙泵（2）设置在所述船体内，所述抽沙泵（2）的入口连接端部伸入水中的吸沙管（3）。

2.根据权利要求1所述的一种库区自动化清淤装置，其特征在于，所述泥沙挖掘装置包括双轴电机（4），所述双轴电机（4）固定在中间套筒（5）内，所述中间套筒（5）通过所述升降机构的第一升降支架（6）固定在所述船体（1）底部下方；所述双轴电机（4）的两侧对称设置挖掘部；

3.根据权利要求2所述的一种库区自动化清淤装置，其特征在于，所述升降机构还包括垂直向下的第二升降支架（13），所述泥沙挖掘装置的圆柱筒（7）外侧设有第二轴承（14），所述泥沙挖掘装置通过所述第二轴承（14）与所述第二升降支架（13）连接。

4.根据权利要求2所述的一种库区自动化清淤装置，其特征在于，所述圆柱筒（7）外壁上沿轴向间隔设置若干组挖斗（12），每组中若干挖斗（12）沿圆周均匀间隔分布，每组挖斗（12）的扬尘区域内分布一个所述吸沙管（3）的入口。

5.根据权利要求2所述的一种库区自动化清淤装置，其特征在于，所述船体（1）底部下方还设有泥沙浓度检测仪（15），所述泥沙浓度检测仪（15）与所述扭矩仪均连接控制器；在所述双轴电机（4）启动一端时间后，当所述扭矩仪检测到扭矩下降到预设阈值时，所述控制器控制所述双轴电机（4）停止工作；并在所述泥沙浓度检测仪（15）检测到区域泥沙浓度小于预设值时控制所述抽沙泵（2）停止工作，并控制所述升降机构将所述泥沙挖掘装置向上移动。

6.根据权利要求5所述的一种库区自动化清淤装置，其特征在于，所述船体（1）还设有连接所述控制器的卫星定位系统，所述控制器上还设有清淤路径设置系统，在所述抽沙泵（2）停止工作后，所述控制器根据预设的清淤路径控制所述船体（1）驶向下一工作区域，然后控制所述双轴电机（4）启动，并控制所述升降机构将所述泥沙挖掘装置向下移动。

技术总结
本发明公开了一种库区自动化清淤装置，包括船体、若干抽沙泵、泥沙挖掘装置；泥沙挖掘装置通过升降机构连接在船体底部下方；抽沙泵设置在船体内，抽沙泵的入口连接端部伸入水中的吸沙管。本装置可用于众多含沙运行环境的水电站库区清淤，通过泥沙挖掘装置将工作区域泥沙挖掘并扬起，以便抽沙泵可以高效的工作。本装置还设有自动化控制清淤工作的相应装置，其具有多功能信息化的运行特点，实现库区自动化清淤。

技术研发人员：金燕,李剑,宋希杰,徐刘宇,汤方平
受保护的技术使用者：扬州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25