一种水利工程清淤装置的制作方法

本技术涉及水利工程的，尤其是涉及一种水利工程清淤装置。

背景技术：

1、水闸是水利工程中常见的设施，水闸用于控制闸口的放水作业，从而对水位等进行控制。水闸靠近上游的一侧淤积有大量淤泥，此外还夹杂着砂石等其他异物，在闸门开启前，淤泥以及其他异物会顶着闸门，造成闸门开启困难，而在闸门关闭时，淤泥会沉积在闸门底部的门槽，使得闸门无法完全关闭，从而无法控制水位。另外由于闸门的阻挡作用，闸门处的淤泥堆积量会大于河流的其他位置，同时在微生物作用下，淤泥容易产生恶臭气味，故而水利管理部门需要定期对闸门位置处的淤泥进行清理。

2、目前，通常采用潜水员水下使用锹铲清理的方式，水下作业风险大，国内外已经发生过多起潜水员水下作业溺亡的事件，鉴于此，部分水利管理部门开始采用疏浚机器人进行清淤工作，但是疏浚机器人需要专人控制，且学习成本高，闸门附近需要安装适配的投放回收设备，对于小河道的疏浚工作显得不相匹配。

技术实现思路

1、为了在小河道管理过程中，减少潜水员下水清淤的次数，并且提高清淤工作的自动化程度，本技术提供一种水利工程清淤装置。

2、本技术提供的一种水利工程清淤装置，采用如下的技术方案：

3、一种水利工程清淤装置，包括：

4、清淤机构，用于对水下的淤泥进行清理和转移，包括负压组件，所述负压组件连通有环保罩，所述环保罩内滑动设置有滑板，所述滑板连接有第一驱动件，所述滑板还转动设置有推淤件；

5、脱水机构，与所述清淤机构连通，用于将清淤机构转移的淤泥脱水，包括投药组件和脱水组件；

6、移动机构，竖直设置于闸门位置处，用于移动所述清淤机构，包括横移组件和纵移组件，所述横移组件连接所述纵移组件，所述横移组件和所述纵移组件两者任一连接所述清淤机构。

7、通过采用上述的技术方案，对堆积在闸门位置处淤泥进行清理。具体地说，一方面，由于清淤区域固定为闸门附近的水域，清淤装置安装人员可根据闸门处河道宽度和环保罩宽度设定好清淤装置的每次清淤的分区以及清淤顺序，清淤装置即可实现自动化清淤；另一方面，清淤装置还可以采取人工控制，由于清淤机构安装在移动机构上，清淤机构可看作在二维平面的点，只需要控制水平、竖直两个方向以及负压组件的启停即可完成清淤工作，控制逻辑简单清晰，不需要投入过多学习成本。而清淤装置进行清淤时，纵移组件和横移组件将清淤机构移动至所需清淤的区域位置，而推淤件在纵移组件下移过程中，推淤件穿过淤泥层与河床的基板相抵并发生朝向环保罩的转动，推淤件和环保罩共同罩合淤泥层水体，防止清淤过程中淤泥逃逸，保证清淤效率，减少清淤过程中对水体的扰动，避免造成淤泥层翻涌对水体造成二次污染；然后负压组件启动，将环保罩内混有淤泥的水体吸取输送到脱水机构，负压组件启动的同时，第一驱动件驱动滑板移动，压缩环保罩内的空间，实现环保罩内外压力平衡，脱水机构通过投药组件向负压组件送给的含淤水体投放絮凝剂，充分混匀后送入到脱水组件进行脱水处理。

8、优选的，所述推淤件远离所述滑板的一端设置有推淤部和滚轮，所述推淤部设置于所述推淤件靠近所述环保罩的一侧，所述滚轮设置于所述推淤件远离所述环保罩的一侧。

9、通过采取上述的技术方案，推淤件与河床的基板相抵并发生朝向环保罩的转动时，推淤部将砂石等小异物推出环保罩的罩合范围，避免砂石被负压组件吸入，造成后续的处理部件的损伤；滚轮使得推淤件末端发生滚动，尽量避免推淤件插入到河床中，还增强了其通过能力，使推淤件能够通过滚动翻越河床上的石头，避免卡于河床中，无法与环保罩形成封闭的清淤处理空间。

10、优选的，所述滑板和/或所述推淤件设置有限位部，限位部用于限制所述推淤件的转动角度；所述滑板和所述推淤件之间设置有弹性件，所述弹性件用于复位所述推淤件。

11、通过采取上述的技术方案，实现推淤件的自动复位，推淤件与河床的基板层相抵并发生朝向环保罩的转动时，弹性件发生弹性变形，积累弹性势能，当推淤件解除约束后，弹性件释放弹性势能，推动推淤件转动复位，限位部限制推淤件的转动范围，避免过度转动超出了弹性件的弹性变形范围，使得弹性件发生塑性变形，影响推淤件的复位响应时间，甚至影响弹性件的复位作用行程使得弹性件无法复位至初始位置。

12、优选的，所述推淤件与竖直方向线呈角度设置，该预设的角度引导所述推淤件朝向所述环保罩转动。

13、通过采取上述的技术方案，引导推淤件朝向环保罩转动，推淤件与河床的基板层相抵时受到竖直向上的力，该力可以分解为沿推淤件的法向力和垂直于推淤件的切向力，法向力与推淤件受到的来自滑板的反作用力平衡抵消，切向力则使推淤件获得切向加速度，使推淤件发生转动，当该切向力指向环保罩时，推淤件发生朝向环保罩的转动。当推淤件设置有预设的角度时，推淤件在于河床的基板层接触即可获得指向环保罩的切向加速度，使其按预定方向转动。

14、优选的，所述环保罩设置有锁定部，所述锁定部用于锁定所述推淤件。

15、通过采取上述的技术方案，实现大件异物的打捞，具体地说，推淤件在推淤过程中，一些体积较大的异物如树枝等无法推开，反之会被纳入到环保罩中，推淤件转动置至环保罩相抵，锁定部锁定推淤件，限制其在转动上自由度，实现对推淤件的锁定，完成清淤后，移动机构将环保罩升上水面，锁定部解除对推淤件的锁定，打捞的异物掉落，完成打捞。

16、优选的，所述清淤件内设置有流道，所述流道设置有扰流孔，所述扰流孔连通所述清淤件面向所述环保罩的一侧。

17、通过采取上述的技术方案，对淤泥层进行翻涌，使淤泥充分被清理。具体地说，当推淤件被锁定后，流道内通入空气或水等流体并使得其从扰流孔流出，流体对已静置分层的淤泥进行翻涌,使淤泥充分与水体混匀，尽量避免吸取转移时在推淤件表面沉积，无法吸尽的情况。

18、优选的，所述流道设置有阀件，所述环保罩设置有触发部，所述触发部用于控制所述阀件的开启和关闭。

19、通过采取上述的技术方案，限制流体对淤泥的扰动作用发生在环保罩内，具体地说，由于锁定部仅仅限制推淤件的转动的自由度，滑板在滑动过程中推淤件会伸出到环保罩外，触发部控制阀件关闭，使得流体仅能从位于环保罩内的扰流孔流出，流体仅仅可以对环保罩内的水体进行扰动，当滑板返回滑动时，触发部重新将阀件开启。

20、优选的，所述触发部为励磁线圈，所述阀件包括柔性管、滑块、抵块和半环，所述柔性管连通所述流道，所述滑块滑动设置于所述推淤件，所述半环设置于所述柔性管处并且连接所述滑板，所述抵块设置于所述半环开口朝向的位置处。

21、通过采取上述的技术方案，对阀体的控制。具体地说，流道中安装了多道阀件，当阀件移动到励磁线圈下部时，励磁线圈产生的磁场吸引滑块，滑块拉动半环压紧柔性管，半环和抵块共同压紧柔性管，阻断柔性管内的流体流动，柔性管在压紧过程中发生弹性形变，积累弹性势能；当阀件通过励磁线圈时，磁场强度减弱，柔性管释放弹性势能恢复原本状态，将滑块和半环推下，流体重新通过流动。

22、优选的，所述移动机构还包括换向组件，所述清淤机构连接所述换向组件，所述换向组件连接所述横移组件或所述纵移组件，所述换向组件用于使所述清淤机构改变清淤方向。

23、通过采取上述的技术方案，清淤机构的方向进行改变，对闸门的门槽处堆积的淤泥进行清理。具体地说，清淤装置位于闸门的一侧，相应地清淤机构只能清理闸门一侧的淤泥，而对于闸门位置处淤泥，由于闸门关闭时清淤机构与闸门存在干涉，清淤机构无法直接对闸门下方的门槽进行相应的清理，而换向组件通过转向改变清淤机构朝向，使其可以对闸门的门槽处堆积的淤泥进行清理。

24、优选的，所述投药组件包括投药管，所述投药管的两端的管段对外设置为喇叭状，所述投药管的其余管段为平直段并且其管径小于两端的管段直径，所述投药管设置有入药管，所述入药管连接有预混药罐，所述投药管内设置有混流件用于产生湍流；和/或,

25、所述脱水组件包括筒体、滤筒和螺旋件，所述滤筒设置于所述筒体内，所述滤筒开设有滤孔，所述螺旋件同轴安装在所述滤筒内，所述螺旋件的旋叶贴合所述滤筒，所述滤筒与所述螺旋件分别连接有第二驱动件和第三驱动件。

26、通过采取上述的技术方案，分别进行絮凝剂投药和脱水处理。关于这两个步骤，以下做具体的说明：通过向含有淤泥的水体投放絮凝剂，可以使悬浮于水体中的细小颗粒凝聚成较大的团块，形成沉淀方便后续脱水处理，而当流体通过投药管入口时由于管道截面缩小，而流体在投药管类发生的是定常流动，故而流体流动速度增大，而由伯努利定律知道流速的增大伴随流体压力的降低，低压区使得入药管处预混药被吸入到投药管中，含有预混药的水体流经混流件时，产生一系列紊流，使絮凝剂和水体充分混合，淤泥能被充分捕捉结团。当含有淤泥团块的污水流入到脱水组件中，首先流入滤筒的一端，螺旋件和滤筒差速转动带动污水转动，在转动产生的离心力的作用下，水分通过滤孔离开滤筒，而淤泥团块则留在滤筒中并在滤筒和螺旋件的差速转动下，产推动下移动，完成脱水分离。

27、水流从进水端流经到混合管道安装有扰流组件的管段，经历管道截面的缩小，由于水流在管道中流动是恒常流动，符合伯努利原理，故而水流在混合管道安装有扰流组件的管段的流速大于流入速度，水流受扰动后，产生的湍流变化更大，从而得到更好的混合效果。

28、综上所述，本技术包括以下有益技术效果：

29、通过在闸门处安装清淤装置，移动机构将清淤机构移动在作业区域，清淤组件将含淤污水输送至岸上的脱水结构处理，减少潜水员下水清淤的次数，并且提高清淤工作的自动化程度。