一种水利工程清淤装置

1.本发明属于河道清理领域，尤其涉及一种水利工程清淤装置。


背景技术：

2.河道清淤一般指治理河道，属于水利工程；河道的水流中通常会携带大量的泥沙，这些泥沙在沉淀之后积攒在河道的河床上，形成淤泥，淤泥会对整个河道的生态造成很严重的影响，并使得河道液位上升，因此，需要定期对河道内的淤泥进行清理。在清淤过程中，通常采用挖除污泥或抽吸污泥的放置进行清淤，在挖除淤泥的同时，会截流河水用挖斗清理，这种方式虽然清理效果良好但是工程较为复杂，不够灵活，效率低，对于污泥较深的地方，设备很难达到，清淤过程不连续、稳定；因此，亟需一种不需要截流，对不同深度的污水进行清淤，能将淤泥中的污水和污泥分离，还能保证清淤过程稳定的水利工程清淤装置。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种水利工程清淤装置，以解决上述问题，达到有效提高清淤效率以及清淤过程的连续性的目的。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种水利工程清淤装置，包括船体，所述船体的两侧分别设置有污水输送机构，所述污水输送机构的底端与河床对应设置，所述污水输送机构与所述船体之间固定连接有升降单元，所述船体内连接有若干组污泥压滤机构，若干所述污泥压滤机构的进口与所述污水输送机构的出口通过若干污泥换向单元连通，若干所述污泥压滤机构的排水口通过污水过滤组件连通在所述船体的外侧壁上，所述污泥压滤机构的排泥口连通在所述船体的内腔，所述污泥换向单元电性连接有控制器；
5.所述污水输送机构包括输送单元，所述输送单元竖向滑动连接在所述船体的一侧，所述输送单元通过所述升降单元升降，所述输送单元底端的进口连接有第一过滤单元，所述第一过滤单元与所述河床对应设置，所述输送单元的出口对应设置有第二过滤单元，所述第二过滤单元设置在所述船体的内腔顶部，所述第二过滤单元的下方与所述污泥换向单元的进口对应设置。
6.优选的，所述污泥压滤机构包括固定连接在所述船体内腔的第二电机、转动连接在所述船体内腔的第二齿轮，所述第二电机的旋转轴同轴心固定连接有第一齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合，所述第二齿轮的底面铰接有第一压缩单元，所述第二齿轮的顶面铰接有第二压缩单元，所述第一压缩单元与所述第二压缩单元的铰接点沿所述第二齿轮的轴心对称设置，所述船体内腔固定连接有储水箱，所述第一压缩单元与所述第二压缩单元的排水口与所述储水箱内连通，所述第一压缩单元、第二压缩单元的排泥口与所述船体的储泥腔连通。
7.优选的，所述第一压缩单元与所述第二压缩单元结构相同；
8.所述第一压缩单元包括第一传动连杆，所述第一传动连杆的一端铰接在所述第二齿轮的一端面边部，所述第一传动连杆的另一端铰接有第一推杆，所述第一推杆远离所述
第二齿轮的一端固定连接有第一压头组件，所述船体内腔固定连接有第一压缩壳体，所述第一压缩壳体固定贯穿所述储水箱，所述第一推杆穿入所述第一压缩壳体的一端，所述第一压头组件滑动连接在所述第一压缩壳体内，所述第一压缩壳体的另一端抵接有第一端盖，所述第一压头组件与所述第一端盖对应设置，所述第一压缩壳体的中端设置有第一滤布组件，所述第一压缩壳体通过所述第一滤布组件与所述储水箱内连通，所述第一推杆与所述第一压缩壳体之间设置有防堵组件，所述第一压缩壳体的排泥口靠近所述第一端盖设置且与所述储泥腔连通。
9.优选的，所述防堵组件包括第一套筒，所述第一套筒周向转动套设在所述第一推杆的外侧，所述第一套筒的外侧壁上固定连接毛刷，所述毛刷为螺旋状，所述毛刷与所述第一压缩壳体内壁对应设置，所述毛刷的轴向尺寸与所述第一滤布组件的轴向尺寸相适配。
10.优选的，所述船体内设置有污水腔，所述第二过滤单元设置在所述污水腔的顶部，所述污水腔的底部与所述污泥换向单元进口连通；
11.所述污泥换向单元包括固定连接在所述污水腔底部的污水泵，所述污水泵的出口连通有污泥换向阀进口，所述污泥换向阀的两组出口分别与所述第一压缩单元、第二压缩单元的进口连通，所述污水泵、污泥换向阀与所述控制器电性连接。
12.优选的，所述污泥换向阀包括阀体，所述阀体通过污水总管与所述污水腔固定连通，所述阀体通过第一污水支管与所述第一压缩单元的进口连通，所述阀体通过第二污水支管与所述第二压缩单元的进口连通，所述第一污水支管与所述第二污水支管相对设置，所述阀体内转动连接有分流叶片，所述污水总管通过所述分流叶片与所述第一污水支管或所述第二污水支管连通，所述分流叶片中心的旋转轴沿径向设置，所述阀体的外侧壁转动连接有转块，所述转块的旋转轴穿过所述阀体侧壁与所述分流叶片的旋转轴同轴心固定连接，所述转块的边部与所述阀体的侧壁上铰接有电动推杆，所述阀体的侧壁上开设有角度限位槽，所述转块对应限制在所述角度限位槽内，所述电动推杆与所述控制器电性连接。
13.优选的，所述第一过滤单元包括固定连通在所述输送单元底部的刮泥壳体，所述刮泥壳体内远离所述船体行进方向的一侧底面向上倾斜设置，所述刮泥壳体靠近所述行进方向的一侧开设有刮泥口，所述刮泥口固定连接有阻隔梁与若干平行设置的阻隔板，若干所述阻隔板分别对称位于所述阻隔梁的两侧，所述阻隔梁靠近行进方向设置，所述阻隔梁与若干所述阻隔板向远离所述行进方向的一侧倾斜设置，所述刮泥壳体靠近所述行进方向的一侧还固定连接有收集缠绕物的收集组件。
14.优选的，所述收集组件包括固定连接在所述刮泥壳体行进侧的固定板，所述固定板的下方固定连接有若干固定连杆，若干所述固定连杆的底端分别向所述行进方向倾斜设置，若干所述固定连杆的侧壁上分别固定连接有倒刺。
15.优选的，所述第一压头组件为锥形端头，所述第一端盖靠近所述锥形端头的一侧面上开设有锥形槽，所述锥形槽与所述锥形端头对应设置且相适配，所述第一压缩壳体的底部固定连通有污泥管道，所述污泥管道与所述储泥腔连通，所述锥形槽内壁上开设有过孔，所述过孔与所述污泥管道对应设置。
16.本发明具有如下技术效果：输送机构的主要作用是在船体行进过程中将河床的污水输送至船体内；升降单元的主要作用是调节输送机构的高度，即调节输送机构进口的高度，可以输送不同深度的污水；第一过滤单元的主要作用是过滤河床上的水草等缠绕物以
及大块石头，有效避免污水无法正常进入污泥压滤机构；第二过滤单元的主要作用是再次过滤进入污泥压滤机构前的污水，将大于污泥压滤机构排泥口尺寸的石块过滤出，有效避免污泥压滤机构内部在运行过程中被堵塞；污泥换向单元的主要作用是在其中一部分污泥压滤机构在排泥时，另一部分污泥压滤机构能够同步过滤污泥，有效提升排泥过程的连续性，从而有效提高整体清淤过程的连贯性和稳定性；污水过滤组件的主要作用是将滤出的污水进行过滤，避免影响河水中的水质；整体上，本技术能够对不同深度的污水进行清淤，能将淤泥中的污水和污泥分离，还能保证清淤过程的稳定。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本发明清淤装置主视方向示意图；
19.图2为本发明污泥压滤机构示意图；
20.图3为本发明第一端盖示意图；
21.图4为本发明污泥换向阀外观示意图；
22.图5为本发明污泥换向阀内部示意；
23.图6为本发明刮泥壳体俯视方向示意图；
24.图7为本发明固定连杆布置示意图；
25.图8为图1中的a局部放大图；
26.其中，1、船体；2、液压缸；3、输送管道；4、第一电机；5、固定板；6、固定连杆；7、倒刺；8、刮泥壳体；9、阻隔板；10、阻隔梁；11、第二电机；12、第一齿轮；13、第二齿轮；14、第一传动连杆；15、第二传动连杆；16、第一推杆；17、第二推杆；18、第一套筒；19、第二套筒；20、第二压缩壳体；21、储水箱；22、第一压缩壳体；23、第二端盖；24、第二弹簧；25、第一弹簧；26、第一端盖；27、锥形槽；28、第一滤布组件；29、锥形端头；30、污泥管道；31、污水总管；32、阀体；33、第一污水支管；34、转块；35、电动推杆；36、角度限位槽；37、第二污水支管；38、分流叶片；39、滚轮；40、支撑连杆；41、第三套筒；42、距离传感器；43、弹簧；44、顶板。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
29.实施例一：
30.参照图1-7所示，本发明提供了一种水利工程清淤装置，包括船体1，船体1的两侧分别设置有污水输送机构，污水输送机构的底端与河床对应设置，污水输送机构与船体1之
间固定连接有升降单元，船体1内连接有若干组污泥压滤机构，若干污泥压滤机构的进口与污水输送机构的出口通过若干污泥换向单元连通，若干污泥压滤机构的排水口通过污水过滤组件连通在船体1的外侧壁上，污泥压滤机构的排泥口连通在船体1的内腔，污泥换向单元电性连接有控制器；
31.污水输送机构包括输送单元，输送单元竖向滑动连接在船体1的一侧，输送单元通过升降单元升降，输送单元底端的进口连接有第一过滤单元，第一过滤单元与河床对应设置，输送单元的出口对应设置有第二过滤单元，第二过滤单元设置在船体1的内腔顶部，第二过滤单元的下方与污泥换向单元的进口对应设置。
32.输送机构的主要作用是在船体1行进过程中将河床的污水输送至船体1内；升降单元的主要作用是调节输送机构的高度，即调节输送机构进口的高度，可以输送不同深度的污水；第一过滤单元的主要作用是过滤河床上的水草等缠绕物以及大块石头，有效避免污水无法正常进入污泥压滤机构；第二过滤单元的主要作用是再次过滤进入污泥压滤机构前的污水，将大于污泥压滤机构排泥口尺寸的石块过滤出，有效避免污泥压滤机构内部在运行过程中被堵塞；污泥换向单元的主要作用是在其中一部分污泥压滤机构在排泥时，另一部分污泥压滤机构能够同步过滤污泥，有效提升排泥过程的连续性，从而有效提高整体清淤过程的连贯性和稳定性；污水过滤组件的主要作用是将滤出的污水进行过滤，避免影响河水中的水质；整体上，本技术能够对不同深度的污水进行清淤，能将淤泥中的污水和污泥分离，还能保证清淤过程的稳定。
33.进一步优化方案，污泥压滤机构包括固定连接在船体1内腔的第二电机11、转动连接在船体1内腔的第二齿轮13，第二电机11的旋转轴同轴心固定连接有第一齿轮12，第一齿轮12与第二齿轮13啮合，第二齿轮13的底面铰接有第一压缩单元，第二齿轮13的顶面铰接有第二压缩单元，第一压缩单元与第二压缩单元的铰接点沿第二齿轮13的轴心对称设置，船体1内腔固定连接有储水箱21，第一压缩单元与第二压缩单元的排水口与储水箱21内连通，第一压缩单元、第二压缩单元的排泥口与船体1的储泥腔连通。
34.启动第二电机11，依次带动第一齿轮12与第二齿轮13转动，从而带动第一压缩单元与第二压缩单元同步运行，且运行方向相反，第一压缩单元或第二压缩单元进行排泥，第二压缩单元或第一压缩单元内进污水，从而达到排泥过程的连续性的目的。
35.进一步优化方案，第一压缩单元与第二压缩单元结构相同；
36.第一压缩单元包括第一传动连杆14，第一传动连杆14的一端铰接在第二齿轮13的一端面边部，第一传动连杆14的另一端铰接有第一推杆16，第一推杆16远离第二齿轮13的一端固定连接有第一压头组件，船体1内腔固定连接有第一压缩壳体22，第一压缩壳体22固定贯穿储水箱21，第一推杆16穿入第一压缩壳体22的一端，第一压头组件滑动连接在第一压缩壳体22内，第一压缩壳体22的另一端抵接有第一端盖26，第一压头组件与第一端盖26对应设置，第一压缩壳体22的中端设置有第一滤布组件28，第一压缩壳体22通过第一滤布组件28与储水箱21内连通，第一推杆16与第一压缩壳体22之间设置有防堵组件，第一压缩壳体22的排泥口靠近第一端盖26设置且与储泥腔连通。
37.初始状态，第一压缩壳体22为进污水状态，第二压缩壳体20为排泥装台；当第一压缩壳体22内进入一定量的污水，随着第二齿轮13转动，带动第一推杆16向第一压缩壳体22内侧移动，带动第一推杆16向远离第二端盖23的方向移动，使第一压头组件推动污水向第
一端盖26移动，使位于第二压缩壳体20的第二压头组件在第二推杆17的作用下向远离第二端盖23的方向移动，第二弹簧24被释放部分，在移动的过程中第一压头组件不断压缩污水，污水中的污泥和水在压力作用下通过第一滤布组件28分离，滤出的水进入储水箱21内；随着第一压头组件继续推动污水向第一端盖26移动，第一压头组件完全经过第一滤布组件28，此时，污水中的大部分水已经被滤出，剩余的污泥顶开第一端盖26从排泥口进入储泥腔中，第二滤布组件内表面的污泥被第二压缩壳体20内的防堵组件清理出，从而达到排泥连续的目的。
38.第一滤布组件28包括两组桶形的金属网，一组金属网的外侧套设有滤布，另一组金属网套设在滤布的外侧，滤布抵接在两组金属网之间。
39.第一端盖26远离第一压头组件的一侧面与船体1之间固定连接有第一弹簧25。
40.初始状态，第一弹簧25为压缩状态，第一端盖26排泥口与储泥腔错位，未连通；当剩余的污泥不再排出水时，通过第一压头组件的压力，克服第一弹簧25的弹力，第一端盖26排泥口与储泥腔对应且连通。
41.进一步优化方案，防堵组件包括第一套筒18，第一套筒18周向转动套设在第一推杆16的外侧，第一套筒18的外侧壁上固定连接毛刷，毛刷为螺旋状，毛刷与第一压缩壳体22内壁对应设置，毛刷的轴向尺寸与第一滤布组件28的轴向尺寸相适配。位于第二压缩壳体20内的第二套筒19外侧设置有同样结构的毛刷。
42.当第一压头组件在挤压污水的过程中，第一滤布组件28表面会集中大量的污泥，随着第一压头组件的移动，螺旋状的毛刷在第一压缩壳体22内和第一滤布组件28内侧转动，第一滤布组件28内表面大部分污泥被挤压带走，剩余的污泥在螺旋状的毛刷的作用下脱离第一滤布组件28内表面；当第一压头组件反向移动时脱离第一滤布组件28内表面的污泥被螺旋状的毛刷带出第一压缩壳体22；第二压缩壳体20内的排泥原理同上，且与第二压缩壳体20内的排泥时间交错安排。
43.进一步优化方案，船体1内设置有污水腔，第二过滤单元设置在污水腔的顶部，污水腔的底部与污泥换向单元进口连通；
44.污泥换向单元包括固定连接在污水腔底部的污水泵，污水泵的出口连通有污泥换向阀进口，污泥换向阀的两组出口分别与第一压缩单元、第二压缩单元的进口连通，污水泵、污泥换向阀与控制器电性连接。
45.进一步优化方案，污泥换向阀包括阀体32，阀体32通过污水总管31与污水腔固定连通，阀体32通过第一污水支管33与第一压缩单元的进口连通，阀体32通过第二污水支管37与第二压缩单元的进口连通，第一污水支管33与第二污水支管37相对设置，阀体32内转动连接有分流叶片38，污水总管31通过分流叶片38与第一污水支管33或第二污水支管37连通，分流叶片38中心的旋转轴沿径向设置，阀体32的外侧壁转动连接有转块34，转块34的旋转轴穿过阀体32侧壁与分流叶片38的旋转轴同轴心固定连接，转块34的边部与阀体32的侧壁上铰接有电动推杆35，阀体32的侧壁上开设有角度限位槽36，转块34对应限制在角度限位槽36内，电动推杆35与控制器电性连接。
46.初始状态下，污水总管31通过分流叶片38与第一污水支管33或第二污水支管37连通；通过电动推杆35伸长或缩短，带动转块34与分流叶片38同步转动90
°
，此时污水总管31通过分流叶片38与第二污水支管37或第一污水支管33连通。
47.进一步优化方案，第一过滤单元包括固定连通在输送单元底部的刮泥壳体8，刮泥壳体8内远离船体1行进方向的一侧底面向上倾斜设置，刮泥壳体8靠近行进方向的一侧开设有刮泥口，刮泥口固定连接有阻隔梁10与若干平行设置的阻隔板9，若干阻隔板9分别对称位于阻隔梁10的两侧，阻隔梁10靠近行进方向设置，阻隔梁10与若干阻隔板9向远离行进方向的一侧倾斜设置，刮泥壳体8靠近行进方向的一侧还固定连接有收集缠绕物的收集组件。
48.阻隔梁10靠近行进方向设置，位于阻隔梁10两侧的若干阻隔板9依次远离行进方向社会，有利于将石块向两侧挤压，在阻隔板9的作用下，使石块远离刮泥壳体8，有效避免石块进入刮泥壳体8内；倾斜设置的阻隔梁10与若干平行设置的阻隔板9更有利于石块远离刮泥壳体8。
49.进一步优化方案，收集组件包括固定连接在刮泥壳体8行进侧的固定板5，固定板5的下方固定连接有若干固定连杆6，若干固定连杆6的底端分别向行进方向倾斜设置，若干固定连杆6的侧壁上分别固定连接有倒刺7。
50.若干固定连杆6可以将河床表面的缠绕物过滤出，并通过倒刺7有效防止缠绕物脱落。
51.进一步优化方案，第一压头组件为锥形端头29，第一端盖26靠近锥形端头29的一侧面上开设有锥形槽27，锥形槽27与锥形端头29对应设置且相适配，第一压缩壳体22的底部固定连通有污泥管道30，污泥管道30与储泥腔连通，锥形槽27内壁上开设有过孔，过孔与污泥管道30对应设置。
52.通过锥形端头29与锥形槽27贴合，使滤水后的污泥从排泥口挤压至污泥管道30内，从而进入储泥腔内。
53.进一步优化方案，输送单元包括输送管道3，输送管道3竖向滑动连接在船体1的一侧，输送管道3的顶端固定连接有第一电机4，第一电机4的旋转轴穿入输送管道3且还同轴心固定连接有螺旋叶片，螺旋叶片的底端与刮泥壳体8的顶部对应设置；
54.升降单元包括竖向设置的液压缸2，液压缸2的一端固定连接在船体1的一侧，液压缸2的另一端固定连接在输送管道3的外侧壁上。
55.进一步优化方案，控制器为plc控制器。
56.进一步优化方案，第二过滤单元包括金属过滤网，金属过滤网的孔径不大于污泥管道30的内径。
57.进一步优化方案，污水过滤组件采用现有膜式污水过滤，可以选用现有专利cn103803680a中的结构。
58.实施例二
59.参照图1、8所示，本实施例的刮泥壳体8与实施例一的区别仅在于，刮泥壳体8远离固定板5的一侧竖向固定连接有第三套筒41，第三套筒41的内侧顶部连接有顶板44，顶板44的顶面与第三套筒41内的顶面之间连接有压力传感器(图中未显示)，第三套筒41的内侧底部竖向滑动连接有支撑连杆40，支撑连杆40的底端转动连接有滚轮39，滚轮39的底侧与刮泥壳体8的底侧平齐设置，位于第三套筒41内部的支撑连杆40与顶板44的底面之间固定连接有弹簧43，位于第三套筒41内部的支撑连杆40顶面固定连接有距离传感器42，顶板44的底面中心与距离传感器42对应设置，液压缸2、距离传感器42与压力传感器电性连接有plc
控制器。
60.在清淤工作开始之前，首先要探测河床的结构，然后根据指定深度进行清淤；初始状态下，弹簧43为自由状态，通过plc控制器启动液压缸2并伸长，使滚轮39与刮泥壳体8同步下降，当滚轮39与刮泥壳体8开始接触水中的泥沙，刮泥壳体8的进口底部插入泥沙中，滚轮39向上推动支撑连杆40，进而压缩弹簧43，此时压力传感器通过顶板44获取到弹簧43的压缩状态信息，距离传感器42获取到支撑连杆40的上升高度，即获取到了滚轮39与泥沙的接触力度信息，以及刮泥壳体8进入泥沙的深度信息；当压力值指定范围内，船体1无异常，正常行进，刮泥壳体8在该深度范围内进行泥沙收集工作，滚轮39在泥沙中滚动；当压力值超过指定范围，即刮泥壳体8所在泥沙中的深度已经达到影响船体行进的程度，船体1在带动刮泥壳体8行进的过程中会受到很大的阻力，严重的会影响船体1正常行驶，损坏清淤设备，此时，plc控制器将压力传感器的压力信号转化为启动信号传递至液压缸2并缩短，直至压力值达到指定范围内，即在指定深度范围进行清淤工作；这样设备便可以在清淤工作的同时，保证清淤设备的正常、稳定、安全的运行，有助于进一步提高清淤效率和质量；在正常压力值范围内，根据不同深度信息，选择不同深度的清淤工作。
61.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“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发明，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发明的限制。
62.以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。