专利名称：水利行业用的固定在水流底部淤沙表面的绕流清淤装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及水利行业用的清淤装置，尤其为一种清除河流、渠道、水库排沙口、入河口、入海口中的淤泥、淤沙的装置。
目前，我国河流、渠道、水库、入河口、入海口中淤积十分严重，尤其是黄河流域，对防洪抗旱、人身安全和国家财产都产生了不利的影响，大力进行疏浚清淤势在必行。我国河流、渠道众多，水文、气候、地质条件、淤积情况等各不相同，需要门类品种比较齐全的各种系列疏浚清淤装置。现有的清淤装置很多，例如斗式挖掘机、斗式挖泥船、斗轮式挖泥船、绞吸式挖泥船、螺旋滚筒潜水式清淤机、射流泵清淤机、气力泵清淤机等。它们有的利用机械元件直接挖出淤泥；有的先利用机械元件破淤制浆，再利用泵吸出淤泥；有的利用高压流体(水、气)破淤制浆，而后，或者用泵吸出淤泥、或者让淤泥随水流向下游。它们有的适用于江河、渠道，有的适用于鱼塘、湖库；有的可以在有水期清淤，有的可以在无水期清淤。但是它们的不足之处是设备投资大，例如一台射流船投资人民币近百万元，它们均设有动力装置，并且动力消耗大，工程投资大。
本发明的目的是克服现有技术的不足之处，提供一种利用水流自身能量极少部分作为动力源的绕流清淤装置。该装置不设动力装置，适用于流动水域清淤，例如灌渠、水库排沙口清淤，入河口、入海口整治，河道疏浚清淤工程。
本发明的目的可以通过下述技术方案予以实现。
一种水利行业用的固定在水流底部淤沙表面的绕流清淤装置，该装置主要由若干个绕流元件1和锚定元件2组成；绕流元件1与锚定元件2之间设有连接元件；连接元件包括斜连接件3-1、横连接件3-2和纵连接件3-3。绕流元件1与横连接件3-2采用活动连接，可以是铰接，也可以是链接。锚定元件2与斜连接件3-1、斜连接件3-1与横连接件3-2、横连接件3-2和纵连接件3-3相互连接。
本发明中所述的若干个绕流元件1可以采用矩阵排列方式，也可以采用交错排列方式，组成适应清淤区域长度和宽度的带状装置。
本发明中绕流元件1可以采用柱形绕流元件，包括带连接柄1-1的塞子1-2、密封垫1-3和绕流体1-4。连接柄1-1与塞子1-2可以制成一个整体；密封垫1-3采用薄型软垫；绕流体1-4采用空心圆柱体。
本发明中绕流体1-4可以是球形、流线型，也可以采用其他形状。
图1是水利行业用的固定在水流底部淤沙表面的绕流清淤装置工作状态的主视示意图。
图2是水利行业用的固定在水流底部淤沙表面的绕流清淤装置中的若干绕流元件交错排列方案的俯视示意图。
图3是水利行业用的固定在水流底部淤沙表面的绕流清淤装置中的若干绕流元件矩阵排列方案的俯视示意图。
图4是水利行业用的固定在水流底部淤沙表面的绕流清淤装置中的空心圆柱形绕流元件结构示意图。
图5是水利行业用的固定在水流底部淤沙表面的绕流清淤装置的清淤效果试验曲线图，x轴为清淤区域的长度(单位米)，y轴为清淤深度(单位毫米)。
本发明将结合附图中的实施例作进一步说明。
本发明主要由若干个绕流元件1和锚定元件2组成。绕流元件1与锚定元件2之间设有连接元件。连接元件包括斜连接件3-1、横连接件3-2和纵连接件3-3。绕流元件1与横连接件3-2活动连接，斜连接件3-1与锚定元件2采用链接，为活动连接；斜连接件3-1与横连接件3-2、横连接件3-2与纵连接件3-3固定连接，也可以采用活动连接。斜连接件3-1和纵连接件3-3采用柔性材料，也可以采用刚性材料；横连接件3-2采用设有连接环的金属杆件，也可以采用曲线杆或者其它材质。
本发明中的若干绕流元件1采用矩阵排列方式以及交错排列方式，也可以采用其它排列方式。附图2为摘要附图。
本发明中的绕流元件1采用球头空心圆柱形绕流元件，包括带连接柄1-1的塞子1-2、密封垫1-3和绕流体1-4。连接柄1-1采用金属丝，还可以采用柔性材料。连接柄1-1与横连接件3-2采用链接、为活动连接。连接柄1-1也可以与塞子1-2制成一个整体；塞子1-2与绕流体1-4固定连接，两者之间设有密封垫1-3。
本发明中的绕流元件1也可以采用流线型、球形或其它形状。
本发明中的绕流元件1，经过多次反复试验、计算，采用特定的比重和特定的结构尺寸，并采用设有内空腔的空心体结构。利用其内空腔灌注比重调节剂，比重调节剂可以采用水、泥浆、沙、土、石粉等液态或散状固态物质。绕流元件1也可以采用实心体结构。
本发明中的锚定元件2采用钎式锚，即设有连接环的金属杆件，也可以采用船锚；锚定元件2可以设在该装置的一端，也可以设在该装置的两端，还可以设在该装置的两侧。
以黄河灌渠清淤为例首先测定该水域水流V的深度、宽度、水位、流速、含沙量、泥沙颗粒级配等有关参数；设计、计算绕流元件的结构尺寸和比重；将适量的水或者泥浆等流体灌入绕流元件的空腔，调整比重值，使之符合该水域的清淤要求，并密封之。
按照清淤区域要求的宽度和长度，利用连接元件，将若干个具有特定比重和特定结构尺寸的绕流元件连接成如图2和图3所示的排列组合方式；平铺在渠内淤沙表面；将钎式锚插入淤沙之中。
本发明利用了已为学术界公认的绕流清淤原理。本发明固定在水流底部的淤沙表面；由于绕流元件的特定比重和特定结构尺寸，它能够在水流V的作用下，在淤沙表面作上下浮动和左右摆动之复合运动；而水流V流过每个绕流元件时，流速和方向发生变化，在其周围产生绕流，形成连续脉动压力，使一定范围内的表面淤沙获得动能，发生位移，实现破淤；获得动能的淤沙随着水流V上扬形成悬移质，或者起动为推移质；在串联成带状的若干绕流元件的连续作用下，淤沙不断地向下游移动，达到清淤之目的。
绕流元件所采用的特定结构尺寸，保证了本发明几乎不产生涌水现象。因此采用本发明进行疏浚清淤工程，完全可以保证在水流正常流动的情况下实施。改变了“水中放置装置是加糙、设障、阻流”的传统观念，取得了传统观念所料想不到的积极效果。
本发明的积极效果1.本发明完全利用水流自身的能量作为动力源，无需设置动力装置。
2.本发明结构简单，制造容易，生产投资小，周期短。
3.清淤效果明显。
4.操作简单，实施方便，清淤工程投资小，见效快，5.应用范围广，既可以用于灌渠、水库排沙口清淤，又可以用于入河口、入海口整治，还可以用于河道疏浚等清淤工程。
权利要求
1.一种水利行业用的固定在水流底部淤沙表面的绕流清淤装置，其特征在于该装置主要由若干个绕流元件[1]和锚定元件[2]组成，绕流元件[1]与锚定元件[2]之间设有连接元件，连接元件包括斜连接件[3-1]、横连接件[3-2]和纵连接件[3-3]，绕流元件[1]与横连接件[3-2]活动连接，锚定元件[2]与斜连接件[3-1]、斜连接件[3-1]与横连接件[3-2]、横连接件[3-2]与纵连接件[3-3]相互连接。
2.根据权利要求1所述的水利行业用的固定在水流底部淤沙表面的绕流清淤装置，其特征是所述的若干个绕流元件[1]可以采用矩阵排列方式，也可以采用交错排列方式，组成适应清淤区域长度和宽度的带状装置。
3.根据权利要求1或2所述的水利行业用的固定在水流底部淤沙表面的绕流清淤装置，其特征是所述绕流元件[1]可以是柱形绕流元件，包括带连接柄[1-1]的塞子[1-2]、密封垫[1-3]和绕流体[1-4]，密封垫[1-3]采用薄型软垫，绕流体[1-4]可以是空心圆柱体。
4.根据权利要求3所述的水利行业用的固定在水流底部淤沙表面的绕流清淤装置，其特征是所述绕流体[1-4]可以是球形。
5.根据权利要求3所述的水利行业用的固定在水流底部淤沙表面的绕流清淤装置，其特征是所述绕流体[1-4]可以是流线型。
全文摘要
一种水利行业用的固定在水流底部淤沙表面的绕流清淤装置,包括若干个绕流元件、锚定元件和连接元件。利用水流自身能量的极少部分作为动力源,与绕流元件相互作用,实现绕流清淤。本发明克服了传统观念的制约,经过试验,产生了意想不到的清淤效果。本发明结构简单,制造容易,实施方便,投资小,见效快。适用于流动水域的清淤工程,例如:灌渠、水库排沙口清淤,入河口、入海口整治,以及河道疏浚等清淤工程。
文档编号E02F1/00GK1356433SQ0113550
公开日2002年7月3日 申请日期2001年10月3日 优先权日2001年10月3日
发明者沙国富, 高平安, 马风波, 王红瑛, 李茜 申请人:马风波