一種水力自耕式吸泥頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種水力自耕式吸泥頭，其特征在于它包括鋼管、葉輪組、整流片、主動(dòng)軸、從動(dòng)軸、齒輪組、軸承、耕犁、過濾網(wǎng)和保護(hù)罩，其中：鋼管內(nèi)設(shè)置葉輪組和整流片，整流片固定在鋼管內(nèi)壁，主動(dòng)軸從整流片中心的軸承內(nèi)穿過，齒輪組固定在主動(dòng)軸和從動(dòng)軸上，軸承內(nèi)嵌在齒輪內(nèi)，耕犁焊接在齒輪組上，過濾網(wǎng)套在鋼管的進(jìn)水口，保護(hù)罩將所述各部件封裝在內(nèi)。本發(fā)明可利用外部輸沙管道中高速水流的能量驅(qū)動(dòng)本發(fā)明鋼管內(nèi)的葉輪高速轉(zhuǎn)動(dòng)，使得最終作用在耕犁上的力量能夠輕松地?cái)嚻鸪恋碓趲斓椎挠倌?，無需外加其它動(dòng)力源裝置即可達(dá)到對(duì)水庫水下清淤排沙一體化效果。
【專利說明】一種水力自耕式吸泥頭

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水利工程【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及用于清除水庫內(nèi)淤積泥沙的一種水力自耕式吸泥頭。
[0002]

【背景技術(shù)】
我國(guó)現(xiàn)有水庫8.6萬座，多數(shù)是在20世紀(jì)50— 60年代興建的，缺乏有效的排沙設(shè)計(jì)，多年運(yùn)行之后已普遍出現(xiàn)泥沙淤積現(xiàn)象，嚴(yán)重削減了水庫的興利庫容。水庫泥沙淤積使水庫庫容減小，降低蓄水能力，特別是西北地區(qū)，河流來沙量大，被泥沙淤積的水庫甚至完全喪失水庫功能。部分水庫設(shè)計(jì)有排沙底孔，但只能將排沙底孔口門附近的泥沙排走，且大流量排沙浪費(fèi)水資源。
[0003]水庫水下清淤，利用水庫大壩上下游壓力差，將高含沙水流排出庫外，是當(dāng)前最為高效節(jié)能的清淤措施，但因庫底泥沙板結(jié)，吸泥頭的吸力有限，需要配置動(dòng)力攪動(dòng)庫底泥沙，提高排沙清淤效率。
[0004]中國(guó)專利申請(qǐng)CN85203938提出一種“改進(jìn)型水力吸泥裝置”，該裝置包括分離式控制牽引系統(tǒng)，一個(gè)耕刮吹吸式吸泥頭和鋼管間設(shè)橡膠加筋軟接頭構(gòu)成的輸泥管道及浮吊輸泥管的浮箱；分離式控制牽引系統(tǒng)的特征是控制，牽引設(shè)備分散布置，牽引力直接作用于吸泥頭，吸泥頭水下位置通過鋼絲繩由起吊卷揚(yáng)機(jī)控制；耕刮吹吸式吸泥頭特征是以耕犁直接耕起淤積泥沙，耕犁、進(jìn)泥口，弧形刮泥板對(duì)稱布置，內(nèi)設(shè)活動(dòng)導(dǎo)流板和噴嘴；橡膠加筋軟接頭的特征是以鋼筋為環(huán)筋，鋼絲繩為縱筋構(gòu)成管網(wǎng)骨架，粘結(jié)橡膠形成管壁。該裝置的不足是需要大型柴油機(jī)作為動(dòng)力拖動(dòng)耕刮吹吸式吸泥頭。
[0005]中國(guó)專利申請(qǐng)201220747104提出一種“水力工程清淤裝置”，該裝置包括支架、抽管，其特征在于所述的支架前端設(shè)有震動(dòng)裝置，震動(dòng)裝置一側(cè)設(shè)有抽管頭，還包括吊升機(jī)，吊升機(jī)上設(shè)有吸力泵，抽管一端連接有吸力泵，另一端連接有抽管頭，所述的吊升機(jī)通過鋼絲繩與支架連接。該裝置采用震動(dòng)的方式將淤泥震動(dòng)松軟，再通過吸力泵的吸力，將淤泥由抽管頭吸入抽管，將淤泥排走。該裝置的不足同樣是需要提供很大的動(dòng)力能量來震動(dòng)淤泥，并用吸力泵將泥沙排出。
[0006]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種水力自耕式吸泥頭，本發(fā)明可利用外部輸沙管道中高速水流的能量驅(qū)動(dòng)本發(fā)明鋼管內(nèi)的葉輪高速轉(zhuǎn)動(dòng)，使得最終作用在耕犁上的力量能夠輕松地?cái)嚻鸪恋碓趲斓椎挠倌啵瑹o需外加其它動(dòng)力源裝置即可達(dá)到對(duì)水庫水下清淤排沙一體化效果。
[0008]根據(jù)本發(fā)明提出的一種水力自耕式吸泥頭，其特征在于它包括鋼管、葉輪組、整流片、主動(dòng)軸、從動(dòng)軸、齒輪組、軸承、耕犁、過濾網(wǎng)和保護(hù)罩，其中:所述鋼管內(nèi)設(shè)置葉輪組和整流片，整流片固定在鋼管內(nèi)壁，主動(dòng)軸從整流片中心的軸承內(nèi)穿過，齒輪組固定在主動(dòng)軸和從動(dòng)軸上，軸承內(nèi)嵌在齒輪內(nèi)，耕犁焊接在齒輪組上，過濾網(wǎng)套在鋼管的進(jìn)水口，保護(hù)罩將所述各部件封裝在內(nèi)。
[0009]本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)原理是:本發(fā)明的鋼管內(nèi)設(shè)置葉輪組，利用輸沙管道中高速水流的能量驅(qū)動(dòng)鋼管內(nèi)葉輪高速轉(zhuǎn)動(dòng)，使得對(duì)葉輪組的沖力在主動(dòng)軸上產(chǎn)生了扭力；主動(dòng)軸與從動(dòng)軸5之間通過齒輪組變速，增大了在耕犁上的扭矩；鋼管下端設(shè)置軸承，軸承外設(shè)置齒輪，耕犁的固定端在軸承與齒輪之間隨著齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，攪動(dòng)庫底淤泥，并可通過調(diào)整耕犁的力臂即離軸心距離來調(diào)整其扭力。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比其顯著優(yōu)點(diǎn)在于:一是本發(fā)明能夠利用外部輸沙管道中高速水流的能量驅(qū)動(dòng)本發(fā)明鋼管內(nèi)的葉輪高速轉(zhuǎn)動(dòng)，由主動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)并通過變速齒輪帶動(dòng)從動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，再通過第二組變速齒輪帶動(dòng)耕犁旋轉(zhuǎn)，增大了耕犁的扭矩，使得最終作用在耕犁上的力量能夠輕松地?cái)嚻鸪恋碓趲斓椎挠倌?，泥沙通過絞吸頭和輸沙管排出到水庫下游，發(fā)揮出最大的工作效率。二是本發(fā)明不需要外加其它動(dòng)力源裝置，即可達(dá)到對(duì)水庫水下清淤排沙一體化效果，節(jié)能環(huán)保，且清淤排沙的運(yùn)行成本顯著降低。
[0011]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明提出的一種水力自耕式吸泥頭的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。
[0013]

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0015]結(jié)合圖1，本發(fā)明提出的一種水力自耕式吸泥頭，它包括鋼管(I)、葉輪組(2)、整流片(3)、主動(dòng)軸(4)、從動(dòng)軸(5)、齒輪組(6)、軸承(7)、耕犁(8)、過濾網(wǎng)(9)和保護(hù)罩
(10)，其中:所述鋼管(I)內(nèi)設(shè)置葉輪組(2)和整流片(3)，整流片(3)固定在鋼管(I)內(nèi)壁，主動(dòng)軸(4 )從整流片(3 )中心的軸承內(nèi)穿過，齒輪組(6 )固定在主動(dòng)軸(4 )和從動(dòng)軸(5 )上，軸承(7)內(nèi)嵌在齒輪內(nèi)，耕犁(8)焊接在齒輪組(6)上，過濾網(wǎng)(9)套在鋼管(I)的進(jìn)水口，保護(hù)罩(10)將所述各部件封裝在內(nèi)。
[0016]本發(fā)明進(jìn)一步的優(yōu)選方案是:葉輪組2的葉輪為3?5片；整流片(3)的數(shù)量與葉輪組(2)的葉輪數(shù)量相同，整流片(3)的安裝傾角與葉輪組(2)的葉輪正交設(shè)置；齒輪組
(6)的材質(zhì)為28MnCr5齒輪鋼，能夠保證滿足扭矩的條件下取最大的轉(zhuǎn)速比；耕犁(8)齒尖上鑲?cè)肽湍タ估你t鎳鑰合金鋼。
[0017]本發(fā)明的使用過程為:本發(fā)明作為水下清淤排淤一體化裝置的自耕式吸泥頭，利用外部高速水流從鋼管(I)底部管口流入，驅(qū)動(dòng)第I個(gè)葉輪，經(jīng)第I組整流葉片，驅(qū)動(dòng)第2個(gè)葉輪，經(jīng)第2組整流葉片，驅(qū)動(dòng)第3個(gè)葉輪，主動(dòng)軸(4)與葉輪(2)同步旋轉(zhuǎn)，通過齒輪組(6 )帶動(dòng)從動(dòng)軸(5 )轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)軸(5 )下端的齒輪組(6 )帶動(dòng)內(nèi)設(shè)軸承(7 )的耕犁(8 )的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而疏松底泥，使得高含沙水流從管口吸入沿著輸沙管排到水庫下游。
[0018]本發(fā)明的具體實(shí)施例。以提供直徑為320_無縫鋼管的水力自耕式吸泥頭為例，本發(fā)明各部件的具體尺寸及設(shè)計(jì)要求如下:
鋼管(I):采用Φ 320mm無縫鋼管、管壁厚1mm;鋼管(I)的進(jìn)水口安裝過濾網(wǎng)(9)，防止長(zhǎng)纖維物質(zhì)吸入管內(nèi)纏住葉輪。
[0019]葉輪組(2):采用5葉軸流式水輪機(jī)，轉(zhuǎn)輪輪轂直徑10mm ;葉輪組(2)設(shè)有3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)葉輪，以增大水流對(duì)葉輪的沖力。
[0020]整流片(3):采用輪轂的直徑與葉輪組(2)的葉輪相同，均為100mm，5個(gè)整流片的方向與葉輪組(2)的葉輪正交設(shè)置；在葉輪組(2)的第2、3個(gè)葉輪前安裝整流片(3)，以調(diào)準(zhǔn)水流方向，增大水流對(duì)葉輪的正向沖力。
[0021]主動(dòng)軸(4):采用40CrMn材料、直徑為Φ 50mm。
[0022]從動(dòng)軸(5):采用40CrMn材料、直徑Φ50ι?πι。
[0023]齒輪組(6):設(shè)置大小齒輪，主動(dòng)輪12齒，從動(dòng)輪120齒，兩組齒輪減速，使葉輪組
(2)與耕犁(8)的轉(zhuǎn)速比為100:1，增大耕犁(8)的扭矩。
[0024]軸承(7):內(nèi)徑320mm、外徑 420mm。
[0025]耕犁(8):連接到齒輪，隨齒輪一起做圓周運(yùn)動(dòng)。
[0026]過濾網(wǎng)(9):為方形過濾網(wǎng)，長(zhǎng)800mmX寬600mm,固定在保護(hù)罩(10)的管口、網(wǎng)眼50mmX 50mmo
[0027]保護(hù)罩(10):采用Imm不銹鋼材料、長(zhǎng)800mmX寬600mmX高1500mm ;應(yīng)確保整個(gè)吸頭安裝在保護(hù)罩(10)內(nèi)，以防止碰撞造成從動(dòng)軸(5)變形,防止水中雜物卡住齒輪，影響工作效率。
[0028]本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】中凡未涉到的說明屬于本【技術(shù)領(lǐng)域】的公知技術(shù)，可參考公知技術(shù)加以實(shí)施。
[0029]本發(fā)明經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)驗(yàn)證，取得了滿意的應(yīng)用效果。
【權(quán)利要求】
1.一種水力自耕式吸泥頭，其特征在于它包括鋼管(I)、葉輪組(2)、整流片(3)、主動(dòng)軸(4)、從動(dòng)軸(5)、齒輪組(6)、軸承(7)、耕犁(8)、過濾網(wǎng)(9)和保護(hù)罩(10)，其中:所述鋼管(I)內(nèi)設(shè)置葉輪組(2 )和整流片(3 )，整流片(3 )固定在鋼管(I)內(nèi)壁，主動(dòng)軸(4 )從整流片(3)中心的軸承內(nèi)穿過，齒輪組(6)固定在主動(dòng)軸(4)和從動(dòng)軸(5)上，軸承(7)內(nèi)嵌在齒輪內(nèi)，耕犁(8)焊接在齒輪組(6)上，過濾網(wǎng)(9)套在鋼管(I)的進(jìn)水口，保護(hù)罩(10)將所述各部件封裝在內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水力自耕式吸泥頭，其特征在于葉輪組(2)的葉輪為3?5片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水力自耕式吸泥頭，其特征在于整流片(3)的數(shù)量與葉輪組(2)的葉輪數(shù)量相同，整流片(3)的安裝傾角與葉輪組(2)的葉輪正交設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水力自耕式吸泥頭，其特征在于齒輪組(6)的材質(zhì)為28MnCr5齒輪鋼。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水力自耕式吸泥頭，其特征在于耕犁(8)齒尖上鑲?cè)肽湍タ估你t鎳鑰合金鋼。
【文檔編號(hào)】E02F3/92GK104294873SQ201410461851
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月11日
【發(fā)明者】舒大興 申請(qǐng)人:河海大學(xué)