[发明专利]水力－机械一体化排沙装置

说明书

一、技术领域：

本发明涉及一种排沙装置，特别是涉及一种水力-机械一体化排沙装置，属于水利水电工程领域的技术装备。

二、背景技术：

目前，水库、河道或航道采用的排沙技术有两类：一是机械挖沙：挖泥船配置各种吸泥装置，这种排沙方式需要外加能量将泥浆输送至指定位置，对于淤积量大的水库泥沙则要付出相当大的代价才能达到目的。另一种是水力输沙：利用泥沙运动的特性将泥沙输送至排沙口前再由排沙洞排出，这种排沙方式虽然是利用水力输沙，不需要耗费外加能量，但必须将泥沙运送到排沙口前的漏斗范围内，才能将其输送至水库下游，由于水库坝前排沙漏斗体积有限，往往排沙效率不高。

三、发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种结构简单、操作方便、不需外加能量、排沙效率高且能耗小的水力-机械一体化排沙装置。

本发明为解决技术问题所采取的技术方案是：

一种水力-机械一体化排沙装置，含有虹吸式输沙管和浮筒，所述虹吸式输沙管的首端安装有吸沙器，该吸沙器上固定有潜水箱，所述潜水箱通过钢缆与水面的拖船连接，便于移动，并且，所述潜水箱设置有进气管和排水管，该进气管和排水管的控制阀设置在拖船上，所述进气管分别与压力气源和水源转换连通，便于向进气管内通气或通水。

所述吸沙器含有多个吸沙管口，多个吸沙管口分布在不同方向。

所述吸沙管口的端部封闭，其侧壁上设置有多个吸沙孔。

本发明的积极有益效果是：

1、本发明利用全新的排沙理念，将水力与机械巧妙的结合在一起，改变此前的单纯机械挖(吸)沙和输沙或单纯水力输沙的模式，主要利用自然力(水力)输沙，耗能小、输沙效率高。

2、本发明的吸沙器含有多个吸沙管口，且多个吸沙管口分布在不同方向，所有吸沙管口的端部封闭，其侧壁上设置有多个吸沙孔，这样的机构有效地防止泥沙的淤堵，因而输沙效率更高。

3、本发明的水力-机械一体化排沙装置，虹吸式输沙管的首端安装有吸沙器，其尾端固定在坝体上设置的支墩上，吸沙器上固定有潜水箱，采用潜水箱带动吸沙器上下运动，其操作方便、便于移动控制，使用十分方便。

4、本发明拖船功率不大。吸沙器的升降靠潜水箱的充排水实现，拖船仅带动吸泥头变换位置，另外，泥沙输送靠自然力，输送泥沙过坝的能量由水库上下游的水头差提供，无需外加能量，因而能耗小。

5、本发明排沙效率高。经计算并参考相关文献，其排沙效率可达300kg/m3以上。

6、本发明适用范围广，且结构简单、成本较低，易于推广，具有良好的社会和经济效益。

四、附图说明：

图1为水力-机械一体化排沙装置的结构示意图；

图2为图1中吸沙器俯视图的放大图。

五、具体实施方式：

实施例：参见图1和图2，图中，水力-机械一体化排沙装置的虹吸式输沙管4的首端安装有吸沙器2，该吸沙器2上固定有潜水箱3，潜水箱3通过钢缆10与水面的拖船1连接，便于移动，并且，潜水箱3设置有进气管9和排水管8，该进气管9和排水管8的控制阀设置在拖船1上，进气管9分别与压力气源和水源转换连通，便于向进气管9内通气或通水。虹吸式输沙管4的尾端固定在坝体6上设置的支墩7上。为了增加虹吸式输沙管4的尾端的浮力，在坝体6内侧的虹吸式输沙管4上固定有浮筒5。

为了防止淤堵，吸沙器2设置有五个吸沙管口，五个吸沙管口分布在三个方向上，且吸沙管口的端部封闭，其侧壁上设置有多个吸沙孔。

排沙时，根据不同工程的具体情况，虹吸式输沙管4的过坝位置可选择在泄洪闸、溢流坝或其它位置。尽量选在虹吸管最高点距库水面低的位置，目的是减小虹吸管最高点的真空度。拖船1为简易机动船，其功率可根据具体工程排沙规模而定。初始运行时应将虹吸式输沙管4内预先充满水再放出，形成虹吸管，然后依靠水的压力进行虹吸排沙。

当需要吸沙器2沉入水下时，打开进气管9上的阀门向潜水箱3内充水，潜水箱3下沉。当需要提升吸沙器2并变换位置时，用气泵通过进气管9向潜水箱9内充气，由排水管8压出水体，潜水箱3上浮。潜水箱3的升降靠其自身充排水而产生的浮力实现，除非检修升至水面或岸边外，运行中仅需升到合适高度能使拖船带动横向移动即可。

改变吸沙器上吸沙管口的数量、改变浮筒的数量、以及改变潜水箱进气排水结构能够组成多个实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不一一详述。