[发明专利]一种水动机械及其使用方法

摘要

本发明名称为《一种水动机械及其使用方法》，属于水体流动能新能源开发利用技术领域。由于缺乏适用的机械设备和实施方法，水体流动能这一资源最丰富又最清洁廉价的可再生能源一直没有投入使用。本发明提供了水车型将轮式水动机、螺旋式水动机和组和式螺旋桨式水动机作为原动机，用以驱动发电机、泵机、泥沙扰动机、扰吸式泥浆扬升机和铲斗式泥沙挖掘机类工作机，形成了水流发电类、引水灌溉类和河道清淤类机械设备系统，并为建设水流发电厂站、引水灌溉厂站、实施长程引水工程及对河道淤积灾害综合治理提出了独具创意的方法。这些机械设备和使用方法对水流发电新能源开发、实施引黄河之水解黄土高原之渴的引黄济黄工程、解黄河悬河之危及淮河不治之患都提出了具体可行的技术方案。

主权项

一种水动机械，包括螺旋桨式水动机，其特征在于所述的水动机械由水流发电类、引水灌溉类和河道清淤类水动机械组成，以江河自然流动水体或人工排泄水体的底床、船体或水上水下工作平台为承载体，以山岩、堤岸或人造台墩为固着点，安设在水流冲击下作旋转运动的水车型桨轮式水动机或螺旋桨式水动机，用水车型桨轮式水动机或模块式组装的螺旋桨式水动机组驱动发电机发电，就构成水流发电类水动机械，可建成水流发电厂站，用水车型桨轮式水动机或螺旋桨式水动机直接驱动或用水流发电的电能辅助驱动泵机工作，就构成了引水灌溉类水动机械，可建成水动泵站，在船上安装桨轮和水车型桨轮式水动机，在水下工作平台上安装螺旋桨式水动机、自行式犁泥机、泥沙扰动机或扰吸式泥浆扬升机和铲斗式挖泥机，就构成了一种靠河水流动能工作的河道清淤船；所述的河道清淤船在工作状态下船头对着流水前进的方向，在船尾部设置可自动或人工控制高度的水下工作平台，水下工作平台的底部固定安设三个以上带弹簧的滑板状支撑脚(10)、自行式犁泥机、泥沙扰动机或扰吸式泥浆扬升机，在水下工作平台上面安设螺旋桨式水动机，并使之通过传动装置，带动泥沙扰动机或扰吸式泥浆扬升机的工作主轴发生转动，将水底处于凝结状态的泥沙扰动成悬浮颗粒被水流长距离搬运，或变成泥浆被扰吸式泥浆扬升机排放到附近的预设位置重新淤积，以船甲板或甲板上桩墩为基座，使中心主轴横跨船体，在左右船舷外平衡对称地安装两个同型号的水车型桨轮式水动机，这样的水动机可以在船上安装多对，用以驱动发电机或其他工作机，将船舷一侧或两侧的多个水车型桨轮式水动机通过平面连杆机构连接起来，形成同步联动的动力系统，在船头最前面的一对水车转轮的轮圈外缘加装多个铲斗式铲挖泥沙工具，使铲斗运行到转轮下方时铲挖动作是向前的，在铲斗卸载位置处设置卸料导流槽，就构成了铲斗式挖泥机，在船头正前方设置轮毂中心线与船体中心线一致的桨轮，通过带离合器的传动装置与最靠近船头的一对水车型桨轮式水动机的共用轴传动连接；所述的水车型桨轮式水动机由中心主轴(24)、轮毂(23)、辐条(22)、一对圆形轮圈(21)、轮圈连杆、固定桨叶、滑动桨叶(29)、滑轨和桨叶滑动机构、轴承、轴承支架和基座(26)组成，滑轨和桨叶滑动机构由安装在辐条上的滑轨、安装在滑轨或桨叶上的滑动构件、安装在滑动桨叶上的进退挡件(28)、滑轨两端带有弹性垫块的前挡件(27)和后挡件(25)组成，水车型桨轮式水动机转轮固定在中心主轴上或通过轴承围绕中心主轴旋转，中心主轴的轴向与水流流动方向垂直，桨叶安设在分别支撑两轮圈的一对平行辐条(22)组成的平面内，转轮浸没于水中的部分不超过中心主轴，转轮的最大厚度不超过水槽宽度或可用水体的宽度，其中心主轴(24)或转轮轮毂(23)通过加速或不加速的传动装置与发电机的转子轴、泵机的泵轴或清淤类旋转机械的主轴传动连接，形成水动发电机类、水动泵机类或水动清淤机类水动机械，水车型桨轮式水动机发电机组或水动机泵机组可以成区段成规模的安装，建成发电厂站或泵站；所述的自行式犁泥机由多个犁铧机构在横向上排列而成，单个犁铧机构由犁铧(16)、犁身(14)、犁身连接横轴(12)和犁身控制杆(11)组成，犁身呈尖端朝前下方的鱼钩形，尖端部固定一个可按需更换的犁铧(16)，犁身(14)与犁身连接横轴(12)呈固定铰链连接，与犁身控制杆(11)呈活动铰链连接，犁身控制杆(11)上端与可在船上控制其升降的机构相连接，通过上拉或下压犁身控制杆(11)，可控制犁铧(16)插入泥沙的深度，进而控制船体的前进速度，多个这样的单个犁铧机构沿犁身连接横轴(12)一字排列，就构成了自行式犁泥机；所述的泥沙扰动机有横轴和立轴两种类型，横轴式泥沙扰动机由辊面布满叶片状和/或尖齿状刮削工具的转辊、中心辊轴、固定在水下工作平台横杠上的连杆和以连杆为支架的两侧轴承组成，用水下工作平台上的螺旋桨式水动机的主轴或传动轴经过加速或不加速的传动装置与转辊辊轴连接，转辊就会发生刮扫泥沙的转动，立轴式泥沙扰动机由独立的但刷扫区域相连的两个或两个以上布满弹性刷丝(15)的刷头(13)及其上部的直立转轴(8)、以工作平台底杠为支架的转轴轴承及轴顶悬挂装置(9)组成，用螺旋桨式水动机的螺旋桨轴，通过传动装置、加速变速器(7)与泥沙扰动机立轴(8)连接，转刷就会发生扫杨泥沙的转动，横轴和立轴式泥沙扰动机可以同时使用或择一而用；所述的扰吸式泥浆扬升机由立轴式泥沙扰动机外加一个钟形罩壳而成，罩壳悬吊固定在水下工作平台底杠上，顶部中心与泥沙扰动机的立轴呈轴承连接，在罩壳内壁上设置与转刷转动方向一致的上旋螺旋叶片，在罩壳底部留有进水口，上部侧壁上开有泥浆泵的吸浆口，用水下工作平台上螺旋桨式水动机和/或电动机同时驱动扰吸式泥浆扬升机转刷主轴和泥浆泵的泵轴，便将原来处于凝结状态的泥沙变成泥浆，再经泥浆泵排送到水面以上的预定位置。