可控式水动力自动清淤机及其控制系统.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201110243228.X

申请日:

2011.08.23

公开号:

CN102425203A

公开日:

2012.04.25

当前法律状态:

驳回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):E02F 5/28申请公布日:20120425|||实质审查的生效IPC(主分类):E02F 5/28申请日:20110823|||公开

IPC分类号:

E02F5/28; E02F3/18; E02F3/22; E02F3/24; E02F3/26

主分类号:

E02F5/28

申请人:

陈景顺

发明人:

陈景顺

地址:

523000 广东省东莞市寮步镇横坑时富花园阳光花房2座1103

优先权:

专利代理机构:

广州三环专利代理有限公司 44202

代理人:

张艳美;郝传鑫

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内容摘要

本发明公开了一种可控式水动力自动清淤机,包括漂浮体和滚轮装置,所述滚轮装置被所述漂浮体牵引且沉于水底,所述滚轮装置包括滚轮和设于所述滚轮的外表面的多个叶片,其中,所述漂浮体上安装有供电装置和控制装置,所述供电装置连接所述控制装置并对所述控制装置供电,所述滚轮装置还包括安装于所述滚轮内的电磁离合器,所述控制装置的两端通过一电缆分别与所述供电装置和电磁离合器连接,所述控制装置控制所述电磁离合器的通断,所述电磁离合器的通断实现所述滚轮装置的滚动或停止。与现有技术相比,本发明可控式水动力自动清淤机结构简单、合理、紧凑,运营成本低,具备可操控性。本发明同时提供了一种水动力自动清淤机控制系统。

权利要求书

1: 一种可控式可控式水动力自动清淤机, 包括漂浮体和滚轮装置, 所述滚轮装置被所 述漂浮体牵引且沉于水底, 所述滚轮装置包括滚轮和设于所述滚轮的外表面的多个叶片, 其特征在于 : 所述漂浮体上安装有供电装置和控制装置, 所述供电装置连接所述控制装置 并对所述控制装置供电, 所述滚轮装置还包括安装于所述滚轮内的电磁离合器, 所述控制 装置的两端通过一电缆分别与所述供电装置和电磁离合器连接, 所述控制装置控制所述电 磁离合器的通断, 所述电磁离合器的通断实现所述滚轮装置的滚动或停止。
2: 如权利要求 1 所述的可控式水动力自动清淤机, 其特征在于 : 所述供电装置包括发 电机、 发电机控制器以及蓄电池组, 所述发电机控制器控制所述发电机工作, 所述控制装置 连接并控制所述发电机控制器工作, 所述蓄电池组与所述发电机连接并存储所述发电机所 传送的电能。
3: 如权利要求 2 所述的可控式水动力自动清淤机, 其特征在于 : 所述控制装置包括接 触器和可编程控制器, 所述接触器的一端与所述可编程控制器连接, 所述接触器的另一端 通过所述电缆与所述电磁离合器连接, 所述可编程控制器的两端分别与所述发电机控制器 和接触器连接。
4: 如权利要求 1 所述的可控式水动力自动清淤机, 其特征在于 : 所述滚轮装置还包括 一滚轮轴, 所述滚轮套设于所述滚轮轴, 所述滚轮轴开设一槽孔, 所述电缆穿过所述槽孔与 安装于所述滚轮内的电磁离合器连接。
5: 如权利要求 1 所述的可控式水动力自动清淤机, 其特征在于 : 所述叶片呈桨型或板 型。
6: 如权利要求 1-5 任一项所述的可控式水动力自动清淤机, 其特征在于 : 所述可控式 水动力自动清淤机还包括牵引架和导向板, 所述牵引架安装于所述滚轮装置, 且所述牵引 架与所述滚轮可分离地卡合, 所述导向板安装于所述牵引架且靠近所述漂浮体。
7: 一种水动力自动清淤机控制系统, 包括可控式水动力自动清淤机和控制台, 所述可 控式水动力自动清淤机包括漂浮体和滚轮装置, 所述滚轮装置被所述漂浮体牵引且沉于水 底, 所述漂浮体上安装有控制装置, 所述控制台对所述可控式水动力自动清淤机的工作状 态进行控制, 其特征在于 : 所述可控式水动力自动清淤机如权利要求 1-6 任一项所述。
8: 如权利要求 7 所述的水动力自动清淤机控制系统, 其特征在于 : 所述接触器包括第 一触点开关和第二触点开关, 所述控制台为一遥控器。
9: 一种水动力自动清淤机控制系统, 包括可控式水动力自动清淤机、 控制台和通讯装 置, 所述可控式水动力自动清淤机包括漂浮体和滚轮装置, 所述滚轮装置被所述漂浮体牵 引且沉于水底, 所述漂浮体上安装有控制装置和所述通讯装置, 所述控制装置与通讯装置 连接, 所述控制台通过所述通讯装置对所述可控式水动力自动清淤机的工作状态进行控 制, 其特征在于 : 所述可控式水动力自动清淤机如权利要求 1-6 任一项所述。
10: 如权利要求 9 所述的水动力自动清淤机控制系统, 其特征在于 : 所述控制台为一电 脑, 所述电脑上安装有上位机软件和监控所有到 GPRS 设备的连接的软件, 所述通讯装置包 括相互连接的 GPRS 模块和天线, 所述 GPRS 模块与所述控制装置连接。

说明书


可控式水动力自动清淤机及其控制系统

    技术领域 本发明涉及水利机械设备技术领域, 更具体地涉及一种可控式水动力自动清淤机 及其控制系统。
     背景技术 大江大河泥沙淤积严重, 长江中游曾一度断航多日, 汛期与历史同样大流量时水 位上涨了很多, 黄河河底逐年抬高已高出地平成为悬河, 严重威胁两侧河 “下” 城乡广大地 区人民群众生命财产的安全。弯曲河道外侧冲刷、 内侧淤积, 内侧淤积又迫使外侧加速冲 刷, 引起外侧堤岸大面积坍塌, 一侧冲一侧淤, 河道轴线在不断外移, 虽能维持一定的河道 过水断面, 但河道愈来愈弯曲会增大行洪阻力而加速上游河道水位的上涨 ; 若投入大量资 金在外侧抛石保护重要堤岸, 则外侧停止冲刷而内侧继续淤积, 势必缩小河道过水断面加 速上游河道水位上涨, 上游河道水位上涨则增大过水断面减缓流速而加速淤积。水库中流 速大为减缓, 泥沙淤积更为快速, 严重影响有效库容及库内航行。因此, 清淤问题已引起国 家领导的高度重视。
     但是, 现有技术的水下挖泥清淤设备, 包括挖泥船、 泥浆泵、 清淤泵等, 对淤泥的挖 掘需要提供动力, 还要提供动力将淤泥经管道、 船舶等设备向外地输送, 这些设备及其运行 成本很高, 费时、 费力且耗费能源。
     为解决上述问题, 中国发明专利申请号为 201010202421.4 公开了一种水动力自 动清淤机。 所述水动力自动清淤机包括漂浮于水面的漂浮体及被所述漂浮体牵引且沉于水 底的滚轮装置, 所述滚轮装置包括滚轮和设于所述滚轮外表面的多个叶片, 所述滚轮在水 流的推动及所述漂浮体的牵引下滚动, 所述叶片在所述滚轮的滚动过程中将沉积于水底的 泥沙掀起以被水冲走。 所述水动力自动清 淤机利用水流为动力自动清理河床泥沙淤积, 不 需要能源消耗, 且结构简单、 高效且成本低。但是, 一旦将所述水动力自动清淤机投放至河 流内, 便不能控制其工作状态, 严重缺乏可操控性。 另外, 该种清淤设备的清淤效率也较低。
     因此, 有必要提供一种可控式水动力自动清淤机及其控制系统来克服上述缺陷。
     发明内容 本发明的目的是提供一种可控式水动力自动清淤机, 结构简单、 合理、 紧凑, 运营 成本低、 清淤效率高, 具备可操控性。
     本发明的另一目的是提供一种水动力清淤机控制系统, 能实现对投放至河流内的 水动力清淤机的实时监控、 调度以及管理, 且结构简单、 运行成本低、 可操控性强。
     为实现上述目的, 本发明提供一种可控式水动力自动清淤机, 包括漂浮体和滚轮 装置, 所述滚轮装置被所述漂浮体牵引且沉于水底, 所述滚轮装置包括滚轮和设于所述滚 轮的外表面的多个叶片, 其中, 所述漂浮体上安装有供电装置和控制装置, 所述供电装置连 接所述控制装置并对所述控制装置供电, 所述滚轮装置还包括安装于所述滚轮内的电磁离 合器, 所述控制装置的两端通过一电缆分别与所述供电装置和电磁离合器连接, 所述控制
     装置控制所述电磁离合器的通断, 所述电磁离合器的通断实现所述滚轮装置的滚动或停 止。
     与现有技术相比, 由于本发明可控式水动力自动清淤机包括控制装置, 所述控制 装置与所述滚轮装置的电磁离合器连接并控制所述电磁离合器的通断, 所述电磁离合器的 通断实现所述滚轮装置的滚动或停止。在清淤过程中, 通过所述控制装置控制所述电磁离 合器的通断, 从而实现对所述滚轮装置的滚动或停止的控制, 具备可操控性, 且极大地提高 了清淤效果。 另外, 所述可控式水动力自动清淤机, 结构简单、 合理、 紧凑, 运营成本低, 适合 对流动较大的整条河流或一段较长的河段或航道进行清淤工作, 适用范围广。
     较佳地, 在本发明的一优选实施例中, 所述供电装置包括发电机、 发电机 控制器 以及蓄电池组, 所述发电机控制器控制所述发电机工作, 所述控制装置连接并控制所述发 电机控制器工作, 所述蓄电池组与所述发电机连接并存储所述发电机所传送的电能。
     具体地, 所述控制装置包括接触器和可编程控制器, 所述接触器的一端与所述可 编程控制器连接, 所述接触器的另一端通过所述电缆与所述电磁离合器连接, 所述可编程 控制器的两端分别与所述发电机控制器和接触器连接。
     较佳地, 所述滚轮装置还包括一滚轮轴, 所述滚轮套设于所述滚轮轴, 所述滚轮轴 开设一槽孔, 所述电缆穿过所述槽孔与安装于所述滚轮内的电磁离合器连接。 较佳地, 所述叶片呈桨型或板型。
     较佳地, 所述可控式水动力自动清淤机还包括牵引架和导向板, 所述牵引架安装 于所述滚轮装置, 且所述牵引架与所述滚轮可分离地卡合, 所述导向板安装于所述牵引架 且靠近所述漂浮体。
     相应地, 本发明同时提供同了一种水动力自动清淤机控制系统, 包括可控式水动 力自动清淤机和控制台, 所述可控式水动力自动清淤机包括漂浮体和滚轮装置, 所述滚轮 装置被所述漂浮体牵引且沉于水底, 所述控制台对所述可控式水动力自动清淤机的工作状 态进行控制。
     较佳地, 在本发明的一优选实施例中, 所述接触器包括第一触点开关和第二触点 开关, 所述控制台为一遥控器。
     相应地, 本发明还提供同了一种水动力自动清淤机控制系统, 包括可控式水动力 自动清淤机、 控制台和通讯装置, 所述可控式水动力自动清淤机包括漂浮体和滚轮装置, 所 述滚轮装置被所述漂浮体牵引且沉于水底, 所述通讯装置安装于所述漂浮体, 所述控制台 通过所述通讯装置对所述可控式水动力自动清淤机的工作状态进行控制。
     较佳地, 在本发明的另一优选实施例中, 所述控制台为一电脑, 所述电脑上安装有 上位机软件和监控所有到 GPRS 设备的连接的软件, 所述通讯装置包括相互连接的 GPRS 模 块和天线, 所述 GPRS 模块与所述控制装置连接。
     通过以下的描述并结合附图, 本发明将变得更加清晰, 这些附图用于解释本发明 的实施例。
     附图说明
     图 1 为本发明可控式水动力自动清淤机的一实施例的结构示意图。 图 2 为图 1 所示可控式水动力自动清淤机的另一角度的结构示意图。图 3 为图 1 所示可控制水动力自动清淤机的供电装置和控制装置的结构原理框 图 4 为本发明可控式水动力自动清淤机的滚轮装置的内部结构示意图。 图 4a 为图 4 所示滚轮另一角度的结构示意图, 其中端盖嵌入所述滚轮的两端。 图 5 为图 1 所示电缆穿入滚轮轴的结构示意图。 图 5a 为沿图 5 所示 A-A 线的剖面图。 图 6 为本发明可控式水动力自动清淤机的呈桨型的叶片的正视图。 图 7 为本发明可控式水动力自动清淤机另一实施例中滚轮的结构示意图。 图 7a 为沿图 7 所示 B-B 线的剖面图。 图 8 为图 1 所示可控式水动力自动清淤机的工作原理图。 图 8a 为图 8 的右视图。 图 9 为本发明水动力自动清淤机控制系统第一实施例的结构示意图。 图 10 为图 9 所示水动力自动清淤机控制系统的电气控制元件方框图。 图 11 为本发明水动力自动清淤机控制系统第二实施例的结构示意图。 图 12 为图 11 所示水动力自动清淤机控制系统的电气控制元件方框图。图。
     具体实施方式
     现在参考附图描述本发明的实施例, 附图中类似的元件标号代表类似的元件。如 上所述, 本发明提供了一种可控式水动力自动清淤机, 由于所述可控式 水动力自动清淤机 包括控制装置, 所述控制装置与所述滚轮装置的电磁离合器连接并控制所述电磁离合器的 通断, 所述电磁离合器的通断实现所述滚轮装置的滚动或停止。在清淤过程中, 通过所述 控制装置控制所述电磁离合器的通断, 从而实现对所述滚轮装置的滚动或停止的控制, 具 备可操控性, 且极大地提高了清淤效果。另外, 所述可控式水动力自动清淤机, 结构简单、 合理、 紧凑, 运营成本低, 适合对流动较大的整条河流或一段较长的河段或航道进行清淤工 作, 适用范围广。
     请参考图 1 至图 3, 描述了本发明可控式水动力自动清淤机 100 的一实施例。 如图 所示, 所述可控式水动力自动清淤机 100 包括漂浮体 10、 滚轮装置 12、 供电装置 14、 控制装 置 16、 牵引绳 18、 电缆 20、 牵引架 22 以及导向板 24, 所述滚轮装置 12 通过所述牵引绳 18 被所述漂浮体 10 牵引且沉于水底 101 中, 所述供电装置 14 和控制装置 16 安装于所述漂浮 体 10, 所述电缆 20 与所述牵引绳 18 捆扎在一起引入水下, 所述电缆的 20 的一端连接所述 控制装置 16, 所述电缆 20 的另一端进入所述滚轮装置 12 内部, 所述牵引架 22 安装于所述 滚轮装置 12, 且所述牵引架 22 与所述滚轮装置 12 可分离地卡合, 所述导向板 24 安装于所 述牵引架 22 且靠近所述漂浮体 10。
     在本实施例中, 所述供电装置 14 包括发电机 141、 发电机控制器 142、 整流滤波装 置 143 以及蓄电池组 144, 所述整流滤波装置 143 与所述发电机 141 和蓄电池组 144 连接, 所述发电机控制器 142 控制所述发电机 141 工作, 所述控制装置 16 连接并控制所述发电 机控制器 142 工作, 所述蓄电池组 144 通过所述整流滤波装置 143 与所述发电机 141 连接 并存储所述发电机 141 所传送的电能。较佳地, 所述发电机 141 选用永磁发电机直接给所 述蓄电池组 144 充电, 或者选用交流电机整流后给所述蓄电池组 144 充电。所述蓄电池组144 充满或电池电量不足时, 向所述发电机控制器 142 发送一个指示信号, 所述发电机控制 器 142 接收该信号并使所述发电机 141 停止或开始工作。当然, 所述发电机控制器 143 可 与可编程控制器 162 连接, 通过所述可编程控制器 162 来设定发电机 141 的启停条件。可 理解地, 对于小型河流而言, 所述供电装置 14 为蓄电池组组。
     具体地, 所述控制装置 16 包括接触器 161 和可编程控制器 162, 所述接触器 161 的一端与所述可编程控制器 162 连接, 所述接触器 161 的另一端通过所述电缆 20 与所述滚 轮装置 12 内部连接, 所述可编程控制器 162 的两端分别与所述发电机控制器 142 和接触器 161 连接。同时, 所述接触器 161 与所述蓄电池组 144 连接, 以从所述蓄电池组 144 处获得 工作的电源。可选地, 所述接触器 161 为中间继电器。
     请参考图 1、 图 2、 图 4 及图 4a, 所述滚轮装置 12 包括滚轮 121、 滚轮轴 122、 多个 叶片 123、 电磁离合器 124、 配重 125 以及轴承 126, 所述滚轮 121 套设于所述滚轮轴 122 并 通过所述轴承 126 实现灵活转动, 多个所述叶片 123 设于所述滚轮 121 的外表面 ( 本实施 例中, 所述叶片 123 呈桨型, 如图 6 所示, 当然所述叶片 123 也可设计成其他形状, 如板型或 “T” 型 ), 所述叶片 123 可直接焊接于所述滚轮 121 或通过螺栓呈可拆卸地安装于所述滚轮 121, 所述叶片 123 每行之间的夹角建议在 15-45 度之间, 所述滚轮 121 为空心滚筒式滚轮, 所述空心滚筒式滚轮的空心筒内设有一对所述电磁离合器 124 和所述配重 125。对于该种 空心滚筒式滚轮, 所述叶片 123 交错地分布于其表面。对于以细沙沉积为主的河床 ( 如黄 河 ), 河底泥沙极易扬起而被河水冲走, 很适合采用本实施例的可控式水动力自动清淤机进 行航道清理。所述电磁离合器 124 与所述可编程控制器 162 连接, 并在所述可编程控制器 162 预先设定的程序指令下通断, 从而实现所述滚轮装置 12 的间歇滚动。所述配重 124 的 设置可根据河水的流速以调节整个滚轮装置 12 的重量。这样, 所述滚轮装置 12 不会因本 身太轻而被河水冲走, 也不会因本身太重而不被河水冲动。所述滚轮 121 在水流的推动及 所述漂浮体 10 的牵引下滚动, 所述叶片 123 在所述滚轮 121 的滚动过程中将沉积于水底的 泥沙 102 掀起以被水冲走。
     可理解地, 根据河流的流速情况可考虑不在所述滚轮 121 内设置配重 125 ; 当河流 流速过低时, 甚至可以在所述滚轮 121 内设置比重小于 1 的物体以增加所述滚轮装置 12 的 浮力。
     可选地, 所述空心滚筒式滚轮的外表面可开些小孔, 以便所述滚轮进水, 从而较 小所述滚轮的浮力。
     如图 4a 所示, 所述滚轮 121 的两端还分别设有端盖 121a, 且两所述端盖 121a 采用 嵌入式设计。水流方向为 j, 所述滚轮 121 受力方向为 k, 当所述滚轮装置 12 在滚动过程中 发生倾斜时, 所述滚轮 121 的两端所受的河水冲击力就会发生变化, 如图中, 滚轮 121 的 A 端所受的河水冲击力就大于 B 端。所述端盖 121a 对所述滚轮 121 的滚动有自动矫正的作 用。再加上所述漂浮体 10 的牵引作用、 导向板 24 的修正作用, 确保了所述可控式水动力自 动清淤机的前进方向和水流的方向保持一致。
     具体地, 所述牵引架 22 与所述滚轮轴 122 之间由平键连接, 从而不会发生转动。 所 述导向板 24 安装于所述牵引架 22, 可以减小所述滚轮装置 12 滚动过程中发生倾斜的可能 性。当所述滚轮装置 12 的滚轮方向与水流方向不一致时, 所述导向板 24 产生一个矫正力, 使所述滚轮装置 12 滚动时的轴线与水流方向尽量保持垂直, 使得所述滚轮装置 12 更好的滚动。可理解地, 所述导向板 24 的位置不限于图中的中间位置, 也可以放置在两侧, 且数量 不限。
     具体地, 如图 5 及图 5a 所示, 所述滚轮装置 12 的滚轮轴 122 开设一槽孔 122a, 所 述电缆 20 穿过所述槽孔 122a 与安装于所述滚轮内的电磁离合器 124 连接。可理解地, 所 述槽孔 122a 可用铣槽代替, 在所述电缆 20 穿过所述槽孔 122a 或铣槽后, 需进一步采用环 氧树脂或玻璃胶等粘合剂将其缝隙堵住并固定死所述电缆 20。
     较佳地, 所述电磁离合器 124 推荐使用断电时闭合、 通电时分开的离合器。即, 断 电闭合时, 所述滚轮 121 和滚轮轴 122“抱死” , 所述滚轮装置 12 停止滚动 ; 通电分开时, 所 述滚轮装置 12 向前滚动。由于所述滚轮装置 12 在水下工作, 因此在设计所述滚轮装置 12 时应该考虑绝缘、 耐压以及泥沙对所述电磁离合器 124 开合的影响等问题。
     可选地, 如图 7 及图 7a 所示, 在本发明的另一实施例中, 所述滚轮 121 还可以设计 成螺旋连扳结构, 所述滚轮 121 包括端板 121b、 连扳 121c 以及固定板 121d, 两块所述端板 121b 安装于所述滚轮 121 的两端, 多块所述固定板 121d 安装于所述滚轮 121 的外表面, 多 块所述连扳 121c 安装于所述固定板 121d 上。采用这样的设计, 工艺性好, 加工容易、 拆卸 方便, 运输时所占的空间较小, 且可将所述电磁离合器 124、 配重 125 安装于所述滚轮 121 的 中间。 请参考 8 和图 8a, 本实施例可控式水动力自动清淤机的工作原理如下 : 所述滚轮 装置 12 通过所述牵引绳 18 被所述漂浮体 10 牵引且沉于水底 101 中, 而所述滚轮装置 12 的叶片 123 插入泥沙 102 中。当所述滚轮装置 12 的滚轮 121 在水流的推动 ( 水流方向如 图中箭头 N 所示 ) 及所述漂浮体 10 的牵引下滚动 ( 滚动方向如图中箭头 J 所示 ), 所述叶 片 123 在所述滚轮 121 的滚动过程中将沉积于水底的泥沙 102 掀起以被水冲走。另外, 滚 轮 121 的阻挡作用会加快滚轮 121 和河床底部之间河水的流速, 且由于有叶片 123 的支撑, 所述滚轮 121 在滚动过程中与河床之间会有一个间隙, 水流通过这个变得狭窄的间隙时流 速会加快, 并在叶片 123 的作用下河水产生蜗旋, 这大大地加大了河水对河床的冲蚀。
     当通过所述滚轮 121 内的电磁离合器 124 使所述滚轮轴 122 和所述滚轮 121“抱 死” 时, 即所述滚轮 121 和滚轮轴 122 之间不能转动, 就形成了如图 8 所示的制动状态。由 于牵引架 22 和滚轮轴 122 通过平键连接在一起, 它们之间也是不能转动的。因此, 牵引架 22 在滚轮装置 12 巨大的扭矩之下, 随滚轮 122 一起旋转, 有可能导致牵引架 22 的前端插 入泥沙 102 中, 或与牵引绳 18 扭成一个夹角, 这样整个滚轮装置 12 便不能滚动前进, 即实 现了所述滚轮装置 12 的停止。即使由于牵引绳 18 拉力作用使得所述牵引架 22 的前端没 有插入泥沙 102 中, 由于所述滚轮装置 12 自身重量使得所述叶片 123 已深深插入泥沙 102 中, 巨大的摩擦力也是可以制动滚轮装置 12 的。
     在如图所示的制动状态下, 由于所述叶片 123 的支撑作用, 所述滚轮 121 始终和河 床底部保留一个间隙, 而通过该间隙的水流由于所述滚轮 121 和叶片 123 的阻挡作用将会 变得湍急、 激荡、 回旋, 并将会迅速将河底的泥沙卷起。而停止滚轮前进的滚轮装置 12 由于 下边的泥沙被卷走, 将会下沉, 而在下沉过程中, 所述滚轮 121 和河底也会始终保留一定间 隙。湍急的河流会一直不断地冲刷侵蚀所述滚轮装置 12 下边的河床。理论上, 这个过程将 会一直进行下去, 直 到所述滚轮装置 12 的上边缘与河底平齐。在很短的时间内, 所述滚轮 装置 12 下面将会形成一个坑。停留时间越长, 坑越深。若此时在所述可编程控制器 162 预
     先设定的程序指令下使所述滚轮装置 12 向前滚动一个角度, 比如 1/3 周到 1 周之间, 所述 滚轮装置 12 将会前进一小距离。然后在所述可编程控制器 162 预先设定的程序指令下使 得所述电磁离合器 124 对所述滚轮装置 12 再次制动。所述滚轮装置 12 停留一段时间, 又 会在其下面形成一个新坑, 如此循环, 所述滚轮装置 12 滚过的痕迹就会在河底拉出一条深 沟。
     较佳地, 所述叶片 123 不仅仅起支撑作用, 它还为所述滚轮 121 的前进提供了前进 的推动力, 还可以改变水流方向。如图所示, 由于所述叶片 123 的阻挡作用, 使得一部分正 沿 M 方向流动的河水变成沿 K 方向流动, 去冲击河底。
     其次, 以细沙为沉积物的河床在河水的冲刷下会形成独特的半月形波浪纹底, 和 沙漠中的半月形沙丘一样, 这样的形状符合流体力学原理, 是最耐冲蚀的形状, 当滚轮 121 滚过时破坏了这种形状, 也会加大河水对河床的冲蚀。 而且, 利用本发明可控式水动力自动 清淤机进行反复清理, 在河流的中心会被拉出一条狭窄的深沟, 这个狭窄的沟底河水流速 也就会增大, 自然冲蚀效果也就会加大。 这样在河水的自然冲蚀下, 这条由清淤机拉出的狭 窄深沟会在河水的自然冲刷下, 不断的加深加宽。因为同样的流量下, 河水的水道变窄, 河 水的流速就会加快。 当河水低于某临界流速时, 河水中的泥沙就会沉积, 而高于这个临界流 速时, 泥沙就不再沉积而会被冲走。 河道变窄后河水的流速会更快, 流速加快的河水将会加 快对河床的自然冲蚀效果。这样也就大大地加快了河道的清淤的速度和效果。 本发明的可控式水动力自动清淤机不会对河岸和堤坝造成损害。 由于自身重力的 作用, 所述可控式水动力自动清淤机会自动走在河水最深、 最湍急的中间位置。 在经过河流 急转弯处时, 由于所述牵引绳 18 的作用, 所述滚轮装置 12 的运动轨迹会偏向内侧一点, 而 不靠外侧堤坝。
     需要注意的是, 由于所述漂浮体 10 上安装有供电装置 14 和控制装置 16, 因此在设 计和制造过程中要考虑 “防翻滚” 、 “防进水” 等措施。另外, 所述漂 浮体 10 上可设有文字、 声音、 无线电信号、 警示灯等, 以提醒过往船只并保证过往船只的安全。 在本发明中, 所述漂 浮体 10 的作用如下 : (1) 起导向作用, 使所述滚轮装置 12 的滚轮 121 在滚动过程中不至于 倾斜 ; (2) 增大对滚轮 121 的牵引力 ; (3) 起标示作用, 人们可以通过漂浮体 10 的位置, 判断 滚轮 121 大概在什么位置, 是否还在滚动、 滚动的速度如何等等 ; (4) 安装供电装置 14 和控 制装置 16 等电器设备。
     请参考图 9 及图 10, 描述了本发明水动力自动清淤机控制系统的第一实施例, 该 实施例适用于对较短的小河流进行清淤。
     如图所示, 所述水动力自动清淤机控制系统包括可控式水动力自动清淤机 100 和 控制台 200, 所述控制台 200 对所述可控式水动力自动清淤机 100 的工作状态进行控制。
     其中, 所述可控式水动力自动清淤机 100 包括漂浮体 10、 滚轮装置 12、 供电装置 14、 控制装置 16、 牵引绳 18、 电缆 20、 牵引架 22 以及导向板 24, 由于所述滚轮装置 12 的内 部组成及连接关系、 上述各部件之间的连接关系和制动关系如上所述, 在此不再赘述。
     在本实施例中, 所述供电装置 14 为蓄电池组组, 所述控制装置 16 包括接触器 161 和可编程控制器 162, 所述控制台 200 为一遥控器。所述接触器 162 包括触点开关 K1 和触 点开关 K2, 采用遥控器作为控制台便能实现对所述可控式水动力自动清淤机 100 的控制。
     具体地, 如图 10 所示, 当触点开关 K1 断开, 触点开关 K2 闭合时, 所述可控式水动
     力自动清淤机 100 在所述可编程控制器 162 的控制下正常滚动 ; 当触点开关 K1 闭合, 触点 开关 K2 断开时, 所述电磁离合器 124 闭合, 所述可控式水动力自动清淤机 100 停止滚动 ; 当 触点开关 K1、 K2 都闭合时, 所述可控式水动力自动清淤机 100 快速滚动, 不再间歇停顿。需 要注意的是, 对于所述电磁离合器 124, 也可设计成触点开关 K1 闭合, 触点开关 K2 断开时, 所述电磁离合器 124 断开, 所述可控式水动力自动清淤机 100 正常滚动。
     对较短的小河流进行清淤, 本实施例的水动力自动清淤机控制系统有效地 节省 了能源消耗, 且结构简单, 降低了成本。
     再请参考图 11 和图 12, 描述了本发明水动力自动清淤机控制系统的第二实施例, 该实施例适用于对像黄河这样的大型河流的清淤。
     如图所示, 所述水动力自动清淤机控制系统包括可控式水动力自动清淤机 100、 控 制台 200 和通讯装置 300, 所述控制台 200 通过所述通讯装置 300 对所述可控式水动力自动 清淤机 100 的工作状态进行控制。
     其中, 所述可控式水动力自动清淤机 100 包括漂浮体 10、 滚轮装置 12、 供电装置 14、 控制装置 16、 牵引绳 18、 电缆 20、 牵引架 22 以及导向板 24, 由于所述滚轮装置 12 的内 部组成及连接关系、 上述各部件之间的连接关系和制动关系如上所述, 在此不再赘述。
     在本实施例中, 所述供电装置 14 包括发电机 141、 发电机控制器 142、 整流滤波装 置 143 以及蓄电池组 144, 所述控制装置 16 包括接触器 161 和可编程控制器 162, 上述各部 件之间的连接关系和制动关系如上所述, 在此不再赘述。
     具体地, 所述通讯装置 300 包括相互连接的 GPRS 模块 301 和天线 302。较佳地, 在本发明另一优选实施例中, 所述通讯装置 300 还包括 GPS 模块, 所述 GPS 模块分别与所述 GPRS 模块 301 和天线 302 连接。这样, 可以在远程人工控制台的电脑的电子地图上准确显 示所述可控式水动力自动清淤机 100 的实时位置。
     具体地, 所述控制台 200 为一电脑, 所述电脑上安装有上位机软件和监控所有到 GPRS 设备的连接的软件。 具体地, 所述电脑上安装有上位机软件和 SINAUT MICRO SC 软件, 所述电脑与所述通讯装置 300 的 GPRS 模块 301 连接, 从而可以对所述可编程控制器 162 的 程序进行临时修正或重新设定, 进而更好地提高清淤效果。
     对于上述控制台 200, 包括现场控制台和远程人工控制台两种, 两者所使用的设备 相同。 现场控制台即是用可无线上网的笔记本电脑来现场控制所述可控式水动力自动清淤 机 100 的工作状态。如在靠近河边的公路或堤坝上, 监控人员对所述可控式水动力自动清 淤机 100 的运行参数进行临时修正或者重新设定。 远程人工控制台即是监控人员在离所 述可控式水动力自动清淤机 100 较远的距离外对其工作状态进行监控。
     该装置的具体参数可根据河流的大小、 长短、 河水流速情况而设定。以黄河为例, 所述滚轮装置 12 的总长度可以设计为 6m--12m 左右。所述滚轮 121 的直径可设计为 1.5m 左右, 所述叶片 123 的长度设计成 0.8m--1.2m, 宽度为 0.3m 左右, 厚度为 20--25mm。这样, 所述滚轮 121 的直径加上叶片 123 的长度, 其内尺寸在 3m--4m 之间。 所述电磁离合器 124 设 计可选用牙嵌式电磁离合器, 其制动力矩初步选定为 20000--80000 牛顿 . 米, 即每个所述 电磁离合器 124 的制动力矩为 10000--40000 牛顿 . 米。 可选型号 LY10-1000 至 LY10-4000, 其额定电压为直流 110v, 两个所述电磁离合器 124 消耗的总功率在 320--730w 之间。牵引 如此大的滚轮装置 12, 所述漂浮体 10 可选用排水量为十几吨甚至二十几吨以上的船只。 当然, 但若考虑为了打捞方便滚轮装置也可以做的小些, 而相应的漂浮体也可以做的小些。
     如上所述, 本实施例的水动力自动清淤机控制系统, 由于包括通讯装置 300, 从而 可以对所述可编程控制器 162 的程序进行临时修正或重新设定, 进而更好地提高清淤效 果, 同时大大地提高了可操控性。
     以上结合最佳实施例对本发明进行了描述, 但本发明并不局限于以上揭示的实施 例, 而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、 等效组合。

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1、10申请公布号CN102425203A43申请公布日20120425CN102425203ACN102425203A21申请号201110243228X22申请日20110823E02F5/28200601E02F3/18200601E02F3/22200601E02F3/24200601E02F3/2620060171申请人陈景顺地址523000广东省东莞市寮步镇横坑时富花园阳光花房2座110372发明人陈景顺74专利代理机构广州三环专利代理有限公司44202代理人张艳美郝传鑫54发明名称可控式水动力自动清淤机及其控制系统57摘要本发明公开了一种可控式水动力自动清淤机,包括漂浮体和滚轮装置,。

2、所述滚轮装置被所述漂浮体牵引且沉于水底,所述滚轮装置包括滚轮和设于所述滚轮的外表面的多个叶片,其中,所述漂浮体上安装有供电装置和控制装置,所述供电装置连接所述控制装置并对所述控制装置供电,所述滚轮装置还包括安装于所述滚轮内的电磁离合器,所述控制装置的两端通过一电缆分别与所述供电装置和电磁离合器连接,所述控制装置控制所述电磁离合器的通断,所述电磁离合器的通断实现所述滚轮装置的滚动或停止。与现有技术相比,本发明可控式水动力自动清淤机结构简单、合理、紧凑,运营成本低,具备可操控性。本发明同时提供了一种水动力自动清淤机控制系统。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1。

3、页说明书8页附图8页CN102425210A1/1页21一种可控式可控式水动力自动清淤机,包括漂浮体和滚轮装置,所述滚轮装置被所述漂浮体牵引且沉于水底,所述滚轮装置包括滚轮和设于所述滚轮的外表面的多个叶片,其特征在于所述漂浮体上安装有供电装置和控制装置,所述供电装置连接所述控制装置并对所述控制装置供电,所述滚轮装置还包括安装于所述滚轮内的电磁离合器,所述控制装置的两端通过一电缆分别与所述供电装置和电磁离合器连接,所述控制装置控制所述电磁离合器的通断,所述电磁离合器的通断实现所述滚轮装置的滚动或停止。2如权利要求1所述的可控式水动力自动清淤机,其特征在于所述供电装置包括发电机、发电机控制器以及蓄。

4、电池组,所述发电机控制器控制所述发电机工作,所述控制装置连接并控制所述发电机控制器工作,所述蓄电池组与所述发电机连接并存储所述发电机所传送的电能。3如权利要求2所述的可控式水动力自动清淤机,其特征在于所述控制装置包括接触器和可编程控制器,所述接触器的一端与所述可编程控制器连接,所述接触器的另一端通过所述电缆与所述电磁离合器连接,所述可编程控制器的两端分别与所述发电机控制器和接触器连接。4如权利要求1所述的可控式水动力自动清淤机,其特征在于所述滚轮装置还包括一滚轮轴,所述滚轮套设于所述滚轮轴,所述滚轮轴开设一槽孔,所述电缆穿过所述槽孔与安装于所述滚轮内的电磁离合器连接。5如权利要求1所述的可控式。

5、水动力自动清淤机,其特征在于所述叶片呈桨型或板型。6如权利要求15任一项所述的可控式水动力自动清淤机,其特征在于所述可控式水动力自动清淤机还包括牵引架和导向板,所述牵引架安装于所述滚轮装置,且所述牵引架与所述滚轮可分离地卡合,所述导向板安装于所述牵引架且靠近所述漂浮体。7一种水动力自动清淤机控制系统,包括可控式水动力自动清淤机和控制台,所述可控式水动力自动清淤机包括漂浮体和滚轮装置,所述滚轮装置被所述漂浮体牵引且沉于水底,所述漂浮体上安装有控制装置,所述控制台对所述可控式水动力自动清淤机的工作状态进行控制,其特征在于所述可控式水动力自动清淤机如权利要求16任一项所述。8如权利要求7所述的水动力。

6、自动清淤机控制系统,其特征在于所述接触器包括第一触点开关和第二触点开关,所述控制台为一遥控器。9一种水动力自动清淤机控制系统,包括可控式水动力自动清淤机、控制台和通讯装置,所述可控式水动力自动清淤机包括漂浮体和滚轮装置,所述滚轮装置被所述漂浮体牵引且沉于水底,所述漂浮体上安装有控制装置和所述通讯装置,所述控制装置与通讯装置连接,所述控制台通过所述通讯装置对所述可控式水动力自动清淤机的工作状态进行控制,其特征在于所述可控式水动力自动清淤机如权利要求16任一项所述。10如权利要求9所述的水动力自动清淤机控制系统,其特征在于所述控制台为一电脑,所述电脑上安装有上位机软件和监控所有到GPRS设备的连接。

7、的软件,所述通讯装置包括相互连接的GPRS模块和天线,所述GPRS模块与所述控制装置连接。权利要求书CN102425203ACN102425210A1/8页3可控式水动力自动清淤机及其控制系统技术领域0001本发明涉及水利机械设备技术领域,更具体地涉及一种可控式水动力自动清淤机及其控制系统。背景技术0002大江大河泥沙淤积严重,长江中游曾一度断航多日,汛期与历史同样大流量时水位上涨了很多,黄河河底逐年抬高已高出地平成为悬河,严重威胁两侧河“下”城乡广大地区人民群众生命财产的安全。弯曲河道外侧冲刷、内侧淤积,内侧淤积又迫使外侧加速冲刷,引起外侧堤岸大面积坍塌,一侧冲一侧淤,河道轴线在不断外移,虽。

8、能维持一定的河道过水断面,但河道愈来愈弯曲会增大行洪阻力而加速上游河道水位的上涨;若投入大量资金在外侧抛石保护重要堤岸,则外侧停止冲刷而内侧继续淤积,势必缩小河道过水断面加速上游河道水位上涨,上游河道水位上涨则增大过水断面减缓流速而加速淤积。水库中流速大为减缓,泥沙淤积更为快速,严重影响有效库容及库内航行。因此,清淤问题已引起国家领导的高度重视。0003但是,现有技术的水下挖泥清淤设备,包括挖泥船、泥浆泵、清淤泵等,对淤泥的挖掘需要提供动力,还要提供动力将淤泥经管道、船舶等设备向外地输送,这些设备及其运行成本很高,费时、费力且耗费能源。0004为解决上述问题,中国发明专利申请号为2010102。

9、024214公开了一种水动力自动清淤机。所述水动力自动清淤机包括漂浮于水面的漂浮体及被所述漂浮体牵引且沉于水底的滚轮装置,所述滚轮装置包括滚轮和设于所述滚轮外表面的多个叶片,所述滚轮在水流的推动及所述漂浮体的牵引下滚动,所述叶片在所述滚轮的滚动过程中将沉积于水底的泥沙掀起以被水冲走。所述水动力自动清淤机利用水流为动力自动清理河床泥沙淤积,不需要能源消耗,且结构简单、高效且成本低。但是,一旦将所述水动力自动清淤机投放至河流内,便不能控制其工作状态,严重缺乏可操控性。另外,该种清淤设备的清淤效率也较低。0005因此,有必要提供一种可控式水动力自动清淤机及其控制系统来克服上述缺陷。发明内容0006本。

10、发明的目的是提供一种可控式水动力自动清淤机,结构简单、合理、紧凑,运营成本低、清淤效率高,具备可操控性。0007本发明的另一目的是提供一种水动力清淤机控制系统,能实现对投放至河流内的水动力清淤机的实时监控、调度以及管理,且结构简单、运行成本低、可操控性强。0008为实现上述目的,本发明提供一种可控式水动力自动清淤机,包括漂浮体和滚轮装置,所述滚轮装置被所述漂浮体牵引且沉于水底,所述滚轮装置包括滚轮和设于所述滚轮的外表面的多个叶片,其中,所述漂浮体上安装有供电装置和控制装置,所述供电装置连接所述控制装置并对所述控制装置供电,所述滚轮装置还包括安装于所述滚轮内的电磁离合器,所述控制装置的两端通过一。

11、电缆分别与所述供电装置和电磁离合器连接,所述控制说明书CN102425203ACN102425210A2/8页4装置控制所述电磁离合器的通断,所述电磁离合器的通断实现所述滚轮装置的滚动或停止。0009与现有技术相比,由于本发明可控式水动力自动清淤机包括控制装置,所述控制装置与所述滚轮装置的电磁离合器连接并控制所述电磁离合器的通断,所述电磁离合器的通断实现所述滚轮装置的滚动或停止。在清淤过程中,通过所述控制装置控制所述电磁离合器的通断,从而实现对所述滚轮装置的滚动或停止的控制,具备可操控性,且极大地提高了清淤效果。另外,所述可控式水动力自动清淤机,结构简单、合理、紧凑,运营成本低,适合对流动较大。

12、的整条河流或一段较长的河段或航道进行清淤工作,适用范围广。0010较佳地,在本发明的一优选实施例中,所述供电装置包括发电机、发电机控制器以及蓄电池组,所述发电机控制器控制所述发电机工作,所述控制装置连接并控制所述发电机控制器工作,所述蓄电池组与所述发电机连接并存储所述发电机所传送的电能。0011具体地,所述控制装置包括接触器和可编程控制器,所述接触器的一端与所述可编程控制器连接,所述接触器的另一端通过所述电缆与所述电磁离合器连接,所述可编程控制器的两端分别与所述发电机控制器和接触器连接。0012较佳地,所述滚轮装置还包括一滚轮轴,所述滚轮套设于所述滚轮轴,所述滚轮轴开设一槽孔,所述电缆穿过所述。

13、槽孔与安装于所述滚轮内的电磁离合器连接。0013较佳地,所述叶片呈桨型或板型。0014较佳地,所述可控式水动力自动清淤机还包括牵引架和导向板,所述牵引架安装于所述滚轮装置,且所述牵引架与所述滚轮可分离地卡合,所述导向板安装于所述牵引架且靠近所述漂浮体。0015相应地,本发明同时提供同了一种水动力自动清淤机控制系统,包括可控式水动力自动清淤机和控制台,所述可控式水动力自动清淤机包括漂浮体和滚轮装置,所述滚轮装置被所述漂浮体牵引且沉于水底,所述控制台对所述可控式水动力自动清淤机的工作状态进行控制。0016较佳地,在本发明的一优选实施例中,所述接触器包括第一触点开关和第二触点开关,所述控制台为一遥控。

14、器。0017相应地,本发明还提供同了一种水动力自动清淤机控制系统,包括可控式水动力自动清淤机、控制台和通讯装置,所述可控式水动力自动清淤机包括漂浮体和滚轮装置,所述滚轮装置被所述漂浮体牵引且沉于水底,所述通讯装置安装于所述漂浮体,所述控制台通过所述通讯装置对所述可控式水动力自动清淤机的工作状态进行控制。0018较佳地,在本发明的另一优选实施例中,所述控制台为一电脑,所述电脑上安装有上位机软件和监控所有到GPRS设备的连接的软件,所述通讯装置包括相互连接的GPRS模块和天线,所述GPRS模块与所述控制装置连接。0019通过以下的描述并结合附图,本发明将变得更加清晰,这些附图用于解释本发明的实施例。

15、。附图说明0020图1为本发明可控式水动力自动清淤机的一实施例的结构示意图。0021图2为图1所示可控式水动力自动清淤机的另一角度的结构示意图。说明书CN102425203ACN102425210A3/8页50022图3为图1所示可控制水动力自动清淤机的供电装置和控制装置的结构原理框图。0023图4为本发明可控式水动力自动清淤机的滚轮装置的内部结构示意图。0024图4A为图4所示滚轮另一角度的结构示意图,其中端盖嵌入所述滚轮的两端。0025图5为图1所示电缆穿入滚轮轴的结构示意图。0026图5A为沿图5所示AA线的剖面图。0027图6为本发明可控式水动力自动清淤机的呈桨型的叶片的正视图。002。

16、8图7为本发明可控式水动力自动清淤机另一实施例中滚轮的结构示意图。0029图7A为沿图7所示BB线的剖面图。0030图8为图1所示可控式水动力自动清淤机的工作原理图。0031图8A为图8的右视图。0032图9为本发明水动力自动清淤机控制系统第一实施例的结构示意图。0033图10为图9所示水动力自动清淤机控制系统的电气控制元件方框图。0034图11为本发明水动力自动清淤机控制系统第二实施例的结构示意图。0035图12为图11所示水动力自动清淤机控制系统的电气控制元件方框图。具体实施方式0036现在参考附图描述本发明的实施例,附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述,本发明提供了一种可控式水动。

17、力自动清淤机,由于所述可控式水动力自动清淤机包括控制装置,所述控制装置与所述滚轮装置的电磁离合器连接并控制所述电磁离合器的通断,所述电磁离合器的通断实现所述滚轮装置的滚动或停止。在清淤过程中,通过所述控制装置控制所述电磁离合器的通断,从而实现对所述滚轮装置的滚动或停止的控制,具备可操控性,且极大地提高了清淤效果。另外,所述可控式水动力自动清淤机,结构简单、合理、紧凑,运营成本低,适合对流动较大的整条河流或一段较长的河段或航道进行清淤工作,适用范围广。0037请参考图1至图3,描述了本发明可控式水动力自动清淤机100的一实施例。如图所示,所述可控式水动力自动清淤机100包括漂浮体10、滚轮装置1。

18、2、供电装置14、控制装置16、牵引绳18、电缆20、牵引架22以及导向板24,所述滚轮装置12通过所述牵引绳18被所述漂浮体10牵引且沉于水底101中,所述供电装置14和控制装置16安装于所述漂浮体10,所述电缆20与所述牵引绳18捆扎在一起引入水下,所述电缆的20的一端连接所述控制装置16,所述电缆20的另一端进入所述滚轮装置12内部,所述牵引架22安装于所述滚轮装置12,且所述牵引架22与所述滚轮装置12可分离地卡合,所述导向板24安装于所述牵引架22且靠近所述漂浮体10。0038在本实施例中,所述供电装置14包括发电机141、发电机控制器142、整流滤波装置143以及蓄电池组144,所。

19、述整流滤波装置143与所述发电机141和蓄电池组144连接,所述发电机控制器142控制所述发电机141工作,所述控制装置16连接并控制所述发电机控制器142工作,所述蓄电池组144通过所述整流滤波装置143与所述发电机141连接并存储所述发电机141所传送的电能。较佳地,所述发电机141选用永磁发电机直接给所述蓄电池组144充电,或者选用交流电机整流后给所述蓄电池组144充电。所述蓄电池组说明书CN102425203ACN102425210A4/8页6144充满或电池电量不足时,向所述发电机控制器142发送一个指示信号,所述发电机控制器142接收该信号并使所述发电机141停止或开始工作。当然,。

20、所述发电机控制器143可与可编程控制器162连接,通过所述可编程控制器162来设定发电机141的启停条件。可理解地,对于小型河流而言,所述供电装置14为蓄电池组组。0039具体地,所述控制装置16包括接触器161和可编程控制器162,所述接触器161的一端与所述可编程控制器162连接,所述接触器161的另一端通过所述电缆20与所述滚轮装置12内部连接,所述可编程控制器162的两端分别与所述发电机控制器142和接触器161连接。同时,所述接触器161与所述蓄电池组144连接,以从所述蓄电池组144处获得工作的电源。可选地,所述接触器161为中间继电器。0040请参考图1、图2、图4及图4A,所述。

21、滚轮装置12包括滚轮121、滚轮轴122、多个叶片123、电磁离合器124、配重125以及轴承126,所述滚轮121套设于所述滚轮轴122并通过所述轴承126实现灵活转动,多个所述叶片123设于所述滚轮121的外表面本实施例中,所述叶片123呈桨型,如图6所示,当然所述叶片123也可设计成其他形状,如板型或“T”型,所述叶片123可直接焊接于所述滚轮121或通过螺栓呈可拆卸地安装于所述滚轮121,所述叶片123每行之间的夹角建议在1545度之间,所述滚轮121为空心滚筒式滚轮,所述空心滚筒式滚轮的空心筒内设有一对所述电磁离合器124和所述配重125。对于该种空心滚筒式滚轮,所述叶片123交错地。

22、分布于其表面。对于以细沙沉积为主的河床如黄河,河底泥沙极易扬起而被河水冲走,很适合采用本实施例的可控式水动力自动清淤机进行航道清理。所述电磁离合器124与所述可编程控制器162连接,并在所述可编程控制器162预先设定的程序指令下通断,从而实现所述滚轮装置12的间歇滚动。所述配重124的设置可根据河水的流速以调节整个滚轮装置12的重量。这样,所述滚轮装置12不会因本身太轻而被河水冲走,也不会因本身太重而不被河水冲动。所述滚轮121在水流的推动及所述漂浮体10的牵引下滚动,所述叶片123在所述滚轮121的滚动过程中将沉积于水底的泥沙102掀起以被水冲走。0041可理解地,根据河流的流速情况可考虑不。

23、在所述滚轮121内设置配重125;当河流流速过低时,甚至可以在所述滚轮121内设置比重小于1的物体以增加所述滚轮装置12的浮力。0042可选地,所述空心滚筒式滚轮的外表面可开些小孔,以便所述滚轮进水,从而较小所述滚轮的浮力。0043如图4A所示,所述滚轮121的两端还分别设有端盖121A,且两所述端盖121A采用嵌入式设计。水流方向为J,所述滚轮121受力方向为K,当所述滚轮装置12在滚动过程中发生倾斜时,所述滚轮121的两端所受的河水冲击力就会发生变化,如图中,滚轮121的A端所受的河水冲击力就大于B端。所述端盖121A对所述滚轮121的滚动有自动矫正的作用。再加上所述漂浮体10的牵引作用、。

24、导向板24的修正作用,确保了所述可控式水动力自动清淤机的前进方向和水流的方向保持一致。0044具体地,所述牵引架22与所述滚轮轴122之间由平键连接,从而不会发生转动。所述导向板24安装于所述牵引架22,可以减小所述滚轮装置12滚动过程中发生倾斜的可能性。当所述滚轮装置12的滚轮方向与水流方向不一致时,所述导向板24产生一个矫正力,使所述滚轮装置12滚动时的轴线与水流方向尽量保持垂直,使得所述滚轮装置12更好的说明书CN102425203ACN102425210A5/8页7滚动。可理解地,所述导向板24的位置不限于图中的中间位置,也可以放置在两侧,且数量不限。0045具体地,如图5及图5A所示。

25、,所述滚轮装置12的滚轮轴122开设一槽孔122A,所述电缆20穿过所述槽孔122A与安装于所述滚轮内的电磁离合器124连接。可理解地,所述槽孔122A可用铣槽代替,在所述电缆20穿过所述槽孔122A或铣槽后,需进一步采用环氧树脂或玻璃胶等粘合剂将其缝隙堵住并固定死所述电缆20。0046较佳地,所述电磁离合器124推荐使用断电时闭合、通电时分开的离合器。即,断电闭合时,所述滚轮121和滚轮轴122“抱死”,所述滚轮装置12停止滚动;通电分开时,所述滚轮装置12向前滚动。由于所述滚轮装置12在水下工作,因此在设计所述滚轮装置12时应该考虑绝缘、耐压以及泥沙对所述电磁离合器124开合的影响等问题。。

26、0047可选地,如图7及图7A所示,在本发明的另一实施例中,所述滚轮121还可以设计成螺旋连扳结构,所述滚轮121包括端板121B、连扳121C以及固定板121D,两块所述端板121B安装于所述滚轮121的两端,多块所述固定板121D安装于所述滚轮121的外表面,多块所述连扳121C安装于所述固定板121D上。采用这样的设计,工艺性好,加工容易、拆卸方便,运输时所占的空间较小,且可将所述电磁离合器124、配重125安装于所述滚轮121的中间。0048请参考8和图8A,本实施例可控式水动力自动清淤机的工作原理如下所述滚轮装置12通过所述牵引绳18被所述漂浮体10牵引且沉于水底101中,而所述滚轮。

27、装置12的叶片123插入泥沙102中。当所述滚轮装置12的滚轮121在水流的推动水流方向如图中箭头N所示及所述漂浮体10的牵引下滚动滚动方向如图中箭头J所示,所述叶片123在所述滚轮121的滚动过程中将沉积于水底的泥沙102掀起以被水冲走。另外,滚轮121的阻挡作用会加快滚轮121和河床底部之间河水的流速,且由于有叶片123的支撑,所述滚轮121在滚动过程中与河床之间会有一个间隙,水流通过这个变得狭窄的间隙时流速会加快,并在叶片123的作用下河水产生蜗旋,这大大地加大了河水对河床的冲蚀。0049当通过所述滚轮121内的电磁离合器124使所述滚轮轴122和所述滚轮121“抱死”时,即所述滚轮12。

28、1和滚轮轴122之间不能转动,就形成了如图8所示的制动状态。由于牵引架22和滚轮轴122通过平键连接在一起,它们之间也是不能转动的。因此,牵引架22在滚轮装置12巨大的扭矩之下,随滚轮122一起旋转,有可能导致牵引架22的前端插入泥沙102中,或与牵引绳18扭成一个夹角,这样整个滚轮装置12便不能滚动前进,即实现了所述滚轮装置12的停止。即使由于牵引绳18拉力作用使得所述牵引架22的前端没有插入泥沙102中,由于所述滚轮装置12自身重量使得所述叶片123已深深插入泥沙102中,巨大的摩擦力也是可以制动滚轮装置12的。0050在如图所示的制动状态下,由于所述叶片123的支撑作用,所述滚轮121始。

29、终和河床底部保留一个间隙,而通过该间隙的水流由于所述滚轮121和叶片123的阻挡作用将会变得湍急、激荡、回旋,并将会迅速将河底的泥沙卷起。而停止滚轮前进的滚轮装置12由于下边的泥沙被卷走,将会下沉,而在下沉过程中,所述滚轮121和河底也会始终保留一定间隙。湍急的河流会一直不断地冲刷侵蚀所述滚轮装置12下边的河床。理论上,这个过程将会一直进行下去,直到所述滚轮装置12的上边缘与河底平齐。在很短的时间内,所述滚轮装置12下面将会形成一个坑。停留时间越长,坑越深。若此时在所述可编程控制器162预说明书CN102425203ACN102425210A6/8页8先设定的程序指令下使所述滚轮装置12向前滚。

30、动一个角度,比如1/3周到1周之间,所述滚轮装置12将会前进一小距离。然后在所述可编程控制器162预先设定的程序指令下使得所述电磁离合器124对所述滚轮装置12再次制动。所述滚轮装置12停留一段时间,又会在其下面形成一个新坑,如此循环,所述滚轮装置12滚过的痕迹就会在河底拉出一条深沟。0051较佳地,所述叶片123不仅仅起支撑作用,它还为所述滚轮121的前进提供了前进的推动力,还可以改变水流方向。如图所示,由于所述叶片123的阻挡作用,使得一部分正沿M方向流动的河水变成沿K方向流动,去冲击河底。0052其次,以细沙为沉积物的河床在河水的冲刷下会形成独特的半月形波浪纹底,和沙漠中的半月形沙丘一样。

31、,这样的形状符合流体力学原理,是最耐冲蚀的形状,当滚轮121滚过时破坏了这种形状,也会加大河水对河床的冲蚀。而且,利用本发明可控式水动力自动清淤机进行反复清理,在河流的中心会被拉出一条狭窄的深沟,这个狭窄的沟底河水流速也就会增大,自然冲蚀效果也就会加大。这样在河水的自然冲蚀下,这条由清淤机拉出的狭窄深沟会在河水的自然冲刷下,不断的加深加宽。因为同样的流量下,河水的水道变窄,河水的流速就会加快。当河水低于某临界流速时,河水中的泥沙就会沉积,而高于这个临界流速时,泥沙就不再沉积而会被冲走。河道变窄后河水的流速会更快,流速加快的河水将会加快对河床的自然冲蚀效果。这样也就大大地加快了河道的清淤的速度和。

32、效果。0053本发明的可控式水动力自动清淤机不会对河岸和堤坝造成损害。由于自身重力的作用,所述可控式水动力自动清淤机会自动走在河水最深、最湍急的中间位置。在经过河流急转弯处时,由于所述牵引绳18的作用,所述滚轮装置12的运动轨迹会偏向内侧一点,而不靠外侧堤坝。0054需要注意的是,由于所述漂浮体10上安装有供电装置14和控制装置16,因此在设计和制造过程中要考虑“防翻滚”、“防进水”等措施。另外,所述漂浮体10上可设有文字、声音、无线电信号、警示灯等,以提醒过往船只并保证过往船只的安全。在本发明中,所述漂浮体10的作用如下1起导向作用,使所述滚轮装置12的滚轮121在滚动过程中不至于倾斜;2增。

33、大对滚轮121的牵引力;3起标示作用,人们可以通过漂浮体10的位置,判断滚轮121大概在什么位置,是否还在滚动、滚动的速度如何等等;4安装供电装置14和控制装置16等电器设备。0055请参考图9及图10,描述了本发明水动力自动清淤机控制系统的第一实施例,该实施例适用于对较短的小河流进行清淤。0056如图所示,所述水动力自动清淤机控制系统包括可控式水动力自动清淤机100和控制台200,所述控制台200对所述可控式水动力自动清淤机100的工作状态进行控制。0057其中,所述可控式水动力自动清淤机100包括漂浮体10、滚轮装置12、供电装置14、控制装置16、牵引绳18、电缆20、牵引架22以及导向。

34、板24,由于所述滚轮装置12的内部组成及连接关系、上述各部件之间的连接关系和制动关系如上所述,在此不再赘述。0058在本实施例中,所述供电装置14为蓄电池组组,所述控制装置16包括接触器161和可编程控制器162,所述控制台200为一遥控器。所述接触器162包括触点开关K1和触点开关K2,采用遥控器作为控制台便能实现对所述可控式水动力自动清淤机100的控制。0059具体地,如图10所示,当触点开关K1断开,触点开关K2闭合时,所述可控式水动说明书CN102425203ACN102425210A7/8页9力自动清淤机100在所述可编程控制器162的控制下正常滚动;当触点开关K1闭合,触点开关K2。

35、断开时,所述电磁离合器124闭合,所述可控式水动力自动清淤机100停止滚动;当触点开关K1、K2都闭合时,所述可控式水动力自动清淤机100快速滚动,不再间歇停顿。需要注意的是,对于所述电磁离合器124,也可设计成触点开关K1闭合,触点开关K2断开时,所述电磁离合器124断开,所述可控式水动力自动清淤机100正常滚动。0060对较短的小河流进行清淤,本实施例的水动力自动清淤机控制系统有效地节省了能源消耗,且结构简单,降低了成本。0061再请参考图11和图12,描述了本发明水动力自动清淤机控制系统的第二实施例,该实施例适用于对像黄河这样的大型河流的清淤。0062如图所示,所述水动力自动清淤机控制系。

36、统包括可控式水动力自动清淤机100、控制台200和通讯装置300,所述控制台200通过所述通讯装置300对所述可控式水动力自动清淤机100的工作状态进行控制。0063其中,所述可控式水动力自动清淤机100包括漂浮体10、滚轮装置12、供电装置14、控制装置16、牵引绳18、电缆20、牵引架22以及导向板24,由于所述滚轮装置12的内部组成及连接关系、上述各部件之间的连接关系和制动关系如上所述,在此不再赘述。0064在本实施例中,所述供电装置14包括发电机141、发电机控制器142、整流滤波装置143以及蓄电池组144,所述控制装置16包括接触器161和可编程控制器162,上述各部件之间的连接关。

37、系和制动关系如上所述,在此不再赘述。0065具体地,所述通讯装置300包括相互连接的GPRS模块301和天线302。较佳地,在本发明另一优选实施例中,所述通讯装置300还包括GPS模块,所述GPS模块分别与所述GPRS模块301和天线302连接。这样,可以在远程人工控制台的电脑的电子地图上准确显示所述可控式水动力自动清淤机100的实时位置。0066具体地,所述控制台200为一电脑,所述电脑上安装有上位机软件和监控所有到GPRS设备的连接的软件。具体地,所述电脑上安装有上位机软件和SINAUTMICROSC软件,所述电脑与所述通讯装置300的GPRS模块301连接,从而可以对所述可编程控制器16。

38、2的程序进行临时修正或重新设定,进而更好地提高清淤效果。0067对于上述控制台200,包括现场控制台和远程人工控制台两种,两者所使用的设备相同。现场控制台即是用可无线上网的笔记本电脑来现场控制所述可控式水动力自动清淤机100的工作状态。如在靠近河边的公路或堤坝上,监控人员对所述可控式水动力自动清淤机100的运行参数进行临时修正或者重新设定。远程人工控制台即是监控人员在离所述可控式水动力自动清淤机100较远的距离外对其工作状态进行监控。0068该装置的具体参数可根据河流的大小、长短、河水流速情况而设定。以黄河为例,所述滚轮装置12的总长度可以设计为6M12M左右。所述滚轮121的直径可设计为15。

39、M左右,所述叶片123的长度设计成08M12M,宽度为03M左右,厚度为2025MM。这样,所述滚轮121的直径加上叶片123的长度,其内尺寸在3M4M之间。所述电磁离合器124设计可选用牙嵌式电磁离合器,其制动力矩初步选定为2000080000牛顿米,即每个所述电磁离合器124的制动力矩为1000040000牛顿米。可选型号LY101000至LY104000,其额定电压为直流110V,两个所述电磁离合器124消耗的总功率在320730W之间。牵引如此大的滚轮装置12,所述漂浮体10可选用排水量为十几吨甚至二十几吨以上的船只。当说明书CN102425203ACN102425210A8/8页10。

40、然,但若考虑为了打捞方便滚轮装置也可以做的小些,而相应的漂浮体也可以做的小些。0069如上所述,本实施例的水动力自动清淤机控制系统,由于包括通讯装置300,从而可以对所述可编程控制器162的程序进行临时修正或重新设定,进而更好地提高清淤效果,同时大大地提高了可操控性。0070以上结合最佳实施例对本发明进行了描述,但本发明并不局限于以上揭示的实施例,而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。说明书CN102425203ACN102425210A1/8页11图1图2说明书附图CN102425203ACN102425210A2/8页12图3图4说明书附图CN102425203ACN102425210A3/8页13图4A图5图5A图6说明书附图CN102425203ACN102425210A4/8页14图7图7A说明书附图CN102425203ACN102425210A5/8页15图8图8A说明书附图CN102425203ACN102425210A6/8页16图9图10说明书附图CN102425203ACN102425210A7/8页17图11说明书附图CN102425203ACN102425210A8/8页18图12说明书附图CN102425203A。

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