專利名稱：全自動泥沙分離裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種過水流道或泥沙沉淀池中，將水流帶來的泥沙及時進行自 動分離，并及時對其排沙流量進行自動調整的全自動機械裝置。
背景技術：
目前，在水利工程中泥沙的分離，主要是依靠過水流道、水壩或泥沙沉淀 池底部的排沙孔或排沙口，與排沙孔或排沙孔口相連接的，并按水平方向布置 的排沙廊道或排沙管道，和在排沙廊道或排沙管道的某一橫截面上裝置的排沙 閘門或排沙閘閥進行排沙。其存在的不足之處為由于排沙閘門或排沙閘閥前 為有壓暗流，水流攜帶泥沙的能力很弱，而泥沙在按水平方向布置的排沙廊道 或排沙管道中又不能依靠其自重移動，從而使泥沙無法有效排出。并且，在沒 有可靠依據的情況下，人為地關閉或調整排沙閘門或排沙閘閥的開度。由于閘 前壓力的存在，適量開啟排沙閘門或排沙閘閥，即有大量水量或已經具備有相 當勢能的水流，在不能將泥沙完全排出的情況下無為流失。
在中國專利96114757. 1和99230954.9中公開的《排沙漏斗》和《電站水 渠排污裝置》，采用了漏斗室及排沙底孔和沉污頭及排污閥的結構。以上技術存 在的不足之處均為排沙流量無法自動控制，使該裝置在泥沙含量較小時，會 導致大量水量的流失；在泥沙含量較大時，又會導致排沙底孔和排污閥被泥沙 淤塞后失去其排沙功能。
本發(fā)明人在中國專利91101959.6和92104321. X中公開的《水利水電工程
中泥沙污物的分離法》和《水利水電工程中的泥沙分離法》，均采用了水面漂浮 的浮子，穿過浮子中心的杠桿，以及杠桿下端固接的，與排沙口形狀相吻合的， 位于排沙口上方的節(jié)流針或位于排沙廊道入口處前方的節(jié)流板的結構。以上兩 種方案存在的不足之處為該裝置中，固接在泥沙沉淀池中扛桿下端的節(jié)流針 覆蓋在排沙口上方，不利于泥沙依靠自重自動進入排沙口，使泥沙在此出現停 留和堆積的現象；固接在泥沙沉淀池中扛桿下端的節(jié)流板，則豎立在按水平方 向布置的排沙廊道入口處的前方，使泥沙無法依靠其自重自動進入排沙廊道， 從而使泥沙在此停留和堆積。其更大的不足為在以上兩項技術中，水面漂浮 的浮子、調整定位元件及彈性元件等，均不能根據泥沙含量的大小，對節(jié)流針 或節(jié)流板的開度進行及時調整。因此同樣會導致節(jié)流針或節(jié)流板和排沙口很容 易被泥沙淤塞，淤塞后無法打開，從而使泥沙無法分離，或者會造成大量水量 的流失。而且，該裝置結構龐大，難以實施。
因此，到目前為至在泥沙含量較大的水利工程中，尤其是水力發(fā)電工程的 引水設施中，還沒有一種效果顯著，而且耗水量很小的泥沙分離裝置，泥沙仍 嚴重危害著水利設施和水力機械。對水力發(fā)電生產中水輪機的磨損尤為嚴重， 使水輪發(fā)電機組無法進行安全、穩(wěn)定、連續(xù)、高效的運行。由于泥沙的淤積， 使大江大河中下游的部分河段形成了幾米甚至十米左右的懸河，嚴重烕脅著兩 岸人民的生命財產安全。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服上述現有技術中的不足之處，而提供一種依靠自身 結構對水流帶來的泥沙及時進行自動分離，并根據泥沙含量的大小，及時對其 排沙流量進行自動調整，使排沙流量在各種情況下均控制在最小限度的狀況下， 徹底分離水流帶來的泥沙的全自動泥沙分離裝置。
本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現的。
該裝置包括流道或泥沙沉淀池底部設置的排沙口，以及與排沙口相連接的 排沙流道，并且包括排沙節(jié)流板或節(jié)流塊、傳動部件、動力裝置、電氣元件和 電氣回路，其特征在于在按水平方向設置的排沙口下方，或底面與水平面呈 較大夾角的以及豎立的排沙流道中裝置排沙節(jié)流板或節(jié)流塊，在其后的排沙流 道中裝置自動調節(jié)裝置，并將自動調節(jié)裝置與排沙節(jié)流板或節(jié)流塊通過傳動部 件傳動連接，或者將兩者通過傳動部件傳動連接后，再將其與動力裝置傳動連 接，也可以將兩者分別與其各自的動力裝置傳動連接后，在其各自的動力裝置 之間裝置能使其兩者同時聯(lián)動的電氣回路，在自動調節(jié)裝置與動力裝置之間裝 置控制電氣回路
本發(fā)明所述的自動調節(jié)裝置，可以是由排沙流道內設置的跌坎或挑坎，或 者與排沙流道相連接的帶有跌坎或挑坎的跌水流道，在跌坎或挑坎上方鉸裝的 底部浸沒于跌坎或挑坎處變向后水面的調節(jié)板組成，并將該裝置中的調節(jié)板與 排沙節(jié)流板或節(jié)流塊通過傳動部件傳動連接。
本發(fā)明所述的自動調節(jié)裝置，也可以是由排沙流道內設置的跌坎或挑坎， 或者與排沙流道相連接的帶有跌坎或挑坎的跌水流道，在跌坎或挑坎上方裝置 的可來回移動的移動體，在移動體上鉸裝的底部浸沒于跌坎或挑坎處變向后水 面的調節(jié)板，以及由調節(jié)板或與其傳動連接的傳動部件帶動的控制動力裝置正 向起動及停止和反向起動及停止的電氣元件組成，并將該裝置中的移動體與排 沙節(jié)流板或節(jié)流塊之間通過傳動部件傳動連接后，再將其與動力裝置傳動連接; 將該裝置中的電氣元件的電接點分別與控制動力裝置正向起動及停止和反向起 動及停止的電氣回路相連接。
本發(fā)明所述的自動調節(jié)裝置，還可以是由排沙流道內設置的跌坎或挑坎， 或者與排沙流道相連接的帶跌坎或挑坎的跌水流道，在跌坎或挑坎上方通過的， 其兩端分別與排沙節(jié)流塊或節(jié)流板和動力裝置傳動連接的傳動部件，在該傳動 部件位于跌坎或挑坎上方的部位鉸裝的底部浸沒于跌坎或挑坎處變向后水面的 調節(jié)板，以及由調節(jié)板或與其傳動連接的傳動部件帶動的控制動力裝置正向起 動及停止和反向起動及停止的電氣元件組成，并將該裝置中電氣元件的電接點 分別與控制動力裝置正向起動及停止和反向起動及停止的電氣回路相連接。
本發(fā)明所述的自動調節(jié)裝置，也可以將自動調節(jié)裝置中的移動體和排沙節(jié) 流板或排沙節(jié)流塊分別與其各自的動力裝置傳動連接后，在其各自的動力裝置 之間裝置能使其兩者同時聯(lián)動的電氣回路。
本發(fā)明所述的自動調節(jié)裝置，在其調節(jié)板與移動體或傳動部件之間，或者 在調節(jié)板及其傳動部件與流道之間還可以裝置緩沖器。緩沖器能夠防止調節(jié)板 在水流動能發(fā)生變化時出現跳動現象。
當水流帶來的推移質或懸移質泥沙隨水流移動或沉淀至排沙口上方時，依 靠其自重自動進入排沙口，并且依靠其自重通過節(jié)流板的表面、節(jié)流塊的助流 面或排沙流道底部的斜面和水流一起自動進入排沙流道。在水流的帶動下，泥 沙通過排沙流道及跌水流道順利排出流道或泥沙沉淀池。由于通過帶有適當坡 度的排沙流道及跌水流道內的水流為明流，從而使水流具有很強的攜沙能力， 因此排沙所需的水量很小。
當水流帶來的泥沙含量發(fā)生變化時，則通過排沙口進入排沙流道及跌水流 道的泥沙和水流的水沙比發(fā)生了變化。此時，跌坎或挑坎處水流的動能也發(fā)生 了變化，致使跌坎或挑坎處變向后的水面降低或上升。從而使底部浸沒于跌坎 或挑坎處變向后水面的調節(jié)板向后或向前轉動，同時帶動傳動部件將排沙節(jié)流 板或節(jié)流塊的開度開大或關小，或者當調節(jié)板轉動至一定的角度時，帶動正向
或反向起動動力裝置的電氣元件動作。電氣元件動作后接通其電接點，并通過 電氣回路正向或反向起動動力裝置。動力裝置起動后，通過傳動部件將排沙節(jié) 流板或節(jié)流塊的開度開大或關小的同時，使移動體或傳動部件也隨之聯(lián)動。此 時，鉸裝在移動體或傳動部件上的調節(jié)板在排沙節(jié)流板或節(jié)流塊處于新的開度 時，也移動至新的平衡位置，同時因水流動能的變化向其原有的角度位置回轉。 當調節(jié)板回轉至其原有的角度位置時，電氣元件則回復至其原來位置，并斷開 其電接點使動力裝置停止運轉。此時，排沙節(jié)流板或排沙節(jié)流塊在新的開度下 繼續(xù)進行泥沙的自動分離。從而，實現了該裝置自動進行泥沙分離，并自動調 整其排沙流量的全自動工作性能。
當水流帶來的泥沙含量為某一固定值時，該裝置中的排沙節(jié)流板或節(jié)流塊 及其傳動部件還可以單獨使用。當單獨使用排沙節(jié)流板或排沙節(jié)流塊時，在特 定的時間段內將其固定在特定的開度位置。當該時間段結束時，再將該開度調 整后固定在所需要的開度位置。但水流帶來的泥沙含量變化較大時，單獨使用 排沙節(jié)流板或節(jié)流塊及其傳動部件，則會造成排沙口及排沙流道的堵塞或大量 水量的流失。
根據以上所述的構成情況和工作原理，本發(fā)明在實際運用中具有如下有益 的效果和顯著的進步-
1. 在該裝置中，排沙口和排沙流道以及排沙節(jié)流板或節(jié)流塊，能使泥 沙完全依靠其自重下沉和水流一起自動進入排沙流道，因此能將泥 沙進行徹底的分離，效果十分顯著。
2. 在該裝置中，自動調節(jié)裝置能夠根據泥沙含量的大小，及時調整排 沙節(jié)流板或節(jié)流塊的開度大小，從而避免了泥沙在此滯留、堆積后， 發(fā)生塌落、堵塞的可能，并使排沙流量在各種情況下均能控制在最
小限度。因此，該裝置在工作過程中不但所需的水量很小，而且完 全消除了泥沙分離出現死區(qū)的可能，使泥沙分離始終處于最佳工 況。
3. 該裝置在無人操作和職守的情況下，能夠長期地和不間斷地進行泥 沙的自動分離和對排沙流量的全自動控制。從而大大節(jié)省了排沙所 需的水量，使有限的或已具備有勢能的水量能夠得到充分的利用。
4. 該裝置結構合理，性能可靠，在實際運用中易實施。
5. 該裝置的運用，能夠消除泥沙對水利設施和水力機械的危害和磨 蝕。尤其是消除了在水力發(fā)電生產中，泥沙對水輪機的嚴重磨損， 從而保證了水輪發(fā)電機組安全、穩(wěn)定、連續(xù)、高效的運行。
6. 該裝置的運用，能夠大大減輕泥沙在河道底部的淤積，從而能夠減
緩河床升高的速度。甚至因不攜帶沉淀泥沙的水流對河道底部造成 的沖刷，使河床出現降低現象。
下面將結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。 圖1是在引水渠道底部裝置全自動泥沙分離裝置的結構示意圖。該圖清晰 表達了在排沙口下方裝置排沙節(jié)流板的結構形式。
圖2是在泥沙沉淀池底部裝置全自動泥沙分離裝置的結構示意圖。該圖清
晰表達了在豎立的排沙流道中裝置排沙節(jié)流塊的結構形式。
圖3是在水庫大壩底部裝置全自動泥沙分離裝置的結構示意圖。該圖清晰 表達了在底面與水平面呈較大夾角的排沙流道中裝置排沙節(jié)流塊的結構形式， 同時清楚表達了將排沙節(jié)流塊的動力裝置和自動調節(jié)裝置的動力裝置通過電氣
回路進行聯(lián)動調節(jié)的全自動泥沙分離裝置的結構形式。該圖還采用A向視圖清 晰表達了進水口、沉沙池和排沙口的相對位置。
圖4是在有壓引水管道底部裝置全自動泥沙分離裝置的結構示意圖。該圖 清晰表達了將輸水壓力管道中水流帶來的泥沙進行分離的結構形式。
圖5是在河道的底部裝置無動力裝置的全自動泥沙分離裝置的平面布置圖。 圖中的虛線部分為原有河道。
圖6是圖5中沿A-A線的剖面圖。該圖清晰表達了無動力裝置的全自動泥 沙分離裝置的結構形式
以上各圖中的標號分別代表1.引水渠道；2.梯形槽；3.矩形排沙口； 4. 密封件；5.排沙節(jié)流板；6.排沙流道；7.跌水流道；8.調節(jié)板；9.傳動螺桿； IO.蝸輪；ll.蝸桿；12.滑動塊；13.電動機；14.正向起動電動機的電氣元件； 15.調節(jié)桿；16.反向起動電動機的電氣元件；17.傳動桿；18.軌道；19.沉沙池； 20.尾水；21.助流面；22.排沙節(jié)流塊；23.河道；24.啟閉機；25.引水管道； 26.液壓接力器；27.接力器活塞；28.接力器缸；29.高壓輸油軟管；30.移動塊； 3L支撐板；32.攔污柵；33.緩沖器；34.挑坎；35.跌坎；36.傳動臂；37.集水 池；38.配重塊；39.支撐臂；40.支承座；41.蝶閥；42.攔沙坎；43.水庫大壩； 44.進水口； 45.檢修閘門；46.水泵；47.傳輸帶；48.鋼絲繩。
具體實施例方式
圖1示出了本發(fā)明的第一個實施例。
如圖1所示在引水渠道1的底部拓出梯形槽2 ，梯形槽2的底部開設有
水平布置的矩形排沙口 3，矩形排沙口 3的下方連接有底部帶有一定坡度的排沙 流道6，排沙流道6出口端連接設置有挑坎34的跌水流道7。在梯形槽2的頂 部表面水平裝置有攔污柵32。在與排沙流道6頂面相連接的矩形排沙口 3的邊 緣鉸裝矩形排沙節(jié)流板5，排沙節(jié)流板5的的兩側及鉸裝端設置有密封件4。排 沙節(jié)流板5垂落時朝向排沙流道6出口端的板面上鉸裝傳動桿17，傳動桿17的 另一端伸出排沙流道6，并與在跌水流道7頂部裝置的支承座40內鉸裝的傳動 臂36餃接。在跌坎34上方布置的軌道18內裝置能來回滑動的滑動塊12，在滑 動塊12上鉸裝底部浸沒于挑坎處變向后水面的調節(jié)板8，調節(jié)板8連帶有調節(jié) 桿15。調節(jié)桿15兩側的滑動塊12上分別固裝正向起動電動機13的電氣元件 14和反向起動電動機13的電氣元件16 。在滑動塊12的一端鉸接由電動機13 和電動機13通過傳動帶帶動的啟閉機24組成的動力裝置帶動的傳動螺桿9。在 滑動塊12上固裝的支柱頂端與調節(jié)板8連帶的調節(jié)桿15之間裝置有緩沖器33。 在滑動塊12與傳動臂36之間由傳動桿17'餃接連接。電氣元件14的電接點與 控制電動機13正向運轉的電氣回路串聯(lián)連接；電氣元件16的電接點與控制電 動機13反向運轉的電氣回路串聯(lián)連接。
由過水流道中的水流帶來的推移質泥沙，通過梯形槽集中并移動至排沙口 時，由于其自重的存在，會自動下沉進入排沙口，并通過排沙節(jié)流板表面和水 流一起進入排沙流道。在水流的帶動下，泥沙按箭頭所指的方向，通過排沙流 道和跌水流道順利排出。
由過水流道中的水流帶來的污物，則從水平攔污柵頂面由水流繼續(xù)推向下 游，從而使其不能進入梯形槽堵塞排沙口。
當水流帶來的泥沙含量增大時，由排沙口進入排沙流道的泥沙增多而水量 減小。此時，通過排沙流道和跌水流道中水流的動能下降，使挑坎處變向后的 水面降落。于是，調節(jié)板因其自重回落，即向后轉動。當其轉動至一定角時， 其連帶的調節(jié)桿則推動正向起動電動機的電氣元件動作，使其電接點接通，并
通過電氣回路起動電動機正向轉動。電動機帶動啟閉機使傳動螺桿向前移動， 并通過滑動塊拉動傳動桿將排沙節(jié)流板的開度增大。此時，調節(jié)板隨滑動塊一 起移動。排沙節(jié)流板開度的增大使進入排沙流道的水量增加，致使通過排沙流 道和跌水流道的水流動能隨之增大，從而使挑坎處變向后的水面上升，并將調 節(jié)板托起，即向前轉動。使調節(jié)板隨滑動塊移動至新的位置的同時轉動至原有 的角度位置。此時，調節(jié)板連帶的調節(jié)桿使正向起動電動機的電氣元件復位， 并斷開其電接點，使正向運轉的電動機停止其運轉。從而使排沙節(jié)流板在新的 開度下繼續(xù)進行泥沙的自動分離。
當水流帶來的泥沙含量減小時，由排沙口進入排沙流道的泥沙減小而水量 增多。此時，通過排沙流道和跌水流道中水流的動能增加，使跌坎處變向后的 水面升高，并托起調節(jié)板使其向前轉動。當調節(jié)板轉動至一定的角度時，其連 帶的調節(jié)桿則推動反向起動電動機的電氣元件動作，使其電接點接通，并通過 電氣回路起動電動機反向轉動。電動機帶動啟閉機使傳動螺桿向后移動，并通 過滑動塊推動傳動桿將排沙節(jié)流板開度減小。排沙節(jié)流板開度的減小使進入排 沙流道的水量減小。此時，通過排沙流道和跌水流道的水流動能減小，使挑坎 處變向后的水面下降，從而使調節(jié)板回落，即向后轉動。此時，隨滑動塊一起 移動的調節(jié)板在排沙節(jié)流板開度減小的同時轉動至原有的角度，并帶動調節(jié)桿 使反向起動電動機的電氣元件復位，使其電接點斷開，并使反向運轉的電動機 停止運轉。此時，排沙節(jié)流板在較小的開度下繼續(xù)進行泥沙的自動分離。
緩沖器能夠防止調節(jié)板在通過排沙流道和跌水流道中水流的動能發(fā)生變化 時出現跳動現象。
圖2示出了本發(fā)明的第二個實施例。
如圖2所示在沉沙池19的底部開設有水平布置的矩形排沙口 3，矩形排
沙口 3的下方連接有由豎立轉向水平方向的排沙流道6，排沙流道6出水端設置
有跌坎35。在豎立的排沙流道6的一側按水平方向設置有軌道18，在軌道18 內裝置有帶有助流面21的排沙節(jié)流塊22，排沙節(jié)流塊22朝向排沙流道6出口 端的一端連接傳動桿17。傳動桿17的另一端從跌坎35的上方穿過，并與由電 動機13和電動機13通過傳動帶帶動的啟閉機24組成的動力裝置帶動的傳動螺 桿9固接。傳動桿17位于跌坎35上方的部位鉸裝底部浸沒于跌坎處變向后水 面的調節(jié)板8，調節(jié)板8連帶有調節(jié)桿15。調節(jié)桿15通過鋼絲繩48與固裝在 排沙流道6頂部的正向起動電動機13的電氣元件14和反向起動電動機13的電 氣元件16傳動連接。電氣元件14的電接點與控制電動機13正向運轉的電氣回 路串聯(lián)連接；電氣元件16的電接點與控制電動機13反向運轉的電氣回路串聯(lián) 連接。在調節(jié)板8與傳動桿17之間裝置有緩沖器33。
當水流中的懸移質泥沙在沉沙池中沉淀并沿沉沙池的表面移動至排沙口上 方時，靠其自重繼續(xù)下沉自動進入排沙口。并通過排沙節(jié)流塊的助流面和水流
一起進入排沙流道。在水流的帶動下，泥沙按箭頭所指方向，從排沙流道中順 利排出。
當沉沙池中的泥沙含量增大或減小時，則沉淀至排沙口上方的泥沙增多或 減少，此時該裝置中各部件的工作原理及全自動調整過程與第一個實施例完全 相同。
圖3示出了本發(fā)明的第三個實施例。
如圖3所示在水庫大壩43的進水口 44前的底板下方設置有沉沙池19， 沉沙池19的頂部設置有攔污柵32，沉沙池19的底部開設有矩形排沙口 3。矩 形排沙口 3連接有底部表面由與水平面呈較大的夾角轉向水平方向的排沙流道 6，排沙流道6的出水端連接設置有跌坎35的跌水流道7，在跌坎35的下方為 尾水20。在底部表面與水平面呈較大的夾角的排沙流道6頂部的壩體內分別裝
置有檢修閘門45和排沙節(jié)流塊22，并與其各自的裝置在壩頂的啟閉機24'相 連接，排沙節(jié)流塊22的啟閉機24'由電動機13'來帶動。排沙流道6的頂部 與檢修閘門45和排沙節(jié)流塊22之間均設置有密封件4，以防止泥沙過多地竄入 閘室后影響其啟閉。在跌水流道7的上方固裝有橫向布置的，并豎立在跌水流 道內的支撐板31。支撐板31上開設有矩形通孔，在通孔內套裝有截面形狀與其 相吻合的，并能來回移動的移動塊30。移動塊30上鉸裝有底部浸沒于跌坎處變 向后水面的調節(jié)板8，調節(jié)板8連帶有調節(jié)桿15。調節(jié)桿15兩側的移動塊30 上分別固裝正向起動電動機13和電動機13'的電氣元件14和反向起動電動機 13和電動機13'電氣元件的16，并將移動塊30與由電動機13和電動機13通 過傳動帶帶動的啟閉機24組成的動力裝置傳動的傳動螺桿9固接。電氣元件14 的電接點與控制電動機13和電動機13'正向運轉的電氣回路串聯(lián)連接；電氣元 件16的電接點與控制電動機13和電動機13'反向運轉的電氣回路串聯(lián)連接。 在調節(jié)板8與移動塊30之間裝置有緩沖器33。
當水庫大壩前的泥沙淤積至進水口的底板高程時，泥沙則要隨進入進水口 的水流進入進水口。當推移質泥沙經過設置在進水口前底板下方的沉沙池的頂 部時，則因其自重下沉進入沉沙池，并會繼續(xù)下沉至沉沙池底部的排沙口后進 入排沙流道。因排沙流道底部表面的斜度很大，能使泥沙依靠其自重繼續(xù)向箭 頭所指的方向移動，并和水流一起流出排沙節(jié)流塊后在水流的帶動下，泥沙按 箭頭所指方向經過排沙流道和跌水流道順利排入尾水。
由水流帶來的污物，則從攔污柵頂面由水流繼續(xù)推向下游，從而使其不能 進入沉沙池后堵塞排沙口。
當進入沉沙池的泥沙含量增大和減小時，由正向起動電動機的電氣元件或
反向起動電動機的電氣元件，同時起動帶動排沙節(jié)流塊的電動機和帶動自動調 節(jié)裝置中移動塊移動的電動機正向或反向運轉，使排沙節(jié)流板的開度增大或減 小的同時，隨移動塊移動的調節(jié)板也找到相對平衡的位置，并使電氣元件復位。 電氣元件復位后切斷兩臺電動機運轉的控制電氣回路，使兩套動力裝置同時停 止運轉。
該裝置的全自動調整過程和各部件的工作原理與第一個實施例完全相同。
該裝置中的沉沙池既能將要進入進水口的泥沙進行徹底的分離，從而有效 地保護了泥沙對壩后水輪機的磨損，又能防止因排沙口前方的泥沙沉淀堆積過 高后發(fā)生滑坡時堵塞排沙口。若進水口的底板高程設計較低時，還能有效保護 水庫的有效庫容。
當該裝置中的排沙流道和排沙節(jié)流板因泥沙的磨損需要檢修時，則可以通 過檢修閘門的啟閉機將檢修閘門關閉后進行檢修。
圖4示出了本發(fā)明的第四個實施例。
如圖4所示在有壓引水管道25的底部開設有具有助流面的矩形排沙口 3， 排沙口 3的下方連接有矩形的排沙流道6，排沙流道6出口端連接有帶有跌坎 35的跌水流道7。在排沙口 3和排沙流道6連接處鉸裝有排沙節(jié)流板5，排沙節(jié) 流板5的另一端鉸裝有由接力器活塞27和接力器缸28組成的從動液壓接力器 26，接力器26的另一端鉸裝在排沙流道6的內壁上。在跌水流道7的上方設置 有軌道18，軌道18內裝置有滑動塊12。滑動塊12的一端固接有傳動螺桿9， 傳動螺桿9的另一端與固裝在跌水流道7上方的，由電動機13通過傳動帶帶動 的蝸桿11和蝸輪10傳動的動力裝置傳動連接?；瑒訅K12的另一端鉸裝由接力 器活塞27'和接力器缸28'組成的主動液壓接力器26'，接力器26'的另一端 鉸裝在跌水流道7的內壁上。主動液壓接力器26'和從動液壓接力器26的接力
器缸28'和接力器缸28之間通過高壓輸油軟管29連接。在傳動螺桿9位于跌 坎35上方的部位，鉸裝底部浸沒于跌坎處變向后水面的調節(jié)板8。調節(jié)板8連 帶有調節(jié)桿15，調節(jié)桿15兩側的傳動螺桿9上分別固裝有正向起動電動機13 的電氣元件14和反向起動電動機13的電氣元件16。電氣元件14的電接點與控 制電動機13正向運轉的電氣回路串聯(lián)連接；電氣元件16的電接點與控制電動 機13反向運轉的電氣回路串聯(lián)連接。在調節(jié)板8與滑動塊12之間裝置有緩沖 器33，以防止調節(jié)板8在排沙流道和跌水流道中水流的動能發(fā)生變化時出現跳 動現象。
當輸水壓力管道中大箭頭所指方向的水流帶來的泥沙移動至排沙口時，靠 其自重進入排沙口，并繼續(xù)下沉后和水流一起進入排沙流道。在水流的帶動下， 泥沙從排沙流道和跌水流道中按小箭頭所指的方向順利排出。
當水流帶來的泥沙含量發(fā)生變化時，電氣元件起動電動機正向或反向運轉， 電動機通過蝸桿和蝸輪帶動傳動螺桿及滑動塊向前和向后移動。此時，當滑動 塊帶動主動液壓接力器缸向后移動時，將其接力器缸內的壓力油通過高壓輸油 軟管壓入從動液壓接力器缸內，并推動從動液壓接力器活塞向上移動，關小排 沙節(jié)流板的開度；當滑動塊帶動主動液壓接力器缸向前移動時，則將從動液壓 接力器缸內的壓力油通過高壓輸油軟管排入主動液壓接力器缸內，從而使從動 液壓接力器活塞向下移動，并開大排沙節(jié)流板的開度。當排沙節(jié)流板的開度調 整至相對平衡的位置時，電氣元件復位，并使電動機停止運轉。電動機停止運 轉后，主動液壓接力器的接力器缸停止移動，此時從動液壓接力器的接力器活 塞也隨即停止移動，將排沙節(jié)流板固定在新的開度位置。從而，使排沙節(jié)流板 在新的開度下繼續(xù)進行泥沙的自動分離。
該裝置中的全自動調整過程和其它各部件的工作原理與第一個實施例完全
相同。
圖5和圖6示出了本發(fā)明的第五個實施例。
如圖5和圖6所示在河道23的底面上設置有攔沙坎42，攔沙坎42的尾 端與河道23側墻間的流道底部開設有矩形排沙口 3，排沙口 3的下方連接有矩 形的排沙流道6，并在排沙口 3下方豎立的排沙流道6內裝置有蝶閥41。排沙 流道6出口端底部設置有挑坎34，挑坎34的下方設置有集水池37。在矩形排 沙口 3與排沙流道6的頂部連接處鉸裝有排沙節(jié)流板5，排沙節(jié)流板5的底部鉸 接有傳動桿17，傳動桿17的另一端與由裝置在排沙流道6頂部的支承座40內 鉸裝的傳動臂36餃接。在挑坎34的頂部鉸裝有調節(jié)板8，調節(jié)板8的頂端鉸裝 有傳動桿17'，傳動桿17'的另一端與傳動臂36餃接。在傳動臂36上固裝有 支撐臂39，支撐臂39的頂部設置有配重塊38。在支撐臂39與排沙流道6頂部 間裝置有緩沖器33。在挑坎34及調節(jié)板8的下方裝置有傳輸帶47，在集水池 37的頂部裝置有水泵46。
當河道中大箭頭所指方向的水流帶來的推移質泥沙沿河道底面移動至攔沙 坎前時，則按攔沙坎前小箭頭所指的方向隨水流移動。當泥沙移動至排沙口上 方時，依靠其自重自動進入排沙流道，并通過蝶閥后和水流一起按排沙流道中 箭頭所指的方向順利排入集水池。在泥沙和水流經過排沙流道中設置的挑坎時， 由于水流具有一定的動能，和泥沙一起會改變其前行的方向，并形成水躍后沖 向調節(jié)板，同時將調節(jié)板托起一定的角度。當水流帶來的泥沙量增大時，則進 入排沙流道的泥沙含量增大，而水量減小。此時，和泥沙一起經過挑坎后沖向 調節(jié)板的水流的動能會減小。由于調節(jié)板自重的存在使調節(jié)板開始向下轉動， 同時其頂部鉸接的傳動桿則拉動傳動臂轉動，傳動臂則帶動與排沙節(jié)流板鉸接 的傳動桿，使排沙節(jié)流板逐漸開大其開度，并使進入排沙流道的水量增大。水 量的逐漸增大，使沖向調節(jié)板的水流的動能會逐漸增大，并逐漸使調節(jié)板的向 下轉動停止在該角度。從而使排沙節(jié)流板和調節(jié)板在新的開度和平衡狀態(tài)下繼 續(xù)進行泥沙的不間斷分離。當水流帶來的泥沙量減小時，則反之亦然。
泥沙和水流流出排沙流道后，首先落在傳輸帶上。此時，比重較大的沙石 則由傳輸帶輸送至沙石料場；比重較小的泥土則隨水流落入集水池，并由水泵 將其泵至河灘地，利用其泥土造田或造地。對于懸浮在水中而不容易沉淀至河
道底部的懸浮物，也可以將其和水流一起再次泵入河道。
在該裝置中支撐臂上方裝置的配重塊，使挑坎處變向后的水流動能較小的 狀況下，也能托起調節(jié)板。在支撐臂與排沙流道頂部間裝置的緩沖器，則使排 沙節(jié)流板和調節(jié)板在泥沙含量發(fā)生變化時，能逐漸改變其開度和轉動的角度， 從而能夠減輕該裝置在調節(jié)過程中或工作過程中出現的拉大鋸現象或跳動現 象。在排沙口下方裝置的蝶閥，則可以在該裝置出現嚴重的拉鋸現象時關閉排 沙口，使該裝置退出工作。也可以在集水池內水位過高時關閉排沙口。
雖然，無動力裝置的全自動泥沙分離裝置需要較大流量水流的動能來維持 調節(jié)機構的平衡，因此其耗水量較大，而且該裝置的調節(jié)性能不夠穩(wěn)定，在調 節(jié)過程中或工作過程中會出現拉大鋸的現象。但該裝置結構簡單，并且能夠在 無電源的區(qū)域或水流量非常充裕的情況下，將水流中的泥沙進行自動分離。
權利要求
1.全自動泥沙分離裝置，包括流道或泥沙沉淀池底部設置的排沙口，以及與排沙口相連接的排沙流道，并且包括排沙節(jié)流板或節(jié)流塊、傳動部件、動力裝置、電氣元件和電氣回路，其特征在于在按水平方向設置的排沙口下方或底面與水平面呈較大夾角的以及豎立的排沙流道中裝置排沙節(jié)流板或節(jié)流塊，在其后的排沙流道中裝置自動調節(jié)裝置，并將自動調節(jié)裝置與排沙節(jié)流板或節(jié)流塊通過傳動部件傳動連接，或者將兩者通過傳動部件傳動連接后，再將其與動力裝置傳動連接，也可以將兩者分別與其各自的動力裝置傳動連接后，在其各自的動力裝置之間裝置能使其兩者同時聯(lián)動的電氣回路，在自動調節(jié)裝置與動力裝置之間裝置控制電氣回路。
2. 根據權利要求l所述的全自動泥沙分離裝置，其特征在于自動調節(jié)裝置可 以是由排沙流道內設置的跌坎或挑坎，或者與排沙流道相連接的帶有跌坎或挑 坎的跌水流道，在跌坎或挑坎上方鉸裝的底部浸沒于跌坎或挑坎處變向后水面 的調節(jié)板組成，并將該裝置中的調節(jié)板與排沙節(jié)流板或節(jié)流塊通過傳動部件傳 動連接。
3. 根據權利要求l所述的全自動泥沙分離裝置，其特征在于自動調節(jié)裝置也 可以是由排沙流道內設置的跌坎或挑坎，或者與排沙流道相連接的帶有跌坎或 挑坎的跌水流道，在跌坎或挑坎上方裝置的可來回移動的移動體，在移動體上 鉸裝的底部浸沒于跌坎或挑坎處變向后水面的調節(jié)板，以及由調節(jié)板或與其傳 動連接的傳動部件帶動的控制動力裝置正向起動及停止和反向起動及停止的電 氣元件組成，并將該裝置中的移動體與排沙節(jié)流板或節(jié)流塊通過傳動部件傳動 連接后，再將其與動力裝置傳動連接；將該裝置中的電氣元件的電接點分別與 控制動力裝置正向起動及停止和反向起動及停止的電氣回路相連接。
4. 根據權利要求l所述的全自動泥沙分離裝置，其特征在于自動調節(jié)裝置還 可以是由排沙流道內設置的跌坎或挑坎，或者與排沙流道相連接的帶有跌坎或 挑坎的跌水流道，在跌坎或挑坎上方通過的，其兩端分別與排沙節(jié)流塊或節(jié)流 板和動力裝置傳動連接的傳動部件，在該傳動部件位于跌坎或挑坎上方的部位 鉸裝的底部浸沒于跌坎或挑坎處變向后水面的調節(jié)板，以及由調節(jié)板或與其傳 動連接的傳動部件帶動的控制動力裝置正向起動及停止和反向起動及停止的電 氣元件組成，并將該裝置中電氣元件的電接點分別與控制動力裝置正向起動及 停止和反向起動及停止的電氣回路相連接。
5. 根據權利要求3所述的全自動泥沙分離裝置，其特征還在于也可以將自動 調節(jié)裝置中的移動體和排沙節(jié)流板或節(jié)流塊分別與其各自的動力裝置傳動連接 后，在其各自的動力裝置之間裝置能使其兩者同時聯(lián)動的電氣回路。
6. 根據權利要求2、 3或4所述的全自動泥沙分離裝置，其特征還在于在調 節(jié)板與移動體或傳動部件之間，或者在調節(jié)板及其傳動部件與流道之間還可以 裝置緩沖器。
全文摘要
全自動泥沙分離裝置涉及一種過水流道或泥沙沉淀池中，將水流帶來的泥沙及時進行自動分離，并及時對其排沙流量進行自動調整的全自動機械裝置。該裝置由裝置在過水流道或泥沙沉淀池底部排沙口下方或排沙流道中的排沙節(jié)流板或節(jié)流塊，與其通過傳動部件或電氣回路聯(lián)動的，裝置在與排沙口相連接的排沙流道中的自動調節(jié)裝置，以及動力裝置、電氣元件及電氣回路等組成。該裝置不僅能夠依靠自身結構對水流帶來的泥沙及時進行自動分離，而且能夠根據泥沙含量的大小對其排沙流量及時進行自動調整，從而能將排沙流量控制在最小限度的狀況下徹底分離水流帶來的泥沙。
文檔編號E02B8/02GK101353889SQ20081009316
公開日2009年1月28日 申請日期2008年4月18日 優(yōu)先權日2007年7月25日
發(fā)明者黃國宏 申請人:黃國宏