[發明專利]一種零碳排放的水庫清淤裝置及其使用方法

有效

• 申請號: 201410462917.3
• 申請日: 2014-09-11
• 公開（公告）號: CN104264730A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 舒大興
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: E02F3/88
• 分類號: E02F3/88;E02F3/90
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 吳樹山

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技術領域

本發明屬于水利機械技術領域，特別是涉及用于清除水庫內淤積泥沙的一種零碳排放的水庫清淤裝置及其使用方法。

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背景技術

現有的水庫多數是在20世紀50—60年代興建的，缺乏有效的排沙設計，多年運行之后已普遍出現泥沙淤積現象，嚴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，河流來沙量大，被泥沙淤積的水庫甚至完全喪失水庫功能。雖然水庫設計有排沙底孔，但只能將口門附近的泥沙排走，且大流量排沙浪費水資源。

目前采用排出庫底淤積泥沙的主要方式有：一是放干清淤，冬季降低水位，露出水面的泥沙被渣土車運走，花費大量運輸費用；二是采用水力清淤，在洪水期利用大流量的能量將泥沙從水庫排沙底孔排出，浪費寶貴的水資源；三是水下清淤，通過吸泥機械將高含沙水流輸送到沉淀池，清水回歸水庫，淤泥使用渣土車運走；四是水下清淤排淤一體化，利用壓力流或真空流將絞吸的泥沙通過輸沙管道排出水庫。前三種方式在推廣應用中已形成產業，但耗能大、效率低，第四種方式充分利用水庫大壩上下游壓力差，將高含沙水流排出庫外，為高效節能措施，正在研究和完善中。

對水庫清淤大多使用絞吸機械，使用柴油機絞吸庫底泥沙，并通過大功率泥漿泵和管道輸送泥沙到岸邊或水庫下游。這種清淤方法需要很高的能源，清淤船的功率一般在500KW以上，500KW柴油機每小時耗油130升,既消耗了能源，還污染了空氣。

選擇性水庫自動清淤系統，專利號201320577368，在水壩泄洪閘口至水庫中，安裝主水管，其長度以水庫容積為準，主水管連接若干吸淤管，每根吸淤管設若干吸淤口，在主水管中段設磁力閥門和變力浮標，泄洪閘開啟后，水庫中的水由于水壓而進入吸淤口，泥沙礫石混入水中也進入吸淤口，水與泥沙礫石進入吸淤管又進入主水管，又通過泄洪閘口而流出，吸淤口及吸淤管附近的泥沙礫石因被吸走而地勢變低，其周圍高處的泥沙礫石又會向低處流動，周而復始，水庫庫底的泥沙礫石即被清理減至最佳狀態，同時可根據水壓，通過磁力閥門與變力浮標，可提升變力浮標浮力打開磁力閥門或降低變力浮標浮力關閉磁力閥門，分段吸淤。這個設計要放空水庫鋪設管網，管網吸淤口的疏密不好確定，吸淤口的吸力不大，多年沉積板結的淤泥無法排出，清淤效果不佳。

如何克服現有技術的不足已成為當水利機械技術領域中亟待解決的重點難題之一。

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發明內容

本發明的目的是為克服現有技術的不足而提供一種零碳排放的水庫清淤裝置，本發明運用水壓能量絞吸排沙原理，能夠直接將水庫泥沙通過絞吸頭和輸沙管排出到水庫下游，節省了二次運輸費用，同時利用太陽能和蓄電池驅動直流電機移動清淤船，實現了零碳排放。

根據本發明提出的一種零碳排放的水庫清淤裝置，其特征在于它包括清淤船、拉索直流電機、收索直流電機、拉簧、左橫定滑輪、右橫定滑輪、橫向循環索、左岸縱向循環索、右岸縱向循環索、輸沙管、左縱直流電機、右縱直流電機、左縱定滑輪、右縱定滑輪、輸沙管升降直流電機、絞吸頭升降直流電機、控制柜、太陽能板、蓄電池組、絞吸頭和收放鋼絲繩，其中：所述清淤船為水面浮體，其上安裝由控制柜操控的拉索直流電機、收索直流電機、輸沙管升降直流電機和絞吸頭升降直流電機；控制柜通過輸沙管升降電機和絞吸頭升降直流電機，操控絞吸頭和輸沙軟管由水庫底上移至水面的位移；收放鋼絲繩控制絞吸頭距離水庫底的高度以及絞吸頭的傾斜度；左岸縱向循環索套在左縱定滑輪和左縱直流電機上，通過左橫定滑輪使橫向循環索與左岸縱向循環索連接；右岸縱向循環索套在右縱定滑輪和右縱直流電機上，通過右橫定滑輪使橫向循環索與右岸縱向循環索連接；橫向循環索的一端連接拉簧繞過左橫定滑輪后在拉索直流電機上繞3圈，再繞過右橫定滑輪后在收索直流電機上繞多圈固定，收索直流電機控制橫向循環索的長度和繃緊度；左岸縱向循環索和右岸縱向循環索均為閉環設置，左縱直流電機控制左岸縱向循環索旋轉，右縱直流電機控制右岸縱向循環索旋轉，拉索直流電機控制橫向循環索旋轉；船頂上的太陽能板的各正極均與蓄電池組的正極并聯連接，太陽能板的各負極均與蓄電池組的負極并聯連接，裝置所有的直流電機的正極和負極均與控制柜連接，該控制柜與蓄電池組的正負極連接。