[發(fā)明專利]一種懸浮河道中攪沙擾沙球形清淤裝置和方法

在審

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• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112112118A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發(fā)明（設計）人: 唐紅海;劉宇明;范少英;唐藝琳;李海潮;楊繼斌;劉娟苗;張鵬;李冠州
• 申請（專利權）人: 黃河水利水電開發(fā)總公司
• 主分類號: E02B3/02
• 分類號: E02B3/02
• 代理公司: 洛陽市凱旋專利事務所(普通合伙) 41112
• 代理人: 林志堅

本發(fā)明公開一種懸浮河道中攪沙擾沙球形清淤裝置，其包括中空結構的球形殼體，所述球形殼體由兩個不銹鋼材質的半球形外殼組成并設置耳板，通過螺栓連接成整體；所述兩半球形外殼內均安裝有半球形內殼，外殼與內殼通過定位銷固定；所述球形殼體上沿中心軸線設置對稱分布的注水孔、排水孔，注水孔、排水孔均與球形殼體的內腔相連通，通過注水和排水可調節(jié)清淤裝置在水中的比重，而實現(xiàn)清淤裝置的下沉、懸浮和上升；所述球形殼體外表面遍布設置有多種均勻分布的擾沙單元。本發(fā)明能夠懸浮在河道泥沙內依靠自然水力作用攪沙擾沙，清淤效率高、經(jīng)濟實用。

技術領域

本發(fā)明涉及水利水電工程技術領域，尤其是涉及一種懸浮河道中攪沙擾沙球形清淤裝置和方法。

背景技術

經(jīng)過長年累月積累，河水中的泥沙會不斷沉積，導致河床不斷升高，因淤積致使河道防洪標準降低，河道中的淤泥還是各種致病菌、寄生蟲滋生的場所，導致生態(tài)條件惡化，為恢復河道正常功能，需要進行清淤疏浚。

目前，常規(guī)的河道清淤技術，按照作業(yè)方式分為兩大類：排干清淤和水下清淤，排干清淤方式需先修建臨時圍堰，將河道水排干后進行干挖或水利沖挖清淤；水下清淤方式則主要依靠清淤船作為施工平臺，配備不同原理的清淤機在水面上開挖淤泥，再通過管道輸送系統(tǒng)將淤泥運送至岸上堆場中，依據(jù)其清淤原理可分為抓斗式清淤、泵吸式清淤、絞吸式清淤和斗輪式清淤。

近年來，還開展射流沖沙配合人工塑造異重流排沙，多庫聯(lián)調人造洪峰泄洪排沙，低水位、高含沙、大流量、長歷時泄洪排沙等措施，這些方法主要利用水流自然力量，部分輔以高壓射流沖沙或攪沙船擾沙等措施，在水庫排沙方面取得較明顯效果。但是，高含沙水流出庫后，對下游游蕩型河道的沖刷效果并不明顯。

綜上所述，傳統(tǒng)常見的清淤方式適應場景有限，雖能短時達到清淤效果，但清淤效果較差，清淤過程均需借助大量人力、物力和清淤機械設備，成本較高。

發(fā)明內容

為解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種懸浮河道中攪沙擾沙球形清淤裝置，其懸浮在河道內依靠河道自身水力條件擾動床沙以實現(xiàn)河道清淤的目的。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種懸浮河道中攪沙擾沙球形清淤裝置，其包括中空結構的球形殼體，所述球形殼體由兩個不銹鋼材質的半球形外殼組成，半球形外殼開口端的外緣沿圓周方向設置有若干個均勻分布的連接耳板，兩半球形外殼上的連接耳板通過螺栓、螺母連接固定；所述兩半球形外殼內均安裝有混凝土材質的半球形內殼，半球形內殼外表面開設有定位孔，半球形外殼與定位孔匹配有定位銷，定位銷插入定位孔中將半球形外殼與半球形內殼緊固；所述球形殼體上設置有沿中心軸線對稱分布的注水孔、排水孔，注水孔、排水孔外端部均設置相應封堵閥，注水孔、排水孔均與球形殼體的內腔相連通；所述球形殼體外表面遍布設置有擾沙裝置，擾沙裝置由等間距分布的擾沙單元組成，擾沙單元由支撐桿和擾沙頭組成，擾沙裝置通過支撐桿焊接在半球形外殼外表面；球形殼體內部空腔注水后，比重控制在1.05～1.2之間。

進一步地，上述的兩半球形外殼的開口端面之間設置有防水密封圈。

進一步地，上述的兩半球形內殼采用鑲嵌式結構配合組成球體。

進一步地，上述的注水孔、排水孔橫截面均為圓臺形。

進一步地，上述的擾沙單元的擾沙頭形狀為鏟狀、傘狀、或半錐狀。

進一步地，上述的擾沙單元的長度為球形殼體直徑的1/6～1/3。

進一步地，上述的擾沙裝置的擾沙頭形狀為鏟狀、傘狀、半錐狀擾沙單元中的至少一種。

進一步地，上述的球形殼體外表面設置相應的吊環(huán)。

一種懸浮河道中攪沙擾沙清淤方法，其基于上述的攪沙擾沙球形清淤裝置進行實施，包括以下步驟：