全自动泥沙分离装置的制作方法

专利名称：全自动泥沙分离装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种过水流道或泥沙沉淀池中，将水流带来的泥沙及时进行自 动分离，并及时对其排沙流量进行自动调整的全自动机械装置。
背景技术：
目前，在水利工程中泥沙的分离，主要是依靠过水流道、水坝或泥沙沉淀 池底部的排沙孔或排沙口，与排沙孔或排沙孔口相连接的，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横截面上装置的排沙 闸门或排沙闸阀进行排沙。其存在的不足之处为由于排沙闸门或排沙闸阀前 为有压暗流，水流携带泥沙的能力很弱，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动，从而使泥沙无法有效排出。并且，在没 有可靠依据的情况下，人为地关闭或调整排沙闸门或排沙闸阀的开度。由于闸 前压力的存在，适量开启排沙闸门或排沙闸阀，即有大量水量或已经具备有相 当势能的水流，在不能将泥沙完全排出的情况下无为流失。
在中国专利96114757. 1和99230954.9中公开的《排沙漏斗》和《电站水 渠排污装置》，采用了漏斗室及排沙底孔和沉污头及排污阀的结构。以上技术存 在的不足之处均为排沙流量无法自动控制，使该装置在泥沙含量较小时，会 导致大量水量的流失；在泥沙含量较大时，又会导致排沙底孔和排污阀被泥沙 淤塞后失去其排沙功能。
本发明人在中国专利91101959.6和92104321. X中公开的《水利水电工程
中泥沙污物的分离法》和《水利水电工程中的泥沙分离法》，均采用了水面漂浮 的浮子，穿过浮子中心的杠杆，以及杠杆下端固接的，与排沙口形状相吻合的， 位于排沙口上方的节流针或位于排沙廊道入口处前方的节流板的结构。以上两 种方案存在的不足之处为该装置中，固接在泥沙沉淀池中扛杆下端的节流针 覆盖在排沙口上方，不利于泥沙依靠自重自动进入排沙口，使泥沙在此出现停 留和堆积的现象；固接在泥沙沉淀池中扛杆下端的节流板，则竖立在按水平方 向布置的排沙廊道入口处的前方，使泥沙无法依靠其自重自动进入排沙廊道， 从而使泥沙在此停留和堆积。其更大的不足为在以上两项技术中，水面漂浮 的浮子、调整定位元件及弹性元件等，均不能根据泥沙含量的大小，对节流针 或节流板的开度进行及时调整。因此同样会导致节流针或节流板和排沙口很容 易被泥沙淤塞，淤塞后无法打开，从而使泥沙无法分离，或者会造成大量水量 的流失。而且，该装置结构庞大，难以实施。
因此，到目前为至在泥沙含量较大的水利工程中，尤其是水力发电工程的 引水设施中，还没有一种效果显著，而且耗水量很小的泥沙分离装置，泥沙仍 严重危害着水利设施和水力机械。对水力发电生产中水轮机的磨损尤为严重， 使水轮发电机组无法进行安全、稳定、连续、高效的运行。由于泥沙的淤积， 使大江大河中下游的部分河段形成了几米甚至十米左右的悬河，严重烕胁着两 岸人民的生命财产安全。

发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处，而提供一种依靠自身 结构对水流带来的泥沙及时进行自动分离，并根据泥沙含量的大小，及时对其 排沙流量进行自动调整，使排沙流量在各种情况下均控制在最小限度的状况下， 彻底分离水流带来的泥沙的全自动泥沙分离装置。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的。
该装置包括流道或泥沙沉淀池底部设置的排沙口，以及与排沙口相连接的 排沙流道，并且包括排沙节流板或节流块、传动部件、动力装置、电气元件和 电气回路，其特征在于在按水平方向设置的排沙口下方，或底面与水平面呈 较大夹角的以及竖立的排沙流道中装置排沙节流板或节流块，在其后的排沙流 道中装置自动调节装置，并将自动调节装置与排沙节流板或节流块通过传动部 件传动连接，或者将两者通过传动部件传动连接后，再将其与动力装置传动连 接，也可以将两者分别与其各自的动力装置传动连接后，在其各自的动力装置 之间装置能使其两者同时联动的电气回路，在自动调节装置与动力装置之间装 置控制电气回路
本发明所述的自动调节装置，可以是由排沙流道内设置的跌坎或挑坎，或 者与排沙流道相连接的带有跌坎或挑坎的跌水流道，在跌坎或挑坎上方铰装的 底部浸没于跌坎或挑坎处变向后水面的调节板组成，并将该装置中的调节板与 排沙节流板或节流块通过传动部件传动连接。
本发明所述的自动调节装置，也可以是由排沙流道内设置的跌坎或挑坎， 或者与排沙流道相连接的带有跌坎或挑坎的跌水流道，在跌坎或挑坎上方装置 的可来回移动的移动体，在移动体上铰装的底部浸没于跌坎或挑坎处变向后水 面的调节板，以及由调节板或与其传动连接的传动部件带动的控制动力装置正 向起动及停止和反向起动及停止的电气元件组成，并将该装置中的移动体与排 沙节流板或节流块之间通过传动部件传动连接后，再将其与动力装置传动连接; 将该装置中的电气元件的电接点分别与控制动力装置正向起动及停止和反向起 动及停止的电气回路相连接。
本发明所述的自动调节装置，还可以是由排沙流道内设置的跌坎或挑坎， 或者与排沙流道相连接的带跌坎或挑坎的跌水流道，在跌坎或挑坎上方通过的， 其两端分别与排沙节流块或节流板和动力装置传动连接的传动部件，在该传动 部件位于跌坎或挑坎上方的部位铰装的底部浸没于跌坎或挑坎处变向后水面的 调节板，以及由调节板或与其传动连接的传动部件带动的控制动力装置正向起 动及停止和反向起动及停止的电气元件组成，并将该装置中电气元件的电接点 分别与控制动力装置正向起动及停止和反向起动及停止的电气回路相连接。
本发明所述的自动调节装置，也可以将自动调节装置中的移动体和排沙节 流板或排沙节流块分别与其各自的动力装置传动连接后，在其各自的动力装置 之间装置能使其两者同时联动的电气回路。
本发明所述的自动调节装置，在其调节板与移动体或传动部件之间，或者 在调节板及其传动部件与流道之间还可以装置缓冲器。缓冲器能够防止调节板 在水流动能发生变化时出现跳动现象。
当水流带来的推移质或悬移质泥沙随水流移动或沉淀至排沙口上方时，依 靠其自重自动进入排沙口，并且依靠其自重通过节流板的表面、节流块的助流 面或排沙流道底部的斜面和水流一起自动进入排沙流道。在水流的带动下，泥 沙通过排沙流道及跌水流道顺利排出流道或泥沙沉淀池。由于通过带有适当坡 度的排沙流道及跌水流道内的水流为明流，从而使水流具有很强的携沙能力， 因此排沙所需的水量很小。
当水流带来的泥沙含量发生变化时，则通过排沙口进入排沙流道及跌水流 道的泥沙和水流的水沙比发生了变化。此时，跌坎或挑坎处水流的动能也发生 了变化，致使跌坎或挑坎处变向后的水面降低或上升。从而使底部浸没于跌坎 或挑坎处变向后水面的调节板向后或向前转动，同时带动传动部件将排沙节流 板或节流块的开度开大或关小，或者当调节板转动至一定的角度时，带动正向
或反向起动动力装置的电气元件动作。电气元件动作后接通其电接点，并通过 电气回路正向或反向起动动力装置。动力装置起动后，通过传动部件将排沙节 流板或节流块的开度开大或关小的同时，使移动体或传动部件也随之联动。此 时，铰装在移动体或传动部件上的调节板在排沙节流板或节流块处于新的开度 时，也移动至新的平衡位置，同时因水流动能的变化向其原有的角度位置回转。 当调节板回转至其原有的角度位置时，电气元件则回复至其原来位置，并断开 其电接点使动力装置停止运转。此时，排沙节流板或排沙节流块在新的开度下 继续进行泥沙的自动分离。从而，实现了该装置自动进行泥沙分离，并自动调 整其排沙流量的全自动工作性能。
当水流带来的泥沙含量为某一固定值时，该装置中的排沙节流板或节流块 及其传动部件还可以单独使用。当单独使用排沙节流板或排沙节流块时，在特 定的时间段内将其固定在特定的开度位置。当该时间段结束时，再将该开度调 整后固定在所需要的开度位置。但水流带来的泥沙含量变化较大时，单独使用 排沙节流板或节流块及其传动部件，则会造成排沙口及排沙流道的堵塞或大量 水量的流失。
根据以上所述的构成情况和工作原理，本发明在实际运用中具有如下有益 的效果和显著的进步-
1. 在该装置中，排沙口和排沙流道以及排沙节流板或节流块，能使泥 沙完全依靠其自重下沉和水流一起自动进入排沙流道，因此能将泥 沙进行彻底的分离，效果十分显著。
2. 在该装置中，自动调节装置能够根据泥沙含量的大小，及时调整排 沙节流板或节流块的开度大小，从而避免了泥沙在此滞留、堆积后， 发生塌落、堵塞的可能，并使排沙流量在各种情况下均能控制在最
小限度。因此，该装置在工作过程中不但所需的水量很小，而且完 全消除了泥沙分离出现死区的可能，使泥沙分离始终处于最佳工 况。
3. 该装置在无人操作和职守的情况下，能够长期地和不间断地进行泥 沙的自动分离和对排沙流量的全自动控制。从而大大节省了排沙所 需的水量，使有限的或已具备有势能的水量能够得到充分的利用。
4. 该装置结构合理，性能可靠，在实际运用中易实施。
5. 该装置的运用，能够消除泥沙对水利设施和水力机械的危害和磨 蚀。尤其是消除了在水力发电生产中，泥沙对水轮机的严重磨损， 从而保证了水轮发电机组安全、稳定、连续、高效的运行。
6. 该装置的运用，能够大大减轻泥沙在河道底部的淤积，从而能够减
缓河床升高的速度。甚至因不携带沉淀泥沙的水流对河道底部造成 的冲刷，使河床出现降低现象。


下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。 图1是在引水渠道底部装置全自动泥沙分离装置的结构示意图。该图清晰 表达了在排沙口下方装置排沙节流板的结构形式。
图2是在泥沙沉淀池底部装置全自动泥沙分离装置的结构示意图。该图清
晰表达了在竖立的排沙流道中装置排沙节流块的结构形式。
图3是在水库大坝底部装置全自动泥沙分离装置的结构示意图。该图清晰 表达了在底面与水平面呈较大夹角的排沙流道中装置排沙节流块的结构形式， 同时清楚表达了将排沙节流块的动力装置和自动调节装置的动力装置通过电气
回路进行联动调节的全自动泥沙分离装置的结构形式。该图还采用A向视图清 晰表达了进水口、沉沙池和排沙口的相对位置。
图4是在有压引水管道底部装置全自动泥沙分离装置的结构示意图。该图 清晰表达了将输水压力管道中水流带来的泥沙进行分离的结构形式。
图5是在河道的底部装置无动力装置的全自动泥沙分离装置的平面布置图。 图中的虚线部分为原有河道。
图6是图5中沿A-A线的剖面图。该图清晰表达了无动力装置的全自动泥 沙分离装置的结构形式
以上各图中的标号分别代表1.引水渠道；2.梯形槽；3.矩形排沙口； 4. 密封件；5.排沙节流板；6.排沙流道；7.跌水流道；8.调节板；9.传动螺杆； IO.蜗轮；ll.蜗杆；12.滑动块；13.电动机；14.正向起动电动机的电气元件； 15.调节杆；16.反向起动电动机的电气元件；17.传动杆；18.轨道；19.沉沙池； 20.尾水；21.助流面；22.排沙节流块；23.河道；24.启闭机；25.引水管道； 26.液压接力器；27.接力器活塞；28.接力器缸；29.高压输油软管；30.移动块； 3L支撑板；32.拦污栅；33.缓冲器；34.挑坎；35.跌坎；36.传动臂；37.集水 池；38.配重块；39.支撑臂；40.支承座；41.蝶阀；42.拦沙坎；43.水库大坝； 44.进水口； 45.检修闸门；46.水泵；47.传输带；48.钢丝绳。
具体实施例方式
图1示出了本发明的第一个实施例。
如图1所示在引水渠道1的底部拓出梯形槽2 ，梯形槽2的底部开设有
水平布置的矩形排沙口 3，矩形排沙口 3的下方连接有底部带有一定坡度的排沙 流道6，排沙流道6出口端连接设置有挑坎34的跌水流道7。在梯形槽2的顶 部表面水平装置有拦污栅32。在与排沙流道6顶面相连接的矩形排沙口 3的边 缘铰装矩形排沙节流板5，排沙节流板5的的两侧及铰装端设置有密封件4。排 沙节流板5垂落时朝向排沙流道6出口端的板面上铰装传动杆17，传动杆17的 另一端伸出排沙流道6，并与在跌水流道7顶部装置的支承座40内铰装的传动 臂36饺接。在跌坎34上方布置的轨道18内装置能来回滑动的滑动块12，在滑 动块12上铰装底部浸没于挑坎处变向后水面的调节板8，调节板8连带有调节 杆15。调节杆15两侧的滑动块12上分别固装正向起动电动机13的电气元件 14和反向起动电动机13的电气元件16 。在滑动块12的一端铰接由电动机13 和电动机13通过传动带带动的启闭机24组成的动力装置带动的传动螺杆9。在 滑动块12上固装的支柱顶端与调节板8连带的调节杆15之间装置有缓冲器33。 在滑动块12与传动臂36之间由传动杆17'饺接连接。电气元件14的电接点与 控制电动机13正向运转的电气回路串联连接；电气元件16的电接点与控制电 动机13反向运转的电气回路串联连接。
由过水流道中的水流带来的推移质泥沙，通过梯形槽集中并移动至排沙口 时，由于其自重的存在，会自动下沉进入排沙口，并通过排沙节流板表面和水 流一起进入排沙流道。在水流的带动下，泥沙按箭头所指的方向，通过排沙流 道和跌水流道顺利排出。
由过水流道中的水流带来的污物，则从水平拦污栅顶面由水流继续推向下 游，从而使其不能进入梯形槽堵塞排沙口。
当水流带来的泥沙含量增大时，由排沙口进入排沙流道的泥沙增多而水量 减小。此时，通过排沙流道和跌水流道中水流的动能下降，使挑坎处变向后的 水面降落。于是，调节板因其自重回落，即向后转动。当其转动至一定角时， 其连带的调节杆则推动正向起动电动机的电气元件动作，使其电接点接通，并
通过电气回路起动电动机正向转动。电动机带动启闭机使传动螺杆向前移动， 并通过滑动块拉动传动杆将排沙节流板的开度增大。此时，调节板随滑动块一 起移动。排沙节流板开度的增大使进入排沙流道的水量增加，致使通过排沙流 道和跌水流道的水流动能随之增大，从而使挑坎处变向后的水面上升，并将调 节板托起，即向前转动。使调节板随滑动块移动至新的位置的同时转动至原有 的角度位置。此时，调节板连带的调节杆使正向起动电动机的电气元件复位， 并断开其电接点，使正向运转的电动机停止其运转。从而使排沙节流板在新的 开度下继续进行泥沙的自动分离。
当水流带来的泥沙含量减小时，由排沙口进入排沙流道的泥沙减小而水量 增多。此时，通过排沙流道和跌水流道中水流的动能增加，使跌坎处变向后的 水面升高，并托起调节板使其向前转动。当调节板转动至一定的角度时，其连 带的调节杆则推动反向起动电动机的电气元件动作，使其电接点接通，并通过 电气回路起动电动机反向转动。电动机带动启闭机使传动螺杆向后移动，并通 过滑动块推动传动杆将排沙节流板开度减小。排沙节流板开度的减小使进入排 沙流道的水量减小。此时，通过排沙流道和跌水流道的水流动能减小，使挑坎 处变向后的水面下降，从而使调节板回落，即向后转动。此时，随滑动块一起 移动的调节板在排沙节流板开度减小的同时转动至原有的角度，并带动调节杆 使反向起动电动机的电气元件复位，使其电接点断开，并使反向运转的电动机 停止运转。此时，排沙节流板在较小的开度下继续进行泥沙的自动分离。
缓冲器能够防止调节板在通过排沙流道和跌水流道中水流的动能发生变化 时出现跳动现象。
图2示出了本发明的第二个实施例。
如图2所示在沉沙池19的底部开设有水平布置的矩形排沙口 3，矩形排
沙口 3的下方连接有由竖立转向水平方向的排沙流道6，排沙流道6出水端设置
有跌坎35。在竖立的排沙流道6的一侧按水平方向设置有轨道18，在轨道18 内装置有带有助流面21的排沙节流块22，排沙节流块22朝向排沙流道6出口 端的一端连接传动杆17。传动杆17的另一端从跌坎35的上方穿过，并与由电 动机13和电动机13通过传动带带动的启闭机24组成的动力装置带动的传动螺 杆9固接。传动杆17位于跌坎35上方的部位铰装底部浸没于跌坎处变向后水 面的调节板8，调节板8连带有调节杆15。调节杆15通过钢丝绳48与固装在 排沙流道6顶部的正向起动电动机13的电气元件14和反向起动电动机13的电 气元件16传动连接。电气元件14的电接点与控制电动机13正向运转的电气回 路串联连接；电气元件16的电接点与控制电动机13反向运转的电气回路串联 连接。在调节板8与传动杆17之间装置有缓冲器33。
当水流中的悬移质泥沙在沉沙池中沉淀并沿沉沙池的表面移动至排沙口上 方时，靠其自重继续下沉自动进入排沙口。并通过排沙节流块的助流面和水流
一起进入排沙流道。在水流的带动下，泥沙按箭头所指方向，从排沙流道中顺 利排出。
当沉沙池中的泥沙含量增大或减小时，则沉淀至排沙口上方的泥沙增多或 减少，此时该装置中各部件的工作原理及全自动调整过程与第一个实施例完全 相同。
图3示出了本发明的第三个实施例。
如图3所示在水库大坝43的进水口 44前的底板下方设置有沉沙池19， 沉沙池19的顶部设置有拦污栅32，沉沙池19的底部开设有矩形排沙口 3。矩 形排沙口 3连接有底部表面由与水平面呈较大的夹角转向水平方向的排沙流道 6，排沙流道6的出水端连接设置有跌坎35的跌水流道7，在跌坎35的下方为 尾水20。在底部表面与水平面呈较大的夹角的排沙流道6顶部的坝体内分别装
置有检修闸门45和排沙节流块22，并与其各自的装置在坝顶的启闭机24'相 连接，排沙节流块22的启闭机24'由电动机13'来带动。排沙流道6的顶部 与检修闸门45和排沙节流块22之间均设置有密封件4，以防止泥沙过多地窜入 闸室后影响其启闭。在跌水流道7的上方固装有横向布置的，并竖立在跌水流 道内的支撑板31。支撑板31上开设有矩形通孔，在通孔内套装有截面形状与其 相吻合的，并能来回移动的移动块30。移动块30上铰装有底部浸没于跌坎处变 向后水面的调节板8，调节板8连带有调节杆15。调节杆15两侧的移动块30 上分别固装正向起动电动机13和电动机13'的电气元件14和反向起动电动机 13和电动机13'电气元件的16，并将移动块30与由电动机13和电动机13通 过传动带带动的启闭机24组成的动力装置传动的传动螺杆9固接。电气元件14 的电接点与控制电动机13和电动机13'正向运转的电气回路串联连接；电气元 件16的电接点与控制电动机13和电动机13'反向运转的电气回路串联连接。 在调节板8与移动块30之间装置有缓冲器33。
当水库大坝前的泥沙淤积至进水口的底板高程时，泥沙则要随进入进水口 的水流进入进水口。当推移质泥沙经过设置在进水口前底板下方的沉沙池的顶 部时，则因其自重下沉进入沉沙池，并会继续下沉至沉沙池底部的排沙口后进 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继续向箭 头所指的方向移动，并和水流一起流出排沙节流块后在水流的带动下，泥沙按 箭头所指方向经过排沙流道和跌水流道顺利排入尾水。
由水流带来的污物，则从拦污栅顶面由水流继续推向下游，从而使其不能 进入沉沙池后堵塞排沙口。
当进入沉沙池的泥沙含量增大和减小时，由正向起动电动机的电气元件或
反向起动电动机的电气元件，同时起动带动排沙节流块的电动机和带动自动调 节装置中移动块移动的电动机正向或反向运转，使排沙节流板的开度增大或减 小的同时，随移动块移动的调节板也找到相对平衡的位置，并使电气元件复位。 电气元件复位后切断两台电动机运转的控制电气回路，使两套动力装置同时停 止运转。
该装置的全自动调整过程和各部件的工作原理与第一个实施例完全相同。
该装置中的沉沙池既能将要进入进水口的泥沙进行彻底的分离，从而有效 地保护了泥沙对坝后水轮机的磨损，又能防止因排沙口前方的泥沙沉淀堆积过 高后发生滑坡时堵塞排沙口。若进水口的底板高程设计较低时，还能有效保护 水库的有效库容。
当该装置中的排沙流道和排沙节流板因泥沙的磨损需要检修时，则可以通 过检修闸门的启闭机将检修闸门关闭后进行检修。
图4示出了本发明的第四个实施例。
如图4所示在有压引水管道25的底部开设有具有助流面的矩形排沙口 3， 排沙口 3的下方连接有矩形的排沙流道6，排沙流道6出口端连接有带有跌坎 35的跌水流道7。在排沙口 3和排沙流道6连接处铰装有排沙节流板5，排沙节 流板5的另一端铰装有由接力器活塞27和接力器缸28组成的从动液压接力器 26，接力器26的另一端铰装在排沙流道6的内壁上。在跌水流道7的上方设置 有轨道18，轨道18内装置有滑动块12。滑动块12的一端固接有传动螺杆9， 传动螺杆9的另一端与固装在跌水流道7上方的，由电动机13通过传动带带动 的蜗杆11和蜗轮10传动的动力装置传动连接。滑动块12的另一端铰装由接力 器活塞27'和接力器缸28'组成的主动液压接力器26'，接力器26'的另一端 铰装在跌水流道7的内壁上。主动液压接力器26'和从动液压接力器26的接力
器缸28'和接力器缸28之间通过高压输油软管29连接。在传动螺杆9位于跌 坎35上方的部位，铰装底部浸没于跌坎处变向后水面的调节板8。调节板8连 带有调节杆15，调节杆15两侧的传动螺杆9上分别固装有正向起动电动机13 的电气元件14和反向起动电动机13的电气元件16。电气元件14的电接点与控 制电动机13正向运转的电气回路串联连接；电气元件16的电接点与控制电动 机13反向运转的电气回路串联连接。在调节板8与滑动块12之间装置有缓冲 器33，以防止调节板8在排沙流道和跌水流道中水流的动能发生变化时出现跳 动现象。
当输水压力管道中大箭头所指方向的水流带来的泥沙移动至排沙口时，靠 其自重进入排沙口，并继续下沉后和水流一起进入排沙流道。在水流的带动下， 泥沙从排沙流道和跌水流道中按小箭头所指的方向顺利排出。
当水流带来的泥沙含量发生变化时，电气元件起动电动机正向或反向运转， 电动机通过蜗杆和蜗轮带动传动螺杆及滑动块向前和向后移动。此时，当滑动 块带动主动液压接力器缸向后移动时，将其接力器缸内的压力油通过高压输油 软管压入从动液压接力器缸内，并推动从动液压接力器活塞向上移动，关小排 沙节流板的开度；当滑动块带动主动液压接力器缸向前移动时，则将从动液压 接力器缸内的压力油通过高压输油软管排入主动液压接力器缸内，从而使从动 液压接力器活塞向下移动，并开大排沙节流板的开度。当排沙节流板的开度调 整至相对平衡的位置时，电气元件复位，并使电动机停止运转。电动机停止运 转后，主动液压接力器的接力器缸停止移动，此时从动液压接力器的接力器活 塞也随即停止移动，将排沙节流板固定在新的开度位置。从而，使排沙节流板 在新的开度下继续进行泥沙的自动分离。
该装置中的全自动调整过程和其它各部件的工作原理与第一个实施例完全
相同。
图5和图6示出了本发明的第五个实施例。
如图5和图6所示在河道23的底面上设置有拦沙坎42，拦沙坎42的尾 端与河道23侧墙间的流道底部开设有矩形排沙口 3，排沙口 3的下方连接有矩 形的排沙流道6，并在排沙口 3下方竖立的排沙流道6内装置有蝶阀41。排沙 流道6出口端底部设置有挑坎34，挑坎34的下方设置有集水池37。在矩形排 沙口 3与排沙流道6的顶部连接处铰装有排沙节流板5，排沙节流板5的底部铰 接有传动杆17，传动杆17的另一端与由装置在排沙流道6顶部的支承座40内 铰装的传动臂36饺接。在挑坎34的顶部铰装有调节板8，调节板8的顶端铰装 有传动杆17'，传动杆17'的另一端与传动臂36饺接。在传动臂36上固装有 支撑臂39，支撑臂39的顶部设置有配重块38。在支撑臂39与排沙流道6顶部 间装置有缓冲器33。在挑坎34及调节板8的下方装置有传输带47，在集水池 37的顶部装置有水泵46。
当河道中大箭头所指方向的水流带来的推移质泥沙沿河道底面移动至拦沙 坎前时，则按拦沙坎前小箭头所指的方向随水流移动。当泥沙移动至排沙口上 方时，依靠其自重自动进入排沙流道，并通过蝶阀后和水流一起按排沙流道中 箭头所指的方向顺利排入集水池。在泥沙和水流经过排沙流道中设置的挑坎时， 由于水流具有一定的动能，和泥沙一起会改变其前行的方向，并形成水跃后冲 向调节板，同时将调节板托起一定的角度。当水流带来的泥沙量增大时，则进 入排沙流道的泥沙含量增大，而水量减小。此时，和泥沙一起经过挑坎后冲向 调节板的水流的动能会减小。由于调节板自重的存在使调节板开始向下转动， 同时其顶部铰接的传动杆则拉动传动臂转动，传动臂则带动与排沙节流板铰接 的传动杆，使排沙节流板逐渐开大其开度，并使进入排沙流道的水量增大。水 量的逐渐增大，使冲向调节板的水流的动能会逐渐增大，并逐渐使调节板的向 下转动停止在该角度。从而使排沙节流板和调节板在新的开度和平衡状态下继 续进行泥沙的不间断分离。当水流带来的泥沙量减小时，则反之亦然。
泥沙和水流流出排沙流道后，首先落在传输带上。此时，比重较大的沙石 则由传输带输送至沙石料场；比重较小的泥土则随水流落入集水池，并由水泵 将其泵至河滩地，利用其泥土造田或造地。对于悬浮在水中而不容易沉淀至河
道底部的悬浮物，也可以将其和水流一起再次泵入河道。
在该装置中支撑臂上方装置的配重块，使挑坎处变向后的水流动能较小的 状况下，也能托起调节板。在支撑臂与排沙流道顶部间装置的缓冲器，则使排 沙节流板和调节板在泥沙含量发生变化时，能逐渐改变其开度和转动的角度， 从而能够减轻该装置在调节过程中或工作过程中出现的拉大锯现象或跳动现 象。在排沙口下方装置的蝶阀，则可以在该装置出现严重的拉锯现象时关闭排 沙口，使该装置退出工作。也可以在集水池内水位过高时关闭排沙口。
虽然，无动力装置的全自动泥沙分离装置需要较大流量水流的动能来维持 调节机构的平衡，因此其耗水量较大，而且该装置的调节性能不够稳定，在调 节过程中或工作过程中会出现拉大锯的现象。但该装置结构简单，并且能够在 无电源的区域或水流量非常充裕的情况下，将水流中的泥沙进行自动分离。
权利要求
1.全自动泥沙分离装置，包括流道或泥沙沉淀池底部设置的排沙口，以及与排沙口相连接的排沙流道，并且包括排沙节流板或节流块、传动部件、动力装置、电气元件和电气回路，其特征在于在按水平方向设置的排沙口下方或底面与水平面呈较大夹角的以及竖立的排沙流道中装置排沙节流板或节流块，在其后的排沙流道中装置自动调节装置，并将自动调节装置与排沙节流板或节流块通过传动部件传动连接，或者将两者通过传动部件传动连接后，再将其与动力装置传动连接，也可以将两者分别与其各自的动力装置传动连接后，在其各自的动力装置之间装置能使其两者同时联动的电气回路，在自动调节装置与动力装置之间装置控制电气回路。
2. 根据权利要求l所述的全自动泥沙分离装置，其特征在于自动调节装置可 以是由排沙流道内设置的跌坎或挑坎，或者与排沙流道相连接的带有跌坎或挑 坎的跌水流道，在跌坎或挑坎上方铰装的底部浸没于跌坎或挑坎处变向后水面 的调节板组成，并将该装置中的调节板与排沙节流板或节流块通过传动部件传 动连接。
3. 根据权利要求l所述的全自动泥沙分离装置，其特征在于自动调节装置也 可以是由排沙流道内设置的跌坎或挑坎，或者与排沙流道相连接的带有跌坎或 挑坎的跌水流道，在跌坎或挑坎上方装置的可来回移动的移动体，在移动体上 铰装的底部浸没于跌坎或挑坎处变向后水面的调节板，以及由调节板或与其传 动连接的传动部件带动的控制动力装置正向起动及停止和反向起动及停止的电 气元件组成，并将该装置中的移动体与排沙节流板或节流块通过传动部件传动 连接后，再将其与动力装置传动连接；将该装置中的电气元件的电接点分别与 控制动力装置正向起动及停止和反向起动及停止的电气回路相连接。
4. 根据权利要求l所述的全自动泥沙分离装置，其特征在于自动调节装置还 可以是由排沙流道内设置的跌坎或挑坎，或者与排沙流道相连接的带有跌坎或 挑坎的跌水流道，在跌坎或挑坎上方通过的，其两端分别与排沙节流块或节流 板和动力装置传动连接的传动部件，在该传动部件位于跌坎或挑坎上方的部位 铰装的底部浸没于跌坎或挑坎处变向后水面的调节板，以及由调节板或与其传 动连接的传动部件带动的控制动力装置正向起动及停止和反向起动及停止的电 气元件组成，并将该装置中电气元件的电接点分别与控制动力装置正向起动及 停止和反向起动及停止的电气回路相连接。
5. 根据权利要求3所述的全自动泥沙分离装置，其特征还在于也可以将自动 调节装置中的移动体和排沙节流板或节流块分别与其各自的动力装置传动连接 后，在其各自的动力装置之间装置能使其两者同时联动的电气回路。
6. 根据权利要求2、 3或4所述的全自动泥沙分离装置，其特征还在于在调 节板与移动体或传动部件之间，或者在调节板及其传动部件与流道之间还可以 装置缓冲器。
全文摘要
全自动泥沙分离装置涉及一种过水流道或泥沙沉淀池中，将水流带来的泥沙及时进行自动分离，并及时对其排沙流量进行自动调整的全自动机械装置。该装置由装置在过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节流板或节流块，与其通过传动部件或电气回路联动的，装置在与排沙口相连接的排沙流道中的自动调节装置，以及动力装置、电气元件及电气回路等组成。该装置不仅能够依靠自身结构对水流带来的泥沙及时进行自动分离，而且能够根据泥沙含量的大小对其排沙流量及时进行自动调整，从而能将排沙流量控制在最小限度的状况下彻底分离水流带来的泥沙。
文档编号E02B8/02GK101353889SQ20081009316
公开日2009年1月28日 申请日期2008年4月18日 优先权日2007年7月25日
发明者黄国宏 申请人:黄国宏