[发明专利]一种用于清除集砂器中沉积物的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于水压式清除集砂器中沉积物的系统和方法。

背景技术

在很多情况下人们都希望能够在不排水或不降低所覆盖的水的水位的情况下清除水下沉积的沉积物。这种情况下沉积物为颗粒状物质，例如砂砾、沙子、“淤泥”、有机颗粒物或其他颗粒物质。江河、水渠、水道或管道中的水流能够输送沉积物。如果水流速度降低，比水重的沉积物就会沉降到底部并沉积。这可能发生在与发电厂或灌溉站相连的缓冲池、入口或沉淀池中、或与处理厂相关联的水道或贮槽或水池中的集砂器中。通常都希望能够通过水或者空气来清空贮槽中的颗粒物质。下文中所有这样的沉淀池，不管其想要实现的目的如何，都用集砂器表示。

如果沉积物随着水流过发电厂的涡轮，则该沉积物就会导致过度磨损。众所周知，由于沉积物所产生的磨损，涡轮一年必须进行数次更换或维修。另外水渠或者水道可能会被沉积物充塞。因此，主要是在河流中沉积物含量较高的地带建立了一定数目的与水电站相关的集砂器。此外，在与灌溉站的进水口相关的许多位置处都希望能够分离出颗粒物中至少较粗的部分，从而使得灌溉渠不会被阻塞，或者利用盐水冲洗灌溉站以避免产生阻塞。

集砂器中沉积的沉积物包括从岩石和砂砾到极细颗粒物的物质。在水力发电站中，将会被分离的颗粒的典型的标准是0.15mm-0.5mm。

已知的清除沉积物的技术包括泄流并进行机械挖掘，或者在水位降低时冲刷沉积物，从而使经过沉积物的流速增加。这两种方法的缺陷都在于供给到例如发电站的供水会被中断。因此生产会中断，另外会产生与发电站的停止和运转相关的花费。此外，生产需求和清除沉积物之间的矛盾典型地将意味着清除将被推迟，这会导致涡轮机不必要的磨损。

其他已知技术包括通过集砂器底部的孔向下至泄流道进行冲刷。这些孔可任选地配置有关闭机构（Bieri的取得专利的系统）。这种系统的缺陷在于该系统依赖马达、传送装置和可动部件，这可能在其操作过程中导致停机。

公开号WO02088472（Jacobsen）教导了在集砂器中使用开有槽的管道，以用于以简单的方式连续清除集砂器中的沉积物。开有槽的管道以一定的间隔平行地设置在集砂器底部的凹部中，每根开有槽的管道均在集砂器的（较低）端部处或在接近该端部处连接至排放管道。该系统在高达一定尺寸的集砂器中都能很好地起作用，但需要将集砂器底部准备成沟渠的形式，以避免开有槽的管道处发生冲淡以及上述沉积物发生破坏（下文统称“冲淡”）的风险增加。在大型集砂器中，由于其长度尺寸的原因，在从集砂器的最高部分到最低部分的全部范围内获得所想要的效果存在一定问题；即，当开有槽的管道很长时，就很难在开有槽的管道中保持大体上均匀的状况。

技术目的

本发明的目的是提供一种以简单、经济、可靠且所需维护最少的方式从集砂器中清除沉积物的方法。

另外的目的是，所述方法应适用于大型的集砂器，其应能定期处理大量沉积物，优选地，清除应能够连续进行。

本发明的目的还包括能够清除具有尽可能大直径的沉积颗粒和物体。

发明内容

上述目的是通过权利要求1中限定的本发明的方法实现的。根据另外的方面，本发明还包括权利要求10中限定的开有槽的管道系统。

优选实施方式如从属权利所述。

本发明明显更为简单地涵盖具有开有槽的管道系统的大型集砂器，所述开有槽的管道至少成对地与公共排放管道互连。这意味着，通过使排放管道在一定区域的长边的中部而不是在所述区域的一端离开，而使得在该区域内的开有槽的管道的长度能够被缩短一半。根据所述的实施方式，还能够在两根管道之间实现水压平衡，从而使得抽吸力在任何时间点平顺分布，并且与开有槽的管道单独连接至排放管道的情况例如（A1）相比，能够得到更为均匀的抽吸力。

应该强调的是，正如随后将会被证明的那样，采用这种方式连接两根开有槽的管道确实不是显而易见的方法，因为这种组合可能会干扰为了使开有槽的管道实施其想要实现的任务所必须具备的精密水压条件。

因而考虑到这种情况就显得尤为重要，同样重要的是每根开有槽的管道与其他开有槽的管道充分分离，以能够在通常的水压条件下与连接至同一根排放管道的其它开有槽的管道独立地进行操作，但需要时仍允许开有槽的管道有效地相互配合。这将会在随后进行解释。

对于每根开有槽的管道，各槽的较低端之间需要有充分的距离以使得管道相互独立地运作。这样可以确保：

·排放管道可具有与开有槽的管道相同或者比开有槽的管道更大的直径从而减少堵塞的风险；