[发明专利]一种零碳排放的水库清淤装置及其使用方法

说明书

 

技术领域

本发明属于水利机械技术领域，特别是涉及用于清除水库内淤积泥沙的一种零碳排放的水库清淤装置及其使用方法。

 

背景技术

现有的水库多数是在20世纪50—60年代兴建的，缺乏有效的排沙设计，多年运行之后已普遍出现泥沙淤积现象，严重削减了水库的兴利库容。水库泥沙淤积使水库库容减小，降低蓄水能力，特别是西北地区，河流来沙量大，被泥沙淤积的水库甚至完全丧失水库功能。虽然水库设计有排沙底孔，但只能将口门附近的泥沙排走，且大流量排沙浪费水资源。

目前采用排出库底淤积泥沙的主要方式有：一是放干清淤，冬季降低水位，露出水面的泥沙被渣土车运走，花费大量运输费用；二是采用水力清淤，在洪水期利用大流量的能量将泥沙从水库排沙底孔排出，浪费宝贵的水资源；三是水下清淤，通过吸泥机械将高含沙水流输送到沉淀池，清水回归水库，淤泥使用渣土车运走；四是水下清淤排淤一体化，利用压力流或真空流将绞吸的泥沙通过输沙管道排出水库。前三种方式在推广应用中已形成产业，但耗能大、效率低，第四种方式充分利用水库大坝上下游压力差，将高含沙水流排出库外，为高效节能措施，正在研究和完善中。

对水库清淤大多使用绞吸机械，使用柴油机绞吸库底泥沙，并通过大功率泥浆泵和管道输送泥沙到岸边或水库下游。这种清淤方法需要很高的能源，清淤船的功率一般在500KW以上，500KW柴油机每小时耗油130升,既消耗了能源，还污染了空气。

选择性水库自动清淤系统，专利号201320577368，在水坝泄洪闸口至水库中，安装主水管，其长度以水库容积为准，主水管连接若干吸淤管，每根吸淤管设若干吸淤口，在主水管中段设磁力阀门和变力浮标，泄洪闸开启后，水库中的水由于水压而进入吸淤口，泥沙砾石混入水中也进入吸淤口，水与泥沙砾石进入吸淤管又进入主水管，又通过泄洪闸口而流出，吸淤口及吸淤管附近的泥沙砾石因被吸走而地势变低，其周围高处的泥沙砾石又会向低处流动，周而复始，水库库底的泥沙砾石即被清理减至最佳状态，同时可根据水压，通过磁力阀门与变力浮标，可提升变力浮标浮力打开磁力阀门或降低变力浮标浮力关闭磁力阀门，分段吸淤。这个设计要放空水库铺设管网，管网吸淤口的疏密不好确定，吸淤口的吸力不大，多年沉积板结的淤泥无法排出，清淤效果不佳。

如何克服现有技术的不足已成为当水利机械技术领域中亟待解决的重点难题之一。

 

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足而提供一种零碳排放的水库清淤装置，本发明运用水压能量绞吸排沙原理，能够直接将水库泥沙通过绞吸头和输沙管排出到水库下游，节省了二次运输费用，同时利用太阳能和蓄电池驱动直流电机移动清淤船，实现了零碳排放。

根据本发明提出的一种零碳排放的水库清淤装置，其特征在于它包括清淤船、拉索直流电机、收索直流电机、拉簧、左横定滑轮、右横定滑轮、横向循环索、左岸纵向循环索、右岸纵向循环索、输沙管、左纵直流电机、右纵直流电机、左纵定滑轮、右纵定滑轮、输沙管升降直流电机、绞吸头升降直流电机、控制柜、太阳能板、蓄电池组、绞吸头和收放钢丝绳，其中：所述清淤船为水面浮体，其上安装由控制柜操控的拉索直流电机、收索直流电机、输沙管升降直流电机和绞吸头升降直流电机；控制柜通过输沙管升降电机和绞吸头升降直流电机，操控绞吸头和输沙软管由水库底上移至水面的位移；收放钢丝绳控制绞吸头距离水库底的高度以及绞吸头的倾斜度；左岸纵向循环索套在左纵定滑轮和左纵直流电机上，通过左横定滑轮使横向循环索与左岸纵向循环索连接；右岸纵向循环索套在右纵定滑轮和右纵直流电机上，通过右横定滑轮使横向循环索与右岸纵向循环索连接；横向循环索的一端连接拉簧绕过左横定滑轮后在拉索直流电机上绕3圈，再绕过右横定滑轮后在收索直流电机上绕多圈固定，收索直流电机控制横向循环索的长度和绷紧度；左岸纵向循环索和右岸纵向循环索均为闭环设置，左纵直流电机控制左岸纵向循环索旋转，右纵直流电机控制右岸纵向循环索旋转，拉索直流电机控制横向循环索旋转；船顶上的太阳能板的各正极均与蓄电池组的正极并联连接，太阳能板的各负极均与蓄电池组的负极并联连接，装置所有的直流电机的正极和负极均与控制柜连接，该控制柜与蓄电池组的正负极连接。