CN109024457B - 海底防淤装置及该装置的防淤方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及防淤装置，公开了海底防淤装置及该装置的防淤方法，其包括海底履带车(1)，海底履带车(1)的上表面上固装有安装板(7)，安装板(7)上安装有大水轮机(8)和小水轮机(9)，大水轮机(8)包括第一叶片(80)，第一叶片(80)为空心结构并形成其内部的空腔(800)，空腔(800)为片状空腔，第一叶片(80)的正面设有进水槽(801)，第一叶片(80)的反面设有多个出水孔(802)，进水槽(801)和出水孔(802)均与空腔(800)连通。本发明通过大水轮机和小水轮机的二次扰动，使得平稳的潮流通过转动的大水轮机叶片后，平稳潮流的流速流向将发生变化，流线将发生扰动，扰动后的潮流流线将呈现旋转和波动。

Description

海底防淤装置及该装置的防淤方法

技术领域

本发明涉及海底防淤领域，尤其涉及了海底防淤装置及该装置的防淤方法。

背景技术

我国海岸线长达18,000余千米，在很多近岸海区存在着剧烈的潮汐、潮流运动，为我国提供了广阔的潮流能开发前景。

一般潮能(潮流能)的利用是在强潮海域布置开放式水力发电装置，利用海水水平方向的流动进行发电，将涉及到电力并网输送等一系列问题。

而我国也有很多弱流的海湾、渔港，不但不能用于潮流能发电，而且海湾本身也存在动力条件太弱，导致泥沙容易淤积，并影响海湾渔港的功能。

本发明是一种将潮流能直接利用于海床防止淤积的装置，可以用于渔港，避风锚地等区域。

该装置一般可以放置在流速较小，容易淤积的海域，如渔港。利用潮流动力产生的湍流，防止泥沙淤积。

发明内容

本发明针对现有技术中海底淤泥不易清理的缺点，提供了海底防淤装置及该装置的防淤方法。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

海底防淤装置，包括海底履带车，海底履带车上还安装有摄像机、信号收发装置、电机和控制器，摄像机拍摄海底图像并形成图像信号发送给信号收发装置，信号收发装置将接收到的图像信号并发送给工作人员持有的移动设备，信号收发装置接收移动设备发送的指令信号并传送给控制器，控制器接收信号收发装置传输的指令信号后并控制电机工作，海底履带车的底部安装有履带，电机与履带连接并驱动履带的转动；海底履带车的上表面上固装有安装板，安装板上安装有大水轮机和小水轮机，大水轮机包括通过螺钉固定在安装板上的基座，基座上安装有支撑架，支撑架的上端安装有第一转轴，第一转轴上圆周分布有多个第一叶片并带动第一叶片的转动，第一叶片为空心结构并形成其内部的空腔，空腔为片状空腔，第一叶片朝向水流方向的一面定义为正面，第一叶片的另一面定位为反面，第一叶片的正面设有沿第一转轴径向向外延伸的进水槽，第一叶片的反面设有多个出水孔，进水槽和出水孔均与空腔连通，小水轮机位于大水轮机的下游处，小水轮机上安装有多个圆周分布的第二叶片。

作为优选，还包括叶片电机，叶片电机安装在海底履带车上，叶片电机受控制器的驱动并带动第一叶片和第二叶片转动。

作为优选，安装板上设有滑轨，小水轮机包括滑座和安装在滑座上的第二转轴，第二叶片安装在第二转轴上并由第二转轴带动转动，滑座与滑轨配合并带动小水轮机在滑轨上移动。

作为优选，滑轨与第一转轴的轴向垂直设置，滑轨的两端分别安装有两个绕线轮，滑座的两端分别固定有两根绳索，两根绳索分别缠绕在两个绕线轮上，两个绕线轮均由控制器控制旋转。

作为优选，第一叶片的长度是第二叶片长度的1.8～3.5倍。

作为优选，第一转轴的轴线与水平面之间的夹角为0°～35°。

作为优选，海底履带车上还安装有相互连通的蓄水舱和压缩空气泵，蓄水舱上设有与外界水域连通的舱门，舱门为电动舱门并由控制器控制其开闭，控制器控制压缩空气泵向蓄水舱内充气。

作为优选，还包括安装在海底履带车上的流向传感器，流向传感器与控制器连接。

海底防淤方法，包括海底防淤装置，步骤包括：

1)将海底履带车运输到指定位置并将其放入海中；

2)通过信号收发装置向控制器发出指令信号并控制蓄水舱的舱门打开并进水，使得海底履带车下降至海底；

3)工作人员通过摄像机观测海底情况，控制器控制电机带动履带行驶至淤泥堆积处并使第一叶片的正面朝向水流方向设置；

4)控制器控制叶片电机工作并带动第一叶片和第二叶片转动；

5)调整小水轮机在滑轨上的位置，控制器控制位于滑轨两端的两个绕线轮分别进行正反转，两绕线轮的共同作用带动滑座在滑轨上来回移动；

6)水流经由第一叶片的进水槽、空腔和出水孔排出后形成涡旋水流，再由不断移动的小水轮机上第二叶片进行二次扰动。

本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：通过大水轮机和小水轮机的二次扰动，使得平稳的潮流通过转动的大水轮机叶片后，平稳潮流的流速流向将发生变化，流线将发生扰动，扰动后的潮流流线将呈现旋转和波动，在大水轮机后再放置一个尺寸只有一半大小的小水轮机，扰动后的潮流将通过小水轮机，在小水轮机叶片的作用下，潮流将发生二次扰动，形成一定强度的湍流。利用湍流的不稳定性，以及其较强的剪切力，使得对海底淤积的泥沙有较强的扰动，使得泥沙不容易沉降，也能扰起沉积在海底的泥沙，使得有效防止泥沙在渔港海湾淤积。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的滑轨的俯视图。

附图中各数字标号所指代的部位名称如下：1—海底履带车、2—摄像机、3—信号收发装置、4—电机、5—控制器、6—履带、7—安装板、8—大水轮机、9—小水轮机、10—叶片电机、11—蓄水舱、12—压缩空气泵、13—流向传感器、111—舱门、71—滑轨、711—绕线轮、80—第一叶片、81—基座、82—支撑架、83—第一转轴、800—空腔、801—进水槽、802—出水孔、90—第二叶片、91—滑座、92—第二转轴、911—绳索。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

海底防淤装置，如图所示，包括海底履带车1，海底履带车1上还安装有摄像机2、信号收发装置3、电机4和控制器5，摄像机2拍摄海底图像并形成图像信号发送给信号收发装置3，信号收发装置3将接收到的图像信号并发送给工作人员持有的移动设备，信号收发装置3接收移动设备发送的指令信号并传送给控制器5，控制器5接收信号收发装置3传输的指令信号后并控制电机4工作，海底履带车1的底部安装有履带6，电机4与履带6连接并驱动履带6的转动；海底履带车1的上表面上固装有安装板7，安装板7上安装有大水轮机8和小水轮机9，大水轮机8包括通过螺钉固定在安装板7上的基座81，基座81上安装有支撑架82，支撑架82的上端安装有第一转轴83，第一转轴83上圆周分布有多个第一叶片80并带动第一叶片80的转动，第一叶片80为空心结构并形成其内部的空腔800，空腔800为片状空腔，第一叶片80朝向水流方向的一面定义为正面，第一叶片80的另一面定位为反面，第一叶片80的正面设有沿第一转轴83径向向外延伸的进水槽801，第一叶片80的反面设有多个出水孔802，进水槽801和出水孔802均与空腔800连通，小水轮机9位于大水轮机8的下游处，小水轮机9上安装有多个圆周分布的第二叶片90。

还包括叶片电机10，叶片电机10安装在海底履带车1上，叶片电机10受控制器5的驱动并带动第一叶片80和第二叶片90转动。控制器5的工作由工作人员通过信号收发装置3发送的指令信号控制。

安装板7上设有滑轨71，小水轮机9包括滑座91和安装在滑座91上的第二转轴92，第二叶片90安装在第二转轴92上并由第二转轴92带动转动，滑座91与滑轨71配合并带动小水轮机9在滑轨71上移动。

滑轨71与第一转轴83的轴向垂直设置，滑轨71位于水平的安装板7上，滑轨71的两端分别安装有两个绕线轮711，滑座91的两端分别固定有两根绳索911，两根绳索911分别缠绕在两个绕线轮711上，两个绕线轮711均由控制器5控制旋转。控制器5控制两个绕线轮711以同样的转速分别进行正反转，就可以实现拉动小水轮机9在滑轨71上左右位移。

第一叶片80的长度是第二叶片90长度的2倍。小水轮机9的尺寸应该为大水轮机8的一半。水轮机之间的距离应为大水轮机直径的2倍。

第一转轴83的轴线与水平面之间的夹角为15°。

海底履带车1上还安装有相互连通的蓄水舱11和压缩空气泵12，蓄水舱11上设有与外界水域连通的舱门111，舱门111为电动舱门并由控制器5控制其开闭，控制器5控制压缩空气泵12向蓄水舱11内充气。

还包括安装在海底履带车1上的流向传感器13，流向传感器13与控制器5连接。

海底防淤方法，包括海底防淤装置，步骤包括：

1)将海底履带车1运输到指定位置并将其放入海中；

2)通过信号收发装置3向控制器5发出指令信号并控制蓄水舱11的舱门111打开并进水，使得海底履带车1下降至海底；

3)工作人员通过摄像机2观测海底情况，控制器5控制电机4带动履带6行驶至淤泥堆积处并使第一叶片80的正面朝向水流方向设置；

4)控制器5控制叶片电机10工作并带动第一叶片80和第二叶片90转动；

5)调整小水轮机9在滑轨71上的位置，控制器5控制位于滑轨71两端的两个绕线轮711分别进行正反转，两绕线轮711的共同作用带动滑座91在滑轨71上来回移动；

6)水流经由第一叶片80的进水槽801、空腔800和出水孔802排出后形成涡旋水流，再由不断移动的小水轮机9上第二叶片90进行二次扰动。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (9)

1.海底防淤装置，其特征在于：包括海底履带车(1)，海底履带车(1)上还安装有摄像机(2)、信号收发装置(3)、电机(4)和控制器(5)，摄像机(2)拍摄海底图像并形成图像信号发送给信号收发装置(3)，信号收发装置(3)将接收到的图像信号并发送给移动设备，信号收发装置(3)接收移动设备发送的指令信号并传送给控制器(5)，控制器(5)接收信号收发装置(3)传输的指令信号后并控制电机(4)工作，海底履带车(1)的底部安装有履带(6)，电机(4)与履带(6)连接并驱动履带(6)的转动；海底履带车(1)的上表面上固装有安装板(7)，安装板(7)上安装有大水轮机(8)和小水轮机(9)，大水轮机(8)包括通过螺钉固定在安装板(7)上的基座(81)，基座(81)上安装有支撑架(82)，支撑架(82)的上端安装有第一转轴(83)，第一转轴(83)上圆周分布有多个第一叶片(80)并带动第一叶片(80)的转动，第一叶片(80)为空心结构并形成其内部的空腔(800)，第一叶片(80)朝向水流方向的一面定义为正面，第一叶片(80)的另一面定位为反面，第一叶片(80)的正面设有沿第一转轴(83)径向向外延伸的进水槽(801)，第一叶片(80)的反面设有多个出水孔(802)，进水槽(801)和出水孔(802)均与空腔(800)连通，小水轮机(9)位于大水轮机(8)的下游处，小水轮机(9)上安装有多个圆周分布的第二叶片(90)。

2.根据权利要求1所述的海底防淤装置，其特征在于：还包括叶片电机(10)，叶片电机(10)安装在海底履带车(1)上，叶片电机(10)受控制器(5)的驱动并带动第一叶片(80)和第二叶片(90)转动。

3.根据权利要求1所述的海底防淤装置，其特征在于：安装板(7)上设有滑轨(71)，小水轮机(9)包括滑座(91)和安装在滑座(91)上的第二转轴(92)，第二叶片(90)安装在第二转轴(92)上并由第二转轴(92)带动转动，滑座(91)与滑轨(71)配合并带动小水轮机(9)在滑轨(71)上移动。

4.根据权利要求3所述的海底防淤装置，其特征在于：滑轨(71)与第一转轴(83)的轴向垂直设置，滑轨(71)的两端分别安装有两个绕线轮(711)，滑座(91)的两端分别固定有两根绳索(911)，两根绳索(911)分别缠绕在两个绕线轮(711)上，两个绕线轮(711)均由控制器(5)控制旋转。

5.根据权利要求1所述的海底防淤装置，其特征在于：第一叶片(80)的长度是第二叶片(90)长度的1.8～3.5倍。

6.根据权利要求1所述的海底防淤装置，其特征在于：第一转轴(83)的轴线与水平面之间的夹角为0°～35°。

7.根据权利要求1所述的海底防淤装置，其特征在于：海底履带车(1)上还安装有相互连通的蓄水舱(11)和压缩空气泵(12)，蓄水舱(11)上设有与外界水域连通的舱门(111)，舱门(111)为电动舱门并由控制器(5)控制其开闭，控制器(5)控制压缩空气泵(12)向蓄水舱(11)内充气。

8.根据权利要求1所述的海底防淤装置，其特征在于：还包括安装在海底履带车(1)上的流向传感器(13)，流向传感器(13)与控制器(5)连接。

9.海底防淤方法，其特征在于：包括根据权利要求1-8所述的海底防淤装置，步骤包括：

1)将海底履带车(1)运输到指定位置并将其放入海中；

2)通过信号收发装置(3)向控制器(5)发出指令信号并控制蓄水舱(11)的舱门(111)打开并进水，使得海底履带车(1)下降至海底；

3)工作人员通过摄像机(2)观测海底情况，控制器(5)控制电机(4)带动履带(6)行驶至淤泥堆积处并使第一叶片(80)的正面朝向水流方向设置；

4)控制器(5)控制叶片电机(10)工作并带动第一叶片(80)和第二叶片(90)转动；

5)调整小水轮机(9)在滑轨(71)上的位置，控制器(5)控制位于滑轨(71)两端的两个绕线轮(711)分别进行正反转，两绕线轮(711)的共同作用带动滑座(91)在滑轨(71)上来回移动；

6)水流经由第一叶片80的进水槽801、空腔800和出水孔802排出后形成涡旋水流，再由不断移动的小水轮机9上第二叶片90进行二次扰动。

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