CN110747817A - 一种半齿轮式拦污收集升降装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及拦污收集升降装置技术领域，具体是一种半齿轮式拦污收集升降装置，用于解决现有技术中通过带动打捞工具将挡污栅上的杂物清除掉时浪费能源的问题。本发明包括叶轮和输入轴，所述输入轴上通过换向机构连接有不完全齿轮，所述不完全齿轮上啮合有全齿轮，所述全齿轮的端面安装有输出轴，所述输出轴的一端连接有收线轮，所述收线轮上缠绕有牵引绳，所述牵引绳的一端连接有打捞工具，所述输入轴、换向机构和输出轴上均连接有支撑机构。本发明中叶轮旋转最终带动打捞工具周期性的沿着挡污栅上下移动，达到清除挡污栅上杂物的目的，本发明的动力来源是流水本身，不需要消耗其他外加能源，从而可以节省相应的能源。

Description

一种半齿轮式拦污收集升降装置

技术领域

本发明涉及拦污收集升降装置技术领域，更具体的是涉及一种半齿轮式拦污收集升降装置。

背景技术

随着城镇化及工业化的发展，工况企业以及城镇居民排放的污染物及垃圾日益增多，河渠漂浮物污染问题日渐突出，水面漂浮物顺流而下，聚集在河道和渠道中，不仅对沿河水质、水面景观、供水、航运等构成不利影响，还会减少水电站的发电效益、对水利枢纽运行安全构成威胁，为了拦阻水流挟带的水草、漂木等杂物对水轮机、闸门及管道等设备的影响，通常需要在在进水口前设置拦污栅。

现有技术中的拦污栅从拦污类型可分为拦截大型漂浮物的粗格拦污栅和拦截小型漂浮物的细格拦污栅。粗格拦污栅作为第一道拦污设施，可将大量的大型垃圾拦截，防止如大型浮木、浮筒等进入水力发电设备中。细格拦污栅设置在粗格拦污栅后，作为第二道拦污设施，保证塑料块、水草等小型垃圾不会进入水力发电设备，防止设备中的零件被细小垃圾缠绕后卡死，导致无法正常运转。当流水中的杂物被挡污栅挡住并需要打捞上来时，使用相关打捞工具沿挡污栅上下不断的移动即可将杂物从挡污栅上打捞上来。

但是，上述使打捞工具沿挡污栅上下移动的动力通常是人力、电能等，这样势必会浪费相应的能源。因此，我们迫切的需要一种可以节省相关能源的拦污收集升降装置。

发明内容

基于以上问题，本发明提供了一种半齿轮式拦污收集升降装置，用于解决现有技术中通过带动打捞工具将挡污栅上的杂物清除掉时浪费能源的问题。本发明中利用流水冲击叶轮旋转，叶轮再带动不完全齿轮与全齿轮相互啮合，最终带动打捞工具周期性的沿着挡污栅上下移动，达到清除挡污栅上杂物的目的，本发明的动力来源是流水本身，不需要消耗其他外加能源，从而可以节省相应的能源。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种半齿轮式拦污收集升降装置，包括叶轮，所述叶轮的端面安装有输入轴，所述输入轴上通过换向机构连接有不完全齿轮，所述不完全齿轮上啮合有全齿轮，所述全齿轮的端面安装有输出轴，所述输出轴的一端连接有收线轮，所述收线轮上缠绕有牵引绳，所述牵引绳的一端连接有打捞工具，所述输入轴、换向机构和输出轴上均连接有支撑机构。

工作原理：将该升降装置放置在适当的位置，并将牵引绳与放置在挡污栅本体上的打捞工具连接，水流通过拦污栅本体后会冲击叶轮，叶轮在水流的冲击下会旋转，叶轮旋转再带动输入轴转动，输入轴再带动换向机构旋转并改变动力的输出方向，换向机构旋转带动不完全齿轮转动，在不完全齿轮与全齿轮相啮的半个周期中，不完全齿轮带动全齿轮转动，全齿轮带动收线轮转动，收线轮带动牵引绳缠绕在收线轮上并将打捞工具提升。而在另半个周期，因不完全齿轮没有与全齿轮相啮，此时，全齿轮无法给予收线轮动力，打捞工具在重力作用下降落，而收线轮带动全齿轮做逆向转动，直到不完全齿轮与全齿轮再次啮合，整体完成一次周期运作，如此可以实现智能自动清污，整个过程无需外加能源，可大大节省人力财力投入，从而可以节省相应的能源。

作为一种优选的方式，所述换向机构包括安装在输入轴上的第一锥齿轮，所述第一锥齿轮上啮合有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮的端面安装有换向轴，所述换向轴的一端与不完全齿轮的端面连接。

作为一种优选的方式，所述支撑机构包括支撑板，所述支撑板的顶面安装有第一支撑组件、第二支撑组件和第三支撑组件，所述输入轴穿过第一支撑组件并可在第一支撑组件内旋转，所述换向轴穿过第二支撑组件并可在第二支撑组件内旋转，所述输出轴穿过第三支撑组件并可在第三支撑组件内旋转。

作为一种优选的方式，所述第一支撑组件包括两根被输入轴穿过且位于叶轮两侧的第一支撑件，所述第二支撑组件包括两根被换向轴穿过且位于不完全齿轮两侧的第二支撑件，所述第三支撑组件包括两根被输出轴穿过且位于收线轮两侧的第三支撑件。

作为一种优选的方式，所述第一支撑件包括相互成型为一体的第一支撑杆和第一旋转头，所述第一支撑杆安装在支撑板上，所述第一旋转头被输入轴穿过；所述第二支撑件包括相互成型为一体的第二支撑杆和第二旋转头，所述第二支撑杆安装在支撑板上，所述第二旋转头被换向轴穿过；所述第三支撑件包括相互成型为一体的第三支撑杆和第三旋转头，所述第三支撑杆安装在支撑板上，所述第三旋转头被输出轴穿过。

作为一种优选的方式，所述叶轮包括多个扇叶，所述扇叶的倾斜角度为60°。

作为一种优选的方式，所述不完全齿轮包括有齿部和无齿部，所述无齿部的弧度为有齿部弧度的1-2.5倍。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明中利用流水冲击叶轮旋转，叶轮再带动不完全齿轮与全齿轮相互啮合，最终带动打捞工具周期性的沿着挡污栅上下移动，达到清除挡污栅上杂物的目的，本发明的动力来源是流水本身，不需要消耗其他外加能源，从而可以节省相应的能源。

(2)本发明中支撑本装置运作的不完全齿轮动力组，运作过程无需外力，完全由水力驱动，实现自动的集污打捞清污，能减小人力财力的浪费，积极响应国家节能减排号召。

(3)本发明中本装置的结构简单，并且属于可拆卸组装，适应于不同流域，应用范围更广，实用性也更强。

(4)本发明中通过第一锥齿轮和第二锥齿轮的相互啮合，可以有效的改变叶轮的动力输出方向。

(5)本发明中通过支撑机构对输入轴、换向轴和输出轴的支撑，可以使整个升降装置更加稳定可靠。

(6)本发明中叶轮包括多个扇叶，扇叶的倾斜角度为60°，叶轮为环列叶栅式，如此设计可以使叶轮最大化的将水能转化为机械能，从而能更加轻松的带动整个升降装置的升降。

(7)本发明中不完全齿轮包括有齿部和无齿部，无齿部的弧度为有齿部弧度的1-2.5倍，无齿部的弧度和有齿部的弧度比例根据不同流域平均流速和流量来决定，无齿部分的增加可保证打捞工具在倾倒后有足够时间下落和停留至水面以下，使污物可以积累后再打捞。

附图说明

图1为本发明的立体结构简图；

图2为本发明的正面结构简图；

图3为本发明的侧面结构简图；

图4为本发明的俯视结构简图；

图5为本发明支撑机构的立体结构简图；

图6为本发明支撑机构的正面结构简图；

图7为本发明不完全齿轮的立体结构简图；

图8为本发明不完全齿轮的正面结构简图；

附图标记：1支撑机构，11支撑板，12第一支撑件，121第一支撑杆，122第一旋转头，13第二支撑件，131第二支撑杆，132第二旋转头，14第三支撑件，141第三支撑杆，142第三旋转头，2不完全齿轮，21有齿部，22无齿部，3第二锥齿轮，4第一锥齿轮，5全齿轮，6收线轮，61牵引绳，7叶轮，8输入轴，9换向轴，10输出轴。

具体实施方式

为了本技术领域的人员更好的理解本发明，下面结合附图和以下实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1：

如图1-4所示，一种半齿轮式拦污收集升降装置，包括叶轮7，叶轮7的端面安装有输入轴8，输入轴8上通过换向机构连接有不完全齿轮2，不完全齿轮2上啮合有全齿轮5，全齿轮5的端面安装有输出轴10，输出轴10的一端连接有收线轮6，收线轮6上缠绕有牵引绳61，牵引绳61的一端连接有打捞工具，输入轴8、换向机构和输出轴10上均连接有支撑机构1。

工作原理：将该升降装置放置在适当的位置，并将牵引绳61与放置在挡污栅本体上的打捞工具连接，水流通过拦污栅本体后会冲击叶轮7，叶轮7在水流的冲击下会旋转，叶轮7旋转再带动输入轴8转动，输入轴8再带动换向机构旋转并改变动力的输出方向，换向机构旋转带动不完全齿轮2转动，在不完全齿轮2与全齿轮5相啮的半个周期中，不完全齿轮2带动全齿轮5转动，全齿轮5带动收线轮6转动，收线轮6带动牵引绳61缠绕在收线轮6上并将打捞工具提升。而在另半个周期，因不完全齿轮2没有与全齿轮5相啮，此时，全齿轮5无法给予收线轮6动力，打捞工具在重力作用下降落，而收线轮6带动全齿轮5做逆向转动，直到不完全齿轮2与全齿轮5再次啮合，整体完成一次周期运作，如此可以实现智能自动清污，整个过程无需外加能源，可大大节省人力财力投入，从而可以节省相应的能源。

实施例2：

如图1-4所示，在上述实施例的基础上，本实施例给出了换向机构的一种优选方式。即换向机构包括安装在输入轴8上的第一锥齿轮4，第一锥齿轮4上啮合有第二锥齿轮3，第二锥齿轮3的端面安装有换向轴9，换向轴9的一端与不完全齿轮2的端面连接。

本实施例中：叶轮7旋转带动输入轴8转动，输入轴8再带动第一锥齿轮4旋转，第一锥齿轮4再带动第二锥齿轮3旋转，第二锥齿轮3旋转带动换向轴9旋转，换向轴9与不完全齿轮2连接，从而带动不完全齿轮2转动，通过第一锥齿轮4和第二锥齿轮3的相互啮合，可以有效的改变叶轮7的动力输出方向。

其余部分与实施例1相同，故在此不作赘述。

实施例3：

如图1-8所示，在实施例1和实施例2的基础上，本实施例给出了支撑机构的一种优选结构。即支撑机构1包括支撑板11，支撑板11的顶面安装有第一支撑组件、第二支撑组件和第三支撑组件，输入轴8穿过第一支撑组件并可在第一支撑组件内旋转，换向轴9穿过第二支撑组件并可在第二支撑组件内旋转，输出轴10穿过第三支撑组件并可在第三支撑组件内旋转。

优选的，第一支撑组件包括两根被输入轴8穿过且位于叶轮7两侧的第一支撑件12，第二支撑组件包括两根被换向轴9穿过且位于不完全齿轮2两侧的第二支撑件13，第三支撑组件包括两根被输出轴10穿过且位于收线轮6两侧的第三支撑件14。

优选的，第一支撑件12包括相互成型为一体的第一支撑杆121和第一旋转头122，第一支撑杆121安装在支撑板11上，第一旋转头122被输入轴8穿过；第二支撑件13包括相互成型为一体的第二支撑杆131和第二旋转头132，第二支撑杆131安装在支撑板11上，第二旋转头132被换向轴9穿过；第三支撑件14包括相互成型为一体的第三支撑杆141和第三旋转头142，第三支撑杆141安装在支撑板11上，第三旋转头142被输出轴10穿过。

本实施例中，输入轴8旋转在第一旋转头122内旋转，换向轴9在第二旋转头132内旋转，输出轴10在第三旋转头142内旋转，第一支撑件12、第二支撑件13、第三支撑件14分别对输入轴8、换向轴9和输出轴10起到支撑的作用，可以使整个升降装置更加稳定可靠。

优选的，叶轮7包括多个扇叶，扇叶的倾斜角度为60°，叶轮7为环列叶栅式，如此设计可以使叶轮7最大化的将水能转化为机械能，从而能更加轻松的带动整个升降装置的升降。

优选的，不完全齿轮2包括有齿部21和无齿部22，无齿部22的弧度为有齿部21弧度的1-2.5倍，无齿部22的弧度和有齿部21的弧度比例根据不同流域平均流速和流量来决定，具体如何决定本领域技术人员是知晓的，无齿部22分的增加可保证打捞工具在倾倒后有足够时间下落和停留至水面以下，使污物可以积累后再打捞。

其余部分与实施例1和实施例2相同，故在此不作赘述。

如上即为本发明的实施例。上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种半齿轮式拦污收集升降装置，其特征在于：包括叶轮(7)，所述叶轮(7)的端面安装有输入轴(8)，所述输入轴(8)上通过换向机构连接有不完全齿轮(2)，所述不完全齿轮(2)上啮合有全齿轮(5)，所述全齿轮(5)的端面安装有输出轴(10)，所述输出轴(10)的一端连接有收线轮(6)，所述收线轮(6)上缠绕有牵引绳(61)，所述牵引绳(61)的一端连接有打捞工具，所述输入轴(8)、换向机构和输出轴(10)上均连接有支撑机构(1)。

2.根据权利要求1所述的一种半齿轮式拦污收集升降装置，其特征在于：所述换向机构包括安装在输入轴(8)上的第一锥齿轮(4)，所述第一锥齿轮(4)上啮合有第二锥齿轮(3)，所述第二锥齿轮(3)的端面安装有换向轴(9)，所述换向轴(9)的一端与不完全齿轮(2)的端面连接。

3.根据权利要求2所述的一种半齿轮式拦污收集升降装置，其特征在于：所述支撑机构(1)包括支撑板(11)，所述支撑板(11)的顶面安装有第一支撑组件、第二支撑组件和第三支撑组件，所述输入轴(8)穿过第一支撑组件并可在第一支撑组件内旋转，所述换向轴(9)穿过第二支撑组件并可在第二支撑组件内旋转，所述输出轴(10)穿过第三支撑组件并可在第三支撑组件内旋转。

4.根据权利要求3所述的一种半齿轮式拦污收集升降装置，其特征在于：所述第一支撑组件包括两根被输入轴(8)穿过且位于叶轮(7)两侧的第一支撑件(12)，所述第二支撑组件包括两根被换向轴(9)穿过且位于不完全齿轮(2)两侧的第二支撑件(13)，所述第三支撑组件包括两根被输出轴(10)穿过且位于收线轮(6)两侧的第三支撑件(14)。

5.根据权利要求5所述的一种半齿轮式拦污收集升降装置，其特征在于：所述第一支撑件(12)包括相互成型为一体的第一支撑杆(121)和第一旋转头(122)，所述第一支撑杆(121)安装在支撑板(11)上，所述第一旋转头(122)被输入轴(8)穿过；所述第二支撑件(13)包括相互成型为一体的第二支撑杆(131)和第二旋转头(132)，所述第二支撑杆(131)安装在支撑板(11)上，所述第二旋转头(132)被换向轴(9)穿过；所述第三支撑件(14)包括相互成型为一体的第三支撑杆(141)和第三旋转头(142)，所述第三支撑杆(141)安装在支撑板(11)上，所述第三旋转头(142)被输出轴(10)穿过。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种半齿轮式拦污收集升降装置，其特征在于：所述叶轮(7)包括多个扇叶，所述扇叶的倾斜角度为60°。

7.根据权利要求1-5任一项所述的一种半齿轮式拦污收集升降装置，其特征在于：所述不完全齿轮(2)包括有齿部(21)和无齿部(22)，所述无齿部(22)的弧度为有齿部(21)弧度的1-2.5倍。

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