CN113106937A - 一种河流用净水集沙*** - Google Patents

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Abstract

一种河流用净水集沙***，设置在河流的水坝和下游围堰之间，其特征在于：所述净水集沙***包括垂直设置在水坝与下游围堰之间的两个截流墙，并且截流墙的方向与河流方向平行，其中一个截流墙上设置有放水孔和用于启闭放水孔的闸门，净水集沙***还包括净化蓄集子***和分离收集子***。本发明提供的一种河流用净水集沙***，基坑对水起到净化作用，同时对泥沙进行过滤，对渗入基坑的水和较细的泥沙进行分离、回收，这部分泥沙可用于淤田等，缓解水土流失，分离后的水被蓄集起来，可引回河流下游或是进行中水回用；分离收集子***清理并回收基坑上的泥沙，经过烘干箱烘干后的泥沙可用于建筑填充等，减少资源浪费。

Description

一种河流用净水集沙***
技术领域
本发明涉及泥沙回收技术领域，具体的说是一种河流用净水集沙***。
背景技术
围堰是指水利工程建筑物的临时挡水物体，围堰通常分为上游围堰和下游围堰，为了减少导流流量，在一些地方会采用下游围堰，水量较大时水流能从堰顶流过。在水利工程建筑物施工完成后，会采用多种方式拆除上游围堰和下游围堰，其中，***法拆除围堰的速度较快，但对周围环境产生的影响也很大。水坝在施工完成后，上游围堰被拆除，原先被上游围堰拦截的泥沙会随着水流越过水坝流向下游。
另一方面，对于本身含沙量较大的河流，在流动过程中泥沙随着水流冲向下游。
泥沙本身是可以回收利用的资源，但现有技术中并未有很好的方法对这两种情况的泥沙进行回收。
发明内容
为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种河流用净水集沙***，基坑对水起到净化作用，同时对泥沙进行过滤，渗入基坑的水和泥沙被分离、回收；分离收集子***清理并回收基坑上的泥沙，减少资源浪费。
为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：一种河流用净水集沙***，设置在河流的水坝和下游围堰之间，其特征在于：所述净水集沙***包括垂直设置在水坝与下游围堰之间的两个截流墙，并且截流墙的方向与河流方向平行，其中一个截流墙上设置有放水孔和用于启闭放水孔的闸门，净水集沙***还包括净化蓄集子***和分离收集子***；
净化蓄集子***包括净化机构和蓄集机构；
净化机构包括设置在所述水坝和所述下游围堰之间的基坑，基坑包括从上往下依次设置的火山石层、PP滤芯层和活性炭层；
蓄集机构包括分离池，活性炭层与分离池连通，分离池还连通有集沙池和集水池；分离收集子***包括加压机构和分离收集机构；
加压机构包括依次连通的第一进水管、增加泵和冲淤管，第一进水管与水坝上游连通，冲淤管穿过另一个截流墙并朝向闸门；
分离收集机构包括集中池，集中池内垂直设置有若干个挡板，挡板将集中池分隔出筛分池和若干个空置池，筛分池位于闸门下方，筛分池内水平设置有筛网，筛网与挡板可拆卸连接，筛分池底部垂直设置有围墙，围墙将筛分池分隔出集流室和沉淀室，集流室和沉淀室连通，集流室与其中一个空置池连通。
作为上述所述的一种河流用净水集沙***的进一步优化：所述活性炭层连通有多个分支管，多个分支管共同连通有第二进水管，第二进水管依次连通有离心泵和连通管，连通管和所述分离池连通。
作为上述所述的一种河流用净水集沙***的进一步优化：所述分离池内设置有水沙分离器，水沙分离器包括支架和多个水沙分离管，水沙分离管设置在支架内；
水沙分离器将分离池分隔出上层和下层，所述活性炭层与上层连通，上层与所述集水池通过集水管连通，下层通过集沙管与所述集沙池连通。
作为上述所述的一种河流用净水集沙***的进一步优化：所述分离收集机构还包括若干组振动机构，振动机构包括十字轴万向联轴器和两个电机，电机的驱动轴连接有轮胎式联轴器，轮胎式联轴器连接有传动轴，传动轴上依次套设有压圈、偏心块、压块和挡块，压块和挡块固定连接，挡块与十字轴万向联轴器固定连接，所述筛网设置在十字轴万向联轴器上。
作为上述所述的一种河流用净水集沙***的进一步优化：所述集中池内设置有固化机构，固化机构包括设置在集中池内壁上的多个固化剂喷头，固化剂喷头朝向所述沉淀室。
作为上述所述的一种河流用净水集沙***的进一步优化：所述沉淀室内设置有搅拌轮。
作为上述所述的一种河流用净水集沙***的进一步优化：所述围墙上开设有多个集流孔。
作为上述所述的一种河流用净水集沙***的进一步优化：所述集流室依次连通有出水管、水泵和第四进水管，第四进水管与所述空置池连通。
作为上述所述的一种河流用净水集沙***的进一步优化：所述分离收集机构还包括烘干机构，烘干机构包括烘干箱，烘干箱内竖直设置有隔板，隔板将烘干箱内部分隔出两个烘干区域，烘干箱顶部穿设有漏斗，所述沉淀室通过引流管与漏斗连通，漏斗连通有两个导管，导管上设置有阀门，两个导管分别朝向两个烘干区域，烘干区域内设置有置物板，置物板水平设置且与隔板固定连接，置物板上设置有液压杆，烘干区域的侧壁上开设有出料口，液压杆朝向出料口，液压杆固定连接有推板，推板滑动设置在置物板上。
有益效果：一种河流净水集沙***，基坑对水起到净化作用，同时对泥沙进行过滤，对渗入基坑的水和较细的泥沙进行分离、回收，这部分泥沙可用于淤田等，缓解水土流失，分离后的水被蓄集起来，可引回河流下游或是进行中水回用；分离收集子***清理并回收基坑上的泥沙，经过烘干箱烘干后的泥沙可用于建筑填充等，减少资源浪费。
附图说明
图1是本发明的结构原理图；
图2是加压机构的结构原理图；
图3是净化蓄集子***的结构原理图；
图4是水沙分离管的结构原理图；
图5是分离收集机构的俯视图；
图6是分离收集机构的结构原理图；
图7是振动机构的结构示意图；
图8是筛网的结构示意图；
图9是搅拌轮的俯视图；
图10是集中池的结构示意图。
附图说明：1、水坝，2、截流墙，3、下游围堰，4、基坑，5、立柱，6、启闭机，7、闸门，8、闸台，9、水坝上游，10、冲淤管，11、增压泵，12、第一进水管，13、第一单向阀，14、火山石层，15、PP滤芯层，16、活性炭层，17、分支管，18、第二进水管，19、离心泵，20、连通管，21、分离池，22、水沙分离器，23、水沙分离管，24、支架，25、集沙管，26、集沙池，27、第二单向阀，28、集水管，29、集水池，30、矩形管，31、分离片，32、通孔，33、集中池，34、挡板，35、筛网，36、电机，37、轮胎式联轴器，38、十字轴万向联轴器，39、偏心块，40、压块，41、引流结构，42、围板，43、固化剂喷头，44、集流室，45、集流孔，46、出水管，47、搅拌轮，48、漏斗，49、液压杆，50、推板，51、导管，52、隔板，53、置物板，54、出料口，55、烘干箱，56、引流管，57、第四进水管，58、水泵，59、第三单向阀，60、压圈，61、挡块，62、围墙，63、沉淀室，64、空置池。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至图10所示，一种河流用净水集沙***，设置在河流的水坝1和下游围堰3之间，所述净水集沙***包括垂直设置在水坝1与下游围堰3之间的两个截流墙2，并且截流墙2的方向与河流方向平行，其中一个截流墙2上设置有放水孔和用于启闭放水孔的闸门7，净水集沙***还包括净化蓄集子***和分离收集子***。
水坝1、下游围堰3、和两个截流墙2共同围成矩形区域，下游围堰3分为上下两层，上层与下层之间通过钢筋或是其他结构连接在一起，在水坝1建筑完成后，将下游围堰3的上层用吊车吊运拆去，只留下层，减小拆除围堰的工程量，并且能避免采用***的方式拆去下游围堰3，减少拆除下游围堰3时对周围环境的影响，同时下游围堰3在净水集沙***中起到拦截泥沙的作用。
开设有放水孔的截流墙2的一部分设置在两个立柱5之间，立柱5上固定设置有支柱，两个支柱共同连接有闸台8，闸台8上开设有通孔，闸台8上设置有启闭机6，启闭机6驱动连接有电动伸缩杆，电动伸缩杆穿过通孔与闸门7固定连接。闸门7初始处于闭合状态，不让水从放水孔流走，需要将水引向别处时，控制启闭机6，电动伸缩杆带动闸门7向上移动，闸门7打开，水从放水孔流向其他地方；放水孔完成放水后，再次控制启闭机6，电动伸缩杆带动闸门7向下移动，堵住放水孔。
净化蓄集子***包括净化机构和蓄集机构。
净化机构包括设置在所述水坝1和所述下游围堰3之间的基坑4，基坑4包括从上往下依次设置的火山石层14、PP滤芯层15和活性炭层16。
蓄集机构包括分离池21，活性炭层16与分离池21连通，分离池21还连通有集沙池26和集水池29。
火山石直径、PP滤芯内径、活性炭直径依次减小。火山石属于功能环保型材料，能承受水力的剪切作用，火山石层14能保护PP滤芯层15和活性炭层16，同时能吸附水中的重金属离子，改善水质；PP滤芯层15用于阻挡水中的大颗粒物质，且PP滤芯本身具有良好的耐腐蚀性，不易与水中的物质发生反应；活性炭层16起到吸附水中重金属、改善水质的作用。基坑4的设计能净化渗入基坑4的水，并对泥沙进行过滤，直径较大的泥沙留在基坑4上，直径较小的泥沙流向分离池21，在分离池21内进行水沙分离处理，处理后的水引向集水池29，处理后的泥沙引向集沙池26，集沙池26内收集到的是湿润、较细的泥沙。由于河流的水一直流动，集水池29内的水和集沙池26内的泥沙也一直在增加，因此需要定时将水和泥沙引出，水可引向河流下游，或是将一部分水再次进行处理，中水回用，缓解城市供水；泥沙可用于淤田，缓解水土流失。
分离收集子***包括加压机构和分离收集机构。
加压机构包括依次连通的第一进水管12、增加泵和冲淤管10，第一进水管12与水坝上游9连通，冲淤管10穿过另一个截流墙2并朝向闸门7。
加压机构用于将基坑4上的直径较大的泥沙冲向闸门7。由于下游围堰3的拦截，基坑4上的泥沙难以流向河流下游，会一直在基坑4上堆积。当泥沙堆积到一定厚度时，打开第一单向阀13、增加泵11和闸门7，水坝上游9的水从第一进水管12进入增加泵11，经过增压后从冲淤管10流出并冲向闸门7，冲淤管10的出口靠近基坑4，当冲淤管10冲出的水的流量和压力都足够时，能带动基坑4上的水流向闸门7，并带动基坑4上的泥沙一同流向闸门7，从闸门7流出。第一进水管12上设置有第一单向阀13，防止水的倒流。基坑4上的泥沙冲走后，关闭闸门7。
分离收集机构包括集中池33，集中池33内垂直设置有若干个挡板34，挡板34将集中池33分隔出筛分池和若干个空置池64，筛分池位于闸门7下方，筛分池内水平设置有筛网35，筛网35与挡板34可拆卸连接，筛分池底部垂直设置有围墙62，围墙62将筛分池分隔出集流室44和沉淀室63，集流室44和沉淀室63连通，集流室44与其中一个空置池64连通。
将闸门7流出的水和泥沙通过引流机构41引向筛分池，引流机构41可以是引流管道，也可以是引水沟，筛分池上方设置有筛网35，筛网35四周均围有围板42，一个围板42与挡板34可拆卸连接，另外三个围板42均与筛分池侧壁可拆卸连接。水和泥沙经过筛网35后流入沉淀室63，围墙62顶部设置阻隔墙，防止从筛网35流下的水进入集流室44，筛网35上残留的泥沙定时收集，后续可以进行烧结做成泥沙烧结砖等。沉淀室63内进行水沙沉淀，沉淀过后，上层的水进入集流室44，再进入空置池64蓄集，后续可引向河流下游或者用于灌溉，下层的泥沙经过后续处理可用于制作混凝土、微晶玻璃等。
空置池63可做成与筛分池相同的结构，也能用做集水或集沙。
净水集沙***可长期使用，河流中的泥沙通过净水集沙***从河流中分离，根据泥沙的粗细做不同的后续处理并用于农业、工业等，更好的回收利用泥沙，减少资源浪费。
所述活性炭层16连通有多个分支管17，多个分支管17共同连通有第二进水管18，第二进水管18依次连通有离心泵19和连通管20，连通管20和分离池21连通。
分离池21设置在地面上，便于对分离池21的水沙进行观察，启动离心泵19，将经过基坑4过滤、净化后的水和泥沙被输送至分离池21进行处理。
所述分离池21内设置有水沙分离器22，水沙分离器22包括支架24和多个水沙分离管23，水沙分离管23设置在支架24内。
水沙分离器22将分离池21分隔出上层和下层，所述活性炭层16与上层连通，上层与集水池29通过集水管28连通，下层通过集沙管25与集沙池26连通。
集水管28上设置有第二单向阀27，集沙管25上设置有截止阀32。
水沙分离管23包括矩形管30，多个矩形管30垂直***支架24形成水沙分离器23，矩形管30的两个管口分别朝向分离池21的上层、下层，矩形管30内设置有多个分离片31，分离片31沿矩形管30长度方向分布，分离片31切面呈“V”字型，分离片31的V型开口向上，分离片31与矩形管30相对距离较近的两个侧壁均固定连接，分离片31与相对距离较近的两个侧壁之间均留有间隙，分离片31在矩形管30内倾斜设置，分离片30一端较高，另一端较低。
水和泥沙经连通管20进入分离池21的上层，之后进入水沙分离器23，水和泥沙从矩形管30的管口进入水沙分离管23，此时第二单向阀27和截止阀32都不打开，泥沙落到分离片31上后，由于泥沙的密度比水大，泥沙沿着分离片31向下滑动到分离池21的下层，水顺着分离片31下方向上流动到分离池21的上层。水沙分离器22加快了水沙分离的过程。水沙分离的过程进行一段时间后，打开第二单向阀27和截止阀32，分离后的水沿集水管28进入集水池29，泥沙沿集沙管25进入集沙池26。
所述分离收集机构还包括若干组振动机构，振动机构包括十字轴万向联轴器38和两个电机36，电机36的驱动轴连接有轮胎式联轴器37，轮胎式联轴器37连接有传动轴，传动轴上依次套设有压圈60、偏心块39、压块40和挡块61，压块40和挡块61固定连接，挡块61与十字轴万向联轴器38固定连接，所述筛网35设置在十字轴万向联轴器38上。
为了防止筛网35被堵塞，增加振动机构，同时对筛网起到支撑作用。为了减少潮湿环境对振动机构的影响，轮胎式联轴器37、压圈60、偏心块39、压块40、挡块61以及十字轴万向联轴器38的接头均设置在外壳内。轮胎式联轴器37将动力从电机36输送至传动轴，压圈60和压块40对偏心块39起到紧固作用，压块40和挡块61通过螺栓连接，挡块61和十字轴万向联轴器38通过法兰连接。振动机构在工作过程中，由于轮胎式联轴器37和偏心块39产生的不平衡离心惯性力，使得传动轴发生振动，从而将振动传递给十字轴万向联轴器38，十字轴万向联轴器38带动筛网25振动，防止筛网35的筛孔堵塞。由于轮胎式联轴器37的不平衡离心惯性力是由于其质心与加转轴线不重合导致的，因此十字轴万向联轴器38起到轴向补偿的作用和平稳运动的作用。
所述集中池33内设置有固化机构，固化机构包括设置在集中池33内壁上的多个固化剂喷头43，固化剂喷头43朝向所述沉淀室63。
挡板34上靠近沉淀室63的位置也设置有固化剂喷头43，固化剂喷头43喷出固化剂液体，从筛网35流下的水和泥沙与固化剂液体混合后，泥沙开始固化，形成固化土沉淀在沉淀室63下层，沉淀室63上层的水进入集流室44。
所述沉淀室63内设置有搅拌轮47。
为了使固化剂液体与泥沙更好的混合，沉淀室63的底部设置搅拌轮47，在引流机构41将水和泥沙引流至筛分池的时候，启动搅拌轮47，由于闸门7打开一段时间后关闭，因此在没有水流向引流机构41后，搅拌轮47继续转动一段时间后关闭，使所有流入沉淀室63的泥沙与固化剂液体充分混合。
所述围墙62上开设有多个集流孔45。沉淀室63经过沉淀后，上层是水，下层是泥沙，围墙62下部分不开设集流孔45，防止泥沙进入集流室44。
所述集流室44依次连通有出水管46、水泵58和第四进水管57，第四进水管57与所述空置池64连通。
出水管46上设置有第三单向阀59，防止当空置池64的水位高于集流室44的水位时，空置池64的水返回到集流室44。
所述分离收集机构还包括烘干机构，烘干机构包括烘干箱55，烘干箱55内竖直设置有隔板52，隔板52将烘干箱55内部分隔出两个烘干区域，烘干箱55顶部穿设有漏斗48，所述沉淀室63通过引流管56与漏斗48连通，漏斗48连通有两个导管51，导管51上设置有阀门，两个导管51分别朝向两个烘干区域，烘干区域内设置有置物板53，置物板53水平设置且与隔板52固定连接，置物板53上设置有液压杆49，烘干区域的侧壁上开设有出料口54，液压杆49朝向出料口54，液压杆49固定连接有推板50，推板50滑动设置在置物板53上。
引流管56的进口设置在沉淀室63的底部，引流管56依次穿过围墙62、集流室43和筛分池，引流管56的出口朝向漏斗48，引流管56将沉淀室63下层的泥沙引向漏斗48，打开一个导管51上的阀门，关闭另一个导管51上的阀门，泥沙流入烘干区域，落到置物板53上，该烘干区域内的泥沙量达到烘干箱55能承受的泥沙量的一半时，关闭阀门，开始对泥沙进行烘烤，打开另一个阀门，使泥沙流入另一个烘干区域，该烘干区域内的泥沙烘干后，推动液压杆49，液压杆49穿设于烘干箱55侧壁，液压杆49推动推板50，推板50推动置物板53上的泥沙进入出料口54，之后打开朝向该烘干区域的导管51上的阀门，关闭另一个阀门，另一个烘干区域内进行泥沙烘干，如此反复，直至从沉淀室63内流出的所有泥沙全部被烘干。被烘干后的泥沙收集后可用于做建筑填充材料，也能用于制作型砂、微晶玻璃等。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种河流用净水集沙***，设置在河流的水坝(1)和下游围堰(3)之间，其特征在于：所述净水集沙***包括水坝(1)与下游围堰(3)之间设置有两个截流墙(2)，截流墙(2)的方向与河流方向平行，其中一个截流墙(2)上设置有放水孔和用于启闭放水孔的闸门(7)，净水集沙***还包括净化蓄集子***和分离收集子***；
净化蓄集子***包括净化机构和蓄集机构；
净化机构包括设置在所述水坝(1)和所述下游围堰(3)之间的基坑(4)，基坑(4)包括从上往下依次设置的火山石层(14)、PP滤芯层(15)和活性炭层(16)；
蓄集机构包括分离池(21)，活性炭层(16)与分离池(21)连通，分离池(21)还连通有集沙池(26)和集水池(29)；
分离收集子***包括加压机构和分离收集机构；
加压机构包括依次连通的第一进水管(12)、增加泵和冲淤管(10)，第一进水管(12)与水坝上游(9)连通，冲淤管(10)穿过另一个截流墙(2)并朝向闸门(7)；
分离收集机构包括集中池(33)，集中池(33)内垂直设置有若干个挡板(34)，挡板(34)将集中池(33)分隔出筛分池和若干个空置池(64)，筛分池位于闸门(7)下方，筛分池内水平设置有筛网(35)，筛网(35)与挡板(34)可拆卸连接，筛分池底部垂直设置有围墙(62)，围墙(62)将筛分池分隔出集流室(44)和沉淀室(63)，集流室(44)和沉淀室(63)连通，集流室(44)与其中一个空置池(64)连通。
2.如权利要求1所述的一种河流用净水集沙***，其特征在于：所述活性炭层(16)连通有多个分支管(17)，多个分支管(17)共同连通有第二进水管(18)，第二进水管(18)依次连通有离心泵(19)和连通管(20)，连通管(20)和所述分离池(21)连通。
3.如权利要求1所述的一种河流用净水集沙***，其特征在于：所述分离池(21)内设置有水沙分离器(22)，水沙分离器(22)包括支架(24)和多个水沙分离管(23)，水沙分离管(23)设置在支架(24)内；
水沙分离器(22)将分离池(21)分隔出上层和下层，所述活性炭层(16)与上层连通，上层与所述集水池(29)通过集水管(28)连通，下层通过集沙管(25)与所述集沙池(26)连通。
4.如权利要求1所述的一种河流用净水集沙***，其特征在于：所述分离收集机构还包括若干组振动机构，振动机构包括十字轴万向联轴器(38)和两个电机(36)，电机(36)的驱动轴连接有轮胎式联轴器(37)，轮胎式联轴器(37)连接有传动轴，传动轴上依次套设有压圈(60)、偏心块(39)、压块(40)和挡块(61)，压块(40)和挡块(61)固定连接，挡块(61)与十字轴万向联轴器(38)固定连接，所述筛网(35)设置在十字轴万向联轴器(38)上。
5.如权利要求1所述的一种河流用净水集沙***，其特征在于：所述集中池(33)内设置有固化机构，固化机构包括设置在集中池(33)内壁上的多个固化剂喷头(43)，固化剂喷头(43)朝向所述沉淀室(63)。
6.如权利要求5所述的一种河流用净水集沙***，其特征在于：所述沉淀室(63)内设置有搅拌轮(47)。
7.如权利要求1所述的一种河流用净水集沙***，其特征在于：所述围墙(62)上开设有多个集流孔(45)。
8.如权利要求1所述的一种河流用净水集沙***，其特征在于：所述集流室(44)依次连通有出水管(46)、水泵(58)和第四进水管(57)，第四进水管(57)与所述空置池(64)连通。
9.如权利要求1所述的一种河流用净水集沙***，其特征在于：所述分离收集机构还包括烘干机构，烘干机构包括烘干箱(55)，烘干箱(55)内竖直设置有隔板(52)，隔板(52)将烘干箱(55)内部分隔出两个烘干区域，烘干箱(55)顶部穿设有漏斗(48)，所述沉淀室(63)通过引流管(56)与漏斗(48)连通，漏斗(48)连通有两个导管(51)，导管(51)上设置有阀门，两个导管(51)分别朝向两个烘干区域，烘干区域内设置有置物板(53)，置物板(53)水平设置且与隔板(52)固定连接，置物板(53)上设置有液压杆(49)，烘干区域的侧壁上开设有出料口(54)，液压杆(49)朝向出料口(54)，液压杆(49)固定连接有推板(50)，推板(50)滑动设置在置物板(53)上。
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