CN115748626A - 一种基于智慧水利的自清洁式拦污栅 - Google Patents

Abstract

本发明涉及河道清理技术领域，且公开了一种基于智慧水利的自清洁式拦污栅，包括支架和驱动机构，所述支架顶端固定安装有收集栅栏，收集栅栏位于水面上，所述收集栅栏前侧支架的迎水面上固定安装有齿轮拦污栅，所述齿轮拦污栅包括安装在支架上的拦污栅本体，拦污栅本体迎水面沿竖向间隔设有多个拦污子单元，该基于智慧水利的自清洁式拦污栅，依靠齿轮对垃圾进行传送和清理相比于现阶段其他的拦污栅清污方式，不需要花费人工，实现了清理的机械化，提升了该装置整体的清理速度，通过在齿轮内部安装传感器，实时监测整个装置的存污情况，通过传感器监测水中垃圾情况并反馈至驱动电机，从而实现了污物的智能自动化清理，节能高效。

Description

一种基于智慧水利的自清洁式拦污栅

技术领域

本发明涉及河道清理技术领域，具体为一种基于智慧水利的自清洁式拦污栅。

背景技术

取水输水建筑物中，拦污栅是不可缺少的设备。在泵站、水电站和船闸输水廊道的进水口一般设置拦污栅，用以拦阻水流中所携带的水草、漂木等污物，使污物不易流入引水道内，以保护机组、闸门、阀及管道不受损害，保证机组等设备、结构的安全运行。当上游来水所含杂物太多，造成污物附在拦污栅表面，使得污物通过能力不足，造成拦污栅压差频繁超标，清污频率高。目前拦污栅主要清污方式还是以人工清理以及配置液压抓斗清污机或回转式清污机为主，但对于汛期漂浮污物量大且来污集中的情况，需要增加其他辅助的清污措施进行应对。常见的清污方法有人工清污和机械清污。当具备提栅清污条件时，将拦污栅提升至平台，人工清理污物。机械清污是使用清污机将污物动水条件下从栅面上捞起来，进行清理。当水面清污有困难时，也可采用潜水员潜入栅前清理污物。但这些常规的方法，耗费人力物力，成本较高因此设计一款可自动清污的拦污栅是非常必要的。

发明内容

针对现有拦污栅存在的缺陷和问题，本发明提供一种基于智慧水利的自清洁式拦污栅，该拦污栅结构独特，原理简单，可自动将拦污栅迎水面的垃圾清除，拦污栅上的齿轮组配合设置设置，将垃圾从下至上转运并集中至收集栅栏，从而有效的解决了现有拦污栅需要人工清理的问题。

本申请实施例采用下述技术方案：

一种基于智慧水利的自清洁式拦污栅，包括支架和驱动机构，所述支架顶端固定安装有收集栅栏，收集栅栏位于水面上；所述收集栅栏前侧支架的迎水面上固定安装有齿轮拦污栅，所述齿轮拦污栅包括安装在支架上的拦污栅本体，拦污栅本体迎水面沿竖向间隔设有多个拦污子单元，所述拦污子单元包括从动输送机构和主动驱动机构，所述从动输送机构包括沿横向转动设置在拦污栅本体上的从动横轴，所述从动横轴上沿轴向均匀间隔套装有多个复合齿轮，复合齿轮包括套装在从动横轴上的从小齿，所述从小齿开设有扇形缺口，扇形缺口一侧设有与扇形缺口相匹配的扇形齿块，所述扇形齿块的直径大于从小齿的直径，所述主动驱动机构包括沿横向转动设置的主动横轴，相邻两拦污子单元中的主动横轴转动连接，且转动方向相同，所述拦污栅本体上任意一拦污子单元中的主动横轴与驱动机构传动连接，所述主动横轴上匹配安装有主大齿和主小齿，且主大齿大于主小齿的直径，所述主大齿与从动横轴最外侧复合齿轮中的从小齿间歇啮合，当主大齿与从小齿分离时，主小齿与从动横轴最外侧复合齿轮中的从大齿间歇啮合，从下至上，所述扇形齿块的朝向按不同的时序排列设置。

优选的，所述复合齿轮均位于拦污栅本体对应的过水网格中，且复合齿轮向外凸出拦污栅本体，所述拦污栅本体包括竖杆，所述竖杆沿水平方向间隔设置有多个，所述从动横轴贯穿竖杆并与其转动连接，所述从动横轴和竖杆垂直相交共同组成拦污栅本体。

优选的，所述驱动电机为智能驱动电机，内置有检测模块，可对河道内的垃圾进行检测适时启动。

优选的，所述竖杆的间距可以视河道垃圾情况进行间距调整。

优选的，所述收集栅栏呈倾斜状设置，靠近迎水面的一侧低于其另一侧的高度。

优选的，所述驱动机构包括智能电机和电机支架，所述电机支架固定安装在支架的上部一侧，所述驱动电机固定安装在电机支架的上表面。

优选的，所述主动齿轮组和从动齿轮组中的齿轮内部安装有传感器，可监测水中垃圾情况并反馈至驱动电机。

优选的，所述主小齿设置在主大齿右侧，所述扇形齿块设置在从小齿右侧，所述主小齿与扇形齿块啮合，所述主大齿与从小齿啮合，所述主小齿和从小齿啮合时主大齿不与从小齿啮合。

优选的，所述主动横轴远离的一端匹配安装有链轮，所述链轮的外沿传动安装有链条，所述主大齿与主小齿设置在链轮的左侧，所述主动横轴贯穿支架并与之转动连接，所述拦污子单元之间通过链条与链轮传动连接实现同步同向转动。

本发明的有益效果：本发明提供的一种基于智慧水利的自清洁式拦污栅，设计巧妙，包括支架和驱动机构，支架顶端固定安装有收集栅栏，收集栅栏位于水面上，可将水里的污物收集至水面以上再进行收集清理，所述收集栅栏前侧支架的迎水面上固定安装有齿轮拦污栅，所述齿轮拦污栅包括安装在支架上的拦污栅本体，拦污栅本体迎水面沿竖向间隔设有多个拦污子单元，所述拦污子单元包括从动输送机构和主动驱动机构，从动输送机构和主动驱动机构由不同的齿轮组匹配安装组成，拦污栅本体将垃圾阻挡至拦污栅的迎水面，齿轮将水里的垃圾从下至上传送至收集栅栏，依靠齿轮对垃圾进行传送和清理相比于现阶段其他的拦污栅清污方式，不需要人工深入水面以下进行收集，实现了清理的机械化，提升了该装置整体的清理速度，拦污栅本体中部的竖杆可根据具体的使用场景调整间距，从而可以更好的适应不同条件的水域，提升了该装置多场景的适用性；

通过在齿轮内部安装传感器，实时监测整个装置的存污情况。存污量小的情况下启动休眠模式，达到一定程度污物累计以后开启工作模式，通过传感器监测水中垃圾情况并反馈至驱动电机，并针对水里垃圾情况适时启动智能驱动电机，从而实现了污物的智能自动化清理，节能高效。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明的侧视结构示意图；

图2为本发明的正视结构示意图；

图3为本发明的齿轮组整体结构示意图；

图4为本发明的主动驱动机构结构示意图；

图5为本发明的齿轮啮合原理结构示意图；

图6为本发明的复合齿轮结构示意图。

图中：1、支架；2、收集栅栏；3、智能电机；31、电机支架；4、齿轮拦污栅；41、从动输送机构；411、从动横轴；412、从小齿；413、扇形齿块；42、主动驱动机构；421、主动横轴；422、链轮；423、链条；424、主大齿；425、主小齿；43、竖杆。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

实施例1：请参阅图1、图2、图3和图4，一种基于智慧水利的自清洁式拦污栅，包括支架1和驱动机构，支架1顶端固定安装有收集栅栏2，收集栅栏2位于水面上；收集栅栏2前侧支架1的迎水面上固定安装有齿轮拦污栅4，收集栅栏2呈倾斜状设置，靠近迎水面的一侧低于其另一侧的高度，且靠近迎水面的一侧低于齿轮拦污栅4的顶端高度，齿轮拦污栅4包括安装在支架1上的拦污栅本体，拦污栅本体迎水面沿竖向间隔设有多个拦污子单元，拦污子单元包括从动输送机构41和主动驱动机构42，从动输送机构411包括沿横向转动设置在拦污栅本体上的从动横轴411，从动横轴411上沿轴向均匀间隔套装有多个复合齿轮，复合齿轮的齿轮尺寸与间距均为最经济有效的数据，复合齿轮均位于拦污栅本体对应的过水网格中，且复合齿轮向外凸出拦污栅本体，复合齿轮包括套装在从动横轴411上的从小齿412，从小齿412开设有扇形缺口，扇形缺口一侧设有与扇形缺口相匹配的扇形齿块413，二者组合互补构成外边缘为360度的复合齿轮，扇形齿块413的直径大于从小齿412的直径，主动驱动机构42包括沿横向转动设置的主动横轴421，相邻两拦污子单元中的主动横轴421转动连接，且转动方向相同，拦污栅本体上任意一拦污子单元中的主动横轴421与驱动机构传动连接，主动横轴421上匹配安装有主大齿424和主小齿425，且主大齿424大于主小齿425的直径，主大齿424与从动横轴411最外侧复合齿轮中的从小齿412间歇啮合，当主大齿424与从小齿412分离时，主小齿425与从动横轴411最外侧复合齿轮中的从大齿间歇啮合，且主小齿425和扇形齿块413啮合时主大齿424不与从小齿412啮合；

主小齿425设置在主大齿424右侧，扇形齿块413设置在从小齿412右侧，主动横轴421远离的一端匹配安装有链轮422，链轮422的外沿传动安装有链条423，主大齿424与主小齿425设置在链轮422的左侧，主动横轴421贯穿支架1并与之转动连接，拦污子单元之间通过链条423与链轮422传动连接实现同步同向转动；

链轮422通过环绕在其外表面的链条423与驱动电机3连接进而带动多个拦污子单元同步同向转动，且在不同齿轮交替啮合过程中实现快慢速的交接过程且两个齿轮组啮合转换无缝衔接，当主小齿425和扇形齿块413啮合啮合时装置运转较慢且扭矩较大，当扭矩较大时避免垃圾卡顿，主大齿424与从小齿412啮合时运转时速度较快且扭矩较小，从下至上，扇形齿块413的朝向按不同的时序排列设置，从而实现上下两组齿轮间对垃圾的传递，该装置在工作时，通过齿轮转动即可将拦污栅迎水面上的垃圾传递至拦污栅后方的收集栅栏2，避免了人工直接在水下清理速度较慢的问题，实现了垃圾清理的机械化，提升了河道垃圾清理的工作效率；

拦污栅本体包括竖杆43，竖杆43沿水平方向间隔设置有多个，竖杆43的间距可以视河道垃圾情况进行间距调整，从动横轴411贯穿竖杆43并与其转动连接，从动横轴411和竖杆43垂直相交共同组成拦污栅本体，竖杆43可调间距的设定可以更好的适应不同条件的水域，提升了该装置多场景的适用性。

实施例2：请参阅图1、图3、图4和图5，在实施例1的基础上，驱动机构包括智能电机3和电机支架31，电机支架31固定安装在支架1的上部一侧，驱动电机3固定安装在电机支架31的上表面，驱动电机3为智能驱动电机，内置有检测模块，同时从动输送机构41中的齿轮内部安装有传感器，可监测水中垃圾情况并反馈至驱动电机3，可对河道内的垃圾进行检测适时启动，通过在齿轮内部安装传感器，实时监测整个装置的存污情况，并将水中垃圾情况并反馈至驱动电机，针对水里垃圾情况适时启动智能驱动电机，从而实现了污物的智能自动化清理，节能高效。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种基于智慧水利的自清洁式拦污栅，包括支架（1）和驱动机构，其特征在于，所述支架（1）顶端固定安装有收集栅栏（2），收集栅栏（2）位于水面上；所述收集栅栏（2）前侧支架（1）的迎水面上固定安装有齿轮拦污栅（4），所述齿轮拦污栅（4）包括安装在支架（1）上的拦污栅本体，拦污栅本体迎水面沿竖向间隔设有多个拦污子单元，所述拦污子单元包括从动输送机构（41）和主动驱动机构（42），所述从动输送机构（41）包括沿横向转动设置在拦污栅本体上的从动横轴（411），所述从动横轴（411）上沿轴向均匀间隔套装有多个复合齿轮，复合齿轮包括套装在从动横轴（411）上的从小齿（412），所述从小齿（412）开设有扇形缺口，扇形缺口一侧设有与扇形缺口相匹配的扇形齿块（413），所述扇形齿块（413）的直径大于从小齿（412）的直径，所述主动驱动机构（42）包括沿横向转动设置的主动横轴（421），相邻两拦污子单元中的主动横轴（421）转动连接，且转动方向相同，所述拦污栅本体上任意一拦污子单元中的主动横轴（421）与驱动机构传动连接，所述主动横轴（421）上匹配安装有主大齿（424）和主小齿（425），且主大齿（424）大于主小齿（425）的直径，所述主大齿（424）与从动横轴（411）最外侧复合齿轮中的从小齿间歇啮合，当主大齿（424）与从小齿（412）分离时，主小齿（425）与从动横轴（411）最外侧复合齿轮中的从大齿间歇啮合，从下至上，所述扇形齿块（413）的朝向按不同的时序排列设置。

2.根据权利要求1所述的一种基于智慧水利的自清洁式拦污栅，其特征在于，所述复合齿轮均位于拦污栅本体对应的过水网格中，且复合齿轮向外凸出拦污栅本体，所述拦污栅本体包括竖杆（43），所述竖杆（43）沿水平方向间隔设置有多个，所述从动横轴（411）贯穿竖杆（43）并与其转动连接，所述从动横轴（411）和竖杆（43）垂直相交共同组成拦污栅本体。

3.根据权利要求1所述的一种基于智慧水利的自清洁式拦污栅，其特征在于，所述驱动电机（3）为智能驱动电机，内置有检测模块，可对河道内的垃圾进行检测适时启动。

4.根据权利要求1所述的一种基于智慧水利的自清洁式拦污栅，其特征在于，所述竖杆（43）的间距可以视河道垃圾情况进行间距调整。

5.根据权利要求1所述的一种基于智慧水利的自清洁式拦污栅，其特征在于，所述收集栅栏（2）呈倾斜状设置，靠近迎水面的一侧低于其另一侧的高度。

6.根据权利要求1所述的一种基于智慧水利的自清洁式拦污栅，其特征在于，所述驱动机构包括智能电机（3）和电机支架（31），所述电机支架（31）固定安装在支架（1）的上部一侧，所述驱动电机（3）固定安装在电机支架（31）的上表面。

7.根据权利要求1所述的一种基于智慧水利的自清洁式拦污栅，其特征在于，所述主动齿轮组（43）和从动齿轮组（44）中的齿轮内部安装有传感器，可监测水中垃圾情况并反馈至驱动电机（3）。

8.根据权利要求1所述的一种基于智慧水利的自清洁式拦污栅，其特征在于，所述主小齿（425）设置在主大齿（424）右侧，所述扇形齿块（413）设置在从小齿（412）右侧，所述主小齿（425）与扇形齿块（413）啮合，所述主大齿（424）与从小齿（412）啮合，所述主小齿（425）和从小齿（412）啮合时主大齿（424）不与从小齿（412）啮合。

9.根据权利要求1所述的一种基于智慧水利的自清洁式拦污栅，其特征在于，所述主动横轴（421）远离的一端匹配安装有链轮（422），所述链轮（422）的外沿传动安装有链条（423），所述主大齿（424）与主小齿（425）设置在链轮（422）的左侧，所述主动横轴（421）贯穿支架（1）并与之转动连接，所述拦污子单元之间通过链条（423）与链轮（422）传动连接实现同步同向转动。

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