本发明涉及水利机械设备， 更具体地涉及一种水动力自动清淤机。 背景技术

大江大河泥沙淤积严重， 长江中游曾一度断航多日， 汛期与历史同样大流 量时水位上涨了很多， 黄河河底逐年抬高已高出地平成为悬河， 严重威胁两侧 河"下"城乡广大地区人民群众生命财产的安全� �� 弯曲河道外侧冲刷、 内侧淤积， 内侧淤积又迫使外侧加速冲刷， 引起外侧堤岸大面积坍塌 , 一侧沖一侧淤河道 轴线在不断外移， 虽能维持一定的河道过水断面， 但河道愈来愈弯曲会增大行 洪阻力而加速上游河道水位的上涨； 若投入大量资金在外侧抛石保护重要堤岸， 则外侧停止冲刷而内侧继续淤积， 势必缩小河道过水断面加速上游河道水位上 涨， 上游河道水位上涨则增大过水断面减緩流速而 加速淤积。 水库中流速大为 减緩， 泥沙淤积更为快速， 严重影响有效库容及库内航行。 因此， 清淤问题已 引起国家领导的高度重视。

但是， 现有技术的水下挖泥清淤设备， 包括挖泥船、 泥浆泵、 清淤泵等， 对淤泥的挖掘需要提供动力， 还要提供动力将淤泥经管道、 船舶等设备向外地 输送， 这些设备及其运行成本很高， 费时、 费力且耗费能源。

因此， 有必要提供一种简单、 高效且低成本的清淤机来克服上述缺陷。 发明内容

本发明的目的是提供一种水动力自动清淤机， 结构简单、 高效且成本低， 利用河流水自身的冲动力而实现对河中泥沙的 有效清理， 有效地节约能源。

为实现上述目的， 本发明提供一种水动力自动清淤机， 包括漂浮体和被所 述漂浮体牵引且沉于水底的滚轮装置， 所述滚轮装置包括滚轮和设于所述滚轮 外表面的多个叶片， 所述滚轮在水流的推动及所述漂浮体的牵引下 滚动， 所述 叶片在所述滚轮的滚动过程中将沉积于 7J底的泥沙掀起以被水冲走。

较佳地， 所述滚轮为实心滚筒式滚轮。

较佳地， 所述滚轮为空心滚筒式滚轮， 所述空心滚筒式滚轮的空心内根据 河水的流速固定连接有一根或多根实心铁棒以 调节滚筒的重量。

较佳地， 所述滚轮为空心滚筒式滚轮， 所述空心滚筒式滚轮开设有小孔且 空心处还填充有增重物。

较佳地， 所述滚轮为栅栏式滚轮， 所述栅栏式滚轮包括两圓形侧板及固定 连接于所述两侧板之间的多个钢柱， 所述钢柱等间距的均匀分布于一个同心圆 上。

较佳地， 所述叶片呈直板状或簸箕状。

较佳地， 所说叶片直接焊接于所述滚轮上或通过螺栓呈 可拆卸式连接到所 述滚轮上。

较佳地， 所述漂浮体通过牵引绳牵引所述滚轮装置。

较佳地， 所述漂浮体为浮箱或浮筒。

较佳地， 所述漂浮体为小型船， 且所述小型船安装有可调阻流片， 通过控 制所述可调阻流片的转动方向以改变所述小型 船对所述滚轮装置的牵引力的大 小。

与现有技术相比， 本发明水动力自动清淤机， 利用水流为动力自动清理河 床泥沙淤积， 不需要能源消耗， 仅以水流为动力， 且结构简单、 高效且成本低， 适合对整条河流或一段较长的河段的清淤工作 ， 适用范围广。

通过以下的描述并结合附图， 本发明将变得更加清晰， 这些附图用于解释 本发明的实施例。 附图说明

图 1为本发明水动力自动清淤机的第一实施例的� �构示意图。

图 2为 1所示水动力自动清淤机的另一角度的结构示� �图。 图 3为本发明水动力自动清淤机的第一实施例的� �作原理图。

图 4为本发明水动力自动清淤机的第二实施例的� �构示意图。

图 5为 4所示水动力自动清淤机的沿 A-A剖开的剖视图。

图 6a为本发明水动力自动清淤机的呈直板状的叶� ��的侧视图。

图 6b为本发明水动力自动清淤机的呈直板状的叶� ��的正视图。

图 7a为本发明水动力自动清淤机的呈簸箕状的叶� ��的侧视图。

图 7b为本发明水动力自动清淤机的呈簸箕状的叶� ��的正视图。

图 8a为本发明水动力自动清淤机的小型船的正视� ��。

图 8b为图 8a所示水动力自动清淤机的小型船的侧视图。 具体实施方式 现在参考附图描述本发明的实施例， 附图中类似的元件标号代表类似的元 件。 如上所述， 本发明提供了一种水动力自动清淤机， 利用水流为动力自动清 理河床泥沙淤积， 不需要能源消耗， 仅以水流为动力， 且结构简单、 高效且成 本低， 适合对整条河流或一段较长的河段的清淤工作 , 适用范围广。

图 1〜图 3描述了本发明水动力自动清淤机的第一实施� �。 首先请参考图 1 及图 2， 本发明水动力自动清淤机包括漂浮体 10、 牵引绳 20及滚轮装置 30， 所 述滚轮装置 30通过所述牵引绳 20被所述漂浮体 10牵引且沉于水底 101中。 所 述滚轮装置 30包括滚轮 31和设于所述滚轮 31外表面的多个叶片 32,所述滚轮 31在水流的推动及所述漂浮体 10的牵引下滚动，所述叶片 32在所述滚轮 31的 滚动过程中将沉积于水底的泥沙 102掀起以被水冲走。

在本实施例中， 所述滚轮 31为实心滚筒式滚轮， 所述叶片 32交错地布满 在所述实心滚筒式滚轮的滚筒表面。 对于以细沙沉积为主的河床 (如黄河）， 河 底泥沙极容易扬起来被河水冲走， 适于使用本实施例的滚筒式滚轮结构的水动 力自动清淤机进行清理。

可以理解地， 本实施例的滚筒式滚轮也可以做成空心的， 该空心滚筒式滚 轮开设有小孔且空心处还填充有增重物。 滚筒上开些小孔， 以便滚筒进水， 减 小滚轮的浮力。 而在滚筒空心处装填些增重物， 以此来调整轮子的重量。 使滚 轮滚动的速度不至于过快。 例如， 较佳地， 在所述空心滚筒式滚轮的空心处固 定连接有一根或多根实心铁棒。

若以象黄河这样的大型河流来阐述本发明， 滚轮的总长度可以设为 6-12米 左右。 由于滚轮太长， 制造、 运输过程中会有困难。 因此滚筒可以先做成多个 短滚筒， 中间用法栏和螺栓把它们联结起来。 滚筒做成空心的， 筒内加铁棒或 水泥棒增重。 直径可设计成 1500mm左右。 叶片的长度做成 600- 1000m, 宽度为 300mm 左右， 厚度 15-25mm。 这样滚轮的直径算上叶片 的长度在 3000mm-4000mm之间。

本实施例中的叶片 32可呈直板状（参考图 6a〜6b )或簸箕状 (参考图 7a〜7b)。 所说叶片 32 可直接焊接于所述滚轮上或通过螺栓呈可拆卸 式连接到所述滚轮 上。 叶片 32之间的夹角在 5-20度左右。

本实施例中的漂浮体 10可为浮箱或浮筒， 但对于像黄河这样的大河流的清 淤， 可以考虑用小型船（参考图 8a及图 8b ) 充当漂浮体 10。 如图所示， 所述 小型船包括船体 81， 船体 81上安装有可调阻流片 82， 通过控制所述可调阻流 片 82的转动方向以改变所述小型船对所述滚轮装� ��的牵引力的大小。 当船上有 人操控， 可使用液压系统为动力控制可调阻流片 82的转动， 可调阻流片 82转 动到不同角度阻力不同， 从而增大或減小小型船对滚轮的牵引力。 在本发明中， 所述漂浮体 10的作用如下： 首先， 起导向作用， 使所述滚轮装置的滚轮在滚动 过程中不至于倾斜； 其次， 增大对滚轮的牵引力； 最后， 起标示作用， 人们可 以通过漂浮体 10的位置， 判断滚轮大概在什么位置， 是否还在滚动、 滚动的速 度如何等等。

请参考图 3 , 现在具体描述本发明水动力自动清淤机的具体 工作原理。 如图 所示， 所述滚轮装置 30通过所述牵引绳被所述漂浮体牵引且沉于水� �� 101中， 而所述滚轮装置 30的叶片 32插入泥沙 102中。 当所述滚轮装置 30的滚轮 31 在在水流的推动（水流方向如图中箭头 N所示）及所述漂浮体 10的牵引下滚动 (滚动方向如图中箭头 M所示），所述叶片 32在所述滚轮 31的滚动过程中将沉 积于水底的泥沙 102掀起以被水冲走。 另外， 滚轮 31的阻挡作用加快滚轮 31 和河床底部之间河水的流速， 由于有叶片 32的支撑， 滚轮 31在滚动过程中与 河床之间会有一个间隙， 水流通过这个变得狭窄的间隙时流速会加快， 并在叶 片 32的作用下河水产生蜗旋， 这大大地加大了河水对河床的沖蚀。 其次， 以细 半月形沙丘一样， 这样的形状符合流体力学原理， 是最耐冲蚀的形状， 当滚轮 31滚过时破坏了这种形状,也会加大河水对河床 的冲蚀。 而且， 利用本发明水动 力自动清淤机进行反复清理， 在河流的中心会被拉出一条狭窄的深沟， 这个狭 窄的沟底河水流速也就会增大， 自然冲蚀效果也就会加大。 这样在河水的自然 沖蚀下， 这条由清淤机拉出的狭窄深沟会在河水的自然 沖刷下， 不断的加深加 宽。 因为同样的流量下， 河水的水道变窄， 河水的流速就会加快。 当河水低于 某临界流速时， 河水中的泥沙就会沉积， 而高于这个临界流速时， 泥沙就不再 沉积而会被冲走。 河道变窄后河水的流速会更快， 流速加快的河水将会加快对 河床的自然沖蚀效果。 这样也就大大地加快了河道的清淤的速度和效 果。

图 4〜图 5显示了本发明水动力自动清淤机的第二实施� �。 与本发明水动力 自动清淤机的第一实施例相同 , 图 4〜图 5显示的水动力自动清淤机包括包括漂 浮体（图未示）、 牵引绳（图未示）及滚轮装置 30，， 所述滚轮装置 30'通过所述 牵引绳被所述漂浮体牵引且沉于水底中。 所述滚轮装置 30，包括滚轮 3 Γ和设于 所述滚轮 31，外表面的多个叶片 32' , 所述滚轮 31，在水流的推动及所述漂浮体 10，的牵引下滚动， 所述叶片 32，在所述滚轮 31，的滚动过程中将沉积于水底的泥 沙掀起以被水冲走。 本实施例与第一实施例的不同在于： 所述滚轮装置 30，的滚 轮 3 Γ为栅栏式滚轮， 所述栅栏式滚轮由两圓形侧板 311 '及固定连接于所述两侧 板 311 '之间的多个钢柱 312'组成， 所述钢柱 312'等间距的均匀分布于一个同心 圓上。 所述叶片 32'设于所述钢柱 312'上。 钢柱 312'的数量可根据滚轮 31 '直径 的大小来定， 直径大的滚轮 31，使用钢柱 312，的数量也要多些。 这种栅栏式滚轮 结构， 叶片 32，扬起的泥沙可以通过钢柱 312，之间的空隙被水冲走。 对于淤泥含 量大、 质地较硬的泥沙混合型沉积河床， 适合采用本实施例的栅栏式滚轮的水 动力自动清淤机进行清理。

较佳地， 也可以把滚轮做成多个短滚轮并联起来的 "滚筒-栅栏" 式复合结 构。 如用三个短滚筒式滚轮和两个短栅栏式滚轮组 成的复合滚轮， 侧板处通过 螺栓联接或焊接而成， 结构为： "滚筒 +栅栏 +滚筒 +栅栏 +滚筒"。 这样的结构优 点是滚筒可以对河水产生较大的阻力而短滚筒 两端的泥沙又可以 ^艮容易的从栅 栏处冲走。 还可以使用多个滚轮的串联。 即一个牵引绳牽引多个滚轮， 滚轮与 滚轮之间用绳子连接。 这样做的好处是可以提高清淤的效率也节省人 力便于管 理。

以上结合最佳实施例对本发明进行了描述， 但本发明并不局限于以上揭示 的实施例， 而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改 、 等效组合。