專利名稱：清除黃河下游淤積泥沙的方法以及自動攪渾裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的清除黃河下游淤積泥沙的方法以及自動攪渾裝置是涉及黃河水利領(lǐng)域和水利機(jī)械類。
黃河是世界第一“懸河”，幾千年來泛濫過無數(shù)次。究其原因，主要是因?yàn)橄掠未罅坑俜e泥沙迫使河床抬高，槽不束水河流自然改道。歷史上多少志士試圖治理黃河，但只能使下游河床越抬越高，照此下去，總有那么一天黃河又要泛濫。近年山東海洋學(xué)院教授，河口海岸研究所副所長侯國本提出“挖沙降河”的方案。本發(fā)明人認(rèn)為在浩瀚的河口處以挖沙方法達(dá)到降河目的決非易事，況且每日有潮汐頂托，可能使挖沙量與潮汐頂托的淤積量發(fā)生抵消，因此，“懸河”是否可以據(jù)此根治值得懷疑。近年來還有一種機(jī)船拖拉著拖具清除淤泥的方法，效果較好。然而，要大規(guī)模使用該方法幾十年，使“懸河”變?yōu)榈叵潞?，因?yàn)橐馁M(fèi)大量石油能源，因此，可能性也不大。
本發(fā)明是針對上述現(xiàn)狀提出來的，目的是提供一種一勞永逸的清淤方法以及由該方法所涉及的自動攪渾裝置。使人們在不耗費(fèi)能源的情況下，在水流的作用下，利用自動攪渾裝置攪渾淤積泥沙，再利用水流夾帶泥沙流入大海。
本發(fā)明的清除黃河下游淤積泥沙的方法以及自動攪渾裝置總的構(gòu)思是這樣的在黃河下游的河流中軸線兩側(cè)對等打入河床若干行間隔排列的圓柱型水泥樁。在每個浸入水中的水泥樁露頭部分套上墊套和攪渾臂。攪渾臂上設(shè)有定軸活動葉片，水流沖擊葉片使攪渾臂以水泥樁為軸原地不停地轉(zhuǎn)動，攪渾臂牽拉著帶齒牙的磨具。磨具同淤積泥沙發(fā)生摩擦，使水中含沙量成倍增長，水流夾帶著大量泥沙流入大海。
本發(fā)明的清除黃河下游淤積泥沙的方法以及自動攪渾裝置包括裝置在河流中的安裝排列方法和裝置的結(jié)構(gòu)兩部分。
本發(fā)明所涉及的裝置在河流中的安裝排列方法是這樣構(gòu)成的在河床底部用打樁機(jī)打入若干行二十米長的圓柱型水泥樁。水泥樁垂直于水平面。樁頭露出河床，浸入水中。其露浸于水中的樁頭長度稍大于自動攪渾裝置疊壘高度，水泥樁就是攪渾裝置的固定軸。將自動攪渾裝置的各組成件依次套入水泥樁。
在河流中軸線兩側(cè)對等打入的若干行(至少兩行)水泥樁，每根水泥樁間隔一定距離，行與行之間的每三根相鄰的水泥樁之間均構(gòu)成等邊三角形;每行的長度為自“懸河”開始至入?？谥梗沂姑績尚兄械拿總€攪渾裝置所畫的外圓弧均切于一線。
在河流中安裝的若干行攪渾裝置以河流中軸線為界，左邊逆時針旋轉(zhuǎn)，右邊順時針旋轉(zhuǎn)。
本發(fā)明所涉及的裝置在河流中的安裝排列方法是這樣實(shí)現(xiàn)的安裝攪渾裝置的工程從河口開始，依次上溯對等安裝。安裝好的攪渾裝置一刻不停地轉(zhuǎn)動，日復(fù)一日，年復(fù)一年，其拉沙量十分可觀。因此，整個黃河下游的水泥樁設(shè)制一定要以河中軸線為界對等設(shè)行，否則，日久天長河中軸線發(fā)生了偏移會導(dǎo)致某一邊大堤產(chǎn)生不安全隱患。
每三個相鄰水泥樁均構(gòu)成等邊三角形后，使三個攪渾裝置在圓軌跡運(yùn)動中，只留下中間一塊形似三角的淤積泥沙沒有拉掉，因此三角形淤積泥沙比對稱設(shè)制所形成的四邊形淤積泥沙面積小，所以易被流水沖平。
攪渾裝置在水中作圓軌跡運(yùn)動時，其左右兩邊的拉沙量會發(fā)生微弱的不平衡。這是因?yàn)槟媪魍侠软樍魍侠Σ亮Υ?，沙易被水流沖起。為了適應(yīng)河中軸-線河床總是比中軸線兩側(cè)低的自然特征，所以，中軸線左邊的裝置應(yīng)逆時針旋轉(zhuǎn)，其右邊的裝置應(yīng)順時針旋轉(zhuǎn)。
隨著攪渾裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)，中部河床不斷下降，水泥樁露頭越來越長，露頭長到一定限度會影響航運(yùn)、擺渡。這時應(yīng)將水泥樁再向下打一打，或者把長余部分截掉。
安裝在河流中軸線兩側(cè)的攪渾裝置，把河流中部河床泥沙拉至一定限度后，其河床兩邊的泥沙會在水流的作用下緩緩向河流中軸線移動。若干年后，河槽越拉越深，“懸河”就變成地下河了。
本發(fā)明的清除黃河下游淤積泥沙的方法所涉及的自動攪渾裝置是這樣構(gòu)成的自動攪渾裝置以水泥樁為固定軸，它包括攪渾臂、墊套、帶齒牙的磨具。
攪渾臂是在一個能以水泥樁為軸的軸皮(1)上，以等分圓周角設(shè)制至少有三個長臂的雙層長臂。其上層長臂(2)和下層長臂(3)，均以常規(guī)三角穩(wěn)定原理設(shè)計(jì)鋼筋骨架，該骨架為流線型外包鐵皮密封，以防水夾泥沙等進(jìn)入加大其重量。長臂(2)和(3)之間有若干根連桿(4)連接為等高距離。若干連桿(4)的間距從軸皮一端開始逐漸加大，連桿(4)既起連接支撐雙層長臂的作用，又是葉片(5)的軸。葉片(5)以連桿(4)為軸，從攪渾臂端頭起一片比另一片大。每片葉片均可在360度內(nèi)左右自由旋轉(zhuǎn)。下層長臂下部內(nèi)端設(shè)制間隔排列的有較強(qiáng)彈性的金屬條(6)，其長度大于墊套高度。攪渾臂的幾個長臂都是一樣的結(jié)構(gòu)。
攪渾臂的幾個長臂下設(shè)有固定環(huán)(7)，固定環(huán)(7)通過繩索或任何一種可以拖拉的桿，拖拉著帶齒牙的磨具。該磨具可以是公知的那種平臥于河床的方框，底部裝有頭齒的拖具。
墊套(10)為墊高攪渾臂的輔助設(shè)備。墊套下設(shè)若干齒牙(9)，齒牙(9)軋入泥沙固定墊套不動。墊套上設(shè)有滾動盤(8)，攪渾臂壓在滾動盤(8)上，隨攪渾臂轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。
本發(fā)明的清除黃河下游淤積泥沙的方法所涉及的自動攪渾裝置是這樣實(shí)現(xiàn)的。
在每個水泥樁上，先套上墊套，然后再套上攪渾臂。攪渾裝置與水泥樁之間由軸承實(shí)現(xiàn)支撐。攪渾臂進(jìn)入水中立即轉(zhuǎn)動，通過彈性金屬條和磨具均衡地拖拉，被拖拉的圓面積內(nèi)泥沙不斷下降。下降到一定限度，墊套下的泥沙承受不了上面的巨大壓力時，墊套也會發(fā)生旋轉(zhuǎn)，墊套下的齒牙在墊套旋轉(zhuǎn)的過程中把下面的泥沙旋出去，讓彈性金屬條攪渾隨流而去。于是，攪渾臂隨墊套下降而下降。
攪渾臂上的葉片在順流時從外側(cè)依次每片大葉壓住另一片小葉形成巨大阻力;逆流時每一葉片均翻轉(zhuǎn)180度與水流保持平行形成無阻力。
需要調(diào)整攪渾臂的轉(zhuǎn)向時，可以把葉片向左或向右旋轉(zhuǎn)360°以中心對稱圖形設(shè)制即可。
本發(fā)明的清除黃河下游淤積泥沙的方法以及自動攪渾裝置是依據(jù)水輪機(jī)能在水流的作用下產(chǎn)生動力和流水拉沙原理設(shè)計(jì)而成的。其每條攪渾臂可以長達(dá)15米。每片葉片象一大門扇，組合起來象堵長墻，在1.2m/S的流速下，力量非常大。帶動若干磨具足足有余。本身攪渾臂在水中轉(zhuǎn)動已經(jīng)起到了攪渾流水不讓泥沙沉積的作用。再加上帶有若干拖拉磨具，能使水中含沙量成倍增長，其拉沙量十分可觀?，F(xiàn)有已知的技術(shù)是，用機(jī)船拖拉拖具。已知技術(shù)首先要耗費(fèi)大量柴油;一處拉過之后好長時間才能再拉一遍。要用已經(jīng)方法只能完成河口清淤工作，根治“懸河”是不可能的。而該裝置象個大鉆，時刻不停地轉(zhuǎn)動，使每個直徑為30米的大圓面積內(nèi)的泥沙不斷下降。據(jù)測算每個裝置每24小時下降9.6cm。因此，在黃河下游河道中，安裝該裝置越多越好。此外，該裝置亦可用在渤海灣淤泥質(zhì)河口攔潮閘泥沙淤積清除工程中。
本發(fā)明的一個優(yōu)點(diǎn)是一勞永逸。安裝好后基本上長期不用管理，河面上什么也看不見而河中卻在轟轟烈烈地搞運(yùn)動。日復(fù)一日，年復(fù)一年，不怕洪峰，不怕冰封，默默地，不知不覺地河床一個勁地下降。從那時起山東、河南兩省人民也就不必動用千軍萬馬去加高大堤了。而擔(dān)心的是，河床下降的太深會影響兩岸利用虹吸原理灌溉良田。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點(diǎn)是依據(jù)該技術(shù)方法，可以人為地改變河道位置，使河道按照人的意愿流動，從而造出許多河灘地來。未來的黃河下游的河道可能要變窄變深。
本發(fā)明的清除黃河下游淤積泥沙的方法以及自動攪渾裝置結(jié)構(gòu)簡單，可靠易行，制造容易、安裝方便，潛在著極好的社會效益和巨大的經(jīng)濟(jì)效益，因此，易于推廣應(yīng)用。
附

圖1.為攪渾裝置的整體軸側(cè)圖。
附圖2為攪渾臂、墊套的示意圖。
權(quán)利要求
1.一種清除黃河下游淤積泥沙的方法以及自動攪渾裝置所涉及的安裝方法其特征是以河流中軸線為界，左右對等打入河床若干行圓柱型水泥樁，使每三個相鄰的水泥樁均構(gòu)成等邊三角形，每個水泥樁均成為自動攪渾裝置的固定軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1.所述的安裝方法其特征是打入河床底部的水泥樁，其露頭完全浸入水中，水泥樁與水平面垂直，水泥樁每行的長度為自“懸河”開始至河口止。
3.根據(jù)權(quán)利要求1.2所述的安裝方法其特征是以河中軸線為界左右裝置反向旋轉(zhuǎn)。
4.一種清除黃河下游淤積泥沙的方法所涉及的自動攪渾裝置包括，以水泥樁為固定軸，套在其上的墊套，攪渾臂以及由攪渾臂所牽拉的帶齒的磨具其特征是(1)至少帶有三個長臂的攪渾臂以等分圓周設(shè)制為上下兩層，其中層空間由連桿連接固定為等高距離，連桿間距由長臂靠軸皮處向外逐漸加大，連桿同時是葉片的軸，葉片可以在360度內(nèi)左右自由旋轉(zhuǎn)。(2)套在水泥樁下部的墊套，其下所設(shè)齒牙軋入泥沙固定不動。其上的攪渾臂以水泥樁為軸，牽拉著若干帶齒牙的磨具。隨水流動而轉(zhuǎn)動。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自動攪渾裝置其特征是(1)攪渾臂的若干葉片在順流時每片大葉壓住另一片小葉形成巨大阻力;逆流時每片葉片翻轉(zhuǎn)180度與水流保持平行。(2)在攪渾臂的每條下層長臂靠軸皮處各設(shè)有一段間隔安裝的具有良好彈性的金屬條。
6.根據(jù)權(quán)利要求4.和5.所述的自動攪渾裝置其特征是(1)攪渾臂的葉片置放位置可以確定該裝置的轉(zhuǎn)向需順時針旋轉(zhuǎn)時每一葉片從長臂的左邊依次大葉片小葉;需逆時針旋轉(zhuǎn)時每一葉片從長臂的右邊依次大葉壓小葉。(2)攪渾臂在作圓軌跡運(yùn)動時，所牽拉的帶齒牙的磨具以及彈性金屬條都能均等地與泥沙發(fā)生摩擦。
全文摘要
一種清除黃河下游淤積泥沙的方法以及自動攪渾裝置。能在水流的作用下，一刻不停地自動攪渾淤積在黃河下游河床的泥沙，使流水夾著泥沙一起流入大海。按照該方法，大規(guī)模使用該裝置，可以不用任何能源，在不長的歷史年代中使黃河下游的“懸河”變?yōu)榈叵潞?。該裝置同時可以用在渤海灣淤泥質(zhì)河口攔潮閘泥沙淤積清除工程中。
文檔編號E02B3/02GK1057873SQ90103260
公開日1992年1月15日 申請日期1990年6月25日 優(yōu)先權(quán)日1990年6月25日
發(fā)明者賀學(xué)術(shù) 申請人:賀學(xué)術(shù)