一种输水渠道附着藻类清理收集设备

技术领域

本发明涉及藻类清理技术领域，具体为一种输水渠道附着藻类清理收集设备。

背景技术

输水渠壁丝状藻易过度繁殖，形成大量藻团持续脱落，造成取水口堵塞、河流水质pH酸碱度和溶解氧超标，其腐解会加重水体富营养化程度，对渠道水质产生严重影响，现有一般采用化学法除藻，但是带来的副作用较多，或者采用人工打捞的方式清除，不但费时费力、处理成本高、高流速下作业难度大，而且未收集到的细碎藻丝会进一步污染水质，形成二次污染。

水藻和输水渠的连接处会存在一层薄薄的土壤层，以便于水藻的根系可以固定在输水渠的外壁上，现有水藻清理收集设备，多为通过拉扯丝状藻的游丝，从而将丝状藻从输水渠上采集下来，但是丝状藻的游丝极为脆弱，难以将水藻的根系从输水渠的内壁上剥离下来，出现输水渠内壁上水藻清理不完整的情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种输水渠道附着藻类清理收集设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种输水渠道附着藻类清理收集设备，包括工作台、三脚架和悬臂，所述悬臂的末端安装有万向头，所述万向头的一侧安装有刷洗头和抽吸管道，所述悬臂的末端附近安装有摄像头，所述刷洗头的内部设置有压辊和刷辊，所述抽吸管道安装于刷洗头的内部上方；

所述刷洗头的内部上方设置有格网和螺旋轴，所述螺旋轴安装于格网内部，所述格网呈环形，所述格网的一侧安装有分离网，所述分离网远离格网的一侧安装有压辊和刷辊；

所述压辊设置有两个，两个压辊安装于刷辊的两侧，所述刷洗头的外侧设置有罩板；工作台上安装有牵引机构和横向定位机构，牵引机构为牵引机和收揽绞车，以用于提供牵引力和整理锚缆，在两侧岸边高处设置锚桩，水上工作台艏部左右两侧伸出锚缆，牵拉至锚桩处，作业时设备位于下游，锚桩处于上游，通过收放锚缆的方式调整水上工作平台的行进方向和工作位置；为防止工作台在悬臂和刷洗头作业过程受到横向力量偏移，在工作台底部四个角位置设置定位机构，由四条支撑臂组成，提供直达渠道底部的支撑力，为缓解渠底混凝土的压力，底部设有钢制平板脚，作业前由牵引机构将设备调整至合适位置后放下四条支撑臂，接触渠底后提供稳固的横向支撑力；稳定的高流速渠道内行进，针对高流速大型输水渠道设计的行进方式，利用两岸锚缆顺水流牵引，实现工作台在高流速输水渠道中行走固定，以节约设备能耗，工作台工作前下方四角横向支撑臂提供稳定的支撑力，渠道内双侧同步扫描式刷洗模式，利于大跨度气动式悬臂带动刷洗头，在渠道内两侧同步往复刷洗，保证工作平台受力均衡无侧翻危险，并由渠壁至渠底全面清理。

进一步的，所述压辊包括外环、隔板和内环，所述隔板安装于外环和内环之间，所述外环和内环的内部均设置有磁块，所述外环的内部安装有簧片，所述隔板的外侧安装有圆板；压辊的设置有两个，两个压辊设置于刷辊的两侧，压辊之间的通过链轮和链条相连接，当刷洗头在水下工作期间，压辊的外壁与水渠的外壁发生接触，压辊在悬臂的带动下与水渠的内部进行相对运动，压辊的外壁在水渠的外壁上滚动，压辊上设置有若干个外环、隔板和内环，其中内环与链轮相连接，内环和外环的内部均设置有磁块，当外环或者内环中任意一个发生旋转时，另一个内环或者外环在磁块的带动下进行旋转，隔板安装于外环和内环之间，外环的内径大于内环的外径，隔板的外表面尺寸与外环和内环的间隙尺寸相匹配；簧片设置于外环的两侧，同时相邻两个外环之间存在有环形槽，圆板安装于环形槽的内部上方，同时圆板的外侧采用倒圆角工艺，圆板的外壁截面呈半圆形。

进一步的，所述外环的外壁开设有螺纹槽，所述外环内部开设有三角形凹槽，所述簧片呈V型，所述簧片的末端呈三角形，所述圆板的上方表面与外环的上端表面相重合；水藻和水渠的连接处存在有薄薄的土壤层，以便于水藻附着在水渠的外壁上，当外环在水渠的外壁上滚动期间，外环的外壁与土壤相啮合，旋转状态的外环与土壤层发生接触期间，由于外环的外壁上开设有螺纹槽，使得外环在土壤层上提供纵向作用力，以便于土壤层与水渠的外壁的相分离；相邻两个外环之间存在有环形槽，外环在悬臂压力的作用下伸入至土壤层中，由于外环的两侧安装有簧片，当簧片位于外环的内部上方时，此时外环的上方侧壁与圆板的上方侧壁相贴合，使得簧片在圆板的限制下收纳于外环内三角形凹槽中，当簧片所在的三角形凹槽越过圆板后，三角形凹槽内壁形成的角度小于簧片自然展开的角度，进而簧片在自身弹力的作用下向三角形凹槽的外侧运动，由于圆板的上方表面与外环的上端表面相重合，即簧片所在的三角形凹槽越过圆板时，此时伸出的簧片位于外环的下方，即外环与土壤层发生接触的区域，簧片在自身的弹力的作用下深入至土壤层中，由于外环的外壁上开设有螺纹槽，使得环形槽附近的土壤层与环形槽内部的土壤层形成剥离，啮合在环形槽内部的土壤层在簧片的作用下，暂时存放在环形槽中；当簧片由外环的下方区域再次回归至外环的上方区域期间，由于圆板的外侧采用倒圆角工艺，并且簧片的末端呈三角形，使得圆板的倒圆区域与簧片上的三角区域发生接触时，簧片在圆板的限制下，再次收纳至三角形凹槽中，同时圆板的上方表面与外环的上端表面相重合，使得环形槽的上方区域深度小于环形槽的下方区域深度，即环形槽内剥离的土壤层在圆板的作用下与环形槽相脱离。

进一步的，所述分离网安装于罩板的内部，所述分离网呈环形，所述分离网设置于格网的下方两侧，所述分离网的外侧环绕设置有若干个收集齿，所述格网的内部安装有风叶；水渠内壁上的水藻被压辊和刷辊所收集后，所收集的水藻在水流和离心力的作用下与压辊和刷辊发生脱离，分离网的一端与抽水泵相连接，抽水泵工作期间对罩板内部的水流进行抽取，罩板的外侧连接有水流管道，水流管道与分离网连接，抽水泵工作期间，使得分离网内部有水流经过，水流经过风叶表面时，水流在风叶的作用下，使得分离网进行旋转，分离网设置有两个，两个分离网内部风叶的朝向相反，使得两个分离网相对旋转，分离网的外壁上升设置有收集齿，罩板内的水藻在水流和旋转状态的收集齿的作用下，实现罩板内活动的水藻被收集齿所收集，水流经过分离网在水泵的作用下进入至水流管道中。

进一步的，所述格网的下端安装有梳齿，所述梳齿的末端与分离网的外壁相贴合，所述格网远离分离网一侧的内径小于靠近分离网一侧的内径；梳齿的外壁与分离网的外壁相贴合，分离网在水流的作用下相对格网进行旋转，收集齿所收集的水藻被限制在梳齿之间，由于梳齿的内壁安装有螺旋轴，螺旋轴的上端安装有驱动电机，驱动电机带动螺旋轴进行旋转，与梳齿所收集的水藻发生接触，将水藻传输至格网中，由于格网远离分离网一侧的内径小于靠近分离网一侧的内径，使得水藻的输出口径小于水藻的输入口径，迫使水藻在格网内部相互挤压，水藻内部残留的水分通过格网表面的通孔离开，格网的输出端连接有水藻管，水藻管的末端连接有水藻存放箱，被格网所收集的水藻最终运动至水藻存放箱中。

进一步的，所述悬臂包括大臂和小臂，所述悬臂的纵向截面为梯形，所述大臂和小臂均采用高压动作气缸驱动，所述三脚架活动安装于工作台的艏部；钢制双浮体工作台，采用CCSB级船舶用钢板制作，配备风冷式极超静音柴油发电机组提供所有设备的动力，采用万向电动推进器提供设备作业姿态调整推动力；平台上设置金字塔架式移动平台基座用于安装大跨度气动悬臂，发电机、空压机等安装于移动平台上，过桥时可与底部工作平台分拆吊装，悬臂分为大臂和小臂两段，采用高强度锰钢材质制作，提供更好的抗扭转刚性，纵向断面为梯形结构，小臂外部包覆流线型不锈钢外壳，大臂和小臂均采用高压动作气缸驱动，作业动作柔和，有利于减缓施加在混凝土面的压力，艏部设活动式吊装三角门架，过桥洞时可根据需要放平，作业时可将袋装好的藻渣吊装至辅助作业平台上运输至岸边。

进一步的，所述刷辊的一端与罩板活动连接，所述刷辊的一端设置有气动马达，所述刷辊的外侧开设有矩形螺旋槽，所述刷辊的外侧安装有刷毛。

进一步的，所述罩板的一侧安装有隔离裙，所述悬臂和刷洗头安装有十字节，所述十字节为伸缩式；压辊和刷辊为特制的聚酯橡胶材质，刷辊为特制的内部铝制筒体以及外部软刷结构，悬臂末端附近处设有水下摄像头，以实时观察清理工作面的情况，确保附着丝状藻被完全清除，刷洗头通过可伸缩式十字万向节固定于悬臂末端，使刷洗汲取头在悬臂带动行进过程中，随接触渠面凹凸情况和行进方向灵活改变刷洗姿态，压辊的转动线速度小于刷辊的转动线速度，刷辊的转速较大以便于刷洗混凝土表面的刚毛藻。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

1、该输水渠道附着藻类清理收集设备，通过压辊的设置，压辊在土壤层上行进过程中，将土壤层分离为多个单独的部分，以隔断水藻根系之间的连接，后续刷辊在收集丝状藻过程，避免水藻的根系附着在水渠外壁上，出现水藻清洗不干净的现象，通过按压式行进的方式，降低水藻根系在水渠外壁上的附着强度，以减少刷辊刷洗水渠外壁所需的时间；

2、该输水渠道附着藻类清理收集设备，通过格网和螺旋轴的设置，格网和螺旋轴之间相互配合，通过在格网内部挤压水藻方式，将水藻表面多余的水分挤压离开，进而提高水藻箱的存储量，同时格网的下方安装有梳齿，通过清理分离网的表面，将分离网所收集的水藻进行回收；

3、该输水渠道附着藻类清理收集设备，通过分离网的设置，分离网的一侧连接有水泵，水泵通过抽取在分离网内部形成水流，水流配合风叶以及收集齿，实现对刷取后的水藻进行收集，同时旋转状态的收集齿配合梳齿，以达到自清理的效果，以便于刷洗头进行长时间的工作。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的主视结构示意图；

图2是本发明的刷洗头主视全剖结构示意图；

图3是本发明的分离网左侧视全剖结构示意图；

图4是本发明的图2中A处放大结构示意图；

图5是本发明的压辊主视全剖结构示意图；

图6是本发明的压辊左侧视结构示意图；

图7是本发明的圆板主视结构示意图；

图8是本发明的簧片形态变化俯视全剖结构示意图。

图中：1、工作台；2、三脚架；3、悬臂；4、刷洗头；5、抽吸管道；6、压辊；601、外环；602、隔板；603、内环；604、磁块；605、簧片；606、圆板；7、刷辊；8、格网；801、梳齿；9、螺旋轴；11、分离网；1101、收集齿；1102、风叶；12、罩板。

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。

请参阅图1-图8，本发明提供技术方案：一种输水渠道附着藻类清理收集设备，包括工作台1、三脚架2和悬臂3，悬臂3包括大臂和小臂，悬臂3的纵向截面为梯形，大臂和小臂均采用高压动作气缸驱动，三脚架2活动安装于工作台1的艏部，悬臂3的末端安装有万向头，万向头的一侧安装有刷洗头4和抽吸管道5，悬臂3和刷洗头4安装有十字节，十字节为伸缩式，悬臂3的末端附近安装有摄像头，刷洗头4的内部设置有压辊6和刷辊7，刷洗头4的外侧设置有罩板12，罩板12的一侧安装有隔离裙；

抽吸管道5安装于刷洗头4的内部上方；刷洗头4的内部上方设置有格网8和螺旋轴9，螺旋轴9安装于格网8内部，格网8呈环形，格网8的一侧安装有分离网11，分离网11远离格网8的一侧安装有压辊6和刷辊7。

压辊6设置有两个，两个压辊6安装于刷辊7的两侧，压辊6包括外环601、隔板602和内环603，隔板602安装于外环601和内环603之间，外环601和内环603的内部均设置有磁块604，外环601的内部安装有簧片605，隔板602的外侧安装有圆板606；

外环601的外壁开设有螺纹槽，外环601内部开设有三角形凹槽，簧片605呈V型，簧片605的末端呈三角形，圆板606的上方表面与外环601的上端表面相重合，压辊6在土壤层上行进过程中，将土壤层分离为多个单独的部分，以隔断水藻根系之间的连接，后续刷辊7在收集丝状藻过程，避免水藻的根系附着在水渠外壁上，出现水藻清洗不干净的现象，通过按压式行进的方式，降低水藻根系在水渠外壁上的附着强度，以减少刷辊7刷洗水渠外壁所需的时间；

刷辊7的一端与罩板12活动连接，刷辊7的一端设置有气动马达，刷辊7的外侧开设有矩形螺旋槽，刷辊7的外侧安装有刷毛；

刷洗头4的内部上方设置有格网8和螺旋轴9，螺旋轴9安装于格网8内部，格网8呈环形，格网8的一侧安装有分离网11，分离网11远离格网8的一侧安装有压辊6和刷辊7，分离网11安装于罩板12的内部，分离网11呈环形，分离网11设置于格网8的下方两侧，分离网11的外侧环绕设置有若干个收集齿1101，格网8的内部安装有风叶1102，分离网11的一侧连接有水泵，水泵通过抽取在分离网11内部形成水流，水流配合风叶1102以及收集齿1101，实现对刷取后的水藻进行收集，同时旋转状态的收集齿1101配合梳齿801，以达到自清理的效果，以便于刷洗头4进行长时间的工作；

格网8的下端安装有梳齿801，梳齿801的末端与分离网11的外壁相贴合，格网8远离分离网11一侧的内径小于靠近分离网11一侧的内径，格网8和螺旋轴9之间相互配合，通过在格网8内部挤压水藻方式，将水藻表面多余的水分挤压离开，进而提高水藻箱的存储量，同时格网8的下方安装有梳齿801，通过清理分离网11的表面，将分离网11所收集的水藻进行回收。

本发明的工作原理：

钢制双浮体工作台1，采用CCSB级船舶用钢板制作，配备风冷式极超静音柴油发电机组提供所有设备的动力，采用万向电动推进器提供设备作业姿态调整推动力；工作台1上安装有牵引机构和横向定位机构，牵引机构为牵引机和收揽绞车，以用于提供牵引力和整理锚缆，在两侧岸边高处设置锚桩，水上工作台1艏部左右两侧伸出锚缆，牵拉至锚桩处，作业时设备位于下游，锚桩处于上游，通过收放锚缆的方式调整水上工作平台的行进方向和工作位置，针对高流速大型输水渠道设计的行进方式，通过工作台1上的牵引机构和横向定位机构，利用两岸锚缆顺水流牵引，稳定的高流速渠道内行进，实现工作台1在高流速输水渠道中行走固定，以节约设备能耗；

在工作台1底部四个角位置设置定位机构，为防止工作台1在悬臂3和刷洗头4作业过程受到横向力量偏移，由四条支撑臂组成，提供直达渠道底部的支撑力，为缓解渠底混凝土的压力，底部设有钢制平板脚，作业前由牵引机构将设备调整至合适位置后放下四条支撑臂，接触渠底后提供稳固的横向支撑力，工作台1工作前下方四角横向支撑臂提供稳定的支撑力，渠道内双侧同步扫描式刷洗模式，利于大跨度气动式悬臂3带动刷洗头4，在渠道内两侧同步往复刷洗，保证工作平台受力均衡无侧翻危险，并由渠壁至渠底全面清理；

平台上设置金字塔架式移动平台基座用于安装大跨度气动悬臂3，发电机、空压机等安装于移动平台上，过桥时可与底部工作平台分拆吊装，悬臂3分为大臂和小臂两段，采用高强度锰钢材质制作，提供更好的抗扭转刚性，纵向断面为梯形结构，小臂外部包覆流线型不锈钢外壳，大臂和小臂均采用高压动作气缸驱动，作业动作柔和，有利于减缓施加在混凝土面的压力，艏部设活动式吊装三角门架，过桥洞时可根据需要放平，作业时可将袋装好的藻渣吊装至辅助作业平台上运输至岸边；

悬臂3末端附近处设有水下摄像头，以实时观察清理工作面的情况，确保附着丝状藻被完全清除，刷洗头4通过可伸缩式十字万向节固定于悬臂3末端，使刷洗汲取头在悬臂3带动行进过程中，随接触渠面凹凸情况和行进方向灵活改变刷洗姿态，压辊6和刷辊7为特制的聚酯橡胶材质，刷辊7为特制的内部铝制筒体以及外部软刷结构，压辊6的转动线速度小于刷辊7的转动线速度，刷辊7的转速较大以便于刷洗混凝土表面的刚毛藻；

刷洗头4内部设置有两个压辊6和一个刷辊7，两个压辊6设置于刷辊7的两侧，压辊6之间的通过链轮和链条相连接，当刷洗头4在水下工作期间，压辊6的外壁与水渠的外壁发生接触，压辊6在悬臂3的带动下与水渠的内部进行相对运动，压辊6的外壁在水渠的外壁上滚动，簧片605设置于外环601的两侧，同时相邻两个外环601之间存在有环形槽，圆板606安装于环形槽的内部上方，同时圆板606的外侧采用倒圆角工艺，圆板606的外壁截面呈半圆形，压辊6上设置有若干个外环601、隔板602和内环603，其中内环603与链轮相连接，内环603和外环601的内部均设置有磁块604，当外环601或者内环603中任意一个发生旋转时，另一个内环603或者外环601在磁块604的带动下进行旋转，隔板602安装于外环601和内环603之间，外环601的内径大于内环603的外径，隔板602的外表面尺寸与外环601和内环603的间隙尺寸相匹配；

水藻和水渠的连接处存在有薄薄的土壤层，以便于水藻附着在水渠的外壁上，当外环601在水渠的外壁上滚动期间，外环601的外壁与土壤相啮合，旋转状态的外环601与土壤层发生接触期间，由于外环601的外壁上开设有螺纹槽，使得外环601在土壤层上提供纵向作用力，以便于土壤层与水渠的外壁的相分离；

相邻两个外环601之间存在有环形槽，外环601在悬臂3压力的作用下伸入至土壤层中，由于外环601的两侧安装有簧片605，当簧片605位于外环601的内部上方时，此时外环601的上方侧壁与圆板606的上方侧壁相贴合，使得簧片605在圆板606的限制下收纳于外环601内三角形凹槽中，当簧片605所在的三角形凹槽越过圆板606后，三角形凹槽内壁形成的角度小于簧片605自然展开的角度，进而簧片605在自身弹力的作用下向三角形凹槽的外侧运动，由于圆板606的上方表面与外环601的上端表面相重合，即簧片605所在的三角形凹槽越过圆板606时，此时伸出的簧片605位于外环601的下方，即外环601与土壤层发生接触的区域，簧片605在自身的弹力的作用下深入至土壤层中，由于外环601的外壁上开设有螺纹槽，使得环形槽附近的土壤层与环形槽内部的土壤层形成剥离，啮合在环形槽内部的土壤层在簧片605的作用下，暂时存放在环形槽中；

当簧片605由外环601的下方区域再次回归至外环601的上方区域期间，由于圆板606的外侧采用倒圆角工艺，并且簧片605的末端呈三角形，使得圆板606的倒圆区域与簧片605上的三角区域发生接触时，簧片605在圆板606的限制下，再次收纳至三角形凹槽中，同时圆板606的上方表面与外环601的上端表面相重合，使得环形槽的上方区域深度小于环形槽的下方区域深度，即环形槽内剥离的土壤层在圆板606的作用下与环形槽相脱离；

水渠内壁上的水藻被压辊6和刷辊7所收集后，所收集的水藻在水流和离心力的作用下与压辊6和刷辊7发生脱离，分离网11的一端与抽水泵相连接，抽水泵工作期间对罩板12内部的水流进行抽取，罩板12的外侧连接有水流管道，水流管道与分离网11连接，抽水泵工作期间，使得分离网11内部有水流经过，水流经过风叶1102表面时，水流在风叶1102的作用下，使得分离网11进行旋转，分离网11设置有两个，两个分离网11内部风叶1102的朝向相反，使得两个分离网11相对旋转，分离网11的外壁上升设置有收集齿1101，罩板12内的水藻在水流和旋转状态的收集齿1101的作用下，实现罩板12内活动的水藻被收集齿1101所收集，水流经过分离网11在水泵的作用下进入至水流管道中；

梳齿801的外壁与分离网11的外壁相贴合，分离网11在水流的作用下相对格网8进行旋转，收集齿1101所收集的水藻被限制在梳齿801之间，由于梳齿801的内壁安装有螺旋轴9，螺旋轴9的上端安装有驱动电机，驱动电机带动螺旋轴9进行旋转，与梳齿801所收集的水藻发生接触，将水藻传输至格网8中，由于格网8远离分离网11一侧的内径小于靠近分离网11一侧的内径，使得水藻的输出口径小于水藻的输入口径，迫使水藻在格网8内部相互挤压，水藻内部残留的水分通过格网8表面的通孔离开，格网8的输出端连接有水藻管，水藻管的末端连接有水藻存放箱，被格网8所收集的水藻最终运动至水藻存放箱中。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。