CN113089751B

CN113089751B - 一种水底智能清理装置

Info

Publication number: CN113089751B
Application number: CN202110397147.9A
Authority: CN
Inventors: 不公告发明人
Original assignee: Suzhou Zhenhu Fluid Technology Co ltd
Current assignee: Suzhou Zhenhu Fluid Technology Co ltd
Priority date: 2021-04-13
Filing date: 2021-04-13
Publication date: 2022-08-05
Anticipated expiration: 2041-04-13
Also published as: CN113089751A

Abstract

本发明型技术涉及水底污泥清理自动化设备领域，特别是公开一种水底智能清理装置，相对传统人工或岸船污泥清理法更加简单易行，且直接潜水到底部、吸取力强、体积小、自动前进、清理彻底，且无论有电缆电源还是蓄电瓶电源，都能长时间在水底工作，污泥自吸嘴吸入，到排出杆的排出，最后输送水面以外的岸船，且利用水底吸入速度产生的流体压力差带动整个装置自动向前移动。

Description

一种水底智能清理装置

技术领域

本发明技术涉及水底污泥清理自动化设备领域，特别是公开一种水底智能清理装置。

背景技术

水底部污泥清理传统方法采用岸船抽取法，存在耗电成本高、体积庞大，清理不干净，操作不方便等技术难点，特别是岸船抽水设备工作噪音很大，对操作者和周边造成干扰，即便采用传统离心型潜水泵沉底工作，耗电成本也很高，容易漏电有安全隐患，特别大的水域底部清理，由于宽度水深尺寸巨大，导致清理操作非常困难。

直线流体技术，即俗名无轴泵喷推进器技术，最早文献见于2012年11月的专利ZL2012104365922一种感应空心螺旋推动装置，从基本原理上公开了本技术的动力的关键特征，但作为水底部清理使用场景，其具体特征没有公开显示。

本发明技术是基于直线流体技术，以直线泵的0泄露、小体积、高效率、长时间潜水、自动移动的特点，围绕水底部污泥清理为主要目标，并从本体结构特征和智能化操控方法上进一步公开。

发明内容

本发明技术主要解决水底污泥清理的简单操作、水下工作、寿命短、容易漏电、结构笨重复杂的问题，和如何实现智能化管理。

本发明技术效果，在于直接潜水到水底、吸取力强、体积小、自动前进、清理彻底，且无论有电缆电源还是充电，都能长时间在水底工作。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”、“内侧”、“外侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明描述中涉及的时间数值，可按照实际需要重新定义，并非特定不变的数值。

本发明描述中涉及到名词“水”，包含海水、淡水、河水、江水、湖水。

本发明描述中涉及到名词“水底”，包含游泳池水底、洗澡池水底、鱼池水底、景池水底、人造池水底、天然池水底、矿井污水水底、建筑物水底、湖泊水底、河道水底、海水水底。

本发明描述中涉及到名词“远程”，包括WIFI覆盖范围、北斗通信、5G通信、低频中波范围。

具体如下：

一种水底智能清理装置，其技术特征在于，至少由吸嘴组件、直线泵元件、软管、排污杆组件、排污口结构件、电控盒构成，其中吸嘴组件固定在直线泵元件输入端，排污杆组件通过软管结构与直线泵元件对接，排污杆结构固定在直线泵侧面，电控盒与排污杆固定。

一种水底智能清理装置，其吸嘴结构技术特征在于，至其吸嘴组件技术特征在于，至少由吸入口、输出口、污泥涵道、永磁结构件、尖嘴、过滤网构成，其吸入口呈扁尖嘴，长度大于直线泵输入口直径的一倍，宽度小于直线泵输入口直径的三分之一，尖嘴角度呈锐角，输出口结构呈圆形，其直径等于直线泵输入口直径，且吸入口边沿固定装有永磁结构件。

一种水底智能清理装置，其排污杆组件技术特征在于，至少由泵体连接结构、平衡翼结构、握柄结构、控制盒固定结构、输入口结构，排出口结构组件构成，且采用硬质材料，具有空心圆管特点，有至少三节对接结构，排污杆第一节弯曲与排污杆第三节弯曲呈一个平面，整个装置的重心在排污杆第一节。

一种水底智能清理装置，其排污杆的握柄结构组件技术特征在于，至少由面板按键结构、卡扣结构、握柄结构、遥控电路结构，其卡扣结构卡环弹力具有手工拆装，和多次拆装不失效的特点，面板按键至少有开/停机按键、加速按键、减速按键、自清洗按键、童锁按键。

一种水底智能清理装置，其排污杆的平衡翼组件结构技术特征在于，材料密度小于水的密度，材料表面具有耐水特性，其总浮力等于浸水物件重量。

一种水底智能清理装置，其排污杆的平衡翼组件结构技术特征在于，单个平衡翼的宽度小于长度，厚度非常小，整体呈薄片形。

一种水底智能清理装置，其排污杆的平衡翼组件结构技术特征在于，至少有两个翼对称安装，平衡翼与水面平行安装在排污杆上，且平衡翼固定在排污杆的位置可以上下自由调整，卡扣卡环弹力满足手动拆装、卡扣结构具有锁紧结构，锁紧结构具有手动旋转圆盘即可调整松紧。

一种水底智能清理装置，其电控盒技术特征，在于有驱动电路、蓄电池、外接交流工频电源切换电路、防水结构。

一种水底智能清理装置，其电控盒的驱动电路结构技术特征，在于硬件至少包括电源管理电路、输入电路、CPU电路、输出电路、MOSFET/IGBT驱动电路、多种传感器电路、扩展电路、数据进出传输接口电路、射频电路、天线放大电路、自动清零电路，其软件程序构成，至少包括自检程序、童锁程序、复位程序、启停程序、自动清洗程序、吸尘速度调节程序、刹车程序、时间设置程序、通信接口代码编译程序、电流过载保护程序、剩余电量提醒程序。

一种水底智能清理装置，其自动清洗程序技术特征，在于驱动电路执行直线泵反转指令特点，且握柄上的清洗按键有触发反向指令功能。

附图说明

图1一种水底智能清理装置立体示意图

1：吸嘴组件

2：直线泵元件

3：软管

4：排污杆组件

5：排污口结构件

6：电控盒

图2 一种水底智能清理装置中心切面侧视图

41：排污杆第一节

42：排污杆第二节

43：排污杆第三节

图3一种水底智能清理装置吸嘴组件立体示意图

11：吸入口

12：输出口

13：永磁结构件

14：尖嘴

图4一种水底智能清理装置吸嘴组件切面图

11：吸入口

12：输出口

15：污泥涵道

16：过滤网

图5一种水底智能清理装置排污杆组件立体示意图

44：泵体连接结构件

45：平衡翼组件

46：握柄结构组件

47：输入口结构

48：排出口结构

图6一种水底智能清理装置握柄结构组件立体示意图

461：卡环

462：握柄

463：面板按键

464：遥控器电路与电池

图7一种水底智能清理装置平衡翼组件结构组件立体示意图

451：平衡翼前进端/宽度

452：平衡翼侧面/厚度

453：卡扣结构

454：左右支撑结构

455：锁紧结构调整圆盘

456：平衡翼侧面弧边/长度

图8一种水底智能清理装置电气工作原理框图

A1：电池

A2：工频电源

B：电源管理电路

C：单片机CPU电路

D：直线泵元件驱动电路

E1：水深传感器

E2：电压传感器

E3：电流传感器

F：射频电路

具体实施方式

依照本发明技术特征图1涉及一种水底清理装置立体示意图显示，将整个装置置入水中，排污杆（4）的排出口结构件（5）与水面以外岸船的管道连接，其中吸嘴结构（1）、直线泵元件（2）、软管（3）都平行于水底部，当直线泵元件启动，瞬间从吸嘴吸入污泥，经过加压后，污泥通过软管沿着排污杆内部通孔上行，排出到外面。电控盒（6）供电产生的电流热通过周边水介质散发出去，形成稳定的工作状态。

在水底由于吸嘴前方污泥被快速吸走，相对后方的水底产生流体密度差，即前后压力差迫使吸嘴带着直线泵元件和关联组件一起同步超吸入方向持续前进。

若电控盒内部电池的电能满足一定水底污泥清理能量，则无需外部接入工频电源，否则需要充电或更换电池以满足持续工作。

依照本发明技术特征图2涉及一种水底清理装置切面侧视图显示，按照不同深度水深的水底，采用不同排污杆的节数，若水深小于排污杆的总长，即排污杆第一节（41）、排污杆第二节（42）和排污杆第三节（43）长度之和，则取消排污杆第二节；若水深超过排污杆的总长，则需在排污杆第一节与排污杆第二节之间，或者在排污杆第二节与排污杆第三节之间增加等管径的管件。

依照本发明技术特征图3一种水底智能清理装置吸嘴组件立体示意图，和图4一种水底智能清理装置吸嘴组件切面示意图显示，吸附污泥过程中，吸嘴组件的吸入口（11）边沿固定装有的永磁结构件（13）和过滤网（16），能够及时将水底铁质杂物吸附，或大块头杂物隔离在吸入口（11）外部，防止吸入污泥涵道（15）堵塞输出口（12），并且被吸附的铁质杂物很多时，人工在吸入口处直接处理即可，呈锐角的扁尖嘴（14）形状有利于减少阻力前进，且能将坚固的块状物体分开。

依照本发明技术特征图5涉及一种水底清理装置排污杆立体示意图显示，若水域长宽尺寸较小，则拆掉排污杆上的平衡翼组件（45），手工操作排污杆上固定的握柄结构组件（46）握柄，直接拇指在面板按键上操作，即可完成这个小型水域水底污泥清理。

若水域尺寸很大，则在排污杆的第三节安装平衡翼组件，利用其浮力提升整个清理装置的水下重量，以满足吸嘴组件和直线泵元件在水底0接触的前进，且实现排出结构件（48）与水域外部排污管道通连接。

依照本发明技术特征图6涉及一种水底清理装置握柄结构立体示意图显示，若水域较大，且从排污杆上拆掉握柄结构件，操作者可在岸船上握住握柄（462）的面板按键（463）上，依靠无限遥控电路（464）和电控盒的射频电路对接，实现远程操纵。为避免附近未成年人或非专业人意外操作，则触发童锁按键，以锁定面板。

依照本发明技术特征图7涉及一种水底清理装置平衡翼组件立体示意图显示，依照不同深度的水面，需要调整平衡翼组件的安装位置，以满足浮力与最底部0接触的需要，调整时，用手旋转调整圆盘（455）满足适当的松紧度。

被水底流体持续的压力差带动平衡翼组件前进时，由于其宽度（451）小于弧线长度（456），且以很薄的厚度（452）漂浮在水面，以实现最小的水阻前进，而且吸嘴、直线泵元件、电控盒较重，即重心朝下，排污杆不会因此颠倒。

依照本发明技术特征图8涉及一种水底清理装置电气工作原理框图显示，当电池（A1）或工频电源（A2）得电后，通过电源管理电路（B）转成各种电路需要的电压，然后CPU单片机电路（C）得电后，立刻进行系统自检，所有输入输出电路自检正常后，CPU进行待机状态。

面板按键开/关机键触发后，CPU即刻启动，给直线泵元件驱动电路（D）触发信号，随后不同矢量电流输出从驱动电路进入直线泵元件，吸入动作开始实施，随之吸嘴、直线泵元件、排污杆一起移动，面板按键开/关机键再次触发后，CPU即刻响应关闭指令，直线泵元件停止工作。

当水深传感器（E1）探测超过设定深度时，则单片机CPU立刻输出停机指令，直到水深恢复正常设定深度值，则恢复正常启动。

当电压传感器（E2）探测超过设定电压，或者低于设定电压时，则单片机CPU立刻输出停机指令，直到电压恢复正常数值，则恢复正常启动。

当电流传感器（E3）探测超过设定电流时，则单片机CPU立刻输出停机指令，直到电流恢复正常数值，则恢复正常启动。

当握柄的遥控电路发射信号，被天线接收后，通过射频电路（F）进行处理进入CPU进行分析后，立刻发出目标指令，同时也通过射频电路道天线反馈道握柄的遥控电路接受当前实时状态信息。

当直线泵元件长时间工作后，整个装置涵道内需要定期清理，则离开水底污泥区，触发握柄组件上的清洗按键后，从排污杆的排出结构件出灌入干净的水，即可实现自动清理。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims

1.一种水底智能清理装置，其技术特征在于，至少由吸嘴组件、直线泵元件、软管、排污杆组件、排污口结构件、电控盒构成，其中吸嘴结构件固定在直线泵元件输入端，排污杆组件通过软管与直线泵元件对接，排污杆组件固定在直线泵侧面，电控盒与排污杆固定，其吸嘴组件特征在于，至少由吸入口、输出口、污泥涵道、永磁结构件、尖嘴、过滤网构成，其吸入口呈扁尖嘴，长度大于直线泵输入口直径的一倍，宽度小于直线泵输入口直径的三分之一，尖嘴角度呈锐角，输出口结构呈圆形，其直径等于直线泵输入口直径，且吸入口边沿固定装有永磁结构件。

2.依照前述权利要求1一种水底智能清理装置，其排污杆组件技术特征在于，至少由泵体连接结构、平衡翼结构、握柄结构、控制盒固定结构、输入口结构，排出口结构组件构成，且采用硬质材料，具有空心圆管特点，有至少三节对接结构，排污杆第一节弯曲与排污杆第三节弯曲呈一个平面，整个装置的重心在排污杆第一节。

3.依照前述权利要求2一种水底智能清理装置，其排污杆的握柄结构组件技术特征在于，至少由面板按键结构、卡扣结构、握柄、遥控电路结构，其卡扣结构卡环弹力具有手工拆装，和多次拆装不失效的特点，面板按键至少有开/停机按键、加速按键、减速按键、自清洗按键、童锁按键。

4.依照前述权利要求2一种水底智能清理装置，其排污杆的平衡翼组件技术特征在于，材料密度小于水的密度，材料表面具有耐水特性，其总浮力等于浸水物件重量。

5.依照前述权利要求2一种水底智能清理装置，其排污杆的平衡翼组件技术特征在于，单个平衡翼的宽度小于长度，厚度非常小，整体呈薄片形。

6.依照前述权利要求2一种水底智能清理装置，其排污杆的平衡翼组件技术特征在于，至少有两个翼对称安装，平衡翼与水面平行安装在排污杆上，且平衡翼固定在排污杆的位置可以上下自由调整，卡扣卡环弹力满足手动拆装、卡扣结构具有锁紧结构，锁紧结构具有手动旋转圆盘即可调整松紧。

7.依照前述权利要求1一种水底智能清理装置，其电控盒技术特征，在于有驱动电路、蓄电池、外接交流工频电源切换电路、防水结构。

8.依照前述权利要求7一种水底智能清理装置，其电控盒的驱动电路技术特征，在于硬件至少包括电源管理电路、输入电路、CPU电路、输出电路、MOSFET/IGBT驱动电路、多种传感器电路、扩展电路、数据进出传输接口电路、射频电路、天线放大电路、自动清零电路，其软件程序构成，至少包括自检程序、童锁程序、复位程序、启停程序、自动清洗程序、吸尘速度调节程序、刹车程序、时间设置程序、通信接口代码编译程序、电流过载保护程序、剩余电量提醒程序。

9.依照前述权利要求8一种水底智能清理装置，其自动清洗程序技术特征，在于驱动电路执行直线泵反转指令特点，且握柄上的清洗按键有触发反向指令功能。