CN100469977C - 用于疏浚的抽吸管道 - Google Patents

Abstract

用于疏浚的抽吸管道，包括两个进口或两组进口(1、2)，第一进口或下进口或下进口组(1)被设置在或靠近抽吸管道的下端并适合于从底部将沉积物与一定量的水一起吸上来，第二进口或上进口或进口组(2)被设置在第一进口或进口组(1)上方的一垂直距离处并适合于仅吸入水。该抽吸管道包括一适合于输送水和沉积物的内管(3)，该内管的上端适合于连接到近似于相同直径的抽吸软管，所述内管的下部被一个外套筒(4)包围因此基本上在内管(3)和外套筒(4)之间限定环形空间(5)。形成上进口(2)的至少一个开口被设置在进入空间(5)的套筒(4)的上端处，同时进口(1)被设置在管(3)的下部，靠近至少部分地敞开的内管(3)的轴向末端，并且外套筒(4)在内管(3)的轴向延伸的方向也是敞开的。

Description

用于疏浚的抽吸管道

技术领域

本发明有关用于疏浚在海底水库等的抽吸管道。更具体的是本发明有关用于疏浚的抽吸管道，所述的管道包括两个进口或两组进口，第一进口或进口组被设置在或靠近疏浚装置的最下部并适于从海底将沉积物与一定量的水一起抽出，第二进口或进口组设置在距第一进口或进口组一垂直距离处，并适于仅抽吸水。

背景技术

在许多情况下希望从海底的区域清除沉积物。这些情形可能是在港口、航道或污染的沉积物区域。可能希望在水下的其它位置沉淀沉积物或者可能在岸上沉淀沉积物或者在被沉积之前纯化沉积物更方便。

此外主要在乡村的水资源地，那里的河流包含大量的沉积物同时那里的水资源地基本上充满沉积物达到使水容量变小的程度。此外沉积物可能影响稳定性、阻塞水闸闸门/通道等并且如果含水沉积物进入电厂的话将导致不希望的涡轮机的磨损。沉积物可能具有从大石块之类到很细颗粒淤泥与粘土的形式。

当通过抽吸管道疏浚时，该管道被放置在海底一个限定的第一位置与沉积物接触，并将吸上沉积物使底部形成一陷坑。这多少取决于在具体位置处沉积物的疏松或紧密的程度。当陷坑变得较深且其壁较陡时陷坑周围的沉积物将最终开始落入陷坑。有时在没有任何预警的情况下大量沉积物落入陷坑中，这就导致可能填满抽吸管道和/或使抽吸管道成为堵塞。

为了疏浚曾提出一种像萨克斯风头部的特殊的抽吸管道。该萨克斯风头是第一个抽吸管道的已知例子，该管道具有两个进口或两组进口，该第一进口或进口组被设置在或靠近管道的最下部并适于从底部吸上沉积物与一定量的水，而第二进口或进口组被设置在所述第一进口或进口组上方的一个垂直距离处并适于只吸上水。此抽吸管道具有以下优点，它在很大程度上对要吸上来的沉积物的浓度是自我调节的，因此它可能在很大程度上不考虑使堵塞或丧失其效率的低风险。另一方面它具有体积比较大的缺点，同时沉积物必需被运输经过弯曲管道，而有大颗粒可能阻塞管道的风险。此外该装置对现场疏浚不是特别好地适应。

一个特殊的问题是海底的状况有很大变化，以致在疏松的沉积物中很好地工作的抽吸管道通常不能在较密实的沉积物中工作。因此限制随海底状况调节抽吸特性的能力，而对于萨克斯风头比传统的管道要好得多。这种管道的优点可概括如下：在管道和软管/管子中的沉积物有高浓度时，管道内的速度减小，因而其抽吸力被减小。因此在下一个时间区间中比较少量的沉积物和比较大量的水被吸上来。因此管道和管子中的沉积物的浓度降低，速度就增加和抽吸力再增加。本文中的抽吸力意味着在管道的沉积物进口处存在比大气压力低的压力。

如果在表面处是硬的地壳，该萨克斯风头将不能很好适合于扎入此硬壳，以进入较容易吸上来的较疏松的沉积物。

丹麦的专利申请No.120070介绍一种为疏浚水下沉积物的抽吸装置，它包括具有两个进口的管道。一个基本上封闭的套筒包围一直的内管，该套筒在其上端具有两个开口，通过该开口水在压力下从表面喷射出。靠近套筒的下端，有一进入内管的孔，该内管的长度是可伸缩调节的。在工作状态下通过使用超大的供水压力强制管道进入靠近管道的沉积物的部分中并使其流体化，此后沉积物与一定量的水一道被抽吸/泵抽上来。这种装置的缺点是它包括可能被阻塞的可动部件同时它需要维护，另外要有一个在压力下供水的系统。

发明内容

因此本发明的目的是提供一种用于疏浚的抽吸管道，它能很大程度地相对于要吸上来的沉积物的浓度自我调节，这就有可能处理大直径的像石块的大颗粒而没有堵塞管子的风险。

本发明的另一个目的就是提供一种具有比较小型并可通过遥控车辆(ROV)方便地控制的抽吸管道。

本发明的再一个目的就是提供一种上述的抽吸管道，它能够扎入海底的通常比较密实层的上部，因此可以从沉积物的下面和较松层进行疏浚。

上述目的是通过一种如下所述抽吸管道来实现，所述的管道包括两个进口或两组进口，第一下进口或进口组被设置在或靠近抽吸管道的下端，并适合于从底部将沉积物与一定量的水一起吸上来，第二上进口或进口组被设置在第一进口或进口组上方的一垂直距离处并仅适合于吸入水，该抽吸管道包括适于输送水和沉积物的一内管，该内管的上端适于连接到近似相同直径的抽吸软管，所述内管的下部被一外套筒包住，使得在所述内管的下部与所述包围的外套筒之间限定一基本上环形的空间，其特征在于通过上进口或上进口组以及下进口或下进口组，该空间对周围的水打开，并且位于内管的下端下方的套筒的下端缩小到其横截面与内管的横截面相同。

与已知的萨克斯风头不同的地方是根据本发明的抽吸管道能够扎入比较密实的沉积物层。同时它展现与萨克斯风头共同的好的特性，即可以在很大程度上自我调节，因此在较大量的沉积物已被吸上来的周期之后，紧跟着是一个较少量沉积物将被吸上来的周期，导致管子3内的沉积物的浓度在正常的水平附近波动。

由于它的较小型的设计，根据本发明的抽吸头可以由ROV来调节与控制，所以它可简便控制并以高精度定位。这对于某些疏浚情况的型式是很重要的，而在其它情况可能不需要精确控制。因此根据本发明的抽吸管道一般不比萨克斯风头更好，但是在准确性和机动性是至关重要的因素的疏浚工作的情况中它是比较好的。这种疏浚的一个例子是实施疏浚以露出某些被沉积物覆盖的目标或区域，诸如水闸口、用于与坝装置或其它海底装置相关联的管子或其它设备。

根据本发明的抽吸管道的详细设计可以变化，但是优选地是该抽吸管道基本上是直的同时当连接到一管子时包括一个主要是直的抽吸管或软管的轴向延伸部。

此外套筒包围内管以及限制围绕内管空间具有这种简单和规则的形状，即其外形基本上是圆柱形，是方便的。保持套筒相对于管子在一固定位置的内空间元件或支撑元件可以用许多不同的方法设计。该元件可以是所述的将套筒安装到管子上的装置，例如可以包括螺钉、螺栓、铆钉、粘结装置、焊接、铜焊或其它方法。本发明不局限于任何对套筒的这种紧固装置或间隔装置的设置的特殊方法。

实际上有可能以特殊的管子等代替套筒的部分，该特殊的管子部分地沿“内”管设置，并因而不是在从上进口到下进口的整个区域中围绕或包住该内管。这样一个方案与此处描述的在基于与本发明的优选实施例相同的液动力原理时的技术方案是等效的。

在其下端处套筒可以稍不同于简单的圆柱形，例如是带锥形的到接近于内管的横截面的尺寸的一个横截面，同时可能予以增强和/或设置一壁或设置齿适合于突破密实的沉积物层。此外套筒的下边缘可以设置环形凸缘，它包括连接到在压力下供水的装置上的喷嘴，因此有可能高压冲刷没有它就难以扎入海底的地方。

附图说明

图1a是在工作模式的本发明的一实施例的纵剖视图，

图1b是沿II-II线剖切的图1中的管道的放大的横剖视图，

图2a是根据本发明的管道的不同实施例的纵剖视图，

图2b是沿II-II线剖切的图2a的管道的放大的横剖视图，

图3是本发明的又一实施例的纵剖视图，

图4a还是本发明另一实施例的纵剖视图，

图4b是根据图4的实施例的端视图。

具体实施方式

图1a表示根据本发明的抽吸管道，该抽吸管道包括限定了环形空间5的内和外边界的一内管3和一外套筒4。在抽吸管道的下部设置一进入内管3的开口1，所述开口具有与内管3相同的或近似的横截面。在外套筒4的上端设置至少一个进入空间5的开口2。通过在有关使用或应用处插入套筒的垂直延伸部可以确保开口2通常将只抽吸水，而开口1将一定量的水和沉积物抽吸上来。在管道的上部，内管3与一抽吸软管6连接，通过该抽吸软管6输送沉积物以便进一步处理或存放在某些其它地方。

图1b是图1a的沿I-I线的抽吸管道的横剖视图。对于所示实施例有4个进口2进入空间5。该所示实施例包括8个用于将外套筒4与内管3结合并界定开口2的结合构件8。该结合构件8可以具有一有限的垂直延伸部，该垂直延伸部可以具有完全对应或基本对应外套筒延伸部的延伸部，因此该空间5被分隔成相应数目的分开的腔。还有一选择就是不在外套筒的最上端，而是在比较靠下端，设置支撑构件。还有一个选择即使用多于或少于4个支撑构件。

通常确定和设计空间5和上开口2和下开口1的横截面积以确定抽吸力与进入上开口2的水量之间的关系。

图2a和2b表示根据本发明的抽吸管道的另一实施例。差别不很大，同时在上部区域在外套筒4和内管3之间部分地被一“盖”7封住以限制进入空间5的开口2。还有另一选择就是使用带阀(未表示)的盖，当阀设置成可遥控时，允许开口2的尺寸根据使用的面积或甚至在工作状态下可以变化。该阀可选择设计成“安全阀”，当低于大气的压力变得足够大时它就打开。

图3表示根据本发明的抽吸管道的附加选择的细节。此处外套筒4的下边缘设置一适于穿入特别硬的沉积物层的特殊边缘9。代替平滑的边缘，可以使用齿，这些齿磨损时可逐一地或成组全部地被更换。

代替或除去这种边缘或这种齿之外，抽吸管的相同区域也可设置喷嘴11以高压冲刷沉积物，如图4a和4b所示，以便疏松特别坚硬或密实的沉积物层。这些喷嘴可以设置在围绕开口1的一环形凸缘10上，同时可以用这样一种方式设置，即使水射流在工作时相对内管3沿轴向的方向，如图4a中箭头所示。

图4b表示图4a中抽吸管道的端部视图，具有围绕开口1绕环形凸缘10分布的任意数目的喷嘴11。由于包括在或靠近抽吸管道处的压力供水装置，所以通常图4a和4b的结构要比其它所示实施例稍复杂一点。

其中根据本发明的装置的优点是，对其最简单的形式，装置还包括任何可动部件，同时仅借助于简单的液动力原理工作。装置不需要供应压力水，如果对于某些目的使用压力水或机械装置破碎密实的沉积物块也是方便的。

Claims (7)

1.一种用于疏浚的抽吸管道，所述的管道包括两个进口或两组进口(1、2)，第一下进口或进口组(1)被设置在或靠近抽吸管道的下端，并适合于从底部将沉积物与一定量的水一起吸上来，第二上进口或进口组(2)被设置在第一进口或进口组(1)上方的一垂直距离处并仅适合于吸入水，该抽吸管道包括适于输送水和沉积物的一内管(3)，该内管(3)的上端适于连接到相同直径的抽吸软管，所述内管的下部被一外套筒(4)包住，使得在所述内管(3)的下部与所述包围的外套筒(4)之间限定一环形的空间(5)，其特征在于通过上进口或上进口组(2)以及下进口或下进口组(1)，该空间(5)对周围的水打开，并且位于内管(3)的下端下方的套筒(4)的下端缩小到其横截面与内管(3)的横截面相同。

2.按照权利要求1所述的抽吸管道，其特征在于该抽吸管道是直的。

3.按照权利要求1所述的抽吸管道，其特征在于包围的外套筒(4)是圆柱形的。

4.按照权利要求1所述的抽吸管道，其特征在于所述抽吸管道包括在抽吸管道下进口(1)处的高压外部冲刷的装置(10、11)。

5.按照权利要求1所述的抽吸管道，其特征在于所述抽吸管道包括具有供穿入其下端处的密实沉积物的齿的一边缘(9)。

6.按照权利要求1所述的抽吸管道，其特征在于所述上进口或进口组(2)设置一可调节的阀。

7.按照权利要求1所述的抽吸管道，其特征在于所述上进口或进口组(2)设置一常闭的阀，该阀被设置成当负压达到预定水平时打开。

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