CN101560782B - 冲、吸、切和铲四位一体挖泥装置 - Google Patents

冲、吸、切和铲四位一体挖泥装置 Download PDF

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Abstract

一种冲、吸、切和铲四位一体挖泥装置,属于水下清淤机械设备及装置的技术领域,其特征在于,它是一种利用压力水作为动力,推动水轮转动,水轮联动装有多组的刀片与铲刀的转盘,将整体高粘性淤泥切割并铲起,成条状体被冲,吸,并从排泥管中移送至所需之处的一种清淤机械装置的技术方案。本发明采用水轮作为装有刀具的转盘的动力源,采用水管输送能源,它充分利用了淤泥高粘性的有利一面,从而节约了能源,提高了效率。刀片与铲刀的先后排列,免除了两刀的联合粘连作用;各条环线上的刀具高度的递增,避免了泥条的拥挤现象。无水下电气设备提高了装置的工作的便利性和可靠性。

Description

冲、吸、切和铲四位一体挖泥装置
技术领域
[0001] 本发明冲、吸、切和铲四位一体挖泥装置,属于水下清淤机械设备及装置的技术领 域,具体涉及一种利用压力水作为动力,推动水轮转动,水轮联动装有多组的刀片与铲子的 转盘,将整体的高粘性淤泥分割并铲起,成条状体被冲,吸,并从排泥管中被移送至所需之 处的一种清淤机械装置的技术方案。
[0002] 背景的技术
[0003] 目前,广泛用于水下清淤的机械装置,大多以无粘性的沙砾或低粘性的泥土淤积 物为对象,采用抓斗、链式斗等器具,直取物料,或先用绞刀、耙子等器具将淤积物切割成 碎片后,再用泥浆泵吸送。也有用高速水流或高压气体直接吹送的技术方案。发明专利号 为01112280. 3的清淤技术方案,充分研究并利用了螺旋流的特性与泥沙运动特性,很好地 解决了沙砾的起动与运移问题,实现了沙砾高效起动与输送。发明专利号为95100942. 1 的清淤技术方案,利用高压水驱动水轮泵吸取河,海底部的淤积泥沙,解决了深水下无电 气设备的动力问题,以上两种方案都未能解决挖取高粘性的淤泥的问题。发明专利号为 02125469.9的技术方案为一种海上挖泥船用的圆桶式的挖取淤泥装置,它适用于挖取粘 土、密实沙土。该方案的优点在于依靠压力来挖取粘土,但不能连续挖取,且操作频繁,不适 合大面积持续工作。发明专利号为200610070400. 5的清淤技术方案为一种潜水式挖泥装 置,该装置设有刀片、装刀具的转盘、绞刀及高压水枪。它有冲散、切割、粉碎等多种功能。但 该方案涉及到水下机电设备,其密封要求高,只局限于小规模生产。
发明内容
[0004] 本发明冲、吸、切和铲四位一体挖泥装置的目的在于:为解决上述现有技术中存在 的问题和不足之处,公开一种利用压力水作为动力,推动水轮转动,通过水轮联动装有多组 刀片与铲子的转盘,将整体的高粘性的淤泥分割并铲起,成条状体被冲,吸,并从排泥管中 移送至所需之处的一种清淤机械装置的技术方案。
[0005] 本发明冲、吸、切和铲四位一体挖泥装置,其特征在于,它是一种连续式的,利用压 力水作为动力,推动水轮转动,并通过水轮联动装有多组刀片与铲子的转盘,将整体的高粘 性的淤泥分割并铲起,成条状体被冲,吸,并从排泥管中移送至所需之处的一种清淤机械装 置。该装置分为主装置和配套装置两大部分,其主装置的结构由上壳体,下壳体和旋转体三 部分组成:其中上壳体外围是一个上口封闭的上圆桶壳2,上口封闭的上圆桶壳2上的封闭 面上设两个管接头,一个是用作压力水进入的进水管接头1,另一个是用作排出淤泥的排泥 管接头18,排泥管接头18通过一段斜管17与中间排泥管16相连,中间排泥管16下端连 接一个向下扩大的上导流锥3,上导流锥3的下口设有阻断由高水压区向低水压区泄漏的 软胶皮止水14,它与下导流锥6密合,上圆桶壳2的下口设有联接法兰;其中下壳体外围是 下圆桶壳5,下圆桶壳5上口设有与上圆桶壳2下口联接的联接法兰,下圆桶壳5的下口接 一个水轮环套11,下圆桶壳5与下导流锥6之间设有8-12片导流叶片,下导流锥6内部设 有轴承架7,轴承架7与下轴承12和上轴承13相配合;其中旋转体由排泥管15,水轮体8、水轮叶片10和装刀具转盘9组成,水轮叶片10设在水轮体8的周边,沿轴向布置,且其外 侧封闭,水轮叶片10的叶片数随着水轮体的直径增大而增多,当水轮体的直径小于或等于 1米时水轮叶片10的叶片数为12,当水轮体的直径大于1米时,水轮叶片10的叶片数增加 到13-15 ;装刀具转盘9上的刀具,分列于转盘9的3-4条等间距的圆环线上;所述的排泥 管15同时作为水轮体8的转动轴;其配套装置选用现有的常用的高压水泵、泥浆泵、柴油 机、钢管、钢丝软管、支架、船体、转向装置和控制与操作系统即可。
[0006] 上述冲、吸、切和铲四位一体挖泥装置,其特征在于所述的刀具分为刀片与铲子, 按照先后次序,沿着同一条圆环线排列,刀片的形状为梯形,刀片的宽度小于1/10D,D为转 盘或水轮体的直径,刀片的厚度小于3mm,铲子的形状为曲边梯形,其宽度和厚度与刀片等 同;各条圆环线上的刀具的高度,由外向里依次增高,每一条圆环线上设1-2组刀具,每一 组由一个刀片和一个铲子组成。
[0007] 本发明冲、吸、切和铲四位一体挖泥装置,为了在使用时移动与操作的方便,挖泥 装置与其它动力、控制,操作等配套装置,全部装设在一条船上,以1号柴油机23和2号柴 油机24、作为原动力,分别驱动高压水泵25与泥浆泵26,高压水泵25的出水口通过压力水 管27连接到进水管接头1,压力水经过导流叶片10时,水流加速,压力能转变为动能,高速 水流冲动水轮旋转,使后者获得转动动能,水轮直接联着装刀具转盘9,其上装有的刀片与 铲子沿不同圆周作圆周运动,将圆形的高粘性的淤泥工作面切割成若干个环状分区,随后 的铲子将环形区域中的高粘性的淤泥,沿圆周方向连续铲起,使之成条状体。冲动水轮后的 水流转向装刀具的转盘9下方,在泥浆泵26的抽吸作用下,由四周向中心运动,一边冲洗 刀具,一边配合刀具,将已经铲起的泥条冲向中心区,进而从排泥管15,中间排泥管16中带 走,完成冲、吸、切和铲四位一体挖泥的全过程。
[0008] 本发明冲、吸、切和铲四位一体挖泥装置的优点在于:
[0009] I、本发明的最突出的创新之处在于:将排泥管15设计成为水轮的转动轴,亦即转 动轴为空心,成为泥条的排出口 ;
[0010] II、采用水轮作为装刀具转盘9的动力源,可使其转速变化范围大,因而其工作范 围具有更大的适应性;水轮叶片设置在水轮体周边,可以使水流同时起到推动力,冲洗刀 具,起动泥条,以及输送泥条四重作用;
[0011] III、采用水管输送能源便于挖泥装置深入深水中,使其工作范围更加宽广;
[0012] IV、采用刀片配合铲子将高粘性的淤泥切,铲成泥条,可充分利用淤泥的高粘性的 有利一面,从而节约了能源,提高了效率;
[0013] V、由于本发明中的冲、吸、切和铲四位一体的共同作用,故它同样适用于无粘性或 低粘性的淤泥沙的吸送;
[0014] VI、刀具分为刀片与铲子,且按照先后次序排列,可免除两刀的联合粘连作用;
[0015] VII、刀片与铲子在各条的圆环线上成阶梯状布置,内侧最高,外围最低,中间各个 圆环上的刀具高度依次降低,避免了内外各条的圆环线上所产生的泥条的拥挤现象;
[0016] VIII、采用压力水作为动力,可提高设备在水下作业的便利性与可靠性。
附图说明
[0017] 附图1为,冲,吸,切和铲四位一体挖泥装置的主装置结构图[0018] 图中的标号为:1、进水管接头2、上圆桶壳 3、上导流锥 4、导流叶片
[0019] 5、下圆桶壳 6、下导流锥 7、轴承架 8、水轮体
[0020] 9、装刀具转盘10、水轮叶片 11、水轮环套 12、下轴承
[0021] 13、上轴承 14、软胶皮止水15,排泥管 16中间排泥管
[0022] 17、斜管 18、排泥管接头
[0023] 附图2为,冲,吸,切和铲四位一体挖泥装置的主装置的装刀具转盘的刀具布置 图。
[0024] 图中的标号为:A、刀片,B、铲子,其下标1,2,3,4,5为分组序号。
[0025] 附图3为,冲,吸,切和铲四位一体挖泥装置的总成示意图。
[0026] 图中的标号为:19、吸水管 20、主装置 21、控制设备 22、操作设备 23、1号 柴油机 24、2号柴油机 25、高压水泵 26、泥浆泵 27、压力水管 28、排泥管29、输泥
具体实施方式
[0027] 实施方式1 :
[0028] 该装置分为主装置和配套装置两大部分,其主装置的材料为钢板,结构由上壳体, 下壳体和旋转体三部分组成:其中上壳体外围是一个上口封闭的上圆桶壳2,上口封闭的 上圆桶壳2上的封闭面上设两个管接头,一个是用作压力水进入的进水管接头1,另一个是 用作排出淤泥的排泥管接头18,排泥管接头18通过一段斜管17与中间排泥管16相连,中 间排泥管16下端连接一个向下扩大的上导流锥3,上导流锥3的下口设有阻断由高水压区 向低水压区泄漏的软胶皮止水14,它与下导流锥6密合,上圆桶壳2的下口设有联接法兰; 其中下壳体外围是下圆桶壳5,下圆桶壳5上口设有与上圆桶壳2下口联接的联接法兰,下 圆桶壳5的下口接一个水轮环套11,下圆桶壳5与下导流锥6之间设有8片导流叶片,下导 流锥6内部设有轴承架7,轴承架7与下轴承12和上轴承13相配合;其中旋转体由排泥管 15,水轮体8、水轮叶片10和装刀具转盘9组成,水轮叶片10设在水轮体8的周边,沿轴向 布置,且其外侧封闭,水轮的直径等于1米,水轮叶片10的叶片数为12 ;所述的转盘9上装 有刀具,刀具分列于转盘9的4条等间距的圆环线上;刀具分为刀片与铲子,按照先后次序, 沿着同一条圆环线排列,刀片的形状为梯形,刀片的宽度小于10厘米,转盘的直径为100厘 米,刀片的厚度为3mm,铲子的形状为曲边梯形;各条的圆环线上的刀具的高度,由外向里 依次增高,级差为6厘米,每一条圆环线上设2组刀具,每一组由一个刀片和一个铲子组成; 排泥管15同时作为水轮体8的转动轴;其配套装置选用现有的常用的高压水泵、泥浆泵、 柴油机、钢管、钢丝软管、支架、船体、转向装置和控制与操作系统即可;轴承材料与密封要 满足水下工作的常规的要求和标准。为了在使用时移动与操作的方便,挖泥装置与其它动 力、控制,操作等配套装置,全部装设在一条船上,以柴油机作为原动力,驱动高压水泵,水 泵的出水口通过压力水管连接到进水管接头1,压力水经过导流叶片10时,水流加速,压力 能转变为动能,高速水流冲动水轮旋转,使后者获得转动动能,水轮直联转盘9,转盘9同时 旋转,转盘9上装有的刀片与铲子沿不同圆周作圆周运动,将圆形的高粘性的淤泥工作面 切割成若干个环状分区,随后的铲子将环形区域中的高粘性的淤泥,沿圆周方向连续铲起, 使之成条状体。冲动水轮后的水流转向转盘9下方,在泥浆泵的抽吸作用下,由四周向中心运动,一边冲洗刀具,一边配合刀具,将已经铲起的泥条冲向中心区,进而从排泥管15,中间 排泥管16中带走,完成冲、吸、切和铲四位一体挖泥的全过程。
[0029] 实施方式2 :
[0030] 下圆桶壳5与下导流锥6之间设有12片导流叶片,水轮的直径大于1米,水轮叶 片10的叶片数为15,其它同实施方式1。
[0031] 实施方式3:
[0032] 水轮的直径大于1米,水轮叶片10的叶片数为13,其它同实施方式1。
[0033] 实施方式4 :
[0034] 下圆桶壳5与下导流锥6之间设有10片导流叶片,水轮的直径大于1米,水轮叶 片10的叶片数为14,其它同实施方式1。
[0035] 实施方式5 :
[0036] 刀具分列于转盘9的3条等间距的圆环线上,刀片和铲子的厚度为2mm,其它同实 施方式1。
[0037] 实施方式6 :
[0038] 每一条圆环线上设1组刀具,其它同实施方式1。

Claims (2)

  1. 一种冲、吸、切和铲四位一体挖泥装置,其特征在于,它是一种连续式的,利用压力水作为动力,推动水轮转动,并通过水轮联动装有多组刀片与铲子的转盘,将整体的高粘性的淤泥分割并铲起,成条状体被冲、吸,并从排泥管中移送至所需之处的一种清淤机械装置,该装置分为主装置和配套装置两大部分,其主装置的结构由上壳体、下壳体和旋转体三部分组成:其中上壳体外围是一个上口封闭的上圆桶壳(2),上口封闭的上圆桶壳(2)上的封闭面上设有两个管接头,一个是用作压力水进入的进水管接头(1),另一个是用作排出淤泥的排泥管接头(18),排泥管接头(18)通过一段斜管(17)与中间排泥管(16)相连接,中间排泥管(16)下端连接一个向下扩大的上导流锥(3),上导流锥(3)的下口设有阻断由高水压区向低水压区泄漏的软胶皮止水(14),它与下导流锥(6)密合,上圆桶壳(2)的下口设有联接法兰;其中下壳体外围是下圆桶壳(5),下圆桶壳(5)上口设有与上圆桶壳(2)下口联接的联接法兰,下圆桶壳(5)的下口接一个水轮环套(11),下圆桶壳(5)与下导流锥(6)之间设有8‑12片导流叶片,下导流锥(6)内部设有轴承架(7),轴承架(7)与下轴承(12)和上轴承(13)相配合;其中旋转体由排泥管(15)、水轮体(8)、水轮叶片(10)和装刀具转盘(9)组成,水轮叶片(10)设在水轮体(8)的周边,沿轴向布置,且其外侧封闭,水轮叶片(10)的叶片数随着水轮体的直径增大而增多,当水轮体的直径小于或等于1米时水轮叶片(10)的叶片数为12,当水轮体的直径大于1米时,水轮叶片(10)的叶片数增加到13‑15;装刀具转盘(9)上的刀具,分列于转盘(9)的3‑4条等间距的圆环线上;所述的排泥管(15)同时作为水轮体(8)的转动轴;其配套装置选用现有的常用的高压水泵、泥浆泵、柴油机、钢管、钢丝软管、支架、船体、转向装置和控制与操作系统即可。
  2. 2.按照权利要求1所述的一种冲、吸、切和铲四位一体挖泥装置,其特征在于所述的刀 具分为刀片与铲子,按照先后次序,沿着同一条圆环线排列,刀片的形状为梯形,刀片的宽 度小于1/10D,D为转盘或水轮体的直径,刀片的厚度小于3mm,铲子的形状为曲边梯形,其 宽度和厚度与刀片等同;各条圆环线上的刀具的高度,由外向里依次增高,每一条圆环线上 设1-2组刀具,每一组由一个刀片和一个铲子组成。
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