CN102518159A - 用于绞吸式挖泥船的非对称吸口装置及其偏转角计算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为用于绞吸式挖泥船的非对称吸口装置及其偏转角计算方法，其装置包括有刀体、绞刀轴、吸口、格栅，刀体装配在绞刀轴上，装配后的刀体上设有吸口，同时该吸口内装有一格栅，并且在刀体外表面设有环形的绞刀外圈；所述吸口的吸口区域的面积与刀体的整体区域的面积比例随挖掘土质而异，且其形状与刀体相匹配，同时吸口的中心位置沿绞刀轴的旋转方向偏离绞刀轴的垂直中心线，使得绞刀轴的垂直中心线与吸口的中心位置之间存在偏转角度。本发明在采用了上述方案后，增大了吸口的相对面积，大大地增加了绞吸式挖泥船的每一次吸浆量，实现吸入量的最大化，提高其施工作业效率和船舶单船的作业能力。
Description
技术领域
本发明涉及船舶的技术领域，尤其是指用于绞吸式挖泥船的非对称吸口装置及其偏转角计算方法。
背景技术
目前在绞吸挖泥船施工中，特别是生产量大的绞吸挖泥船，大都使用了性能优良的吸口装置，用于在绞吸挖泥船疏浚状态时，提高绞吸挖泥船的生产率量。吸口装置为环形的部分，对称的安装在绞刀里面，增加有效工作面积，有利于提高绞吸挖泥船的生产率量。
但这种吸口装置有以下不足：1）由于绞刀的旋转，使得一部分泥浆未能进入到吸口内；2）由于绞刀旋转，最大浓度的部分泥浆滞后于切削厚度最大处。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于绞吸式挖泥船的非对称吸口装置及其偏转角计算方法，使得绞吸式挖泥船在施工过程中的吸泥浆量实现最大化。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案其装置包括有刀体、绞刀轴、吸口、格栅，其中，所述的刀体装配在绞刀轴上，装配后的刀体上设有吸口，同时该吸口内装有一格栅，并且在刀体外表面设有环形的绞刀外圈；所述吸口的吸口区域的面积与刀体的整体区域的面积比例随挖掘土质而异，且其形状与刀体相匹配，同时吸口的中心位置沿绞刀轴的旋转方向偏离绞刀轴的垂直中心线，使得绞刀轴的垂直中心线与吸口的中心位置之间存在偏转角度。
所述的偏转角度的大小因绞刀轴转速及吸口对应的最大切削量而异，最大不超过15°。
所述格栅的形状与吸口内腔的形状一致。
本发明的偏转角计算方法的主要步骤有：
步骤一、根据绞吸式挖泥船设计的施工环境、土质、生产量、排距等基本设计条件，计算泥管内泥浆的流速V；
步骤二、利用流体力学的理论计算出泥管和吸口的面积S；
步骤三、根据绞刀的几何尺寸设计吸口的形状；
步骤四、根据绞刀的设计运行泥浆浓度计算出设计运行泥浆的泥砂相对密度；
步骤五、根据设计运行泥浆浓度、泥砂的相对密度、水的相对密度计算泥浆相对密度；
步骤六、根据泥浆相对密度计算出吸口装置的安装偏转角度。
本发明在采用了上述方案后，其最大优点在于本发明增大了吸口的相对面积，大大地增加了绞吸式挖泥船的每一次吸浆量，实现吸入量的最大化，提高其施工作业效率和船舶单船的作业能力，在其它设备都不变的情况下泥浆浓度可以提高30%，同时吸口处的格栅能防止非必要的杂物进入吸口内导致吸口故障或影响到吸收后的泥浆品质。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
根据附图1所示，本实施例所述的用于绞吸式挖泥船的非对称吸口装置包括有刀体1、绞刀轴2、吸口3、格栅4，其中，所述的刀体1装配在绞刀轴2上，同时该刀体1外表面设有环形的绞刀外圈5；装配后的刀体1上设有吸口3，该吸口3的吸口区域与刀体1的整体区域的比例随挖掘土质而异，且其形状与刀体1相匹配。由于在实际工作中采用传统的对称式吸口进行作业时，刀体1的切削点往往会偏离吸口3的中心位置，这样会使得整只绞吸式挖泥船的一次吸浆量小，进而降低其作业效率。所以出于以上的情况，本实施例所述的吸口3的中心位置沿绞刀轴2旋转方向偏离绞刀轴2的垂直中心线，使得绞刀轴2的垂直中心线与吸口3的中心位置之间存在偏转角度，角度的大小因绞刀轴2转速及吸口3对应的最大切削量而异，最大不超过15°。本发明采用非对称吸口3后，增大了吸口的相对面积，大大地增加了绞吸式挖泥船的每一次吸浆量，实现了吸入量的最大化，提高其施工作业效率和船舶单船的作业能力，在其它设备都不变的情况下泥浆浓度可以提高30%，同时由于本发明在吸口3内装有一格栅4，且格栅4的形状与吸口3内腔的形状一致。这样本发明可通过格栅4防止非必要的杂物进入吸口3内导致吸口3故障或影响到吸收后的泥浆品质。在绞吸式挖泥船的基本设计阶段，船东对绞吸式挖泥船将来的作业能力、作业可能的环境条件等提出要求，可在此基础上进行绞吸式挖泥船吸口装置的基本设计，根据绞吸式挖泥船设计的施工环境、土质、生产量、排距等基本设计条件，计算出在最大工况条件下泥管内泥浆的流速V，泥管和吸口的面积S，根据绞刀的几何尺寸设计吸口的形状；根据绞刀的设计运行泥浆浓度计算出设计运行泥浆的泥砂相对密度；根据设计运行泥浆浓度、泥砂的相对密度、水的相对密度计算泥浆相对密度；然后根据绞刀的运行参数计算出吸口装置的偏转角度和安装位置。以下为2000m3/h绞吸挖泥的具体计算实例：
以上所述之实施例只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种用于绞吸式挖泥船的非对称吸口装置，它包括有刀体（1）、绞刀轴（2）、吸口（3）、格栅（4），其中，所述的刀体（1）装配在绞刀轴（2）上，装配后的刀体（1）上设有吸口（3），同时该吸口（3）内装有一格栅（4），并且在刀体（1）外表面设有环形的绞刀外圈（5）；其特征在于：所述吸口（3）的形状与刀体（1）相匹配，同时吸口（3）的中心位置沿绞刀轴（2）的旋转方向偏离绞刀轴（2）的垂直中心线，使得绞刀轴（2）的垂直中心线与吸口（3）的中心位置之间存在偏转角度。
2.根据权利要求1所述的一种用于绞吸式挖泥船的非对称吸口装置，其特征在于：所述的偏转角度最大不超过15°。
3.根据权利要求1所述的一种用于绞吸式挖泥船的非对称吸口装置，其特征在于：所述的格栅（4）的形状与吸口（3）内腔的形状一致。
4.一种权利要求1所述的用于绞吸式挖泥船的非对称吸口装置的偏转角计算方法，其特征在于，该计算方法的主要步骤有：
步骤一、根据绞吸式挖泥船设计的施工环境、土质、生产量、排距等基本设计条件，计算泥管内泥浆的流速V；
步骤二、利用流体力学的理论计算出泥管和吸口的面积S；
步骤三、根据绞刀的几何尺寸设计吸口的形状；
步骤四、根据绞刀的设计运行泥浆浓度计算出设计运行泥浆的泥砂相对密度；
步骤五、根据设计运行泥浆浓度、泥砂的相对密度、水的相对密度计算泥浆相对密度；
步骤六、根据泥浆相对密度计算出吸口装置的安装偏转角度。
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