CN102587432A

CN102587432A - 一种射流式捞沙船

Info

Publication number: CN102587432A
Application number: CN2011100077762A
Authority: CN
Inventors: 郭景棠; 郭伟明
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-01-14
Filing date: 2011-01-14
Publication date: 2012-07-18

Abstract

本发明属于船舶技术领域，涉及一种射流式捞沙船；它包括抽沙设备，抽沙设备包括射流式捞沙装置和水泵装置，射流式吸沙装置包括清水管、真空室、上沙咀和上沙管，真空室设有喷嘴，清水管的出水端口与喷嘴连接，上沙咀的出口端与真空室连通，水泵装置包括水泵和发动设备，水泵设有进水口和出水口，水泵的出水口与清水管的进水端口连接，水泵与发动设备连接，水泵装置包括至少两台水泵，水泵与水泵之间串联连接。本发明采沙产量大，且具有节能、环保、操控性好、减少投资成本及运作成本的优点，还可以减少船身的体积、排水量吨位。

Description

一种射流式捞沙船

技术领域

本发明属于船舶技术领域，特别涉及一种射流式捞沙船。

背景技术

捞沙船又称采沙船，用于在河道、海域进行捞沙子作业，捞沙船日采沙能力几千吨、到几万吨不等。射流式捞沙船主要由抽沙设备进行捞沙作业的，抽沙设备包括射流式捞沙装置和水泵装置，水泵装置包括发动设备和水泵，射流式捞沙装置设有清水管、真空室、喷嘴、上沙咀和上沙管，清水管与水泵装置连接，上沙管与射流式捞沙船的洗沙池连接。

抽沙设备的工作原理是通过水泵不断地将高速的水流抽入清水管内，当高速的水流通过喷嘴喷出时，真空室会处于接近真空状态，使得上沙咀内、外产生较大的压差，从而形成强大的吸力，将水底的泥沙及水一起吸入到上沙咀内，并通过真空室进入上沙管内，上沙管与洗沙池连接，最后，随高速的水流流入洗沙池中，达到抽沙的目的。

射流式捞沙船是根据功率的大小决定喷嘴的大小，所以在满足喷嘴流量的情况下，压力越高，产生的真空力越大，上沙咀内、外产生较大的压差越大，上沙咀的吸力越大，采沙产量越大。喷嘴的直径一定时，喷嘴的流量与喷嘴的压力成正比，喷嘴的流量与真空室、水泵的压力成正比，因此选用水泵时，满足喷嘴的流量是非常关键的。

射流式捞沙船经历三个阶段的发展：第一代射流式捞沙船的水泵装置刚开始安装1台型号为6135的柴油机和1台型号为12SH-13型号的水泵，后来发展到安装1台山东济南出产的型号为12V190的1200匹马力（895KW）的柴油机和1台开平水泵厂出产的型号为350S125的水泵，柴油机与水泵连接，喷嘴的直径为110mm，喷嘴的压力为3.5公斤左右。第一代射流式捞沙船的马力小，采沙产量小，随着行业的发展，渐渐地，该第一代射流式捞沙船满足不了采沙产量的需求。

为了增加采沙产量，第二代射流式捞沙船的水泵装置安装2台~6台山东济南出产的型号为12V190的1200匹马力（895KW）、转速为1500转/分钟的柴油机及2台~6台开平水泵厂出产的型号为350S125的水泵，350S125水泵的流量为1260m³/h。每一台柴油机连接一台水泵，2台~6台水泵并联连接后，再与清水管连接。根据并联的水泵工作状态下数量的不同，喷嘴的直径可选择190mm~260mm，喷嘴的压力为10公斤左右。第二代射流式捞沙船的造价为1000万左右。

两台型号规格相同的水泵并联时，在理想状态下，Q_并=Q₁+Q₂，H_并=H₁=H₂，其中，Q为水泵的流量，H为水泵的扬程，而H=P/ρ（ρ为水的密度，1000kg/m³），可知，

P_并=P₁=P₂。两台水泵并联工作时，产生的压力不变，两台水泵的总流量接近原单台水泵流量的两倍。

第二代射流式捞沙船并联2台~6台水泵，总流量增大，在喷嘴的直径不变的情况下，喷嘴的流量变大，喷嘴的压力变大，真空室的压力变大，上沙咀内、外产生压差变大，上沙咀的吸力变大，一定程度上可以提高采沙产量。第二代射流式捞沙船是通过增大喷嘴的流量提高采沙产量，当喷嘴的流量过大时，水流量大，水流在洗沙池中滚动，沙子不容易沉淀，过大的水流量容易将通过上沙咀吸上的沙子混合物冲出射流式捞沙船，回流到河涌，沙子的流失率大，从而影响流沙产量。而且，通过并联水泵增大流量，需要选用大功率的发动设备和水泵，耗能大，损耗功率大；另外，发动设备和水泵的占用体积大，导致射流式捞沙船的船身的体积大、排水量吨位大。

第三代射流式捞沙船的水泵装置安装3台~7台山东淄博出产的型号为LB8250的柴油机及3台~7台湖南山水水泵厂出产的型号为700S115的水泵，LB8250柴油机的转速为750转/分钟，功率为1470KW，700S115水泵的流量为2860m³/h。每一台柴油机连接一台水泵，水泵与水泵并联连接后，再与清水管连接。根据并联的水泵工作状态下数量的不同，喷嘴的直径可选择210mm~300mm。喷咀的直径选300mm、并联5台水泵时，在压力为10kg/cm²时的流量为2543m³/h。该第三代射流式捞沙船马力大，LB8250柴油机燃烧180#重油，比第为一代、第二代射流式捞沙船燃烧的柴油经济，但是同样存在第二代射流式捞沙船的缺点，在喷嘴的直径不变的情况下，3台~7台水泵并联时，水泵的总流量增大，喷嘴的流量变大，通过增大喷嘴的流量提高采沙产量。当喷嘴的流量过大时，水流量大，水流在洗沙池中滚动，沙子不容易沉淀，过大的水流量容易将通过上沙咀吸上的沙子混合物冲出射流式捞沙船，回流到河涌，沙子的流失率大，从而影响流沙产量。而且，通过并联水泵增大流量，需要选用大功率的发动设备和水泵，耗能大，损耗功率大。

另外，第三代射流式捞沙船还存在的缺点有：造价成本高，第三代射流式捞沙船的造价为三千万元至七千万元；由于LB8250柴油机的体积大，而且燃烧180#重油，需要很多附属设备，例如锅炉、供油单元、分油机、加温装置及繁多的管路等等，因此安装3台~7台LB8250柴油机及3台~7台水泵的第三代射流式捞沙船体积大，进行捞沙作业时，不利于准确地寻找到沙源的位置；排水量吨位大，排水量吨位为3000吨~4000吨。

随着沙场形式的变化，海域的沙源、沙层越来越薄，沙层越薄，开采难度越大，利润越低。第三代射流式捞沙船由于造价成本高、损耗功率大，在沙层薄的海域，进行捞沙工作时，由于燃油、人工、维修等大量费用的支出，利润微薄，因此如何降低制造、使用、维护成本，成为捞沙行业的一个亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种射流式捞沙船，其具有节能、环保、操控性好、减少投资成本及运作成本的优点，还可以减少船身的体积、排水量吨位。

一种射流式捞沙船，它包括抽沙设备，抽沙设备包括射流式捞沙装置和水泵装置，射流式吸沙装置包括清水管、真空室、上沙咀和上沙管，真空室设有喷嘴，清水管的出水端口与喷嘴连接，上沙咀的出口端与真空室连通，水泵装置包括水泵和发动设备，水泵设有进水口和出水口，水泵的出水口与清水管的进水端口连接，水泵与发动设备连接，水泵装置包括至少两台水泵，水泵与水泵之间串联连接。

其中，还包括混合管和扩散管，混合管分别与真空室、扩散管连接，扩散管与上沙管的进口端连接。

其中，水泵装置包括至少两台水泵和至少两台发动设备，每一台水泵与一台发动设备连接，水泵与水泵之间串联连接。

其中，水泵装置包括三台水泵和三台发动设备，每一台水泵连接一台发动设备，水泵与水泵之间串联连接。

其中，水泵装置包括五台水泵和五台发动设备，每一台水泵连接一台发动设备，水泵与水泵之间串联连接。

其中，发动设备为柴油机。

其中，发动设备包括发电机组和电动机，发电机组与电动机连接，电动机的数量与水泵的数量相等，每一台电动机连接一台水泵。

其中，发电机组包括柴油机和发电机，柴油机与发电机连接，发电机与电动机连接；电动机为变频电动机。

其中，水泵装置至少为两组，水泵装置与水泵装置之间并联连接。

其中，水泵装置至少为三组，水泵装置与水泵装置并联连接。

本发明的有益效果：一种射流式捞沙船，它包括抽沙设备，抽沙设备包括射流式捞沙装置和水泵装置，射流式吸沙装置包括清水管、真空室、上沙咀和上沙管，真空室设有喷嘴，清水管的出水端口与喷嘴连接，上沙咀的出口端与真空室连通，水泵装置包括水泵和发动设备，水泵设有进水口和出水口，水泵的出水口与清水管的进水端口连接，水泵与发动设备连接，水泵装置包括至少两台水泵，水泵与水泵之间串联连接。本发明的一种射流式捞沙船采用至少两台水泵，水泵与水泵之间串联连接，在理想状态下，Q_串=Q₁=Q₂=…= Qn，

H_串=H₁+H₂+…+Hn，其中，Q为水泵的流量，H为水泵的扬程，而H=P/ρ（ρ为水的密度，1000kg/m³），可知，P_串=P₁+P₂+…+ P n。在喷嘴的直径一定的情况下，至少两台水泵串联工作时，产生的总压力接近每台水泵的压力相加的总和，真空室的压力增加，上沙咀内、外产生的压力增加，上沙咀的吸力增加，上沙咀采沙量大。水泵的流量不变，不会将沙子冲出射流式捞沙船，沙子容易在洗沙池中沉淀，沙子流失率小。采用串联水泵的方式增加压力，可选用小功率的发动设备及水泵，节能环保，占用体积小，可减少船身的体积及排水量吨位。

本发明的射流式捞沙船采沙产量大，且具有节能、环保、操控性好、减少投资成本及运作成本的优点。

附图说明

图1为本发明的实施例1的一种射流式捞沙船的抽沙设备的结构示意图。

图2为本发明的实施例2的一种射流式捞沙船的抽沙设备的结构示意图。

图3为本发明的实施例3的一种射流式捞沙船的抽沙设备的结构示意图。

图4为本发明的实施例4的一种射流式捞沙船的抽沙设备的结构示意图。

图5为本发明的实施例5的一种射流式捞沙船的抽沙设备的结构示意图。

图6为本发明的实施例5的一种射流式捞沙船的抽沙设备的另一结构示意图。

图7为本发明的实施例6的一种射流式捞沙船的抽沙设备的结构示意图。

图8为本发明的实施例6的一种射流式捞沙船的抽沙设备的另一结构示意图。

附图标记

1——射流式捞沙装置 2——水泵装置

11——清水管 12——真空室 13——上沙咀

14——混合管 15——扩散管 16——上沙管

17——喷嘴

21——水泵 22——发动设备

221——发电机组 222——电动机

223——柴油机 224——发电机。

具体实施方式

下面以具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明不受下述实施例的限定。

实施例1。

如图1所示，一种射流式捞沙船，它包括抽沙设备，抽沙设备包括射流式捞沙装置1和水泵装置2，射流式捞沙装置1包括清水管11、真空室12、上沙咀13、混合管14、扩散管15和上沙管16，真空室12设有喷嘴17，清水管11的出水端口与喷嘴17连接，上沙咀13的出口端与真空室12连接，混合管14分别与真空室12、扩散管15连接，扩散管15与上沙管16的进口端连接，水泵装置2包括水泵21和发动设备22，水泵21设有进水口和出水口，水泵21的出水口与清水管11的进水端口连接，水泵装置2包括两台水泵21和两台发动设备22，每一台水泵21与一台发动设备22连接，水泵21与水泵21之间串联连接。发动设备22为柴油机，柴油机可选用功率为45KW以上的柴油机，水泵21可选用功率为45KW以上的水泵，节约功率，减少投资成本及运作成本，还可以减少船身的体积、排水量吨位。

本发明在使用时，水泵21会不断地将高速的水流抽入清水管11内，当高速的水流通过喷嘴17喷出时，真空室12会处于接近真空状态，使得上沙咀13内、外产生较大的压差，从而形成强大的吸力，将水底的泥沙及水一起吸入到上沙咀13内，并依次通过真空室12、混合管14、扩散管15，进入上沙管16内，上沙管16与洗沙池连接，最后，混合泥沙随高速的水流流入洗沙池中，达到抽沙的目的。

水泵装置2的两台水泵21串联时，Q_串=Q₁=Q₂，H_串=H₁+H₂，而H=P/ρ（ρ为水的密度，1000kg/m³），可知，P_串=P₁+P₂。两台水泵21串联工作时，产生的总压力接近一台水泵21的压力的两倍，真空室12的压力增加，上沙咀13内、外产生的压力增加，上沙咀13的吸力增加，上沙咀13采沙量大。

水泵的流量不变，不会将沙子冲出射流式捞沙船，沙子容易在洗沙池中沉淀，沙子流失率小。采用串联水泵的方式增加压力，可选用小功率的发动设备及水泵，节能环保，占用体积小，可减少船身的体积及排水量吨位。

实施例2。

如图2所示，本实施例与实施例1的不同之处在于：本实施例的水泵装置2包括三台水泵21和三台发动设备22，每一台水泵21连接一台发动设备22，水泵21与水泵21之间串联连接。发动设备22为柴油机。

水泵装置2的三台水泵21串联时，Q_串=Q₁=Q₂=Q₃，H_串=H₁+H₂+H₃，而H=P/ρ（ρ为水的密度，1000kg/m³），可知，P_串=P₁+P₂+P₃。三台水泵21串联工作时，产生的总压力接近一台水泵21的压力的三倍，真空室12的压力增加，上沙咀13内、外产生的压力增加，上沙咀13的吸力增加，上沙咀13采沙量大。

实施例3。

如图3所示，本实施例与实施例1的不同之处在于：本实施例的水泵装置2包括五台水泵21和五台发动设备22，每一台水泵21连接一台发动设备22，水泵21与水泵21之间串联连接。发动设备22为柴油机。

水泵装置2的五台水泵21串联时，Q_串=Q₁=Q₂=Q₃=Q₄=Q₅，H_串=H₁+H₂+H₃+H₄+H₅，而H=P/ρ（ρ为水的密度，1000kg/m³），可知，P_串=P₁+P₂+P₃+P₄+P₅。五台水泵21串联工作时，产生的总压力接近一台水泵21的压力的五倍，真空室12的压力增加，上沙咀13内、外产生的压力增加，上沙咀13的吸力增加，上沙咀13采沙量大。

本发明中，水泵装置2包括水泵21的数量并不限制于3台，可以是4台，5台，6台或以上。

实施例4。

如图4所示，本实施例与实施例2的不同之处在于：本实施例的发动设备22包括发电机组221和电动机222，发电机组221与电动机222连接，电动机222的数量与水泵21的数量相等，每一台电动机222连接一台水泵21。发电机组221包括柴油机223和发电机224，柴油机223与发电机224连接，发电机224与电动机222连接。

本实施例的电动机222为变频电动机。

柴油机223选用型号LB8250的柴油机；水泵21选用型号500S59A的水泵；喷嘴的直径选用210mm时，产生10kg/cm²水压下，本实施例与第三代射流式捞沙船的对比效果表，如下：

另外，第三代射流式捞沙船的3台LB8250柴油机，使用时，由于频繁加油减油、变换转速，会产生大量碳排放，污染环境，本实施例的射流式捞沙船，采用一个发电机组，满足3台400KW的电动机，由于发电是定转速，可减少碳排放达70%以上。

在操控性方面，第三代射流式捞沙船的柴油机启动后，预热最少5分钟，柴油机厂技术要求从抬速到定额转速约50秒，3台柴油机起动第一台到第三台，先后需要5分钟，到使用时已经损耗近11分钟。在抽沙过程中，频繁的加油、减油转速的变化，对这么大功率的柴油机来说，损害是很大的。

而本实施例使用变频电动机，转速从0-1450转/分钟，变频电动机的可设置功能选择为适合的提速时间，提速时间为十几秒或1分钟左右，适合抽沙过程中转速的变化，转速的变化对电动机的损害是很小的，而且对柴油机、发电机的冲击也是很小的，减少维修成本，节省维修时间。

在管理成本方面，第三代射流式捞沙船每班机房管理6人，两班需要12人。本实施例的射流式捞沙船，由于减少了2台柴油机，每班4个人，两班8个人，减少了4个管理人员，节约管理成本。

在维修成本方面，第三代射流式捞沙船的1台LB8250柴油机正常运转/分钟，每年的维修、维护费为20~30万，3台LB8250柴油机，每年的维修、维护费用是60万~90万。

本实施例的LB8250柴油机使用时，正常运转/分钟，转速稳定，每年的维修、维护费为15万~20万，变频电动机具有自动保护电动机的功能，维修、维护费为0万~9万。本实施例每年的维修、维护费用为29万左右，节省了61万元。

实施例5。

本实施例与实施例4的不同之处在于：本实施例的水泵装置2包括发动设备22和五台水泵21，发动设备22包括发电机组221和五台电动机222。

如图5所示，本实施例包括两组发电机组221，其中一组发电机组221与三台电动机222连接；另一组发电机组221与两台电动机222连接。

如图6所示，本实施例包括一组发电机组221，一组发电机组221与五台电动机222连接。

本发明中，水泵21与发电机组221的数量并不限制于本实施例，可以根据实际情况而组合选择。

实施例6。

本实施例与实施例4的不同之处在于：本实施例的水泵装置2至少为两组，水泵装置与水泵装置之间并联连接。水泵装置2可以三组、四组、五组或以上，根据功率大小的不同，发电机组可选用一组，两组或者三组等，数量不受限制。

如图7所示，本实施例的水泵装置2为三组，三组水泵装置之间并联连接，一组发电机组221与三组水泵装置2连接。

如图8所示，本实施例的水泵装置2为三组，三组水泵装置之间并联连接，三组发电机组221与分别三组水泵装置2连接。

本实施例在串联水泵的基础上，并联水泵装置，在增加水泵装置的压力的基础上，通过增加水泵装置的流量，来满足增大喷嘴的直径时所需的流量，可明显提高射流式捞沙船的采沙产量，减少发动设备的功率，选用功率较低的发动设备，节约成本。

本发明中，水泵装置2、水泵21与发电机组221的数量并不限制于本实施例，可以根据实际情况而组合选择。

以上所述仅是本发明的较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims

1.一种射流式捞沙船，它包括抽沙设备，抽沙设备包括射流式捞沙装置和水泵装置，射流式吸沙装置包括清水管、真空室、上沙咀和上沙管，真空室设有喷嘴，清水管的出水端口与喷嘴连接，上沙咀的出口端与真空室连通，水泵装置包括水泵和发动设备，水泵设有进水口和出水口，水泵的出水口与清水管的进水端口连接，水泵与发动设备连接，其特征在于：水泵装置包括至少两台水泵，水泵与水泵之间串联连接。

2.根据权利要求1所述的一种射流式捞沙船，其特征在于：还包括混合管和扩散管，混合管分别与真空室、扩散管连接，扩散管与上沙管的进口端连接。

3.根据权利要求1所述的一种射流式捞沙船，其特征在于：水泵装置包括至少两台水泵和至少两台发动设备，每一台水泵与一台发动设备连接，水泵与水泵之间串联连接。

4.根据权利要求1所述的一种射流式捞沙船，其特征在于：水泵装置包括三台水泵和三台发动设备，每一台水泵连接一台发动设备，水泵与水泵之间串联连接。

5.根据权利要求1所述的一种射流式捞沙船，其特征在于：水泵装置包括五台水泵和五台发动设备，每一台水泵连接一台发动设备，水泵与水泵之间串联连接。

6.根据权利要求3~5任意一项所述的一种射流式捞沙船，其特征在于：发动设备为柴油机。

7.根据权利要求1所述的一种射流式捞沙船，其特征在于：发动设备包括发电机组和电动机，发电机组与电动机连接，电动机的数量与水泵的数量相等，每一台电动机连接一台水泵。

8.根据权利要求7所述的一种射流式捞沙船，其特征在于：发电机组包括柴油机和发电机，柴油机与发电机连接，发电机与电动机连接；电动机为变频电动机。

9.根据权利要求1所述的一种射流式捞沙船，其特征在于：水泵装置至少为两组，水泵装置与水泵装置之间并联连接。

10.根据权利要求9所述的一种射流式捞沙船，其特征在于：水泵装置至少为三组，水泵装置与水泵装置并联连接。