CN102758427B - 一种加压振冲方法及其中使用的具有底部出料设备的加压振冲装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种加压振冲方法，其是：引入一压缩空气到振冲装置中的下料管中，用以推动下料管中的填充料从下料管的下方出口排出。本发明还提供适用于上述振冲方法的加压振冲装置，在现有振冲装置中加入一加压密封装置，该加压密封装置包括一个压气仓，其上设有一压缩气体进口管，其上设有阀门；该加压密封装置还包括一减压通道使得所述压气仓与大气连通，该通道上设有减压阀，该压气仓通过阀门与上述下料管连接，通过该加压密封装置将所述集料斗和下料管连接在一起；在所述压气仓和集料斗之间的下料通道上设一放料阀门。本方法简单易行、可靠性高。加压振冲装置结构合理，为加压振冲方法的实施提供可靠的保障，操作方便。

Description

一种加压振冲方法及其中使用的具有底部出料设备的加压振冲装置

技术领域

本发明涉及振冲技术，提供一种加压振冲方法。还提供该加压振冲方法中使用的具有底部出料设备的加压振冲装置。

背景技术

现有技术中的用于地基加固或水下深层加密的具有底部出料设备的振冲装置，其包括一下料管，在下料管的下端固设振冲器，在所述下料管的上端设置集料斗，该集料斗上连接起吊滑轮，该起吊滑轮通过钢丝绳与设置在桩杆或桅杆上端滑轮组连接并连接卷扬机，使得所述下料管升降。现有技术中的集料斗和下料管均为开放式非密封结构。这种振冲装置在用于深海海底的地基加密作业中存在困难。由于水深度大，下料管的下端管口承受很大的水压，导致管中的填充料不能排出。现有技术中没有能够很好解决该问题的方法和设备。

现有技术中在桩杆桅杆上设滑轮，集料斗上连接一料斗提升立柱，该料斗提升立柱上设有所述滑轮与桅杆上的滑轮构成下料管及集料斗的升降结构；一提升料斗上设置提梁，在该提梁上连接钢丝绳的一端，钢丝绳的另一端通过桅杆上的滑轮连接副卷扬机，为了避免提升料斗在上升到集料斗的过程中与集料斗碰撞，在料斗提升立柱上设有一横梁，该横梁的长度使得所述提升料斗升降过程中与所述集料斗之间有一设定间距。在集料斗上相应处设有钩子，当提升料斗提升到集料斗处时，该设定间距保证提升料斗的边缘钩在该钩子上，继续拉动钢丝绳可以使得提升料斗翻转倾倒填充料进入集料斗。但是实际上，由于横梁与料斗提升立柱之间为固定的结构，当提升料斗提到与集料斗相等的高度时，与集料斗之间的间距妨碍提升料斗靠到集料斗上向集料斗中倾倒填充料。

发明内容

本发明的目的在于改进现有技术的不足，提供一种能够在深海高水压的海底正常作业的加压振冲方法。

本发明的另一个目的在于提供一种具有底部出料设备的加压振冲装置。

本发明的目的是这样实现的：

一种加压振冲方法，其是，引入一压缩空气到振冲装置中的下料管中，用以推动下料管中的填充料从下料管的下方出口排出。

具体的，加压振冲方法可以是：在振冲装置中的集料斗的下方设置一压缩空气进口，在集料斗下方、压缩空气进口上面的下料通道上设置一放料阀门；

步骤1：将侧壁密封的下料管的下端口抵在水底基础的底面上，在下料斗中填入填充料，放入下料管中的填充料形成一填充料柱；然后关闭放料阀门封闭下料管的上部进料通道；

步骤2：打开压缩空气进口，引入压缩空气到下料管中，同时或随后提起下料管，使得下料管的下端口敞开，让压缩空气将下料管中的填充料推出下料管，进入填充部位，然后关闭压缩空气进口；

步骤3：打开下料管上方与大气连通的通道上，进行减压；然后关闭该通道，打开放料阀门下料；

以上三个步骤为一个工作循环；不断重复上述工作循环，即可将填充料不断地输送到振冲作业处。

一个更好的方案可以是，在下料管和集料斗之间设置一加压密封装置，所述加压密封装置包括一压气仓、一过渡仓以及放料阀门、减压阀和平衡阀，所述压气仓的下部出口密封地连接所述下料管的上端口，该压气仓的仓壁上设有压缩空气进气孔，在该压气仓的上方进口密封地连接所述过渡仓的下部出口，在该过渡仓的上方进口密封地连接所述集料斗的下方出口；在所述集料斗的下部出口和过渡仓的上部进口之间设置一第一道放料阀门，所述过渡仓的下部出口和压气仓的上部进口之间设有一第二道放料阀门；在所述加压仓和过渡仓之间设置一连通管，在该连通管上设置所述平衡阀，在所述过渡仓的仓壁上设置一减压通道管的一端，该减压通道管的另一端与大气连通，在所述减压通道管上设置所述减压阀。

在上述振冲装置使用时，是这样操作的：

在上述的步骤1中，在下料管中形成填充料柱的具体操作是：首先，在集料斗中加入填充料，然后打开集料斗和过渡仓之间的第一道放料阀门，使得填充料落入过渡仓中，关闭第一道放料阀门；然后，打开过渡仓和压气仓之间的第二道放料阀门，使得填充料经过压气仓进入下料管中；

随后接步骤2，之后，在步骤3中进行如下的减压操作：首先，打开压气仓和过渡仓之间连通管上的平衡阀，使得两个仓室的压力平衡，然后打开其间的第二道放料阀门；再打开过渡仓上的减压通道管上的减压阀，放空，让过渡仓的压力与大气平衡。

进一步地，可以在所述下料管的上装有一个料位计，其安装位置为：当填充料在气压的作用下从管中落下，可以反馈信号。也就是料位计检测出填充料下落，说明下料管里面有空间，继续下料：

料位计检测出有物料通过，此时为所述步骤2，然后进行此时压气仓中存有压力，所以，接下来进行步骤3：料位计的该反馈信号传递给所述平衡阀的控制器，之后在传给所述减压阀的控制器，使得该平衡阀先行开启，所述加压仓和过渡仓之间连通管上设置所述平衡阀开启，使得压气仓和过渡仓压力平衡，之后该减压阀开启，所述过渡仓压力与所述集料斗间即外界压力平衡；然后进行步骤1：所述第一道放料阀门开启，集料斗中的石料下放进过渡仓中；之后，第一道放料阀门关闭，第二道放料阀门开启，填充料放入压气仓中，接下去进行步骤2。

另外，为了节约时间，实际操作时，集料斗的料永远是有的，只要所述料位计一发出料管内无料的信号后，第一道放料阀门打开就可以放料，不用再等着提升料斗上料的过程。

所述料位计可以监测到物料经过了料位计，可以反映石料落下的信息。该信息可以通过与之连接的显示器，如灯光等告之操作者，有操作者启动相应的平衡阀、减压阀和放料阀门，也可以通过与上述各个阀门上连接的启闭控制器之间构件的电路与料位计的信号反馈的线路连接起来，实现自动控制。该控制方法和装置均为现有技术，不是本发明的发明点，故不赘述。

一种具有底部出料设备的加压振冲装置，其包括一下料管、一集料斗和一振冲器，在该下料管的下端固设所述振冲器，在所述下料管的上方设置所述集料斗；

还包括一加压密封装置，该加压密封装置包括一个压气仓，其上设有一压缩气体进口管，其上设有阀门；该加压密封装置还包括一减压通道使得所述压气仓与大气连通，该通道上设有减压阀，该压气仓通过阀门与上述下料管连接，通过该加压密封装置将所述集料斗和下料管连接在一起；在所述压气仓和集料斗之间的下料通道上设一放料阀门。

所述加压密封装置还包括一过渡仓以及放料阀门和平衡阀，所述压气仓的下部出口密封地连接所述下料管的上端口，该压气仓的仓壁上设有压缩空气进气孔，在该压气仓的上方进口密封地连接所述过渡仓的下部出口，在该过渡仓的上方进口密封地连接所述集料斗的下方出口；在所述集料斗的下部出口和过渡仓的上部进口之间设置一第一道放料阀门，所述过渡仓的下部出口和压气仓的上部进口之间设有一第二道放料阀门；在所述加压仓和过渡仓之间设置一连通管，在该连通管上设置所述平衡阀，在所述过渡仓的仓壁上设置一减压通道管的一端，该减压通道管的另一端与大气连通，在所述减压通道管上设置所述减压阀。或者且，在所述下料管的上部装有一个料位计，其上的信号输出端与所述减压阀上的控制器的信号输入端连接。

前述的放料阀门可以是圆顶阀，也可以是平板阀，优选圆顶放料闸阀，这种放料阀门，闸板是圆弧形的，通过转动启闭，在本装置中使用启闭方便轻快。该圆顶放料闸阀上的密封垫可采用带有气道，通过通入压缩空气加强密封效果的密封垫。平板阀的密封可以是依靠加工精密的平板面和平板面上设置的槽中嵌设密封垫进行密封的。

为了使得提升料斗能够通过上牵引钢丝绳的带动下能够在集料斗的边缘上顺利自动地翻转倾倒填充料，本发明对于现有振冲装置中的上料装置进行改进，其方案可以是：

所述集料斗上连接的所述升降连接结构为固定在集料斗上的料斗提升立柱，其上设有滑轮用于与桅杆上的相应的滑轮装置连接，固定在所述集料斗上置于集料斗上方的所述料斗提升立柱上铰接一悬臂横梁，在所述料斗提升立柱上位于悬臂横梁下方相对于悬臂横梁横向设置的对应位置上设置一挡板，所述悬臂横梁支撑在所述挡板上，在该悬臂横梁的外端设置一滑轮。

本发明提供的加压振冲方法和具有底部出料设备的加压振冲装置，使得在深海具有很大压力的海底做基础加密振冲成为可能。本方法简单易行、可靠性高。提供的加压振冲装置结构合理，为加压振冲方法的实施提供可靠的保障，操作方便。

下面通过附图和实施例对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明提供的具有底部出料设备的加压振冲装置的结构示意图。

图2为图1的A部局部放大图。

具体实施方式

如图1和图2所示，一种具有底部出料设备的加压振冲装置，其包括一下料管13、一集料斗4和一振冲器15，在该下料管13的下端固设所述振冲器15，振冲器所连接的电缆等管线穿设在一线缆管14中，线缆管14与下料管13并列固定。在所述下料管13的上方设置所述集料斗4；

所述加压密封装置还包括一个压气仓7、一过渡仓6以及一第一放料阀门10、一第二放料阀门10a、减压阀8和平衡阀9，所述压气仓7的下部出口密封地连接所述下料管13的上端口，该压气仓7的仓壁上设有压缩空气进气孔11，在该压气仓7的上方进口密封地连接所述过渡仓6的下部出口，在该过渡仓6的上方进口密封地连接所述集料斗4的下方出口；在所述集料斗4的下部出口和过渡仓6的上部进口之间设置一第一道放料阀门10，所述过渡仓6的下部出口和压气仓7的上部进口之间设有一第二道放料阀门10a；在所述加压仓7和过渡仓6之间设置一连通管，在该连通管上设置所述平衡阀9，在所述过渡仓6的仓壁上设置一减压通道管的一端，该减压通道管的另一端与大气连通，在所述减压通道管上设置所述减压阀8。

利用上述设备进行加压振冲的方法是：

步骤1：将侧壁密封的下料管13的下端口抵在水底基础的底面上，在下料斗4中填入填充料，放入下料管13中，形成一填充料柱；具体操作是：首先，在集料斗4中加入填充料，然后打开集料斗4和过渡仓6之间的第一道放料阀门10，使得填充料落入过渡仓6中，关闭第一道放料阀门10；然后，打开过渡仓6和压气仓7之间的第二道放料阀门10a，使得填充料经过压气仓进入下料管中；然后关闭第二道放料阀门10a，封闭下料管13的上部进料通道；

步骤2：打开压缩空气进口11上的阀门，引入压缩空气到下料管13中，同时或随后提起下料管13，使得下料管13的下端口敞开，让压缩空气将下料管13中的填充料推出下料管13，进入填充部位，然后关闭压缩空气进口的阀门；

步骤3：打开下料管13上方与大气连通的通道上，进行减压，具体地是：首先，打开压气仓7和过渡仓6之间连通管上的平衡阀9，使得两个仓室的压力平衡，然后打开其间的第二道放料阀门10a；再打开过渡仓上的减压通道管上的减压阀8，放空，让过渡仓的压力与大气平衡。然后关闭该通道，打开过渡仓6和集料斗4之间的第一道放料阀门10。

以上三个步骤为一个工作循环。不断重复上述工作循环，即可将填充料不断地输送到振冲作业处。

进一步地，在另一个实施例中，于前一个实施例基础上，在所述下料管13的的例如上部装有一个料位计，其安装位置为：当在气压的作用下填充料从管中落下，可以反馈信号。也就是料位计检测出填充料下落，说明下料管里面有空间，继续下料：

料位计检测出有物料通过，此时为所述步骤2，此时压气仓中存有压力，所以，接下来进行步骤3：料位计的该反馈信号传递给所述平衡阀的控制器，之后在传给所述减压阀的控制器，使得该平衡阀先行开启，所述加压仓和过渡仓之间连通管上设置所述平衡阀开启，使得压气仓和过渡仓压力平衡，之后该减压阀开启，所述过渡仓压力与所述集料斗间即外界压力平衡；然后进行步骤1：所述第一道放料阀门开启，集料斗中的石料下放进过渡仓中；之后，第一道放料阀门关闭，第二道放料阀门10a开启，填充料放入压气仓7中，接下去进行步骤2。

另外，为了节约时间，实际操作时，集料斗4中的料永远是有的，只要所述料位计一发出料管内无料的信号后，第一道放料阀门10打开就可以放料，不用再等着提升料斗上料的过程。

加压密封装置还可以是一种比较简单的结构，即该加压密封装置包括一个压气仓，其上设有一压缩气体进口管，其上设有阀门；该加压密封装置还包括一减压通道使得所述压气仓与大气连通，该通道上设有减压阀，该压气仓通过阀门与上述下料管连接，通过该加压密封装置将所述集料斗和下料管连接在一起，在所述压气仓和集料斗之间的下料通道上设一放料阀门。在该装置中省掉了过渡仓。

前述的各个放料阀门优选圆顶放料闸阀，这种放料阀门，闸板是圆弧形的，通过转动启闭，在本装置中使用启闭方便轻快。该圆顶放料闸阀上的密封垫可采用带有气道，通过通入压缩空气加强密封效果的密封垫。

如图1所示，为了使得提升料斗5能够通过上牵引钢丝绳51在副卷扬机（图中未示出）的带动下在集料斗的边缘上顺利自动地翻转倾倒填充料，本发明对于现有振冲装置中的上料装置进行改进，其方案可以是：集料斗4上连接的所述升降连接结构3为固定在集料斗上的料斗提升立柱21，料斗提升立柱21上设有滑轮用于与桅杆12顶部1上的相应的滑轮装置通过钢丝绳连接，该钢丝绳连接主卷扬机，在其带动下，可以提升和下放集料斗和下料管，所述料斗提升立柱21上铰接一悬臂横梁2，在所述料斗提升立柱21上位于悬臂横梁横向设置的对应位置上设置一挡板22，所述悬臂横梁2支撑在所述挡板22上，在该悬臂横梁的外端设置一滑轮23，钢丝绳51与滑轮23接触。

当向上牵拉提升料斗5，其升高到集料斗4旁边时，提升料斗5的提梁抵在悬臂横梁2的外端下部，再拉钢丝绳51，就可以使得悬臂横梁2向上转动，提升料斗5上的提升钢丝绳就拉着提升料斗向内靠拢，在该作用力下，由于提升料斗的上边缘抵在了集料斗上边缘上设置的钩子上，则提升料斗即可翻转，向集料斗中倾倒填充物了。 

Claims (8)

1.一种加压振冲方法，其特征在于：引入一压缩空气到振冲装置中的下料管中，用以推动下料管中的填充料从下料管的下方出口排出；

在振冲装置中的集料斗的下方设置一压缩空气进口，在集料斗下方、压缩空气进口上面的下料通道上设置一放料阀门；采取如下步骤：

步骤1：将侧壁密封的下料管的下端口抵在水底基础的底面上，在下料斗中填入填充料，放入下料管中形成一填充料柱；然后关闭放料阀门封闭下料管的上部进料通道；

步骤2：打开压缩空气进口，引入压缩空气到下料管中，同时或随后提起下料管，使得下料管的下端口敞开，让压缩空气将下料管中的填充料推出下料管，进入填充部位，然后关闭压缩空气进口；

步骤3：打开下料管上方与大气连通的通道上，进行减压；然后关闭该通道，打开放料阀门下料；

以上三个步骤为一个工作循环；不断重复上述工作循环，即可将填充料不断地输送到振冲作业处；

在所述下料管和所述集料斗之间设置一加压密封装置，所述加压密封装置包括一压气仓、一过渡仓以及放料阀门、减压阀和平衡阀，所述压气仓的下部出口密封地连接所述下料管的上端口，该压气仓的仓壁上设有压缩空气进气孔，在该压气仓的上方进口密封地连接所述过渡仓的下部出口，在该过渡仓的上方进口密封地连接所述集料斗的下方出口；在所述集料斗的下部出口和过渡仓的上部进口之间设置一第一道放料阀门，所述过渡仓的下部出口和压气仓的上部进口之间设有一第二道放料阀门；在所述加压仓和过渡仓之间设置一连通管，在该连通管上设置所述平衡阀，在所述过渡仓的仓壁上设置一减压通道管的一端，该减压通道管的另一端与大气连通，在所述减压通道管上设置所述减压阀；

在上述振冲装置使用时，在上述的步骤1中，在下料管中形成填充料柱的具体操作是：首先，在集料斗中加入填充料，然后打开集料斗和过渡仓之间的第一道放料阀门，使得填充料落入过渡仓中，关闭第一道放料阀门；然后，打开过渡仓和压气仓之间的第二道放料阀门，使得填充料经过压气仓进入下料管中；

随后接步骤2，之后，在步骤3中进行如下的减压操作：首先，打开压气仓和过渡仓之间连通管上的平衡阀，使得两个仓室的压力平衡，然后打开其间的第二道放料阀门；再打开过渡仓上的减压通道管上的减压阀，放空，让过渡仓的压力与大气平衡。

2.根据权利要求1所述的加压振冲方法，其特征在于：在所述下料管上装有一个料位计，其安装位置为：当填充料从管中落下，可反馈信号，说明料管里面有空间，继续下料：

料位计检测出有物料通过，此时为所述步骤2，然后进行此时压气仓中存有压力，所以，接下来进行步骤3：料位计的该反馈信号传递给所述平衡阀的控制器，之后在传给所述减压阀的控制器，使得该平衡阀先行开启，所述加压仓和过渡仓之间连通管上设置所述平衡阀开启，使得压气仓和过渡仓压力平衡，之后该减压阀开启，所述过渡仓压力与所述集料斗间即外界压力平衡；然后进行步骤1：所述第一道放料阀门开启，集料斗中的石料下放进过渡仓中；之后，第一道放料阀门关闭，第二道放料阀门开启，填充料放入压气仓中，接下去进行步骤2。

3.根据权利要求2所述的加压振冲方法，其特征在于：所述集料斗中的料永远是有的，只要所述料位计一发出料管内无料的信号后，第一道放料阀门打开即放料。

4.一种具有底部出料装置的加压振冲设备，其包括一下料管、一集料斗和一振冲器，在该下料管的下端固设所述振冲器，在所述下料管的上方设置所述集料斗；其特征在于：

还包括一加压密封装置，该加压密封装置包括一个压气仓，其上设有一压缩气体进口管，其上设有阀门；该压气仓通过阀门与上述下料管连接，通过该加压密封装置将所述集料斗和下料管连接在一起；

在所述压气仓和集料斗之间的下料通道上设一放料阀门；

所述加压密封装置还包括一过渡仓以及放料阀门和平衡阀，所述压气仓的下部出口密封地连接所述下料管的上端口，该压气仓的仓壁上设有压缩空气进气孔，在该压气仓的上方进口密封地连接所述过渡仓的下部出口，在该过渡仓的上方进口密封地连接所述集料斗的下方出口；在所述集料斗的下部出口和过渡仓的上部进口之间设置一第一道放料阀门，所述过渡仓的下部出口和压气仓的上部进口之间设有一第二道放料阀门；在所述加压仓和过渡仓之间设置一连通管，在该连通管上设置所述平衡阀，在所述过渡仓的仓壁上设置一减压通道管的一端，该减压通道管的另一端与大气连通，在所述减压通道管上设置所述减压阀。

5.根据权利要求4所述的具有底部出料装置的加压振冲设备，其特征在于：在所述下料管的上部装有一个料位计，其上的信号输出端与所述减压阀上的控制器的信号输入端连接。

6.根据权利要求4所述的具有底部出料装置的加压振冲设备，其特征在于：所述放料阀门为圆顶放料闸阀。

7.根据权利要求6所述的具有底部出料装置的加压振冲设备，其特征在于：该圆顶放料闸阀上的密封垫为带有气道，用于通过通入压缩空气的密封垫。

8.根据权利要求4至7之一所述的具有底部出料装置的加压振冲设备，其特征在于：所述集料斗上连接的升降连接结构为固定在集料斗上的料斗提升立柱，其上设有滑轮用于与桅杆上的相应的滑轮装置连接，固定在所述集料斗上置于集料斗上方的所述料斗提升立柱上铰接一悬臂横梁，在所述料斗提升立柱上位于悬臂横梁下方相对于悬臂横梁横向设置的对应位置上设置一挡板，所述悬臂横梁支撑在所述挡板上，在该悬臂横梁的外端设置一滑轮。