CN103485413A - 一种城市污水管道冲淤吸附装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种城市污水管道冲淤吸附装置，包括清淤小车，所述清淤小车为上部开口、底部和四壁设有孔洞的车体，车体前部设有喷嘴，车体尾部设有泥浆挡板，所述车体内设有污泥泵。本发明具有结构简单，使用方便，可有效避免泥水重新淤积，清淤效果好、清理较为干净的优点。
Description
技术领域
本发明涉及市政建设机械设备领域，尤其涉及一种城市下水道清淤设备，具体是指一种城市污水管道冲淤吸附装置。
背景技术
目前，随着城市建设的不断发展，城市道路下面的污水管道经过长时间的淤积，存在大量淤泥，时间越久，淤泥积累越多，管道通流量越来越小，甚至会堵塞。长期以往，遇到大暴雨等恶劣天气，降水量较大，污水管道排水受限，一方面会使下水道内部含有大量细菌的污水倒灌排到路面，带来大量致病菌，使人们健康遭到破坏，另一方面污水得不到及时排出，严重影响人们的正常出行。
现有技术对城市地下污水管道的清淤主要分为两种形式，一是机器疏通，二是人工开挖，对于直径较大的排污管道，无论是采用机械设备还是人工清淤，都较为方便，但是对于一般的城市污水排污管道而言，污水管道的直径在1~1.5m左右，大型清淤设备无法进入，人工清淤由于污水管道内空间狭小，不便于作业。
然而，目前有的地方采用卷扬机绞盘拉动钢丝绳，并在钢丝绳上安装特制刮刀，在临近的两个下水道的人孔井之间往返拉动，试图将下水道中的淤泥清理干净，但这种清淤方式一是清淤不彻底，二是效率低下，三是存在一定的危险性。
此外，还有的清淤方式是设计一种清淤装置，在污水管道内部设置可移动的清淤小车，小车前部设有马达，马达转轴上设有螺旋刀片，通过马达带动螺旋刀片旋转，将下水道内沉积的淤泥像钻井似的钻出，清淤小车自身带有前进动力装置，一般为轮式或履带式，但经过实际使用发现，这种清淤装置使用时存在以下不足：
1、由于淤泥沉积后水分蒸发，整个管道中的淤泥结为一体，较为结实，仅仅通过旋转刀片的作用很难将淤泥快速清除；
2、为了降低淤泥的硬度，在小车上增加喷射水管，但水管只是用于湿润淤泥，所产生的泥水在污水管道后方又继续形成新的淤积，清淤效果较差；
3、小车采用的马达长期处于泥水混合的环境中，容易被腐蚀，马达寿命短等。
4、轮式或履带式清淤小车在污水管道中作业前进时，容易打滑，不易于清淤小车的前进；
5、如果遇到污水管道由于下沉导致的管道错位，清淤小车会被卡住不前，清淤将中断；
6、采用活塞吸附的方式进行泥浆外排，动作较慢，效率较低，吸附效果差，依然存在大量泥水流向已经清理干净的管道。
总之，现有技术的虽然能够在一定条件下完成管道的清淤，普遍存在清理效率较低，清理不干净的缺陷。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术所存在的不足之处，提供一种结构简单，使用方便，可有效避免泥水重新淤积，清淤效果好、清理较为干净的城市污水管道冲淤吸附装置。
本发明的技术解决方案是，提供如下一种城市污水管道冲淤吸附装置，包括清淤小车，所述清淤小车为上部开口、底部和四壁设有孔洞的车体，车体前部设有喷嘴，车体尾部设有泥浆挡板，所述车体内设有污泥泵。
采用以上技术方案，清淤小车在城市污水管道内部作业，通过车体前部设有的喷嘴喷射出高压水柱，高压水柱就有强大的冲击力，可将城市污水管道内部淤积的淤泥冲散开来，为了防止泥浆水沿管道回流，在车体尾部设置泥浆挡板，将泥浆阻挡住，车体上设有污泥泵，泥浆通过设置的车体上的孔洞进入车体，在污泥泵的作用下，将产生的泥浆通过管道输出，最终达到疏通城市污水管道的目的，本技术方案结构简单，便于制造，可以很好地疏通管道，并且疏通管道效率高。
作为优选，所述污泥泵上接有排污管。采用本技术方案，可将管道内的污泥及时排出，有助于快速疏通地下污水管道。
作为优选，所述喷嘴设有若干个，所述喷嘴2朝向车体前方、且倾斜向下喷射，所述喷嘴的喷射方向与水平面成50~70度角。采用本技术方案，通过设置不同喷射方向的喷嘴，可提高淤泥单位时间内的溶解量，有利于城市污水管道的快速疏通。
作为优选，所述喷嘴上接有高压进水管。采用本技术方案，高压进水管内的高压水柱从喷嘴中高速射出，具有较大的冲击力，可以很轻松地将淤泥冲刷溶解，形成泥浆。
作为优选，所述车体前部设有犁刀支架，所述犁刀支架上设有犁刀。采用本技术方案，清淤小车前进的动力来自于车载卷扬机的牵引力，在车体前部增设犁刀支架，并在犁刀支架上设置犁刀，清淤小车在牵引力作用下前进时，首先犁刀作用在淤泥上，类似于农田耕地，通过犁刀先将管道内部沉积的淤泥予以松动，更加有益于淤泥的溶解，提高了城市污水管道内部的淤泥的疏通效率。
作为优选，犁刀支架为前后两排布置，所述前后两排犁刀支架上设有若干个犁刀，所述前后两排犁刀成交错方式排列。采用本技术方案，犁刀支架上设有前后双排犁刀，前排犁刀数目少于后排犁刀数目，并且前后两排犁刀呈前后成交错、相互错位方式排列，即插空式排列，后排前排一把犁刀位于后排两把犁刀之间的位置上，这种布置方式即遵循压力、压强原理，又有利于将淤泥松动，便于后续的清淤处理。
作为优选，所述犁刀支架上设有牵引拉环，所述牵引拉环上设有钢丝绳。采用本技术方案，清淤小车通过外部牵引力进行前进，克服了现有技术中清淤小车依靠自身动力前进过程中的打滑现象，更加有利于疏通城市污水管道，疏通效率更高。
作为优选，所述排污管的出口接有泥浆收集车。排污管的出口接有泥浆收集车，避免泥浆的任意排放，可有助于城市环保，避免城市污水管道内部的病菌四处传播，有利于人们身体健康。
作为优选，所述高压进水管上接有水罐车，所述高压进水管上设有高压水泵。采用本技术方案，将水罐车中的水经过高压水泵的作用，使其经过喷嘴喷出时具有较高的冲击力，有利于将淤泥冲散。
作为优选，所述钢丝绳上接有车载卷扬机。采用本技术方案，可为清淤小车的前进提供动力。
综上所述，采用本技术方案不仅仅可以顺利疏通城市污水管道，同时在清理城市污水管道内部的淤泥时，还有以下特点：清淤速度快、清淤后的管道内部较为干净，清淤过程中管道内部的污染物、细菌、致病菌等完全与外界环境隔离，全部由专用车辆运载，有效避免了病菌的传播，清淤小车制造简单，使用方便，材质为钢管或钢筋，抗腐蚀性强，清淤小车前进动力来源于车载卷扬机，不存在打滑静止不前的现象，工作效率高，遇到管道错位的管道，由于清淤小车体积较小，一般的管道错位不会影响到清淤小车的前进，提高了清淤速度，提高了疏通效率。
附图说明
图1为本发明施工示意图；
图2为清淤小车的结构示意图；
图3为图2的俯视图；
图4为图2的截面图；
图中所示：1、车体，2、喷嘴，3、泥浆挡板，4、污泥泵，5、排污管，6、泥浆收集车，7、高压进水管，8、水罐车，9、高压水泵，10、犁刀支架，11、犁刀，12、牵引拉环，13、钢管，14、钢丝绳，15、车载卷扬机，16、回拉绳索。
具体实施方式
为便于说明，下面结合附图，对本发明的城市污水管道冲淤吸附装置做详细说明。
如图1至图4中所示，城市污水管道冲淤吸附装置，包括清淤小车，所述清淤小车为上部开口、底部和四壁设有孔洞的车体1，为了便于制造，可使用钢筋或钢管纵横交错焊接而成的框架式车体1，本车体1结构简单，造价低廉。
车体1前部设有喷嘴2，所述喷嘴2设有若干个，所述喷嘴2朝向车体1前方、且倾斜向下喷射，所述喷嘴2的喷射方向与水平面成50~70度角，所述喷嘴2之间通过水管连通，水管分为两部分，一部分为与地面上设有的水罐车8相连接，材质为柔性的高压进水管7，可随着清淤小车的前进而前进，另一部分为通过焊机固定在清淤小车前部的硬质钢管13，钢管13包括弯曲钢管和平直钢管，弯曲钢管被弯曲成为半圆形，并且弯曲钢管以同心圆形式连续布置三根，三根弯曲钢管之间为并联，各个管口压力均衡，即每根弯曲钢管13的两个端部都与平直钢管相连通，最后经过平直钢管上的进水口与高压进水管7连通，喷嘴2均匀地布置在弯曲钢管上，且喷嘴2的喷射方向各不相同。
所述清淤小车前部通过焊接固定接有犁刀支架10，犁刀支架10上设有犁刀11，使用中犁刀11作用类似于农田耕地，主要用于管道内部淤泥的松动，便于在高压水流作用下将淤泥冲散，并与水混合成为泥浆，便于通过泥浆泵排出，最终将污水管道冲洗干净，犁刀支架10结构简单，通过钢板与清淤小车焊接而成，犁刀支架10上设有的犁刀11分前后两排布置，前排犁刀11数目不多于后排犁刀11数目，且前排犁刀11的位置刚好位于后排相邻两个犁刀11之间的缝隙中央，呈相互错位的方式布置，便于更好地松动污水管道中的淤泥。
经过犁刀11松动后的淤泥在高压泵9喷出的高压水流的作用下，瞬间混合成为泥浆，随着高压泵9不断输送水流，污水管道中泥浆越积越多，同时启动污泥泵4将泥浆快速排出，泥浆通过排污管5排到泥浆收集车6中，最终起到疏通污水管道的目的，由于污水管道内部积满淤泥，清淤小车前部有淤泥阻挡，泥浆不会往前流，但清淤小车后面为刚刚清理干净的污水管道，泥浆会沿着污水管道回流，为了防止污水管道疏通过程中泥浆的回流，在车体1尾部设有泥浆挡板3，泥浆挡板3材质为柔性橡胶材质，泥浆挡板3的尺寸与形状刚好与污水管道内部截面相匹配，可完全阻挡泥浆向清淤小车后方回流，泥浆挡板3并不是全尺寸，顶部设有缺口，用于铺设排污管5和高压进水管7。
为了防止清淤小车在高压水流的反作用力下后退以及为清淤小车的前进提供动力，在犁刀支架10前部设两个牵引拉环13，牵引拉环13设置两个是保证清淤小车受力平衡，防止受力不均导致的小车偏移，影响清淤效果，牵引拉环13分别连接一段钢丝绳，然后汇总成为一根钢丝绳14，钢丝绳14一头与清淤小车相连接，另一头穿过堆积有淤泥的管道，直至下一个临近的污水管道人孔井与地面上的车载卷扬机15相连接，并在钢丝绳14的拐角处设立转向滑轮。
清淤小车尾部设有回拉绳索16，主要用于喷嘴2堵塞无法正常工作时，通过回拉绳16将清淤小车拉回。
该发明可有效清除污水管道内沉积的污泥，并且除污效果好，效率高。
由于2013年7月份降水较多，山东某城市在雨季过后发现，新建成的开发区地下排水管道内部沉积了大量的淤泥，经过分析，这与新建设的开发区地质地貌有很大关系，开发区刚刚投入建设，地表植被种植面积较少，在雨季到来时，随着雨水的冲刷，路边的大量泥土随着雨水进入地下排水管道，导致地下排水管道内部泥土沉积严重，形成淤泥堆积，当地政府采用了多种不同的地下排水管淤泥疏通方式，但经过实地勘察与操作，疏通效果极差，无论是采用带有刮刀的拉绳还是通过带有旋转刀片的清淤设备，均无法快速将污水管道疏通，最后，使用该技术方案提供的清淤装置快速的清除了污水管道内部沉积的淤泥，具体实施过程如下：
首先通过对所要疏通的污水管道淤泥沉积情况做调查，发现淤泥较多，占整个管道的一半以上，通过对相邻两个人孔井的开头处理，在第一个人孔井进行人工处理，清理出一段长约1.5米的污水管道，在第二个人孔井架设导向滑轮，将钢丝绳14从第一个人孔井穿到第二个人孔井，钢丝绳14的一端与清淤小车的前端设有的牵引拉环12相连接，另一端与车载卷扬机15相连接，同时，清淤小车上载上污泥泵4，一切准备就绪之后，首先启动高压水泵9，水流通过高压进水管7进入污水管道，并通过喷嘴2喷射出来，喷嘴2所设置的角度使所喷射出的水柱与水平面成60度夹角，高压水泵9所提供的扬程不低于60米，功率为7.5kW/h，启动高压水泵9后，同时使车载卷扬机15工作，通过钢丝绳14牵引清淤小车向前移动，清淤小车前设有的犁刀11首先与淤泥接触，在牵引力的作用下，犁刀11进入淤泥，并使淤泥产生松动，在高压水泵9的作用下，将水流从喷嘴2快速喷射出来，将松动的淤泥溶解，由于清淤小车后设泥浆挡板3，可有效阻挡产生的泥浆沿管道回流，集中在淤泥与泥浆挡板3之间，清淤小车车体1上设有孔洞，泥浆通过孔洞进入清淤小车，启动污泥泵4，将泥浆通过排污管5排出，排污管5后接有泥浆收集车6，泥浆收集车6上设有过滤装置，经过过滤后的水可引流到高压水泵9的入口，再次用于冲洗淤泥，清淤小车在污水管道内部的前进是通过车载卷扬机14的牵引力前进，不会因清淤小车的打滑停止不前等，前进过程无需设置专门的驱动装置，功率消耗较小，并且清淤速度较快，前进速度可达0.3米/分钟，是普通清淤装置的2~3倍。
当地政府为了快速清除污水管道内部的淤泥，同时采用了多种清淤方式进行清淤，其它方式虽然较慢，但也能完成清淤工作，相关部门的人对各种清淤装置进行了数据记载，数据如表1中所示：
其中：1号小组使用的清淤设备为本发明所述的城市污水管道冲淤吸附装置；2号小组使用的清淤设备为带有履带且前部带有旋转刀片的清淤设备；3号小组使用的清淤设备为带有高压泵、水箱和水枪的车；4号小组使用的清淤设备为带刮刀的拉绳。
表1：
| 管道疏通平均速度/ m/min | 施工人员数量/人 | 功率消耗情况/ kW/h | 存在的弊端 | |
| 1号小组 | 0.1~0.3 | 3~4 | 18~20 | 如果清淤速度再快点会更好 |
| 2号小组 | 0.1~0.2 | 4~5 | 23~25 | 在两周的清淤过程中，马达故障频发，清淤小车在管道内乱摆动，虽然也采用高压水，但产生的泥浆沿管道回流，造成新的淤积 |
| 3号小组 | 0.05~0.1 | 5~6 | 10~20 | 功率虽然消耗较低，但遇到淤泥淤积较为结实的地方，清淤速度较慢，所消耗的水量较大 |
| 4号小组 | 0.1~0.2 | 6~7 | 15~20 | 人力资源使用较多，清淤效果较慢，通过两端设置卷扬机进行反复拉动，由于拉绳上设有刮刀，危险系数较高 |
从上述对比数据可见，本技术方案所表现出的优越性已经非常明显， 不仅仅所用人力资源较少，同时所消耗的功率也较低，具有一定的市场前景，清淤效果好。
在上述实施例中，对本发明的最佳实施方式做了描述，很显然，在本发明的发明构思下，仍可做出很多变化。在此，应该说明，在本发明的发明构思下所做出的任何改变都将落入本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种城市污水管道冲淤吸附装置，包括清淤小车，其特征是：所述清淤小车为上部开口、底部和四壁设有孔洞的车体（1），车体（1）前部设有喷嘴（2），车体（1）尾部设有泥浆挡板（3），所述车体（1）内设有污泥泵（4）。
2.根据权利要求1所述的城市污水管道冲淤吸附装置，其特征是：所述污泥泵（4）上接有排污管（5）。
3.根据权利要求2所述的城市污水管道冲淤吸附装置，其特征是：所述喷嘴（2）设有若干个，所述喷嘴（2）朝向车体（1）前方、且倾斜向下喷射，所述喷嘴（2）的喷射方向与水平面成50~70度角。
4.根据权利要求3所述的城市污水管道冲淤吸附装置，其特征是：所述喷嘴（2）上接有高压进水管（7）。
5.根据权利要求1~4其中任一权利要求所述的城市污水管道冲淤吸附装置，其特征是：所述车体（1）前部设有犁刀支架（10），所述犁刀支架（10）上设有犁刀（11）。
6.根据权利要求5所述的城市污水管道冲淤吸附装置，其特征是：犁刀支架（10）为前后两排布置，所述前后两排犁刀支架（10）上设有若干个犁刀（11），所述前后两排犁刀（11）成交错方式排列。
7.根据权利要求6所述的城市污水管道冲淤吸附装置，其特征是：所述犁刀支架（11）上设有牵引拉环（13），所述牵引拉环（13）上设有钢丝绳（14）。
8.根据权利要求2所述的城市污水管道冲淤吸附装置，其特征是： 所述排污管（5）的出口接有泥浆收集车（6）。
9.根据权利要求4所述的城市污水管道冲淤吸附装置，其特征是： 所述高压进水管（7）上接有水罐车（8），所述高压进水管（7）上设有高压水泵（9）。
10.根据权利要求7所述的城市污水管道冲淤吸附装置，其特征是：所述钢丝绳（14）上接有车载卷扬机（15）。
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