CN103758167B - 深水挖沟机大流量隔板式喷冲装置 - Google Patents
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Abstract
一种特殊用途的挖掘机领域的深水挖沟机大流量隔板式喷冲装置，包括：两台并联的轴流泵、连接管、喷水管和喷嘴，其中：两台轴流泵的泵体中心线与垂向为倾斜设置，底座固定于挖掘机本体框架上，出口分别由连接管与喷水管相连，喷水管的末端与喷嘴相连；连接管包括：主管和两个分流管，其中：主管有两个进水口且分别与两台轴流泵的出口连接，中部的出水口垂直向下与喷水管连接，主管的中部位于喷水管的两侧处设有两个分流出水口且分别由两个分流管与挖沟机的喷射推进控位系统的进水口相连。本发明能高效地实现海底挖沟作业，形成较平整和足够深度的构形。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种特殊用途的挖掘机领域的装置，具体是一种深水挖沟机大流量隔板式喷冲装置。
背景技术
海底管道是海陆之间海洋油气输送最为经济有效的方式，为了保证运行安全，需要对其进行挖沟埋设，防止管线漂浮或侧移。对于目前国内绝大部分埋管作业区域的水深条件和土壤强度，水力冲射式挖沟机具有相对较高的作业效率和较低的制造成本，得到了较为广泛的应用。射流喷冲装置是通过产生高速射流冲击海底床面，形成管线所需沟形，是影响水力冲射式挖沟机作业效率和沟形质量的关键技术之一。
经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN103114620，公开日2013-05-22，记载了一种大功率潜水射流前后喷冲气举海底管线挖沟机及挖沟工艺。其特点是包含有呈左右设置的滑橇，两个滑橇之间通过主梁连接，两根主梁之间连接有左右两根调节纵梁，上述两根调节纵梁之间连接有前后两根横梁，有两个挖沟机喷冲泵架设于横梁上，所述位于前方的主梁上竖向安装有射水管道前导向架，所述射水管道前导向架上安装多个喷嘴。但该技术的挖沟机喷冲泵直接连接喷嘴出口，且采用常规圆筒状喷嘴，大流量时出口流场不够平顺、湍流程度大，对沟形和施工作业效果有一定影响。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种深水挖沟机大流量隔板式喷冲装置，能高效地实现海底挖沟作业，形成较平整和足够深度的构形。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：两台并联的轴流泵、连接管、喷水管和喷嘴，其中：两台轴流泵的泵体中心线与垂向为倾斜设置，底座固定于挖掘机本体框架上，出口分别由连接管与喷水管相连，喷水管的末端与喷嘴相连；连接管包括：主管和两个分流管，其中：主管有两个进水口且分别与两台轴流泵的出口连接，中部的出水口垂直向下与喷水管连接，主管的中部位于喷水管的两侧处设有两个分流出水口且分别由两个分流管与挖沟机的喷射推进控位系统的进水口相连。
所述的各台轴流泵的长度为4.6m，5.5m扬程时的最大流量为40000m3/h，34400m3/h流量时的最大扬程为6.5m。
所述的喷嘴包括：直管、锥管和隔板，其中：直管和锥管相互焊接，隔板为平板结构且焊接于直管和锥管的内部中间断面上，将两者的内部空间平均分为两部分。
所述的锥管的收缩角小于等于60°。
所述的喷嘴的出口流速为0～10m/s。喷嘴可拆卸，可通过增加加长节调节喷嘴的总长度，用以防止泥沙冲刷的影响。
所述的轴流泵与主管的连接处、喷水管与喷嘴的连接处、分流管与挖沟机的喷射推进控位系统的进水口的连接处均由法兰连接，主管与喷水管之间、主管与分流管之间相互焊接。
本发明可以单独或者多套安装在挖沟机上，根据不同的作业条件和挖沟机结构，而布置成多种构形。轴流泵需根据转动方向和挖沟机整体布置要求进行合理分布，以尽量减小装置本身产生的对挖沟机的不稳定力和力矩。
技术效果
1、本发明是大功率、大流量的喷冲装置，采用了在喷嘴内加装隔板，在喷嘴入口处起到了导流的作用，使得喷嘴内的湍流程度下降，流场更加平顺，更多的压力能转变成射流动能，使得喷嘴出口流速比无隔板时有所增加。
2、本发明采用了分流管，可用于连接喷射推进控位系统，可以对喷冲装置的姿态进行调整。
附图说明
图1是本发明的主视图；
图2是本发明的左视图；
图3是本发明的喷嘴结构局部示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1、图2和图3所示，本实施例包括：轴流泵1、连接管2、喷水管3、喷嘴4、法兰5、垫片6、螺栓7、螺母8、垫圈9，其中：2台转向相同的轴流泵1并联组成喷冲的动力装置，轴流泵1出口经过连接管2，在连接管2中部汇合后垂直向下引出喷水管3，喷水管3末端连接大型可拆卸喷嘴4。轴流泵1泵体中心线与垂向倾斜设置，根据不同的作业条件和挖沟机框架结构而改变夹角和构形。
每台轴流泵1都有一个底座，可以用来固定在挖沟机本体框架上，以保证作业时轴流泵的稳定。
本实施例所使用的轴流泵1的长度为4.6m，5.5m扬程时的最大流量为40000m3/h，34400m3/h流量时的最大扬程为6.5m。
所述的连接管2包括主管2-1和分流管2-2，主管2-1有2个进水口，管端有法兰5，分别和挖沟机工作轴流泵1出口连接。主管2-1中部出口垂直向下引出喷水管3，喷水管3和喷嘴4相连接。在主管2-1中部喷水管3的两侧有2个分流出水口，分流出水口有两个分流管2-2，用于连接挖沟机喷射推进控位系统的进水口，控位系统的喷嘴出口流量通过液动蝶阀进行快速控制，产生的推力可以调整挖沟机的艏向和侧向位移，使其满足艏向和侧向位置稳定，以保证挖沟机的平稳作业。
所述的喷嘴4包括直管10、锥管11、隔板12，直管10和锥管11通过焊接连接，直管10和法兰5相互焊接，隔板12为平板，焊接在直管10和锥管11内部中间断面上，将喷嘴4内部空间平均分成两部分。直管10、锥管11和隔板12的厚度相同。锥管11的收缩角不大于60°。喷嘴4出口最大流速为10m/s，喷嘴4可拆卸，可通过增加加长节调节喷嘴4的总长度，用以防止泥沙冲刷的影响。
所述的轴流泵1和主管2-1、喷水管3和喷嘴4、喷射推进控位系统接口和分流管2-2都是通过法兰5连接，法兰5之间有垫片密封，同时用用螺栓7、螺母8和垫圈9紧固。主管2-1和喷水管3、主管2-1和分流管2-2之间通过焊接连接。
所述的连接管2用以改变管路方向，以适应挖沟机的整体结构布置要求，连接管2、喷水管3和喷嘴4的长度和直径等尺寸参数可根据不同挖沟机的具体要求而定。
所述的垫片6材质为耐海水橡胶板。
本发明可以单独或者多套安装在挖沟机上，根据不同的作业条件和挖沟机结构，而布置成多种构形。轴流泵需根据转动方向和挖沟机整体布置要求进行合理分布，以尽量减小装置本身产生的对挖沟机的不稳定力和力矩。
本发明对喷嘴4结构要求较高，焊前钢材进行预处理，焊后焊缝处不得有渗漏现象，焊后消除应力后再加工，符合焊接件通用技术要求。
Claims (1)
1.一种深水挖沟机大流量隔板式喷冲装置，其特征在于，包括：两台并联的轴流泵、连接管、喷水管和喷嘴，其中：两台轴流泵的泵体中心线与垂向为倾斜设置，底座固定于挖掘机本体框架上，出口分别由连接管与喷水管相连，喷水管的末端与喷嘴相连；连接管包括：主管和两个分流管，其中：主管有两个进水口且分别与两台轴流泵的出口连接，中部的出水口垂直向下与喷水管连接，主管的中部位于喷水管的两侧处设有两个分流出水口且分别由两个分流管与挖沟机的喷射推进控位系统的进水口相连；
所述的各台轴流泵的长度为4.6m，5.5m扬程时的最大流量为40000m3/h，34400m3/h流量时的最大扬程为6.5m；
所述的喷嘴包括：直管、锥管和隔板，其中：直管和锥管相互焊接，隔板为平板结构且焊接于直管和锥管的内部中间断面上，将两者的内部空间平均分为两部分；
所述的锥管的收缩角小于等于60°；
所述的喷嘴的出口流速为0～10m/s；
所述的轴流泵与主管的连接处、喷水管与喷嘴的连接处、分流管与挖沟机的喷射推进控位系统的进水口的连接处均由法兰连接，主管与喷水管之间、主管与分流管之间相互焊接。
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