CN104179211A - 一种海底开沟装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海底开沟装置,包括机架、固定于机架上的两个接结构相同的开沟机构,开沟机构包括外壳、液压马达、叶轮和马达壳,该外壳为筒状,该外壳一端为进水端,另一端为出水端,进水端设置有进水口,出水端设置有出水口,该出水口的尺寸小于进水口的尺寸,马达壳固定于外壳的内腔,该马达壳与外壳之间的空间构成了水流通道,液压马达固定于马达壳内,叶轮安装于液压马达的输出轴上,该叶轮的叶片处于外壳内腔,外壳在进水端设置有悬挂结构。该开沟装置利用水流的旋转冲击力对海底泥石进行开沟,挖出的泥石与海水混合,需要一段时间才能沉降,从而有充足的时间进行埋管埋线,该开沟装置不直接与海底泥石接触,使用寿命长,开沟效率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种深海开沟装置,特别应用于深海自动开沟方便铺设海底管道的海底开沟装置。
背景技术
目前的海底开沟装置是采用犁沟的方式进行,简单的讲,目前深海开沟器是利用海上交通工具通过缆绳悬挂一个机架,机架上设置有犁刀,在使用时,将机架沉入到海底,然后海上交通工具给机架提供一个牵引力,从而使机架前进,犁刀就可在海底进行开沟动作。该结构存在一下不足:1.由于采用的是犁刀,因此,受到犁刀的尺寸影响,开沟的深度和宽度都不能够太大;2.犁刀是直接与海底泥土沙石接触,受其磨损,犁刀易损坏,需要经常更换。3.该犁刀在开沟时将沟范围内的泥石翻到沟两侧,这样但是由于整个开沟装置在行走,因此,容易产生水流,这样沟两侧的泥土会对已经开好沟进行掩埋,造成开沟失败,影响后续的埋管埋线。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供一种深海开沟装置,该开沟装置利用水流的旋转冲击力对海底泥石进行开沟,挖出的泥石与海水混合,需要一段时间才能沉降,从而有充足的时间进行埋管埋线,该开沟装置不直接与海底泥石接触,使用寿命长,开沟效率高。
为解决上述技术问题,本发明的技术方案是:一种海底开沟装置,包括机架,固定于机架上的两个接结构相同的开沟机构,所述开沟机构包括外壳、液压马达、叶轮和马达壳,该外壳为筒状,该外壳一端为进水端,另一端为出水端,进水端设置有进水口,出水端设置有出水口,该出水口的尺寸小于进水口的尺寸,所述马达壳固定于外壳的内腔,该马达壳与外壳之间的空间构成了水流通道,所述液压马达固定于马达壳内,所述叶轮安装于液压马达的输出轴上,该叶轮的叶片处于外壳内腔,该叶轮的旋转中心线与外壳的中轴线同轴,所述外壳在进水端设置有悬挂结构,两个开沟机构的出水口的轴线相交且出水的水流旋向相反。
作为一种优选的方案,所述外壳包括进水段、连接段、扩径段、缩径段和出水段,该进水段为喇叭状,所述连接段为柱筒状,该连接段将进水段的小径端、扩径段的小径端连接,所述扩径段的大径端与缩径段的大径端连接,所述出水段与缩径段的小径段连接。
作为一种优选的方案,所述马达壳包括进水导流罩、出水导流罩和固定壳体,所述液压马达固定于固定壳体内,所述叶轮固定于液压马达的输出轴上,所述进水导流罩固定于叶轮的轮毂上,该进水导流罩设置有进水导流斜面,所述出水导流罩固定于壳体远离进水导流罩的一端,该出水导流罩设置有出水导流斜面。
作为一种优选的方案,所述出水导流斜面的倾斜角度与外壳的缩径段的倾斜角度相同。
作为一种优选的方案,所述固定壳体上设置有若干个螺旋导流叶片,该螺旋导流叶片同时作为固定壳体的支撑件。
作为一种优选的方案,所述悬挂结构包括焊接于进水段上的若干个挂耳。
作为一种优选的方案,所述进水导流罩和出水导流罩均为圆锥状,该进水导流罩、出水导流罩的锥顶均为弧面状。
作为一种优选的方案,所述外壳上位于扩径段上设置有至少两根支撑杆。
采用了上述技术方案后,本发明的效果是:由于该海底开沟装置,包括机架和固定于机架上的两个开沟机构,该开沟机构包括外壳、液压马达、叶轮和马达壳,该外壳为筒状,该外壳一端为进水端,另一端为出水端,进水端设置有进水口,出水端设置有出水口,该出水口的尺寸小于进水口的尺寸,所述马达壳固定于外壳的内腔,该马达壳与外壳之间的空间构成了水流通道,所述液压马达固定于马达壳内,所述叶轮安装于液压马达的输出轴上,该叶轮的叶片处于外壳内腔,该叶轮的旋转中心线与外壳的中轴线同轴,所述外壳在进水端设置有悬挂结构,因此,使用时,整个海底开沟装置沉入海底,海上交通工具利用缆绳悬挂这外壳的悬挂结构,使外壳的进水端高于出水端,这样,海上交通工具提供牵引力,同时,每个开沟机构的叶轮高速旋转使海水从进水口进入,并从出水高速流出,而进水口尺寸大于出水口尺寸,那么出水口的流速大于进水口流速,从而产生比较大的水流旋转冲击力,且该冲击力对准海底泥石,而两个开沟机构的出水口的出水流向相反,那么就可以抵消左右方向的力,使整个开沟装置直线行走,这样,该旋转的水流将泥石扬起,从而在海底形成一条深沟,而该外壳不但受到了牵引力而且受到了水流的反冲力,从而方便整个开沟装置前进,扬起的泥石与海水混合后,需要一段沉降时间,在这段时间内可铺设管线,也可同时将铺线设置安装于机架上同时铺线。该开沟装置不用与海底泥石直接接触,避免磨损,提高使用寿命,利用旋转的水流冲击力开沟,避免挖出的泥石复位掩埋,从而提高开沟效率和开沟质量。
又由于所述外壳包括进水段、连接段、扩径段、缩径段和出水段,该进水段为喇叭状,所述连接段为柱筒状,该连接段将进水段的小径端、扩径段的小径端连接,所述扩径段的大径端与缩径段的大径端连接,所述出水段与缩径段的小径段连接,该进水段为喇叭状,使进水量尽可能大,而扩径段使海水进入到扩径段后流速减小,流量增大,然后经过缩径段缩径后,产生高速水流,该外壳的形状可产生高速水流,使开沟迅速,满足深沟的开沟要求。
又由于所述马达壳包括进水导流罩、出水导流罩和固定壳体,所述液压马达固定于固定壳体内,所述叶轮固定于液压马达的输出轴上,所述进水导流罩固定于叶轮的轮毂上,该进水导流罩设置有进水导流斜面,所述出水导流罩固定于壳体远离进水导流罩的一端,该出水导流罩设置有出水导流斜面,该马达壳设置设置了进水导流罩、出水导流罩,从而降低水流阻力,提高水流的顺畅度。
又由于所述固定壳体上设置有若干个螺旋导流叶片,该螺旋导流叶片同时作为固定壳体的支撑件,该导流叶片可使水流按照设计方向旋流,提高冲击力,进而提高开沟的效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明实施例的结构剖视图;
附图中:1.外壳;11.进水段;12.连接段;13.扩径段;14.缩径段;15.出水段;16.出水口;17.进水口;2.马达壳;21.进水导流罩;211.进水锥顶;22.固定壳体22;23.出水导流罩;231.出水锥顶;3.叶轮;31.轮毂;32.叶片;4.液压马达;5.螺旋导流叶片;6.悬挂结构6;7.支撑杆。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
如图1所示,一种海底开沟装置,包括机架、固定于机架上的开沟机构,所述开沟机构包括外壳1、液压马达4、叶轮3和马达壳2,该外壳1为筒状,优选的是圆筒状,该外壳1一端为进水端,另一端为出水端,进水端设置有进水口17,出水端设置有出水口16,该出水口16的尺寸小于进水口17的尺寸,本实施例中,所述外壳1包括进水段11、连接段12、扩径段13、缩径段14和出水段15,该进水段11为喇叭状,所述连接段12为柱筒状,该连接段12将进水段11的小径端、扩径段13的小径端连接,所述扩径段13的大径端与缩径段14的大径端连接,所述出水段15与缩径段14的小径段连接。喇叭状的进水段11使进水量尽可能大,当海水从进水段11的进水口17进入后,经过连接段12,该连接段12与叶片32位置对应,该连接段12方便叶片32旋转,而海水经过扩径段13后,横截面变大,从而流速下降,而后又经过缩径段14后,由于缩径段14横截面逐渐变小,那么流速逐渐提高,从而产生足够的旋转冲击力,而两个开沟机构的出水旋向相反,出水口的轴线相交,那么每个开沟机构的出水会相切,从而使螺旋冲击力增大,加速海底砂石的飞扬。
所述马达壳2固定于外壳1的内腔。该马达壳2与外壳1之间的空间构成了水流通道,所述马达壳2包括进水导流罩21、出水导流罩23和固定壳体22,所述液压马达4固定于固定壳体22内,所述叶轮3固定于液压马达4的输出轴上,所述进水导流罩21固定于叶轮3的轮毂31上,该进水导流罩21设置有进水导流斜面,所述出水导流罩23固定于壳体远离进水导流罩21的一端,该出水导流罩23设置有出水导流斜面。而固定壳体22上设置有若干个螺旋导流叶片5,该螺旋导流叶片5同时作为固定壳体22的支撑件,叶轮3高速旋转后,海水经过螺旋导流叶片5形成一定旋流,这样,海水从出水口16流出时更加进一步的变为旋流,该旋流可最大限度的扬起海底泥石,使开沟效率和效果都得到提高。所述进水导流罩21和出水导流罩23均为圆锥状,该进水导流罩21、出水导流罩23的锥顶均为弧面状,为方便描述,进水导流罩21的锥顶称为进水锥顶211,出水导流罩23的锥顶称为出水锥顶231,进水锥顶211为弧面状,减少海水对导流罩的冲击,降低摩擦力,提高使用寿命,出水锥顶231为弧面可保证水流角度。所述出水导流斜面的倾斜角度与外壳1的缩径段14的倾斜角度相同。进水导流斜面的斜度要大于出水导流斜面的斜度,这样使的进水口17足够的大。所述液压马达4固定于马达壳2内,所述叶轮3安装于液压马达4的输出轴上,该叶轮3的叶片32处于外壳1内腔,该叶轮3的旋转中心线与外壳1的中轴线同轴,所述外壳1在进水端设置有悬挂结构6。所述悬挂结构6包括焊接于进水段11上的若干个挂耳。所述外壳1上位于扩径段13上设置有至少两根支撑杆7。该支撑杆7支撑在支撑架上使外壳1竖直。
本发明的工作原理是:将该海底开沟装置沉入到海底,海面上的轮船与挂耳之间通过缆绳悬挂,使外壳1的进水端高于出水端,启动液压马达4,叶轮3高速旋转使还是从进水口17进入经过扩径、缩径变成高速旋流并从出水口16流出,而两个出水口16的出水螺旋方向相反,可抵消左右偏摆的力,使开沟装置保持直行,流出的海水会对海底泥石产生旋转冲击力,使海底泥石扬起从而实现了海底开沟,而海水从出水口16流出使对外壳1又产生一个反推力,从而配合牵引力使整个开沟装置前进,扬起的泥石与海水混合需要一定时间才能沉降,在这段时间内可足够铺设管线。该开沟装置不仅仅适用于海里,根据其工作原理和过程可知,也可适用于河底、湖底的开沟。
Claims (8)
1.一种海底开沟装置,其特征在于:包括机架、固定于机架上的两个接结构相同的开沟机构,所述开沟机构包括外壳、液压马达、叶轮和马达壳,该外壳为筒状,该外壳一端为进水端,另一端为出水端,进水端设置有进水口,出水端设置有出水口,该出水口的尺寸小于进水口的尺寸,所述马达壳固定于外壳的内腔,该马达壳与外壳之间的空间构成了水流通道,所述液压马达固定于马达壳内,所述叶轮安装于液压马达的输出轴上,该叶轮的叶片处于外壳内腔,该叶轮的旋转中心线与外壳的中轴线同轴,所述外壳在进水端设置有悬挂结构,两个开沟机构的出水口的轴线相交且出水的水流旋向相反。
2.如权利要求1所述的一种海底开沟装置,其特征在于:所述外壳包括进水段、连接段、扩径段、缩径段和出水段,该进水段为喇叭状,所述连接段为柱筒状,该连接段将进水段的小径端、扩径段的小径端连接,所述扩径段的大径端与缩径段的大径端连接,所述出水段与缩径段的小径段连接。
3.如权利要求2所述的一种海底开沟装置,其特征在于:所述马达壳包括进水导流罩、出水导流罩和固定壳体,所述液压马达固定于固定壳体内,所述叶轮固定于液压马达的输出轴上,所述进水导流罩固定于叶轮的轮毂上,该进水导流罩设置有进水导流斜面,所述出水导流罩固定于壳体远离进水导流罩的一端,该出水导流罩设置有出水导流斜面。
4.如权利要求3所述的一种海底开沟装置,其特征在于:所述出水导流斜面的倾斜角度与外壳的缩径段的倾斜角度相同。
5.如权利要求3或4所述的一种海底开沟装置,其特征在于:所述固定壳体上设置有若干个螺旋导流叶片,该螺旋导流叶片同时作为固定壳体的支撑件。
6.如权利要求5所述的一种海底开沟装置,其特征在于:所述悬挂结构包括焊接于进水段上的若干个挂耳。
7.如权利要求6所述的一种海底开沟装置,其特征在于:所述进水导流罩和出水导流罩均为圆锥状,该进水导流罩、出水导流罩的锥顶均为弧面状。
8.如权利要求7所述的一种海底开沟装置,其特征在于:所述外壳上位于扩径段上设置有至少两根支撑杆。
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