CN104179211B - 一种海底开沟装置 - Google Patents

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

一种海底开沟装置

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。