CN104264731A - 一种新型河道清淤装置 - Google Patents

Abstract

本发明设计出一种新型河道清淤装置，主要包括提升管、气举头和脉冲水射流装置。工作过程：利用脉冲水射流装置疏松、破碎河底部泥床，且以气举头对其进行抽吸并由提升管输送至指定区域。方案优点：本发明以气体为工作介质，不仅因兼有传统气举与射流泵之功效大幅增强系统提升能力，还因气体渗入减小了管道阻力损失；通过周围合理布置自振脉冲水射流喷嘴搅拌、冲击板结泥块，既能解除水底压持效应，还可提高固体所受的拖曳力。依据本发明所研制的设备其结构简单、操作方便、实用性强，且本身无运动部件、安全可靠，这对提高我国在河道清淤工程方面的综合能力和技术水平具有重要意义。

Description

一种新型河道清淤装置

技术领域

本发明涉及一种新型清淤装置，具体来说为一种利用气力提升系统与脉冲水射流装置联合进行河道清淤的设备。

背景技术

我国幅员辽阔、河流众多，各大重要江河主要起到航运和洪峰疏洪的作用。近几十年来，随着工业的迅猛发展，生态环境遭到破坏，水土流失加剧，造成河、湖、库、塘严重淤积，部分水系的防洪能力受到严重削弱。1994年6月12日至18日，湘江流域普降暴雨，发生特大洪水，造成的直接经济损失达44.8亿元，相当于1994年全省地方财政收入的52%^[1]。1998年长江发生全流域大洪水，湖南人民也是深受其害。2009~2011长江流域年均泥沙淤积量超过40亿立方米，仅洞庭湖每年泥沙淤积量就接近8千万立方米。由于治理难度大，故多年来都没有对这些水域开展清淤工作，水底堆积的淤泥，使得水质变黑发臭，严重影响了水体环境。加上近年来主航道的过度采砂以及工农业和城市用水的急剧增加，导致河道中上游来水量减少，加剧了泥沙的淤积作用，使得开展河道、湖泊的清淤疏浚工作势在必行。

目前，我国清淤疏浚能力严重不足，据资料统计：现有各型挖泥船1000余艘，年疏浚能力仅3亿立方米，居世界第六位，其中水利系统313艘，交通系统430艘，海军系统26艘，其余为各县市级船队所有。上述挖泥船普遍存在船龄长，配套设备陈旧、工效低、能耗高、运行费用和维修量大，疏浚能力不能有效发挥。若按中央下达每年完成疏浚工程量3亿立方米计算，黄河、长江已经淤积120多亿立方米泥砂，需40多年才能完成，这还不包括每年新输入14亿立方米泥砂在内。因此，加大对疏浚新设备的研制已是当今迫在眉睫的任务。

发明内容

本发明是为了解决河道泥沙淤积的问题，从而设计出一种河道清淤装置。本发明结构简单，灵活性强，摒弃了以往设备沉重之缺点；气体进入气举头中环形气道后斜射入与流体掺混，不仅起到传统气举之功效，还兼有射流泵功能，进而增强设备输送能力；自激振荡脉冲喷嘴不仅对泥沙起到疏松、搅拌作用，还可解除底部压持效应，促使淤泥、河沙更易被气举头吸入，从而大大提高清淤效率。工作介质为压缩空气和水，可以无污染地循环使用，从而降低了清淤设备的成本。

 一种河道清淤装置，包括提升管（1）、气举头和脉冲水射流喷嘴（10）。提升管（1）和气举头通过法兰（3）相连，气举头（1）和脉冲水射流喷嘴（10）通过螺纹相连；所述气举头包括法兰（4）、上泵体（5）、腔盖（6）、空压机接头（7）、下泵体(8)和吸浆管（9）；所述脉冲水射流喷嘴包括水射流喷嘴（10）、水管接头（11）和支撑杆（12）。所述法兰（3）与提升管（1）、气举头均为焊接，所述上泵体(5)和下泵体(8)的锥面锥度为14度；所述腔盖（6）外壁径向均布三个螺纹孔。水管接头(11)与气举头腔盖(6)的轴向外表面焊接，支撑杆（12）通过螺纹联接在气举头腔盖（6）的轴向外表面上，所述吸浆管（9）下端开口为锥形，其小端焊接在气举头下泵体上。

所述上泵体（5）内腔面为锥形面，下泵体（8）部分外表面为锥面，安装后两锥面之间形成环形气腔。

所述腔盖（6）外壁径向均布三个脉冲水射流喷嘴（10）和一个空压机接头（7）。

所述脉冲水射流喷嘴（10）通过支撑架（12）与气举头相连。

所述提升管（1）和气举头之间通过垫片（4）密封。

所述脉冲水射流喷嘴（10）和水管接头（11）之间有密封垫片。

本发明（一种河道清淤装置）的优点是：（1）成本低，可以节省大量投资。（2）很大程度上减小管道阻力损失，增强设备输送能力和提升效率。（3）设备简单，灵活性强，摒弃了传统清淤设备运动构件复杂、易堵塞等缺点，大大优于以往采用的中间接力泵站输运方法。（4）通过周围合理布置的水射流喷嘴进行辅助破碎，解除了水底的压持效应，增强了固体颗粒所受的拖曳力，提高了管道运输浓度。（5）本发明本身无运动部件，操作简单、方便，仅需数人即可实现安全、可靠作业。

附图说明

图1为本发明（一种河道清淤装置）的外部结构示意图；

图2为本发明（一种河道清淤装置）的剖视图；

图中：1为提升管，2为连接螺栓，3为法兰，4为密封圈，5为上泵体，6为气腔盖，7为空压机接头，8为下泵体，9为吸浆管，10为脉冲水射流喷嘴，11为水管接头，12为支撑架。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明进行进一步说明：如图1-2所示，一种河道清淤装置，包括搅拌组件、吸入组件和提升组件。搅拌组件和吸入组件之间通过螺纹紧固；吸入组件和提升组件之间则由法兰联接。所述搅拌组件包括脉冲水射流喷嘴（10）、水管接头（11）和支撑板（12），所述吸入组件包括吸浆管（9）、下泵体（8）、腔盖(6)和上泵体(5)，所述下泵体（8）和腔盖（6）之间形成环形气腔，下泵体（8）外圆锥面和上泵体内圆锥面相互配合实现环形进气。所述支撑架（12）径向均布于腔体（6）的外表面。

所述提升管（1）入口一端焊接法兰（3），且法兰（3）上均布4个螺栓孔；气举头出口端焊接相同法兰（3），以便与提升管连接，提升管和气举头之间通过密封圈（4）密封。下泵体（8）、腔体（6）和上泵体（5）之间的连接方式为焊接；腔体（6）外壁径向均布3个脉冲水射流喷嘴（10）和一个空压机接头（7）。吸浆管（9）下端开口设为喇叭形；所述支撑杆（12）、脉冲水射流喷嘴（10）、水管接头（11）和提升管（1）由不锈钢制成，或由普通碳钢制成后增加防锈处理工艺。由于气举头体积较大，若用烤蓝、电镀能防锈方法，成本很高，工艺难度大。综合考虑，选用涂防锈漆防锈不仅方便而且节约成本，故在发明中采用涂87%Al203+13%Ti02复合粉来进行防锈处理。

本发明通过下述方法实现：1、腔体（6）通过自身内凸缘定位，焊接在上泵体（5）上；下泵体（8）通过自身外凸缘定位，焊接在腔体（6）上；吸浆管（9）通过端面定位，焊接在下泵体（8）上。

2、将组装好的气举头通过法兰（3）与提升管（1）连接，由螺栓（2）紧固并加垫密封圈（4）。

3、脉冲水射流喷嘴（10）通过螺纹联接于支撑架上，并由密封圈密封；水管接头焊接在支撑架上；然后将喷嘴组件通过螺纹连接在腔盖（6）上。

4、空压机接头（7）焊接在腔盖（6）上。

本发明为一种河道清淤装置，可对河道中沉积的河沙、淤泥进行高效清理。在湘江河道对本发明进行了预试验，经对比，使用本发明之后，其清淤能力较铰吸式挖泥船提高约2倍，而成本仅为其1/4。另外，本发明不仅适用于深水区域的大型河道，还能适用于曲折复杂的小型支流河渠，其因地制宜的适应能力极强。

Claims (8)

1.一种河道清淤装置，主要包括提升管（1）、气举头和脉冲水射流装置。

2.提升管（1）和气举头通过法兰（3）相连，气举头和脉冲水射流喷嘴（10）通过螺纹联接；所述气举头包括法兰（4）、上泵体（5）、腔盖（6）、空压机接头（7）、下泵体（8）和吸浆管（9）；所述脉冲水射流装置包括水射流喷嘴（10）、水管接头（11）和支撑杆（12）。

3.所述法兰（3）与提升管（1）、气举头均采用焊接方式连接，所述上泵体（5）与下泵体（8）的锥面角度为14⁰；所述腔盖（6）上径向均布设有三个螺纹孔。

4.水管接头（11）与气举头腔盖（6）的轴向外表面焊接，支撑杆（12）通过螺纹紧固在气举头腔盖（6）的轴向外表面上，所述吸浆管（9）下端开口为喇叭形，其小端焊接在气举头下泵体上。

5.如权利要求1所述的一种河道清淤装置，其特征在于：所述提升管（1）和气举头通过法兰形成可拆卸连接。

6.如权利要求1所述的一种河道清淤装置，其特征在于：所述气举头腔盖（6）的径向外表面均布的螺纹孔为3个、通孔1个。

7.如权利要求1所述的一种河道清淤装置，其特征在于：腔盖（6）和下泵体（8）之间形成一环形气腔。

8.如权利要求1所述的一种河道清淤装置，其特征在于：所述自振脉冲水射流喷嘴为3个。