CN104411895A - 用于从水底移除材料的刀头 - Google Patents

用于从水底移除材料的刀头 Download PDF

Info

Publication number
CN104411895A
CN104411895A CN201380035970.9A CN201380035970A CN104411895A CN 104411895 A CN104411895 A CN 104411895A CN 201380035970 A CN201380035970 A CN 201380035970A CN 104411895 A CN104411895 A CN 104411895A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cutter head
drill bit
arm
hub
base ring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201380035970.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104411895B (zh
Inventor
蒂莫西·亚历山大·范奥普斯塔尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHC Holland lE BV
Original Assignee
IHC Holland lE BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IHC Holland lE BV filed Critical IHC Holland lE BV
Publication of CN104411895A publication Critical patent/CN104411895A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104411895B publication Critical patent/CN104411895B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/88—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements acting by a sucking or forcing effect, e.g. suction dredgers
    • E02F3/90—Component parts, e.g. arrangement or adaptation of pumps
    • E02F3/92—Digging elements, e.g. suction heads
    • E02F3/9212—Mechanical digging means, e.g. suction wheels, i.e. wheel with a suction inlet attached behind the wheel
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/88—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements acting by a sucking or forcing effect, e.g. suction dredgers
    • E02F3/90—Component parts, e.g. arrangement or adaptation of pumps
    • E02F3/92—Digging elements, e.g. suction heads
    • E02F3/9212—Mechanical digging means, e.g. suction wheels, i.e. wheel with a suction inlet attached behind the wheel
    • E02F3/9225—Mechanical digging means, e.g. suction wheels, i.e. wheel with a suction inlet attached behind the wheel with rotating cutting elements
    • E02F3/9231—Suction wheels with axis of rotation parallel to longitudinal axis of the suction pipe
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F5/00—Dredgers or soil-shifting machines for special purposes
    • E02F5/28—Dredgers or soil-shifting machines for special purposes for cleaning watercourses or other ways
    • E02F5/282—Dredgers or soil-shifting machines for special purposes for cleaning watercourses or other ways with rotating cutting or digging tools
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/28—Small metalwork for digging elements, e.g. teeth scraper bits
    • E02F9/2866—Small metalwork for digging elements, e.g. teeth scraper bits for rotating digging elements
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/42—Rotary drag type drill bits with teeth, blades or like cutting elements, e.g. fork-type bits, fish tail bits
    • E21B10/43—Rotary drag type drill bits with teeth, blades or like cutting elements, e.g. fork-type bits, fish tail bits characterised by the arrangement of teeth or other cutting elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Drilling Tools (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于从水底移除材料的刀头(1)。所述刀头(1)布置为绕旋转轴线(RA)旋转。所述刀头(1)包括基座圈(10)和毂(20)，所述基座圈(10)和所述毂20)设置成相对于所述旋转轴线(RA)是旋转对称的。所述刀头(1)包括在所述基座圈(10)与所述毂(20)之间延伸的多个臂(30)，所述臂(30)包括多个挖掘工具(40)。所述挖掘工具由具有旋转对称的钻头端部(41)的钻头(40)提供，其中所述臂(30)包括一组或多组的钻头(40)，每一组包括三个或更多个相邻的钻头(40)，这些钻头的钻头端部(41)限定直线段(LS)。

Description

用于从水底移除材料的刀头
技术领域
本发明涉及用于从水底(water bed，河底)移除材料的刀头(cutterhead)，该刀头布置成绕旋转轴线旋转，该刀头包括基座圈(base ring)和毂(hub)，基座圈和毂设置成相对于旋转轴线是旋转对称的，刀头包括在基座圈与毂之间延伸的多个臂，臂包括多个挖掘工具。本发明进一步涉及包括这种刀头的船。
背景技术
绞吸式挖泥船(dredger)(CSD)是已知的。这种挖泥船使用吸管，该吸管在吸入口处具有刀头。刀头可利用毂连接至挖泥船，毂安装在具有使刀头旋转的驱动器的轴线上。旋转轴线被称为刀头的轴向方向。刀切下的材料被吸入吸管并从刀头输送走，例如通过浮动管线输送至倾倒位置(dumping location)。
刀头切下水底材料并使其松动，以便使该材料被吸入吸管。刀头和吸入口可相对于水底移动。
为了将水底材料吸入吸管，可设置耐磨的泵，例如离心泵。
绞吸式挖泥船常用于切下硬表面材料(例如，岩石)，然而绞吸式挖泥船也可用于挖掘砂砾(gravel)或沙子。
刀头可设置有多个挖掘工具(例如，形成为凿形的齿)来挖凿水底材料。挖掘工具也可由包括多个齿的切削刃形成。然而，挖掘工具易于磨损，尤其是当其切下硬表面材料时。
因此，包括可更换齿或可更换切削刃的刀头是已知的。更换齿是一项费时因而费钱的操作，且导致了绞吸式挖泥船停工。
已知的刀头设计包括设置在吸入开口周围的基座圈，多个臂连接至该基座圈。臂在轴向上远离吸入开口地延伸，并径向地朝向彼此会聚，从而在吸入开口的前面形成刀头。臂在切向和径向上可以是弯曲的，以便臂朝向彼此成螺旋形。臂也可仅在径向上是弯曲的，同时轴向对齐或相对于轴向成小的角度。例如，这种设计被称为Lancelot(由IHC Parts&Services公司制造)。
会聚的臂可在吸入开口的前方一定距离处的中部彼此靠近，臂在此处连接至驱动刀头的毂。
挖掘工具，例如，齿或切下刃，被附接至臂。挖掘工具使水底材料松动并切下水底材料，水底材料通过在臂之间的空间被吸入吸入开口。齿还起到铲子(scoop)的作用，其从水底铲起切下的和/或松动的材料，将该材料铲向吸入开口。
已知的刀头具有许多缺点。
例如，形成为凿形的齿易于磨损且需要经常更换，这增加了刀头的停机时间。在一些情况下，齿持续的时间不超过一小时。
US-A-3885330和EP-A1-0376433示出的用于挖孔的设备和切削工具不适合与绞吸式挖泥船结合使用。这些文献示出了具有臂的工具，该臂包括设置在与工具的旋转轴线垂直的平面内的多个挖掘工具。因此，当设置成与水底成除了垂直外的一定角度时，这种工具不适合发挥功能。此外，这种切削工具不适合在与其旋转轴线垂直的方向上移动，这在绞吸式挖泥船中是很常见的，其中绞吸式挖泥船设置有定位桩系统(spud system)，其允许绞吸式挖泥船相对于定位桩做旋转运动，从而沿水底移动刀头。
WO2011003896公开了这样一种用于疏浚水下的地面的刀头。该刀头适合于绕中心轴线可旋转地附接至绞吸式挖泥船的梯形件，并适合于随该挖泥船在横移运动中移动穿过地面。刀头包括基座圈、在中心轴线方向上位于距基座圈一距离处的毂，以及从基座圈延伸至毂的多个支撑臂，其中支撑臂之间设置有通道开口，且其中切削工具是轴对称的，至少在切削工具的自由外端是轴对称的。切削工具至少在其自由外端是轴对称的，且优选沿其整个长度是轴对称的，从而允许绕其纵向轴线自由旋转。切削工具可以是旋转对称的，且优选为锥形的。这种切削工具所占空间较少，这使得有可能为刀头提供大量的切削工具。切削工具可布置在槽内，以便切削工具可绕其旋转对称轴线自由地旋转或至少容易地旋转。允许切削工具在操作期间自由地或容易地旋转降低了破损的风险，并且还通过与土壤摩擦使切削工具的土壤接触末端自主地锐化。
在优选的实施方式中，根据本发明的刀头包括至少50个切削工具，更优选包括至少100个切削工具，再更优选包括至少140个切削工具，最优选包括至少180个切削工具。此处，切削工具可规则地也可不规则地分布在刀头的回转表面上。每个支撑臂的切削工具的数量优选地包括至少10个切削工具，更优选包括至少15个切削工具，再更优选包括至少20个切削工具，最优选包括至少25个切削工具。
然而，在现有技术中，对使用这种至少在其自由外端轴对称的切削工具存在偏见。还参考了CEDA在鹿特丹举行的2009疏浚日，未来疏浚工具(www.dredging.org)的会议论文集中收录的Klaas Wijma所著的“WEARRESISTANT DREDGE CUTTER TEETH A LOOK AT THEDEVELOPMENT OF THE TOOTH AND ITS IMPACT ON ECONOMICALAND ENVIRONMENTAL ASPECTS OF THE DREDGER LOGISTICSAND FOUNDRY(耐磨挖掘切削齿——齿发展初探以及齿发展对于挖泥船后勤和铸造厂的经济方面和环境方面的影响)”。根据该文章，已对传统挖泥机刀头上的钻头(bit)进行了测试，但未成功。Wijma指出了不成功的多种原因。首先，圆锥形钻头中的硬金属杆的可用长度相对较短，导致寿命较短。其次，圆锥形钻头是针对较小的切削深度设计的，这导致切削效率低下。第三，钻头的强度相对较小，大约为150kN，而齿可承受1500-2000kN范围内的切削力或法向力。所有这些缺点导致钻头和适配器(用于支撑钻头)很快磨损、扭矩和穿透力更大，且破损增加。
JP-U-50038142示出使用非旋转对称的钻头端部。根据该文献的装置具有以下缺点，在刀头的远端处将无法有效地切削材料，这是因为远端处没有挖掘工具。
发明内容
本发明的目的是提供一种更有效的刀头。
根据一个方面，提供了一种用于从水底移除材料的刀头，该刀头被布置成绕旋转轴线旋转，该刀头包括基座圈和毂，基座圈和毂被设置成相对于旋转轴线是旋转对称的，该刀头包括在基座圈与毂之间延伸的多个臂，该臂包括多个挖掘工具，其中挖掘工具由具有旋转对称的钻头端部的钻头提供，其中臂包括一组或多组钻头，每一组包括三个或更多个相邻的钻头，相邻的所述钻头的钻头端部限定笔直的线段。
具体而言，臂包括两组或更多组钻头，每一组包括三个或更多个相邻的钻头，相邻的所述钻头的钻头端部限定笔直的线段。
这样一组相邻的钻头形成耙(rake)，钻头安装至共用基座且钻头基本上是平行的。优选五个或更多个相邻的钻头限定笔直的线。
已发现这会产生非常有效且高效率的刀头，尤其是与钻头结合使用时。由于钻头端部以这种方式设置，因此臂能够以相对容易的方式构造，而不需要构造成螺旋形状或双弯形状。此外，由于钻头位于笔直的线段上，因此钻头端部可设置成相对地彼此靠近，这有助于进行铲或耙。
此外，刀功率的起伏减小，并且刀头的运动更平滑，这使得作用在刀头、梯形件、船舶以及可能作用在定位桩上的力和振动较小。因此，这些部件的寿命得以增加。此外，由于船将经受较少的振动，因此船上工作人员的工作环境得以改善。
根据一个实施方式，基座圈和毂沿旋转轴线相对于彼此轴向移动，相对于基座圈而言，毂设置成更靠近距刀头的远端，其中臂包括两组或多组钻头，钻头端部限定笔直的线段，其中各笔直的线段与旋转轴线之间的角度朝向刀头的远端增大。
刀头的远端(其也可称为自由端)为在使用中刀头的朝向待切削材料的端部。朝向远端，笔直的线段相对于旋转轴线的角度变得越来越大。因此，产生了球形的刀头或类球形的刀头，其由沿笔直的线段设置的钻头端部形成。这种刀头在径向以及轴向上具有切削能力。
这种刀头尤其合适用于疏浚，其中旋转轴线相对于水底对角地定向，绞吸式挖泥船在使用时典型地如此设置，其中刀头安装在梯形件上。此外，这种刀头尤其合适在垂直于刀头的旋转轴线的方向上移动时起作用，由于刀头所附接的绞吸式挖泥船的定位桩的引导运动，刀头沿水底移动。由于臂和钻头组的构造，刀头能够在与旋转轴线垂直的方向上以及侧面的方向上进行切削。
根据一个实施方式，与臂关联的一个或多个线段(line segment)限定钻头平面。
优选地，对于每个臂，可限定这种钻头平面。
应理解，实际上钻头端部可不是精确地位于笔直的线段或钻头平面上，但是术语笔直的线段和钻头平面是指在刀头的常用公差内的线和平面，尤其是将在使用过程中钻头端部可能会磨损考虑在内时。
在每个臂有单个线段的情况下，可限定多个钻头平面。在每个臂有两个或更多线段的情况下，钻头平面被唯一地限定。
基座圈和毂沿旋转轴线相对于彼此轴向地移动。基座圈可连接至吸管，使得臂在吸管的吸入开口的前面形成刀头。毂被布置成连接至驱动轴并由驱动轴驱动以使刀头绕旋转轴线旋转。驱动轴可以是梯形件的一部分。
钻头可包括由碳化钨制成的钻头头部，这是因为碳化钨是提供坚固的钻头头部的有利材料。
根据一个实施方式，当投影在与旋转轴线(RA)垂直的投影平面上时，与臂关联的一个或多个线段共同形成笔直的钻头线。
根据一个实施方式，钻头线是相对于旋转轴线偏移的。
在投影至与旋转轴线垂直的投影平面时，钻头线可具有的距旋转轴线最近的距离为d，其中d在0,05R<d<0,2R的范围内，R为基座圈的半径。
通过设置这种偏移可确保钻头端部径向不对准，在这种情况下在刀头旋转过程中，钻头端部将在基本上相同的时间撞上水底。
这种偏移具有以下优点，当旋转时，钻头端部差不多在时间上连续时刻撞上水底，产生随时间均匀分布的切削力，从而防止峰值力。与螺旋状的臂相反，钻头端部将相对较短时间地彼此先后撞上水底。这也有助于有效的切削过程。
根据一个实施方式，钻头线与旋转轴线交叉。将本领域内可接受的公差考虑在内，钻头线具有的距旋转轴线最近的距离为d，其中d在0<d<0,05R的范围内，R为基座圈的半径。
根据本实施方式，钻头线至少在投影至与旋转轴线(RA)垂直的平面上与旋转轴线交叉。这种实施方式形成了易于制造的刀头，并提供足够空间来放置尽可能多的臂。笔直的臂所需空间(表面积和体积方面)少于螺旋状的臂或双弯臂。
根据一个实施方式，基座圈具有第一直径，毂具有第二直径，第一直径大于第二直径，且臂在从基座圈至毂的方向上朝旋转轴线会聚。
根据一个实施方式，线段在从基座圈至毂的方向上朝向旋转轴线的方向相对于彼此互成角度。这提供了在径向以及轴向上具有切削能力的球形刀头。
可替代地，钻头线可以是弯曲的，即由多个相对于彼此互成角度的笔直的线段形成。这种实施方式使得刀头易于制造，这是因为臂或至少钻头保持器可由两个或更多笔直的部分形成，这有助于制造并导致形成坚固的刀头。
根据一个实施方式，钻头平面与旋转轴线(RA)平行，且相对于旋转轴线(RA)是偏移的。下面将参考图3更详细地说明本实施方式。已发现这是个有利的实施方式。
根据一个实施方式，钻头平面与旋转轴线以角度α相交叉，其中-5°<α<20°，优选地5°<α<15°。下面将参考图6a-b更详细地说明本实施方式。
根据一个实施方式，臂包括笔直的细长钻头保持器，每个钻头保持器被布置为保持多个钻头。
钻头保持器可以是可更换的，这便于通过用包括新钻头的新钻头保持器更换钻头保持器来快速且有效地改变钻头。此外，通过使用笔直的钻头夹持器，与弯曲的臂相比，钻头可设置成相对地靠近彼此。
可替代地，钻头可与刀头的臂一体成形，或可将钻头直接连接至臂，例如通过焊接或耦接构件。
根据一个实施方式，刀头包括多个子臂以及设置在基座圈与毂之间的中间环，子臂包括多个挖掘工具，其中子臂在基座圈与中间环之间延伸且子臂短于在基座圈与毂之间延伸的臂。设置在子臂上的挖掘工具也可由具有旋转对称的端部的钻头形成。中间环在轴向方向上设置在基座圈与毂之间，并具有小于基座圈而大于毂的外径。臂可由一个或多个臂段形成。例如，从基座圈延伸至毂的臂可由两个臂段形成，一个臂段从基座圈延伸至中间环，另一个臂段从中间环延伸至毂。
这种刀头克服了由毂的外径尺寸造成的缺点，该毂外径的尺寸对可设置的臂的数量形成了限制。具有小外径的相对较小的毂允许设置形成大约为球形的刀头的会聚臂。由于这种刀头可在相对于水底的很宽的角度范围内使用，因此这是有利的。当在径向(侧向)上移动穿过水底时，以及在轴向上被推入水底内时，刀头可以是效率的，这是因为该刀头具有在径向以及轴向上突出的齿。然而，小毂仅可支撑几个臂(例如，5个或6个臂)。
较大的毂或连接有附加环连接以形成较大的外径的毂，可支撑更多臂(例如，8个或10个臂)，但是仅可用于较小的角度范围内。这种刀头将为桶型的(如来自IHC Parts&Services公司的Lancelot刀头)，而非球形的。当刀头在轴向上被推入水底时，这种刀头的臂将不那么会聚且不那么高效。
US727691描述了用于挖泥机的刀装置，包括轴、附接至轴的毂、与毂连接的一系列刀片、绕轴延伸但不受轴束缚且联接刀片的端部的环形部分、连接至所述环形部分的第二系列刀片，以及用于支撑所述第二系列刀片的端部的器件。
已发现具有钻头的刀头以及主臂与子臂的结合是非常有效的，使得效率提高。
根据一个实施方式，多个臂在每米的长度上包括至少8个钻头，优选在每米的长度上包括至少10个钻头，或更优选在每米的长度上包括至少12个或15个钻头。
换句话说，钻头设置得相对靠近彼此。通过将钻头设置得相对靠近彼此，提供了具有意想不到的效率和耐磨性的刀头，这与现有技术提供的有关钻头使用的负面暗示(indication)相反。
通过提供相对较大量的钻头并将这些钻头置于直线上，切削力将分布在不同钻头上，这确保了钻头将不会过快地磨损。
此外，钻头和臂的相对较高的密度将有助于铲挖效果，确保被切下和/或松动的材料被铲至刀头内部，材料在此处通过吸管的吸入开口被收集。由于钻头设置得相对靠近彼此，因此切下以及松动的材料以有效的方式被耙聚在一起，减少了溢出量。此外，由于钻头相对靠近彼此，土壤被切削成相对较小的碎片，降低了堵塞的风险。
根据一个实施方式，提供了一种刀头，其中臂包括十五个或更多个钻头。
可替代地，提供了一种刀头，其中相邻的钻头之间的距离小于钻头的突出部分的长度。
根据一个实施方式，钻头能够绕其主体轴线旋转。
通过以旋转方式安装钻头，允许钻头绕其各自的主体轴线旋转，钻头可自行锐化，这延长了钻头的寿命，从而减少了停机时间。
根据另一方面，提供了包括根据前述权利要求中任一项所述的刀头的船。
根据一个实施方式，船为绞吸式挖泥船。
附图说明
现在将参考示意性附图，仅以实例的方式来对实施方式进行描述，其中相应的附图标记指代相应的部件，在附图中：
图1示意性地示出根据一个实施方式的刀头的透视图；
图2示意性地示出根据一个实施方式的刀头的侧视图；
图3a和3b示意性地示出根据两个实施方式的刀头的轴向视图；
图4示意性地示出根据一个实施方式的刀头的细节；
图5示意性地示出根据可替代实施方式的刀头的透视图；
图6a-b示意性地示出根据另一个实施方式的刀头的透视图，以及
图7示意性地描绘了包括刀头的船。
附图仅用于说明，不应作为对权利要求书中所阐明的范围或保护范围的限制。
具体实施方式
参考附图，现在将更详细地描述实施方式。
图1和2示出刀头1。使用时，刀头1将由例如驱动轴(未示出)驱动而绕旋转轴线RA旋转。刀头包括相对于彼此轴向移动的基座圈10和毂20。刀头1包括多个安装至基座圈10和毂20的臂30。基座圈10的直径D1大于毂的直径D2(参见例如图3a)。
臂包括多个由钻头40形成的挖掘工具。钻头40具有主体轴线BA和相对于主体轴线旋转对称的钻头端部41。钻头40可自由旋转，使得钻头在切削力的影响下旋转。这提供了钻头40的自锐化效果。
钻头40被分成包括三个或更多个钻头的组，在一组内的钻头端部41位于笔直的线段LS上。这样，钻头40形成切削材料并以有效方式耙聚材料的耙。在耙内，钻头40设置得相对靠近彼此，优选的密度为在每米的长度上至少8个、10个、12个或15个钻头。
臂30可包括一个或多个线段LS。在包含两个或更多个线段LS的情况下，线段LS限定钻头平面，如在所示的实施方式中那样。
图3a和3b示意性地描绘了可替代的实施方式。根据这两个实施方式，当投影在与旋转轴线RA垂直的投影平面上时，与臂30相关联的一个或多个线段LS共同形成直钻头线BL。如图3a所示，钻头线BL以最小距离d经过旋转轴线。如图3b所示，钻头线BL通过旋转轴线。根据图3b，距离d＝0，或实际上d≈0。一般而言，钻头线BL具有距旋转轴线R最近的距离d，其中0<d<0,2R，R为基座圈10的半径(R＝0,5*D1)。
图4示意性地描绘了刀头1的一部分，示出了单个臂30。应注意，臂30可由两个或更多个臂段32形成。臂30可包括引导板33以向内引导材料，例如朝吸管(图4中未示出)引导材料。臂30还包括三个笔直的细长钻头保持器31，每个钻头保持器支撑多个钻头40。图4还示出在朝向旋转轴线RA的方向上相对于彼此互成角度的线段LS，使得臂30提供凸形的刀头1。
图1-3b中所示的实施方式示出了刀头1，该刀头包括较长的臂30和较短的臂或子臂30'。中间环11可设置在基座圈10与毂20之间，但该中间环11可省略。图5示意性地描绘了没有较短的臂30'的实施方式。
如上所述，可限定每个臂30的钻头平面BP，该钻头平面包括线段LS。在包含两个或更多个线段LS的情况下，钻头平面BP被唯一地限定。钻头平面BP可与旋转轴线RA平行，并且包括旋转轴线RA或可相对于旋转轴线RA是偏移的。可替代地，如图6a-6b所示，钻头平面BP与旋转轴线RA可成一定角度，其中0°<α<20°，优选地5°<α<15°。钻头平面与旋转轴线RA之间的角度可限定为90°-β，其中β为旋转轴线RA与钻头平面BP的法线之间的角度，该法线穿过钻头平面BP与旋转轴线RA之间的交叉点。
图6a和6b示意性地描绘了两个实施方式，其中钻头平面BP相对于与旋转轴线RA(以虚线表示)平行的钻头平面BP在相反的方向上成一角度。
图6a示出了负角α，其中臂30距毂20最近的部分向后倾斜，即在与钻头40所指向的方向相反的方向上，而臂30距基座圈10最近的部分向前倾斜，即在钻头40所指向的方向上。
图6b示出了正角α，其中臂30距毂20最近的部分向前倾斜，而臂30距基座圈10最近的部分向后倾斜。
角度α优选在-5°<α<20°的范围内，或更优选地在5°<α<15°的范围内。
图7示意性地描绘了船100，例如包括吸管101的绞吸式挖泥船，如以上描述的刀头1附接至该吸管。该船还包括定位桩。
基于以上所述，清楚的是，因此提供了用于从水底移除材料的刀头1，刀头1布置成绕旋转轴线RA旋转，刀头1包括基座圈10以及毂20，基座圈10和毂20被设置成相对于旋转轴线RA是旋转对称的，刀头1包括在基座圈10与毂20之间延伸的多个臂30，臂30包括多个挖掘工具40，其中挖掘工具由具有旋转对称的钻头端部41的钻头40提供，其中与臂相关联的钻头端部41限定钻头平面BP。钻头平面BP可与旋转轴线RA平行，并相对于该旋转轴线是偏置的，或可相对于旋转轴线RA成角度α。
还提供了用于从水底移除材料的刀头1，该刀头1布置成绕旋转轴线RA旋转，刀头1包括基座圈10和毂20，基座圈10和毂20被设置成相对于旋转轴线RA是旋转对称的，刀头1包括在基座圈10与毂20之间延伸的多个臂30，臂30包括多个挖掘工具40，其中挖掘工具由具有旋转对称的钻头端部41的钻头40提供，其中相邻的钻头的组形成耙。
除了以上描述的那些修改之外，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可对本文描述的结构和技术进行做出修改。因此，尽管已经描述了具体的实施方式，但是这些实施方式仅仅为实例，并不限制本发明的范围。

Claims (17)

1.一种用于从水底移除材料的刀头(1)，所述刀头(1)布置成绕旋转轴线(RA)旋转，所述刀头(1)包括基座圈(10)以及毂(20)，所述基座圈(10)和所述毂(20)设置成相对于所述旋转轴线(RA)是旋转对称的，所述刀头(1)包括在所述基座圈(10)与所述毂(20)之间延伸的多个臂(30)，所述臂(30)包括多个挖掘工具(40)，其中所述挖掘工具由钻头(40)提供，所述钻头具有旋转对称的钻头端部(41)，其中所述臂(30)包括一组或多组的钻头(40)，每组包括三个或更多个相邻的钻头(40)，相邻的所述钻头的所述钻头端部(41)限定笔直的线段(LS)。
2.根据权利要求1所述的刀头，其中，所述基座圈(10)和所述毂(20)沿所述旋转轴线(RA)相对于彼此轴向地移位，所述毂(20)设置成相对于所述基座圈(10)距所述刀头(1)的远端更近，其中所述臂(30)包括两组或更多组的钻头(40)，所述钻头的所述钻头端部(41)限定笔直的所述线段(LS)，其中各个笔直的所述线段(LS)与所述旋转轴线(RA)之间的角度朝所述刀头(1)的远端增大。
3.根据前述权利要求中任一项所述的刀头，其中，与一个臂(30)相关联的一个或多个所述线段(LS)限定钻头平面(BP)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的刀头，其中，与一个臂(30)相关联的一个或多个所述线段(LS)当投影在与所述旋转轴线(RA)垂直的投影平面上时，共同形成笔直的钻头线(BL)。
5.根据权利要求4所述的刀头(1)，其中，所述钻头线(BL)相对于所述旋转轴线(RA)偏移(d)。
6.根据权利要求5所述的刀头(1)，其中，所述钻头线(BL)与所述旋转轴线(RA)交叉。
7.根据前述权利要求中任一项所述的刀头(1)，其中，所述基座圈(10具有第一直径(D1)，所述毂(20)具有第二直径(D2)，所述第一直径(D1)大于所述第二直径(D2)，且所述臂(30)在从所述基座圈(10)至所述毂(20)的方向上朝所述旋转轴线(RA)会聚。
8.根据前述权利要求中任一项所述的刀头(1)，其中，在从所述基座圈(10)至所述毂(20)的方向上，所述线段在朝向所述旋转轴线(RA)的方向上相对于彼此互成角度。
9.根据权利要求2至8中任一项所述的刀头(1)，其中，所述钻头平面(BP)平行于所述旋转轴线(RA)，并相对于所述旋转轴线偏移。
10.根据权利要求2至8中任一项所述的刀头(1)，其中，所述钻头平面(BP)和所述旋转轴线(RA)以角度α交叉，其中-5°<α<20°，优选地为5°<α<15°。
11.根据前述权利要求中任一项所述的刀头(1)，其中，所述臂(30)包括笔直的细长钻头保持器(31)，每个所述钻头保持器(31)布置成用于保持多个所述钻头(40)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的刀头(1)，其中，所述刀头(1)包括多个子臂(30')以及设置在所述基座圈(10)与所述毂(20)之间的中间环(11)，所述子臂(30')包括多个挖掘工具(40)，且其中所述子臂(30')在所述基座圈(10)与所述中间环(11)之间延伸，并且所述子臂短于在所述基座圈(10)与所述毂(20)之间延伸的所述臂(30)。
13.根据前述权利要求中任一项所述的刀头(1)，其中，多个臂(30、30')在每米的长度上包括至少8个钻头，优选地在每米的长度上包括至少10个钻头，或更优选地在每米的长度上包括至少12个或15个钻头。
14.根据前述权利要求中任一项所述的刀头(1)，其中，所述臂包括十五个钻头或更多个钻头。
15.根据前述权利要求中任一项所述的刀头(1)，其中，所述钻头(40)能够绕所述钻头的主体轴线旋转。
16.一种包括根据前述权利要求中任一项所述的刀头(1)的船。
17.根据权利要求16所述的船，其中，所述船为绞吸式挖泥船。
CN201380035970.9A 2012-07-06 2013-07-05 用于从水底移除材料的刀头 Active CN104411895B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2009146 2012-07-06
NL2009146A NL2009146C2 (en) 2012-07-06 2012-07-06 Cutter head for removing material from a water bed.
PCT/NL2013/050504 WO2014007634A1 (en) 2012-07-06 2013-07-05 Cutter head for removing material from a water bed

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104411895A true CN104411895A (zh) 2015-03-11
CN104411895B CN104411895B (zh) 2016-08-31

Family

ID=47045120

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380035970.9A Active CN104411895B (zh) 2012-07-06 2013-07-05 用于从水底移除材料的刀头

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9453324B2 (zh)
EP (2) EP3176336B1 (zh)
CN (1) CN104411895B (zh)
ES (2) ES2906410T3 (zh)
NL (1) NL2009146C2 (zh)
WO (1) WO2014007634A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110226011A (zh) * 2016-07-18 2019-09-10 Ihc荷兰Ie有限公司 用于疏浚或采矿的增材制造的齿
CN110678611A (zh) * 2017-05-15 2020-01-10 Ihc荷兰知识产权有限公司 带有裙部的刀头

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL2011994C2 (en) * 2013-12-19 2015-06-22 Ihc Holland Ie Bv Cutter head.
WO2015195817A1 (en) 2014-06-18 2015-12-23 Ulterra Drilling Technologies, L.P. Drill bit
US11015394B2 (en) * 2014-06-18 2021-05-25 Ulterra Drilling Technologies, Lp Downhole tool with fixed cutters for removing rock
NL2019004B1 (en) * 2017-05-31 2018-12-07 Dredge Yard Dmcc A cutter head with suction function and a method for using same
CN110424490A (zh) * 2019-07-24 2019-11-08 河海大学常州校区 一种仿龙虾螯部的疏浚绞刀
CN112922067A (zh) * 2021-01-26 2021-06-08 通化师范学院 一种生态环境的环保型治理装置

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3808716A (en) * 1971-02-11 1974-05-07 Hattum En Blankevoort Bv Van Dredge cutter head
JPS5038142U (zh) * 1973-07-28 1975-04-19
US3885330A (en) * 1973-03-07 1975-05-27 Toshinobu Araoka Excavator for digging a hole beneath the water
CN1071223A (zh) * 1991-09-27 1993-04-21 罗维斯公司 盘式钻头
CN2461967Y (zh) * 2000-12-15 2001-11-28 天津航道勘察设计研究院 新型环保疏浚绞刀
CN101410574A (zh) * 2006-02-28 2009-04-15 沃斯塔Lmg有限公司 刀头和绞吸式挖泥船
CN201627218U (zh) * 2009-09-09 2010-11-10 中交天航滨海环保浚航工程有限公司 一种绞吸挖泥船用带防石网绞刀
WO2011003869A1 (en) * 2009-07-06 2011-01-13 Dredging International N.V. Cutter head for dredging ground, cutter suction dredger provided with such a cutter head and use of the cutter head for dredging ground
US20120000712A1 (en) * 2009-01-09 2012-01-05 Stijn Claessens Cutter head for dredging ground and use of this cutter head for dredging ground
CN102359134A (zh) * 2011-08-08 2012-02-22 中交天津港航勘察设计研究院有限公司 一种挖泥船用具有水力特性的绞刀

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1316349A (en) * 1919-09-16 Cutter for dredgers
US727691A (en) 1901-12-06 1903-05-12 Arthur W Robinson Cutter-head for dredges.
US797109A (en) * 1904-11-25 1905-08-15 Marshall C Harris Suction-dredger.
US856544A (en) * 1906-08-21 1907-06-11 John F Ollrich Dredger-cutter.
US856487A (en) * 1906-08-21 1907-06-11 John F Ollrich Dredger-cutter.
US2233943A (en) * 1939-02-03 1941-03-04 Atlantic Gulf And Pacific Comp Cutter for dredges
US2370430A (en) * 1943-02-17 1945-02-27 George A Waldeck Cutter head for hydraulic dredges
US3760518A (en) * 1972-02-03 1973-09-25 A Hamm Rotary dredge cutter-head having spaced guard members
US4403428A (en) * 1981-11-13 1983-09-13 Chapman Jr Marion R Suction dredge cutter head
US4373277A (en) * 1981-12-07 1983-02-15 Edward Cucheran Cutter extension cone
DE3531384A1 (de) * 1985-09-03 1987-03-12 Berchem & Schaberg Gmbh Werkzeugaggregat fuer einen rotierenden schneidkopf einer abbaumaschine
US5038859A (en) * 1988-04-15 1991-08-13 Tri-State Oil Tools, Inc. Cutting tool for removing man-made members from well bore
US4682663A (en) * 1986-02-18 1987-07-28 Reed Tool Company Mounting means for cutting elements in drag type rotary drill bit
US4891893A (en) * 1989-04-28 1990-01-09 Lvi Group, Inc. Dredge cutterhead tooth assembly
US5617654A (en) * 1994-10-28 1997-04-08 Wetta, Ii; William J. Dredge rotary cutter head
US6578294B2 (en) * 2001-02-02 2003-06-17 Esco Corporation Dredge cutterhead
DE102004033934B4 (de) * 2004-07-14 2023-08-10 Thyssenkrupp Industrial Solutions Ag Schaufelradbagger zum Abbau von Materialien mit hoher Festigkeit für kontinuierliche Baggerung
EP2275442A1 (en) 2009-07-06 2011-01-19 Ludwig-Maximilians-Universität München Detection and vizualization of the cell cycle in living cells
US8936109B2 (en) * 2010-06-24 2015-01-20 Baker Hughes Incorporated Cutting elements for cutting tools
NL2012654B1 (en) * 2014-04-18 2016-07-04 Ihc Holland Ie Bv Universal cover for cutter head.

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3808716A (en) * 1971-02-11 1974-05-07 Hattum En Blankevoort Bv Van Dredge cutter head
US3885330A (en) * 1973-03-07 1975-05-27 Toshinobu Araoka Excavator for digging a hole beneath the water
JPS5038142U (zh) * 1973-07-28 1975-04-19
CN1071223A (zh) * 1991-09-27 1993-04-21 罗维斯公司 盘式钻头
CN2461967Y (zh) * 2000-12-15 2001-11-28 天津航道勘察设计研究院 新型环保疏浚绞刀
CN101410574A (zh) * 2006-02-28 2009-04-15 沃斯塔Lmg有限公司 刀头和绞吸式挖泥船
US20120000712A1 (en) * 2009-01-09 2012-01-05 Stijn Claessens Cutter head for dredging ground and use of this cutter head for dredging ground
WO2011003869A1 (en) * 2009-07-06 2011-01-13 Dredging International N.V. Cutter head for dredging ground, cutter suction dredger provided with such a cutter head and use of the cutter head for dredging ground
CN201627218U (zh) * 2009-09-09 2010-11-10 中交天航滨海环保浚航工程有限公司 一种绞吸挖泥船用带防石网绞刀
CN102359134A (zh) * 2011-08-08 2012-02-22 中交天津港航勘察设计研究院有限公司 一种挖泥船用具有水力特性的绞刀

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110226011A (zh) * 2016-07-18 2019-09-10 Ihc荷兰Ie有限公司 用于疏浚或采矿的增材制造的齿
CN110678611A (zh) * 2017-05-15 2020-01-10 Ihc荷兰知识产权有限公司 带有裙部的刀头
CN110678611B (zh) * 2017-05-15 2022-05-24 Ihc荷兰知识产权有限公司 带有裙部的刀头

Also Published As

Publication number Publication date
NL2009146C2 (en) 2014-01-07
CN104411895B (zh) 2016-08-31
EP3176336A1 (en) 2017-06-07
ES2621928T3 (es) 2017-07-05
EP2870299A1 (en) 2015-05-13
US9453324B2 (en) 2016-09-27
EP2870299B1 (en) 2017-03-08
EP3176336B1 (en) 2021-12-01
US20150275473A1 (en) 2015-10-01
WO2014007634A1 (en) 2014-01-09
ES2906410T3 (es) 2022-04-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104411895B (zh) 用于从水底移除材料的刀头
CN201704714U (zh) 一种挖岩绞刀
ES2963107T3 (es) Superficie de broca arqueada y conjunto de cuchillas
US9739032B2 (en) Self cleaning collection apparatus and method
JP6238433B2 (ja) シールド掘進機のカッタ盤およびそれを備えるシールド掘進機
JP4803453B2 (ja) アースオーガーヘッド
EP0228499B1 (en) Dredging helical cutter
JP4705910B2 (ja) さまざまな性質の浚渫物を撤去および回収するための装置および方法
JP2000160989A (ja) シールド掘進機用カッタービットおよびシールド掘進機
JP2011021466A (ja) 岩盤用ドリルヘッド
US5617654A (en) Dredge rotary cutter head
CN203685041U (zh) 一种高效旋挖齿
CN110678611B (zh) 带有裙部的刀头
JP6826765B1 (ja) 切削ビット
JP7128047B2 (ja) 沈木破砕装置
JP2021179082A (ja) 切削用チップ及びビット
US20090224596A1 (en) Cutting Elements Disposed On A Drum
CN203214066U (zh) 绞刀
CN212744005U (zh) 泥水平衡岩石顶管机用切削刀盘
KR101697622B1 (ko) 땅을 준설하기 위한 커터 헤드, 이와 같은 커터 헤드가 제공된 커터 흡입 준설기 및 땅을 준설하기 위한 커터 헤드의 사용
JP2007255048A (ja) カッタヘッド
JP6177397B2 (ja) 摩耗低減用プレート
JP2021025209A (ja) 固化材液置換コラムの掘削装置
JP2021099007A (ja) 鋼管、鋼管構造体、鋼管構造体の構築方法
Mikheev et al. Cutter Heads of Suction Dredges for Underwater Excavation

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant