CN104685130B - 水下土壤改良设备的用于防止水浑浊的装置 - Google Patents

Abstract

本发明的一个实施方式涉及一种水下土壤改良设备的用于防止水浑浊的装置。要解决的问题是提供一种水下土壤改良设备的用于防止水浑浊的装置，所述装置能够在水下土壤改良过程中，防止因浮动土壤造成的水浑浊。为此，在连接到水下土壤改良设备的挖掘杆用于防止水浑浊的装置中，本发明提供一种水下土壤改良设备的用于防止水浑浊的装置，包括：主体部分，其用于沿挖掘杆的长度方向包围挖掘杆；多个盖部分，其连接到主体部分的上部用于使挖掘杆穿过；铰链部分，其连接在主体部分和盖部分之间，以使盖部分能够在向上的方向、水平的方向或向下的方向上旋转；以及提供弹力的部分，其设置在主体部分和盖部分之间，以使盖部分在水平方向上定位。

Description

水下土壤改良设备的用于防止水浑浊的装置

技术领域

本发明涉及一种水下土壤改良设备的用于防止水浑浊的装置。

背景技术

通常，水下土壤改良设备用于改良软质地面。水下土壤改良设备包括用于地面改良的挖掘杆。在一个实例中，水下土壤改良设备包括螺旋机(电机)、连接到螺旋机的齿轮箱和连接到齿轮箱的挖掘杆。为了提高挖掘效率，挖掘杆包括挖掘钻头、挖掘刀片和搅动刀片。此外，排出孔形成在挖掘杆的底部上，以允许例如水泥胶或砂浆的改良剂插入到挖掘杆中，然后与挖掘出的泥土和沙子混合并搅拌。

此外，为了进一步提高挖掘效率，挖掘杆通常包括多个挖掘杆。因此，为了稳定地支撑多个挖掘杆，设置了用于支撑多个挖掘杆的杆支撑支架。这里，杆支撑支架允许挖掘杆在其中旋转，而自身不被旋转。

与此同时，不仅在地下层中还在水下层中完成地面改良。也就是说，为了在水下地面上构建桥梁、码头或建筑物，为了安全地支撑桥梁、码头或建筑物的支撑体的目的，可以首先在软质水下地面中构造用于防水的高强度圆柱形或矩形桩或围堰壁，然后可以将桥梁、码头或建筑物构建在桩或围堰壁上。

然而，不同于在地面上，水中的环境可能在水下地面的改良过程中被污染。也就是说，如果当挖掘水下地面时，将改良剂注入到水下地面中，则具有在其中混合的改良剂与泥土和沙子的浮动土壤可能在水中浮动预定的厚度。由于包含在浮动土壤中的改良剂与泥土和沙子还没有固化，浮动土壤分解成小块，然后广泛地扩散在水中。因此，在水下地面的改良过程中，由于浮动土壤和改良剂的化学成分广泛扩散，明显地降低了水浑浊度，由此污染水下环境。

特别地，由于改良剂的化学成分有害地影响海洋生物，可能造成对周边的鱼类育苗区域的损害。为了避免这样，有必要在鱼类育苗区域的工地的周围安装用于防止水浑浊的单独的板。

另外，由于作为改良剂与泥土和沙子的混合物的浮动土壤具有低强度并且被固化，有必要在水下地面的改良之后单独地移除浮动土壤。

发明内容

技术问题

本发明提供一种在水下土壤的改良过程中，用于防止因浮动土壤造成的水下土壤改良设备中的水浑浊的装置。

技术方案

在以下优选实施方式的描述中将说明本发明的上述和其他目的，或者从以下优选实施方式的描述中，本发明的上述和其他目的将是显而易见的。根据本发明的一个方面，提供了一种连接到水下土壤改良设备的挖掘杆用于防止水浑浊的装置，所述装置包括：主体单元，其在挖掘杆的长度方向上包围挖掘杆；多个盖单元，其连接到主体单元的上部，以允许挖掘杆穿过；铰链单元，其连接在主体单元和盖单元之间，并且允许盖单元在向上、水平或向下的方向上旋转；以及提供弹力的单元，其安装在主体单元和盖单元之间，并且将弹力提供到盖单元，以允许盖单元在水平方向上定位。

每个盖单元还可以包括安装在其中以接收具有比水小的比重的气体、液体或固体的浮箱。

此外，每个盖单元还可以包括形成为允许挖掘杆穿过的第一切除部分。

挖掘杆可以包括多个挖掘杆，支撑支架可以在与挖掘杆的长度方向相同的方向上设置在多个挖掘杆中的每一个之间，还可以设置将多个挖掘杆连接到支撑支架的支撑构件，并且第二切除部分可以进一步形成在每个盖单元中以允许支撑支架穿过。挖掘杆可以插入到主体单元中，盖单元可以被支撑构件触动，然后被旋转，以使盖单元的端部相对于铰链单元朝下，并且当将挖掘杆从主体单元中取出时，盖单元可以被支撑构件触动，然后被旋转，以使盖单元的端部相对于铰链单元朝上。在将挖掘杆插入到主体单元中之后，或者在将挖掘杆从主体单元中取出之后，可以通过提供弹力的单元使盖单元旋转，以使盖单元的端部相对于铰链单元朝向水平方向。绞盘可以安装在水下土壤改良设备中，并且多个拖环可以安装在主体单元中，以连接绞盘的拖线。

有益效果

如上所述，本发明的一个实施方式提供了一种在水下土壤改良设备中，用于防止因浮动土壤造成的水浑浊的装置。也就是说，在本发明中，由于挖掘杆的附近被防止水浑浊装置包围，浮动土壤不会在竖直或水平方向上向外扩散。换句话说，浮动土壤仅包含在防止水浑浊装置的主体单元内，而没有释放到主体单元的外部。因此，水浑浊度保持为原状，并且使改良剂的化学成分的扩散最小，由此防止水下环境污染。

特别地，由于海洋生物不受改良剂的化学成分的影响，能够使对周边的鱼类育苗区域的损害最小，并且没有必要为了防止海水污染，安装用于防止水浑浊的单独的板。此外，由于具有混合在其中的改良剂以及泥土和沙子的浮动土壤在预定区域内固化而没有扩散，不同于现有技术，浮动土壤具有高强度。也就是说，由于浮动土壤的强度类似于改良的水下地面的强度，所以桥梁、码头或建筑物可以直接构造在水下地面上，而不需要单独地移除浮动土壤。

附图说明

图1a是根据本发明的一个实施方式的用于水下土壤改良设备的防止水浑浊装置的平面图，并且图1b是图1a中示出的防止水浑浊装置的纵向剖面图；

图2a、图2b和图2c是示出了图1a中示出的防止水浑浊装置的盖单元的状态的部分剖面图；以及

图3a至图3j是顺序地示出了包括图1a中示出的防止水浑浊装置的水下土壤改良设备的操作的视图。

具体实施方式

下文将参考附图描述本发明的示例性实施方式。

现在，下文将参考附图更充分描述示例性实施方式；然而，它们可以不同的形式来体现，并且不应被解释为限制于这里阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式是为了使本公开将是彻底的和完整的，并且将本发明的实施方式充分地传达给本领域技术人员。

在附图中，为了清楚起见，可能放大层和区域的厚度。在整个说明书中，相同的参考标记表示相同的元件。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关列出项的任意或所有组合。

本文所使用的术语是用于描述具体实施方案的目的，而不是意在限制本发明。如本文所使用的，除非上下文另外明确指出，单数形式也意图包括复数形式。将进一步理解的是，在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包括了”指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组的存在或增加。

将会理解的是，虽然术语第一、第二等可以在本文中用来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应局限于这些术语。这些术语仅用于区分一个元件、组件、区域、层或部分与另一个元件、组件、区域、层或部分。因此，在不背离本发明的教导的情况下，下面讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可以被称为第二元件、组件、区域、层或部分。

此外，这里所使用的术语“水”可以指海水和淡水。另外，虽然没有在此示出，如本文所使用的术语“水下土壤改良设备”和“安装在其中的挖掘杆”，仅被提供用于示例性说明并且可以包括用于包含所有水下土壤改良设备和安装在其中的挖掘杆的概念。因此，应当如这里定义的内容定义水下土壤改良设备和安装在其中的挖掘杆。

图1a是根据本发明的一个实施方式的用于水下土壤改良设备的防止水浑浊装置100的平面图，并且图1b是图1a中示出的防止水浑浊装置的纵向剖面图。

如图1a和图1b所示，防止水浑浊装置100包括主体单元110、多个盖单元120、铰链单元130和提供弹力的单元150。

主体单元110配置为沿挖掘杆的长度方向包围挖掘杆(图2a的230)的预定区域。也就是说，主体单元110按预定长度大致包围挖掘杆230的区域。这里，主体单元110安装为与挖掘杆230间隔开预定距离，以便不触动挖掘杆230的操作。例如，主体单元110可以大致形成为从水平截面观察时具有中心空间的矩形。也就是说，主体单元110可以形成为具有以大致直角彼此连接的四个侧面的矩形。此外，主体单元110可以大致形成为具有彼此连接的四个四方形、正方形或矩形板，并且其顶部区域和底部区域打开的六面体，但是本发明不将主体单元110的形状局限于此。特别地，主体单元110的水平截面可以形成为具有中心空间的三角形、五角形、六角形或圆形。此外，如上所述，主体单元110可以形成为具有打开的底部部分，以在地面改良过程中，允许容易地插入和取出挖掘杆230并且容易地填充浮动土壤。此外，拖环111可以形成在主体单元110的相对侧上，以便连接到安装在水下土壤改良设备中的拖线(图3a的260)。主体单元110通常可以由钢、塑料及其等效物制成，但是本发明不将主体单元110的材料局限于这里列出的材料。

盖单元120连接到主体单元110的上部，并且挖掘杆230穿过盖单元120。盖单元120可以包括多个盖单元。在一个实例中，盖单元120可以一个接一个地连接到主体单元110的四个侧面上，总共设置四个盖单元120，但是本发明不将盖单元120的数目局限于四个。

更详细地，每个盖单元120具有大致三角形形状并且其一侧通过将在后面描述的铰链单元130以能够旋转的方式连接到主体单元110的每侧。这里，第一切除部分121形成在盖单元120的另外两侧上，以允许挖掘杆230穿过。相邻的盖单元120的两个第一切除部分121安装为彼此相对，以使两个第一切除部分121设置成大致圆形形状。因此，挖掘杆230穿过由两个第一切除部分121形成的空间。

此外，各自的盖单元120具有第二切除部分122，其形成在朝向盖单元连接到主体单元110的侧面的顶点处。形成在四个相邻的盖单元120上的第二切除部分122安装为彼此相对，以使四个第二切除部分122设置为大致四边形。因此，将在后面描述的支撑支架(图2b的240)和支撑构件(图2b的250)可以穿过由四个第二切除部分122形成的空间。

与此同时，每个盖单元120还可以包括安装在其中以接收具有比水小的比重的气体(空气)、液体和/或固体的浮箱123。也就是说，如图1b所示，每个盖单元120可以具有平面的顶部部分和带有顶点的三角形的底部部分，并且浮箱123可以具有三角形的内部部分。也就是说，将具有比水小的比重的气体(空气)、液体和/或固体接收到浮箱123的三角形的内部部分中。因此，每个盖单元120基本上倾向于漂浮在水中。此外，将在后面描述的提供弹力的单元150从每个盖单元120的一侧提供向上的弹力，以使每个盖单元120基本上倾向于水平地定位。因此，根据本发明的防止水浑浊装置100基本上具有不会在水中倒转或倾翻的特性。

然而，在一些情况下，各自的盖单元120可以配置为其相对端部相对于铰链单元130朝下或朝上，将在下面进一步描述铰链单元130。

铰链单元130连接在主体单元110和盖单元120之间，并且允许盖单元120在向上、水平和/或向下的方向上旋转预定的角度。此外，铰链单元130可以防止盖单元120与主体单元110分离。在一个实例中，铰链单元130可以包括用于每个盖单元120的三个铰链单元，但是本发明不将铰链单元的数量局限于这里举例说明的数量。

提供弹力的单元150安装在主体单元110和盖单元120之间，并且允许盖单元120水平地定位。例如，提供弹力的单元150定位为对应安装在每个盖单元120中的三个铰链单元130中的中心定位的一个。

更详细地，提供弹力的单元150包括安装在主体单元110中的主体支撑单元151、安装在盖单元120中的盖支撑单元152以及安装在主体支撑单元151和盖支撑单元152之间的弹簧153。这里，可以将弹簧153更改为另一种弹性构件。此外，弹簧153可以形成或可以设定为具有弹力，以允许盖单元120水平地定位。因此，盖单元120基本上倾向于水平地定位。

参考图2a、图2b和图2c，示出了示出图1a中示出的防止水浑浊装置100的盖单元120的状态的部分剖面图。

如图2a至图2c所示，挖掘杆230包括多个挖掘杆，并且支撑支架240在与挖掘杆230的长度方向相同的方向上设置在多个挖掘杆230中的每一个之间。还设置了用于将多个挖掘杆230连接到支撑支架240的支撑构件250。如上所述，第二切除部分(图1a的122)进一步形成在盖单元120中，以允许支撑支架240和支撑构件250穿过。

首先，如图2a所示，防止水浑浊装置100的盖单元120借助于提供弹力的单元150基本上在水平方向上定位。也就是说，盖单元120定位为垂直于挖掘杆230的长度方向，这发生在支撑挖掘杆230的支撑支架240和支撑构件250穿过盖单元120之前或之后。这里，盖单元120不触动支撑支架240和支撑构件250。

如图2b所示，防止水浑浊装置100的盖单元120可以旋转预定的角度，以使其端部相对于铰链单元130朝下。这种状态发生在支撑挖掘杆230的支撑支架240和支撑构件250穿过盖单元120，然后向下插入到主体单元110中时。也就是说，盖单元120触动向下移动的支撑构件250，以使盖单元120的端部朝下。

如图2c所示，防止水浑浊装置100的盖单元120可以旋转预定的角度，以使其端部相对于铰链单元130朝上。这种状态发生在支撑挖掘杆230的支撑支架240和支撑构件250穿过盖单元120，然后从主体单元110中向上取出时。也就是说，盖单元120触动向上移动的支撑构件250，以使盖单元120的端部朝上。

参考图3a至图3j，顺序地示出了包括图1a中示出的防止水浑浊装置100的水下土壤改良设备200的操作。

如图3a至3j所示，水下土壤改良设备200包括螺旋机210、连接到螺旋机210的齿轮箱220和连接到齿轮箱220的多个挖掘杆230。这里，为了提高挖掘效率，每个挖掘杆230可以包括挖掘钻头231、挖掘刀片232和搅动刀片233。此外，排出孔(未示出)形成在每个挖掘杆230的底部，以允许例如水泥胶或砂浆的改良剂插入到挖掘杆中，然后与挖掘出的泥土和沙子混合并搅拌。此外，在与挖掘杆230相同的方向上从齿轮箱220延伸的支撑支架240安装在多个挖掘杆230中的每一个之间，并且一个或多个支撑构件可以安装在支撑支架240和挖掘杆230之间。如图所示，在一个或多个支撑构件之中，安装在下部的支撑构件可以定义为第一支撑构件251，并且安装在上部的支撑构件可以定义为第二支撑构件252。

如图3a所示，拖线260连接到设置在防止水浑浊装置100的主体单元110中的拖环111，并且拖线260连接到设置在水下土壤改良设备200中的绞盘(未示出)。因此，防止水浑浊装置100可以与水下土壤改良设备200一起向上升高或向下降低。此外，防止水浑浊装置100最初配置为覆盖水下土壤改良设备200的底端，即，实质上是挖掘杆230的下部，并且与挖掘杆230一起向下降低到水下。这里，由于防止水浑浊装置100的盖单元120没有触动防止水浑浊装置100的组件，所以它们保持在实质上水平(平行)的状态。

如图3b所示，挖掘杆230的端部和防止水浑浊装置100一起降低，直到它们到达地面。如果挖掘杆230的端部和防止水浑浊装置100到达地面，则使防止水浑浊装置100降低的绞盘停止操作。因此，将预定的张力施加到设置在防止水浑浊装置100和绞盘之间的拖线260。此外，由于浮箱安装在防止水浑浊装置100中，所以防止水浑浊装置100不会倒转或倾翻。

如图3c所示，如果螺旋机210操作，则在多个挖掘杆230的旋转过程中，可以通过多个挖掘杆230的自身重量进行地面改良操作。也就是说，将例如水泥胶或砂浆的改良剂插入到地下中，然后与挖掘出的泥土和沙子混合并搅拌。

与此同时，由于挖掘杆230的旋转，挖掘杆230向下移动到地下中。这里，支撑支架240和第一支撑构件251也向下移动。因此，由于第一支撑构件251触动防止水浑浊装置100的盖单元120，并且第一支撑构件251向下移动，所以盖单元120的端部可以实质上相对于铰链单元130朝下。

如图3d所示，如果第一支撑构件251向主体单元110的内部完全下降，则其不触动盖单元120。因此，盖单元120通过浮箱123和安装在盖单元120内侧的提供弹力的单元150的功能，保持在水平状态。

此外，当进行地面改良操作时，浮动土壤300可以浮动到地面的外部。然而，在本发明中，由于防止水浑浊装置100包围挖掘杆230周围的区域，浮动土壤300不会在水平向外的方向上扩散。也就是说，浮动土壤300只容纳在防止水浑浊装置100的主体单元110内，而不释放到主体单元110的外部。因此，根据本发明，由于浮动土壤300包含在防止水浑浊装置100内，水浑浊度保持为原状，并且使改良剂的化学成分的扩散最小，由此防止水下环境污染。特别地，由于海洋生物不受改良剂的化学成分的影响，能够使对周边的鱼类育苗区域的损害最小，并且没有必要为了防止海水污染，安装用于防止水浑浊的单独的板。

此外，由于防止水浑浊装置100中的浮动土壤300在预定区域内固化而不扩散，不同于现有技术，浮动土壤300具有高强度。也就是说，由于浮动土壤300的强度类似于改良的水下地面的强度，所以桥梁、码头或建筑物能够直接构造在水下地面上，而不需要单独地移除浮动土壤300。

如图3e所示，如果连续地进行地面改良操作，则第二支撑构件252触动盖单元120。因此，由于第二支撑构件252向下移动，盖单元120旋转，以使其端部可以实质上相对于铰链单元130朝下。

如图3f所示，如果第二支撑构件252向主体单元110的内部完全降低，则其不触动盖单元120。因此，盖单元120通过浮箱123和安装在盖单元120内侧的提供弹力的单元150的功能，保持在水平状态。这里，浮动土壤300仍然仅包含在防止水浑浊装置100内，由此使环境污染最小。

如图3g所示，如果完成了地面改良操作，则升高挖掘杆230。这里，第二支撑构件252触动盖单元120，以使盖单元120的端部可以实质上相对于铰链单元130朝上。这里，由于挖掘杆230慢慢地升高同时旋转，仍然进行搅动操作。

如图3h所示，如果将第二支撑构件252从防止水浑浊装置100中取出，则其不触动盖单元120，以使盖单元120可以保持为大致水平的状态。

如图3i所示，如果连续地升高挖掘杆230，则第一支撑构件251触动盖单元120，以使盖单元120的端部可以实质上相对于铰链单元130朝上。这里，由于挖掘杆230慢慢地升高同时旋转，仍然进行搅动操作。

如图3j所示，如果完成了地面改良操作，则在升高挖掘杆230的同时绞盘操作，并且防止水浑浊装置100也与挖掘杆230一起升高。

因此，防止水浑浊装置100中的浮动土壤300最终暴露于水下地面的上面，但是完成了地面改良操作，以使外部冲击不施加到浮动土壤300，由此使浮动土壤300造成的环境污染最小。

虽然已经参考本发明的示例性实施方式具体地示出并且描述了根据本发明的水下土壤改良设备的防止水浑浊装置，但本领域技术人员将理解的是，在不背离由以下权利要求所定义的本发明的主旨和范围的情况下，可以在其中做出形式和细节上的各种变化。因此，期望的是，本实施方式在所有方面被认为是示例性的而不是限制性的，是对所附权利要求做出的参考而不是前面的描述指定本发明的范围。

附图的主要部件的简要说明

100：防止水浑浊装置

110：主体单元 111：拖环

120：盖单元 121：第一切除部分

122：第二切除部分 123：浮箱

130：铰链单元 150：提供弹力的单元

151：主体支撑单元 152：盖支撑单元

153：弹簧 200：水下土壤改良设备

210：螺旋机 220：齿轮箱

230：挖掘杆 231：挖掘钻头

232：挖掘刀片 233：搅动刀片

240：支撑支架 250：支撑构件

260：拖线

工业应用性

本发明的实施方式提供了一种水下土壤改良设备的用于防止水浑浊的装置。

Claims (7)

1.一种连接到水下土壤改良设备的挖掘杆用于防止水浑浊的装置，所述装置包括：

主体单元，其在所述挖掘杆的长度方向上包围所述挖掘杆；

多个盖单元，其连接到所述主体单元的上部，以允许所述挖掘杆穿过；

铰链单元，其连接在所述主体单元和所述盖单元之间，并且允许所述盖单元在向上、水平或向下的方向上旋转；以及

提供弹力的单元，其安装在所述主体单元和所述盖单元之间，并且将弹力提供给所述盖单元，以允许所述盖单元在水平方向上定位。

2.如权利要求1所述的装置，其中，每个所述盖单元还包括安装在其中以接收具有比水小的比重的气体、液体或固体的浮箱。

3.如权利要求1所述的装置，其中，每个所述盖单元还包括形成为允许所述挖掘杆穿过的第一切除部分。

4.如权利要求1所述的装置，其中，所述挖掘杆包括多个挖掘杆，支撑支架在与所述挖掘杆的长度方向相同的方向上设置在多个所述挖掘杆中的每一个之间，还设置将多个所述挖掘杆连接到所述支撑支架的支撑构件，并且第二切除部分进一步形成在每个所述盖单元中，以允许所述支撑支架穿过。

5.如权利要求4所述的装置，其中，当将所述挖掘杆插入到所述主体单元中时，所述盖单元被所述支撑构件触动，然后被旋转，以使所述盖单元的端部相对于所述铰链单元朝下，并且当将所述挖掘杆从所述主体单元中取出时，所述盖单元被所述支撑构件触动，然后被旋转，以使所述盖单元的端部相对于所述铰链单元朝上。

6.如权利要求4所述的装置，其中，在将所述挖掘杆插入到所述主体单元中之后，或者将所述挖掘杆从所述主体单元中取出之后，通过所述提供弹力的单元使所述盖单元旋转，以使所述盖单元的端部相对于所述铰链单元朝向水平方向。

7.如权利要求1所述的装置，其中，绞盘安装在所述水下土壤改良设备中，并且多个拖环安装在所述主体单元中，以连接所述绞盘的拖线。