CN105040643A - 一种水上砂砾料抛填分料装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水上砂砾料抛填分料装置。由浮运平台系统、旋转机构、进出料系统；其中浮运平台系统由包括浮箱组合的浮力承重平台或包括船体结构的浮力承重平台组成，旋转机构设置于浮运平台系统的承重平台上、并在承重平台上绕中心自轴作圆周转动，进出料系统是设置于旋转机构上、接收送料机构输送的抛填砂砾料、沿浮运平台系统四周进行砂砾料抛填、并随旋转机构转动的溜槽抛填装置。本发明可以360度旋转，用水力控制抛填速度及距离，灵活的调动抛填的位置，控制水下无覆盖层基础抛填的形状，减少人工调动填砂动力，提高工作效率，应用于各种水面向水下抛填砂料或者砂砾料的水利工程填筑工程。

Description

一种水上砂砾料抛填分料装置

技术领域

本发明属于工程机械设计领域，尤其涉及水下砂砾料填筑机械领域，特别涉及一种水下无覆盖层基础抛填砂砾料的分料装置。

背景技术

格型钢板桩围堰有体积小、施工快、利用率高的特点，在水利水电工程施工中被经常使用。格型钢板桩围堰施工的前提是将定位桩打入水下基岩或覆盖层中保持稳定，在深水无覆盖层基岩上施工时需要进行高风险的深水基岩钻孔作业，而钻孔作业难度大、成本高、风险大。常采用的方法是通过向基岩抛填砂砾料形成人工覆盖层，再将钢板桩固定在人工覆盖层上实现钢板桩围堰施工，这种施工方案经济快捷。格形钢板桩围堰的轴线是规则的直线，围堰基础成一定宽度规则分布，在水下砂砾料抛填施工中传统的抛填施工是由浮运平台上搭设的皮带机直接从水面向水下抛填，这种施工方法不容易控制抛填的位置，将砂砾料抛填在基础范围之外形成无用抛填、造成成本增加及工期延长。其次常用的皮带机抛填施工中，是通过水面浮游平台上架设皮带机直接将砂砾料抛填，在十几米或者几十米的范围内抛填需要直接调换皮带机送砂出口位置，直接调动大型输料平台的位置大大降低了抛填的进度。

发明内容

本发明公开了一种水上砂砾料抛填分料装置，本发明要解决的问题是提供一种应用于水利水电工程由水面向水中基础抛填砂砾料的分料装置，该装置既能较高精度控制抛填范围又能灵活调动抛填位置，应用于水利水电工程由水面向水下基础抛填砂砾料形成人工覆盖层、围堰水下部分结构。

本发明通过以下技术方案实现：

水上砂砾料抛填分料装置，包括浮运平台系统、旋转机构、进出料系统；

所述浮运平台系统是在砂砾料抛填区域水面承载旋转机构和进出料系统的可移动浮力承重平台；

所述旋转机构设置于浮运平台系统的承重平台上、并在承重平台上绕中心自轴作圆周转动；

所述进出料系统是设置于旋转机构上、接收送料机构输送的抛填砂砾料、沿浮运平台系统四周进行砂砾料抛填、并随旋转机构转动的溜槽抛填装置。

进一步所述进出料系统包括倾斜设置的溜槽，溜槽低端出口位于浮运平台边缘外侧，溜槽高端位于旋转机构中部，旋转机构中心、溜槽高端上方有接料漏斗，溜槽高端设置有与水面下潜水泵连通的冲水管。

进一步所述溜槽出口和潜水泵布置于旋转机构转动圆同一径向两端部。

上述旋转机构包括设置于浮运平台系统承重平台上的圆环形槽钢轨道、形走滚轮和防倾覆侧轮，槽钢凹槽向轨道形成的圆周外布置，形走滚轮支撑进出料系统并沿槽钢轨道上表面移动，防倾覆侧轮通过轮轴连接固定在行走滚轮的轮轴上，在发生倾覆行走滚轮脱离轨道时沿槽钢轨道下表面移动。

进一步所述形走滚轮和防倾覆侧轮沿轨道圆周对称布置四组，并通过呈十字形布置的旋转结构梁支撑进出料系统。

进一步所述浮运平台系统是包括浮箱组合的浮力承重平台或包括船体结构的浮力承重平台。

进一步所述浮箱是密闭的油桶或专用组合式密闭箱体。

进一步所述油桶组成的浮力承重浮运平台结构包括：由十个油桶均匀分布在一个圆周上，内部形成一个空腔体，与十个油桶相切并固定的内外共四个钢筋圆环，连接并固定上下圆环的纵向连接筋；所述旋转机构设置于平台上方的径向连接筋上。

本发明水上砂砾料抛填分料装置，包括浮运平台系统、旋转机构、进出料系统、水泵，其中浮运平台系统可以采用标准200升铁质空油桶组合构成，通过固定铁质油桶的钢筋圆形框架固定平台上下位移，浮运平台上方的径向钢筋固定油桶的同时也固定了轨道支撑梁，环形槽钢轨道也是平台的一部分；旋转机构由四个行走滚轮、四个防倾覆侧轮、连接四个轮架的钢管组成的旋转机构连接梁；进出料系统由溜槽支撑架、溜槽、接料漏斗支撑架、接料漏斗、水泵吊梁、水泵吊梁抗弯工字钢、水泵组成；旋转机构通过形走滚轮在浮运平台上的环形轨道运动，防倾覆侧轮具有旋转抗倾覆的作用；进出料系统通过钢管形成支撑框架固定在连接四个行走滚轮的十字交叉的旋转结构梁上；溜槽通过钢丝连接在支撑框架上，其中接料漏斗在溜槽的正上方；溜槽的入料端连接潜水泵水管，通过水流冲力抛填砂砾料。

本发明浮云平台系统具体结构可以采用十个油桶均匀分布在一个圆周上，中间形成圆柱空腔体，与十个油桶相切的内外四个钢筋圆环及连接上下圆环的纵向连接钢筋组成框架限制油桶在水平方向位移。底部和平台顶部的径向连接筋通过纵向连接钢筋连接固定，限制形成平台的油桶上下位移。

轨道支撑梁通过焊接在两侧翼板上的钢管固定，工字钢轨道支撑梁顶部高程相同。其中轨道支撑梁可以由其他材料的轨道的基础面代替。

工字钢枕木和槽钢轨道通过焊接连接，轨道支撑梁之间的间距根据实际情况调整。

防倾覆侧轮的主轴通过行走滚轮的主轴连接，在槽型钢轨道的外侧，行走滚轮是单边轮。行走滚轮在轨道上运行中产生倾覆的情况下，侧轮可以沿槽型钢轨道的顶部内侧运动，避免倾覆的产生。

本发明进出料系统、潜水泵和旋转机构是一个整体，可以通过行走滚轮在轨道上做圆周运动，砂砾料通过接料漏斗进入溜槽抛填至水中。潜水泵在出料口相反的径向位置，固定在进出料系统的支撑系统上，起到配重的作用。

潜水泵吊梁抗弯工字钢直接焊接在水泵吊梁的上部起到增大抗弯强度的能力。其中根据潜水泵的型号大小，吊梁可以用其他材料替代。抗弯工字钢也可以由其他材料替代。

通过调节潜水泵出水管的水流流量和速度，可调节从接料漏斗落进溜槽的砂砾料抛填的距离，在水流的冲力作用下可以避免砂砾料堆积在溜槽中，使砂砾料及时抛填至水中。

本发明的有益性，本发明水上砂砾料抛填分料装置能够满足水下定位砂砾料填筑的各项要求，通常用在水下人工覆盖层砂砾料填筑、土石围堰水下部分填筑及其它由水面向水下抛填砂砾料的施工中。该装置中浮运平台上的旋转机构及进出料系统可以根据填筑部位不同进行360度旋转的调整，分料装置本身也可以根据需要轻易地调整位置，从而在不调整大型皮带送料机的情况下施工，能控制填筑的形状且能大大提高施工效率。其次在溜槽的后面预留空洞连接潜水泵的出水管，通过水动力进行抛投填料，防止砂砾料在溜槽内的堆积，减少人工用量。同时可调节水流量及流速控制砂砾料的抛填距离，在不延长溜槽长度的情况下增加抛填的范围。该装置尤其在水下抛填砂砾料的施工中能简化施工程序、提高施工效率。

附图说明

下面结合具体实施方式和附图说明对本发明进一步说明。

图1是抛填分料装置工作示意图；

图2是本发明剖面结构示意图；

图3是浮运平台平面图；

图4是浮运平台剖面图；

图5是旋转机构局部放大剖面图；

图6是旋转机构平面图；

图7是进出料系统剖面图。

图中，1是浮运平台系统，2是旋转机构，3是进出料系统，4是轨道支撑梁，5是槽钢轨道，6是形走滚轮，7是防倾覆侧轮，8是轮架，9是连接梁，10是油桶，11是钢筋圆环，12是连接筋，13是溜槽支撑架,14是溜槽，15是接料漏斗支撑架,16是接料漏斗，17是潜水泵，18是出水管，19是水泵吊梁，20是水泵吊梁抗弯工字钢，21是传送带箱体浮运平台，22是桁架，23是传送带，24是料斗。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明进一步说明。实施例用于说明本发明，不以任何方式限制本发明。

本例采用油桶组合构成浮运平台系统1，实际上还可以采用浮箱组合的浮力承重浮运平台或船体结构的浮力承重浮运平台构成浮运平台系统1。

图2是本发明剖面结构示意图，图3至图7是局部结构图。水上砂砾料抛填分料装置包括三部分，浮运平台系统1、旋转机构2和进出料系统3。浮运平台系统1由200L铁质油桶10构成，通过钢筋圆环11及连接筋12将200L铁质油桶10连接起来形成一个平台。结合图2，钢筋圆环11分别在铁质油桶10的上下方形成两个大圆环和两个小圆环，大小圆环直径差为铁质油桶10的直径，内外圆环有纵向连接筋12连接。结合图2和图3，在浮运平台上方放置轨道支撑梁4，用连接筋12焊接在轨道支撑梁4的两侧翼板上，浮云平台1底部和上表面的连接筋12固定了铁质油桶10的上下位移，同时将工字钢枕木制成的轨道支撑梁4固定在平台上，轨道支撑梁4在平台上呈均匀阵列分布。槽钢轨道5的槽钢腹板朝向轨道的内侧、即槽钢凹槽向外呈环形焊接在轨道支撑梁4上；行走滚轮6是单翼凸轮，在行走滚轮6的轴承外侧通过销栓及钢板连接防倾覆侧轮7，防倾覆侧轮7可沿槽钢轨道5翼板下表面移动，防止旋转机构2及进出料系统3倾覆；4个行走滚轮6通过轮架上方的钢管连接，形成连接梁9；溜槽支撑架13通过扣件和连接梁9连接从而固定溜槽14，连接梁9呈十字形结构；同样通过扣件用连接筋12连接连接梁9形成接料漏斗支撑架15固定接料漏斗16，接料漏斗16在溜槽14的正上方；通过焊接将水泵吊梁19固定在连接梁9上，水泵吊梁抗弯工字钢20焊接在水泵吊梁19上部提高水泵吊梁19的刚度，也作为配重；潜水泵17通过水泵出水管18向溜槽14供水，通过水流的流量及流速调整砂砾料的抛填距离，并防止砂砾料堆积在溜槽14内，潜水泵17固定在水泵吊梁19上随旋转机构2一起转动，在抛填砂砾料是起到配种的作用，防止发生倾覆。

图3至图7分别表示了各局部结构图。其中图3和图4是浮运平台系统1的平面及剖面图，用钢筋园环11和连接筋12将10个铁质油桶10连结起来形成一个平台，用连接筋12固定铁质油桶10的同时将轨道支撑梁4固定在平台上形成一个整体。如图所示，连接筋12包括纵向连接筋和径向连接筋。

图5和图6是旋转机构的平面及局部剖面图。四个行走滚轮6对称分布在槽钢轨道5上面，通过钢管连接行走滚轮6形成连接梁9。行走滚轮6是单翼凸轮，翼缘在内侧，防倾覆侧轮7在槽钢轨道5的外侧下部，像四个钩子一样防止上部结构的倾覆，并且在上部结构稍微倾覆其中一个行走滚轮6离开轨道的时候，防倾覆侧轮7沿着轨道运动，保持上部结构能继续旋转。

图7是进出料系统的剖面图；其中潜水泵17悬挂水泵吊梁19上与进出料系统1形成整体。水泵出水管18在溜槽14的最高处。溜槽支撑架13与接料漏斗支撑架15都是用连接筋12及扣件组合成的。接料漏斗16是铁板支撑的漏斗状。

溜槽14断面是梯形，固定在溜槽支撑架13上。

图1是抛填分料装置工作示意图。由水库岸边或者河流岸边将传送带箱体浮运平台21架设到抛填料区域，在传送带箱体浮运平台21上面架设桁架22，在桁架22上安装传送带23，砂砾料通过设备装入料斗24后，经传送带23将砂砾料抛卸至接料漏斗16中。最终抛填至水下基础上。

具体本例分料装置组成方式如下：

用直径为16的钢筋制成钢筋园环11，将铁质油桶10连接起来，用钢管制成的连接筋12将轨道支撑梁4固定在浮运平台系统1上方，同时用连接筋12固定浮运平台系统1的底部及上部从而形成整体的直径为2.5米平台。其中轨道支撑梁4是I11号工字钢，将槽型钢轨道5通过加工机械分段为三段压弯成圆环形后焊接，其中槽型钢轨道5采用14cm高的槽钢，轨道的直径为1.88米。行走滚轮6是直径为10㎝的单翼凸轮，翼缘在槽型钢轨道5内侧。防倾覆侧轮7为直径为5㎝，通过销栓将轮轴连接在主轴的轮架8上。轮架8为3㎝厚的钢板，用连接筋12焊接在轮架8的上方连接成连接梁9。上部的支撑架通过钢管和扣件搭建而成，溜槽14为钢板加工而成，潜水泵17为50㎜的潜水泵。

施工过程：

由水库岸边或河流岸边将传送带箱体浮运平台21架设到抛填料区域，在传送带箱体浮运平台21上架设桁架22，砂砾料通过设备装入料斗24中，砂砾料通过传送带23将砂砾料抛卸至接料漏斗16中。最终抛填至水下基础上。通过该装置的旋转及装置本身移动将抛填范围内填筑到一定高度后，调整砂砾料传送带23的位置进行下一区域的抛填循环，直至完成所有抛填工作。

采用此装置进行水下无覆盖层基础砂砾料填筑或者其它水面抛填施工，能灵活地改变抛填砂砾料的位置并控制抛填形状，提高填筑效率，使用水动力可控制砂砾料的抛填距离并能避免砂砾料的堆积，减少人工用量，且能较精确的控制填筑形状和范围，该装置在水下砂砾料抛填施工中能大大提高施工效率。

Claims (8)

1.一种水上砂砾料抛填分料装置，包括浮运平台系统、旋转机构、进出料系统，其特征在于：

所述浮运平台系统是在砂砾料抛填区域水面承载旋转机构和进出料系统的可移动浮力承重平台；

所述旋转机构设置于浮运平台系统的承重平台上、并在承重平台上绕中心自轴作圆周转动；

所述进出料系统是设置于旋转机构上、接收送料机构输送的抛填砂砾料、沿浮运平台系统四周进行砂砾料抛填、并随旋转机构转动的溜槽抛填装置。

2.根据权利要求1所述的水上砂砾料抛填分料装置，其特征在于：所述进出料系统包括倾斜设置的溜槽，溜槽低端出口位于浮运平台边缘外侧，溜槽高端位于旋转机构中部，旋转机构中心、溜槽高端上方有接料漏斗，溜槽高端设置有与水面下潜水泵连通的冲水管。

3.根据权利要求2所述的水上砂砾料抛填分料装置，其特征在于：所述溜槽出口和潜水泵布置于旋转机构转动圆同一径向两端部。

4.根据权利要求1或2或3所述的水上砂砾料抛填分料装置，其特征在于：所述旋转机构包括设置浮运平台系统承重平台上的圆环形槽钢轨道、形走滚轮和防倾覆侧轮，槽钢凹槽向轨道形成的圆周外布置，形走滚轮支撑进出料系统并沿槽钢轨道上表面移动，防倾覆侧轮通过轮轴连接固定在行走滚轮的轮轴上，在发生倾覆、行走滚轮脱离轨道时沿槽钢轨道下表面移动。

5.根据权利要求4所述的水上砂砾料抛填分料装置，其特征在于：所述形走滚轮和防倾覆侧轮沿轨道圆周对称布置四组，并通过呈十字形布置的旋转结构梁支撑进出料系统。

6.根据权利要求4所述的水上砂砾料抛填分料装置，其特征在于：所述浮运平台系统是包括浮箱组合的浮力承重平台或包括船体结构的浮力承重平台。

7.根据权利要求6所述的水上砂砾料抛填分料装置，其特征在于：所述浮箱是密闭的油桶或专用组合式密闭箱体。

8.根据权利要求7所述的水上砂砾料抛填分料装置，其特征在于：所述油桶组成的浮力承重平台结构包括：由十个油桶均匀分布在一个圆周上，与十个油桶相切并固定的内外共四个钢筋圆环，连接并固定上下圆环的纵向连接筋，所述旋转机构设置于平台上方的径向连接筋上。