CN105908793B - 挖泥船定位桩自由落体抛桩装置 - Google Patents

Abstract

挖泥船定位桩自由落体抛桩装置，包括承载钢架和与定位桩适配的内、外半提桩箍副；内、外半提桩箍副配设有电动绞车、内拉绳、连接板；承载钢架的上端向外伸有两对悬臂，每对悬臂和一个内、外半提桩箍副配对作业；每个内、外半提桩箍副还配有提桩架；连接板的一端和外半提桩箍铰接，另一端和提桩架的一端铰接。提桩架的中部和内半提桩箍铰接，提桩架的另一端设有第一滑轮；连接板和提桩架的铰接轴位置、提桩架的中部和内半提桩箍铰接位置、提桩架的另一端设有第一滑轮的位置三者成L形关系；内拉绳一端和相应的一对悬臂中的一个悬臂相连，另一端绕过第一滑轮、第二滑轮后和电动绞车相连。优点：结构巧妙、紧凑、使用方便、安全可靠的优点。

Description

挖泥船定位桩自由落体抛桩装置

技术领域

本发明涉及一种挖泥船技术，具体涉及挖泥船定位桩新型自由落体抛桩装置。

背景技术

河道湖泊泥沙淤积，河床逐年抬高，河道泄洪能力减弱，作为疏浚能力为世界第三的中国，除了满足国内自身疏浚要求，按照国家提出的一带一路的发展战略，确定了相当量的援外挖泥船项目，定位桩则是挖泥船重要的施工作业设备，在疏浚作业时，定位桩系统对挖泥船起定位、移位（行走）等作用。定位桩系统主要由定位桩，内、外半提桩箍，钢架，钢丝绳，滑轮等主要构件组成，由定位桩绞车对定位桩实现提升或下放动作，变频电机和变频控制系统可实现定位桩多种速度提、放桩模式，提升初期由于要克服泥土附着力，定位桩为重载慢速提升，当定位桩脱离泥土附着力后可以进行快速提升。如要将定位桩以自由落体插入水下泥沙中来固定船体，目前一种传统的方式是液压离合式，即采用在定位桩绞车上设置液压离合器，当绞车提拉定位桩至一定高度后，通过操作人员操纵电气手柄，切换电液换向阀，电动液压泵组向绞车离合器供油，离合器将卷筒与传动齿轮箱分离，定位桩在其重力作用下以自由落体插入水下泥沙中，这种方式的缺点是系统庞大，结果复杂，成本高，维护保养不方便，浪费能源，易出现故障，造成环境污染；另一种传统方式是舷外电磁插销式，即在定位桩钢架上安装一只导向支架，在导向支架上再安装电磁插销机构，当绞车提拉定位桩至一定高度后，通过操纵电磁插销机构来实现自由落体抛桩，该方式的缺点是自由抛桩的高度不可根据水深来调节，可能导致定位桩抛的太深，甚至抛丢定位桩，既不经济又不安全，当船舶进行倒桩作业时，需人工拆除此机构，而导向支架结构庞大，重量较大，且悬挂于舷外，船尾并无其它辅起重设备，人工拆除工作量大且存在危险，易造成人身事故。

发明内容

本发明的主要发明目的是提供一种结构巧妙、紧凑，功能齐全，电动推杆配合绞车缓慢下降操作提桩箍脱开装置实现自由抛桩，节能高效、无污染，使用方便、安全可靠的挖泥船的定位桩自由落体抛桩装置。

本发明所用的技术方案是：一种挖泥船定位桩自由落体抛桩装置，包括承载钢架和两个与定位桩适配的内、外半提桩箍副；每个内、外半提桩箍副配设有电动绞车、内拉绳、连接板；承载钢架的上端向外伸有两对悬臂，每对悬臂和一个内、外半提桩箍副配对作业；每个内、外半提桩箍副还配有提桩架；连接板的一端和外半提桩箍相连，连接板的另一端和提桩架的一端铰接，提桩架的中部和内半提桩箍铰接，提桩架的的另一端设有第一滑轮；连接板和提桩架的铰接轴位置、提桩架的中部和内半提桩箍铰接位置、提桩架的另一端设有第一滑轮的位置三者成L形关系；内拉绳一端和相应的一对悬臂中的一个悬臂相连，另一端依次绕过第一滑轮、设于承载钢架上端的第二滑轮后和电动绞车相连。

这里，电动绞车安装在挖泥船的甲板上，每个电动绞车配有相应的控制系统。当要提升插在泥中的挖泥船定位桩以转移挖泥位置时，内、外半提桩箍副处于低位，启动电动绞车开始工作，电动绞车首先拉紧内拉绳使内、外半提桩箍副夹紧挖泥船定位桩，然后电动绞车继续绞收内拉绳使得内、外半提桩箍副夹住挖泥船定位桩上升，当挖泥船定位桩上升到一定的位置时，电动绞车停车，然后用插销把挖泥船定位桩停在相对高位后，再放下内、外半提桩箍副进行下一步提桩作业，直至把挖泥船定位桩提到足够的高度，就可以把挖泥船移动到下一个挖泥位置。当挖泥船移动到下一个挖泥位置，电动绞车放松内拉绳，内、外半提桩箍副松开对挖泥船定位桩的夹紧，挖泥船定位桩在自重的作用下插入河泥中，这样就可以进行新一轮的挖泥作业。在挖泥船定位桩下落过程中与下落后，电动绞车可以继续放松内拉绳以使内、外半提桩箍副继续下落，从而便于下一次的提桩作业。需要说明的是，两个内、外半提桩箍副结构，主要是为了便于转移挖泥作业位置，因此两个内、外半提桩箍副可以依情况同步把相应的定位桩同时放入水中，也可以不同步放入水中。当挖泥船完成全部挖泥作业后需要翻倒定位桩至水平状态时，首先把定位桩提到相应的高度，然后插上定位桩的翻倒插销，再打开设于船身部位、外半提桩箍和设于悬臂上的相应部件对定位桩的抱持作用，就可以把定位桩翻倒并支撑在支架上了。本挖泥船定位桩自由落体抛桩装置具有结构巧妙、紧凑、使用方便、安全可靠的优点。

作为优选，所述承载钢架由两个单位承载钢架构成，单位承载钢架的下端固定在挖泥船的甲板上，单位承载钢架的上端用连接梁相连在一起，相应地两对悬臂分设在两个单位承载钢架上。本优选方案，结构简单，加工制造和搬运、安装容易。

作为优选，每个内、外半提桩箍副还配设有外拉绳、配重块及辅助滑轮，其中两个辅助滑轮设于外半提桩箍上，两个辅助滑轮设于相应一对悬臂的一个悬臂上、还有一个滑轮设于配重块上；外拉绳的一端系于相应的一对悬臂的另一个悬臂处，然后向下、再水平依次绕过设于外半提桩箍的两个辅助滑轮，然后再向上、再水平依次绕过设在悬臂上的两个滑轮后向下，绕过配重块上的辅助滑轮后向上，最后系在相应的承载钢架上的固定耳环上。其中外拉绳的一端置于相应的一对悬臂的另一个悬臂上的固定耳环上，可以是直接系在固定耳环上，在需要打开外半提桩箍再解开；也可以是系于设在支撑在相应的一对悬臂的另一个悬臂的可摆动的摆块上的固定耳环上，在需要打开外半提桩箍再通过电动等方式驱动摆块以打开外半提桩箍。本优选方案，放桩和移动内、外半提桩箍时，可以提高内、外半提桩箍的抱桩面与定位桩的表面之间间隙的稳定性，以及内、外半提桩箍的移动的平顺性，从而降低内、外半提桩箍的磨损，进而有利于提高本挖泥船定位桩自由落体抛桩装置的使用可靠性、降低本挖泥船定位桩自由落体抛桩装置的使用维护成本。

作为优选，每个配重块各配有竖直导轨，所述竖直导轨和承载钢架固连。进一步的优选，竖直导轨由一对槽钢构成，配重块伸在槽钢的钢槽内，配重块上设有滑轮，所述滑轮位于槽钢的钢槽的槽壁和配重块之间，其中一个槽钢上设有和配重块配合工作的上、下行程开关；每个配重块下方的各设有一个电动推杆，相应地竖直导轨和配重块上设有与电动推杆适配的插孔。本优选方案，可以降低配重块上下移动的阻力，同时可以防止配重块上下移动时出现晃动，从而提高配重块上下移动的稳定性，同时可以在需要时把内、外半提桩箍副锁定在高位，以提高安全性。

作为优选，每个配重块各配有提桩箍位置调整装置，所述提桩箍位置调整装置包括调整拉绳、调整滑轮和调整绞车，调整滑轮和调整绞车安装在挖泥船上，调整拉绳一端和相应的配重块的下端相连，调整拉绳的另一端绕过调整滑轮后和调整绞车相连。当挖泥作业现场土质较松时，可以像提桩方式一样分步先把定位桩放到一定低位后再放定位桩，但有时这样依旧会出现在过高或过低位置放定位桩的情况。本优选方案，可用于保证抛桩前定位桩被夹紧的位置处于合适的状态。

作为优选，提桩架上还设置有安全插销，相应地内半提桩箍上设有和安全插销适配的插销孔。所述安全插销可为手动插销，也可为电动插销。手动插销结构比较简单，电动插销可以是有线的也可以是无线的，使用比较方便。本优选方案，可以在需要调整提桩箍上下位置时，先锁定内、外半提桩箍的相对位置，从而减小调整的难度。

作为优选，所述调整绞车为手摇绞车。本优选方案，结构简单，加工制造成本低。

作为优选，挖泥船定位桩自由落体抛桩装置还包括有外半提桩箍自动打开机构，所述外半提桩箍自动打开机构包括打开组件，打开组件包括固定座、驱动机构、摆块和固定座固定螺栓；外拉绳的一端和摆块的一端相连后再顺次绕过相应的辅助滑轮后和配重块相连，摆块的另一端和机构座铰接，摆块的另一端同时还和驱动机构相连，驱动机构同时和机构座相连；相应地，所述连接板包括第一连接板和第二连接板；第一连接板由两块小板铰接构成，第一连接板设于打开组件设有驱动机构的一侧；第二连接板和外半提桩箍相连的一侧设有长孔。本优选方案，可以在需要时实现外半提桩箍的自动打开或关合，从而有利于提高作业的便利性和安全性。

综上所述，本发明的有益效果是：本挖泥船定位桩自由落体抛桩装置具有结构巧妙、紧凑、适用场合广、使用方便且安全可靠的优点。

附图说明

图1：本发明实施例一的结构示意图；

图2：图1的俯视示意图；

图3：实施例一的内、外半提桩箍抱桩示意图；

图4：实施例一的内、外半提桩箍抱桩俯视示意图；

图5：配重块、外拉绳和辅助滑轮配置示意图；

图6：实施例三的结构示意图；

图7：实施例三的内、外半提桩箍抱桩示意图；

图8：实施例三的内、外半提桩箍抱桩俯视示意图。

图中：内半提桩箍1，外半提桩箍2，电动绞车3，内拉绳4，连接板5，第一连接板5.1，第二连接板5.2，承载钢架6，单位承载钢架6.1，爬梯6.2，悬臂6.3，提桩架 7，第一滑轮8，第二滑轮9，外拉绳10，配重块11，上行程开关11.1，下行程开关11.2，辅助滑轮12，竖直导轨13，槽钢13.1，提桩箍位置调整装置14，调整拉绳14.1，调整滑轮14.2，调整绞车14.3，行程开关15，电动推杆16，外半提桩箍打开组件17，固定座17.1，驱动机构17.2，摆动座17.3，固定座安装螺栓17.4。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例一：

如图1、图2、图3和图4所示，本发明包括有承载钢架6和两个与定位桩适配的内、外半提桩箍1、2副。每个内、外半提桩箍1、2副配设有电动绞车3、内拉绳4、连接板5；承载钢架的上端向外伸有两对悬臂 6.3，每对悬臂和一个内、外半提桩箍副配对作业。另外，每个内、外半提桩箍1、2副还配有提桩架 7；连接板5的一端和外半提桩箍铰接，连接板的另一端和提桩架 7的一端铰接，提桩架的中部和内半提桩箍铰接，提桩架的中部和内半提桩箍铰接位置位于连接板的另一端和提桩架 7的一端铰接位置的上方，提桩架的的另一端远离内、外半提桩箍，提桩架的的另一端设有第一滑轮8；连接板和和提桩架的铰接轴位置、提桩架的中部和内半提桩箍铰接位置、提桩架的的另一端设有第一滑轮的位置三者成L形关系；内拉绳一端和相应的一对悬臂中的一个悬臂相连，另一端依次绕过第一滑轮、设于承载钢架上端的第二滑轮9后和电动绞车相连。作为优选，本实施例所述承载钢架6由两个对称的单位承载钢架6.1构成，单位承载钢架的下端固定在挖泥船的甲板上，单位承载钢架的上端用连接梁相连在一起，相应地两对悬臂6.3分设在两个单位承载钢架6.1上，单位承载钢架6.1上还设有爬梯6.2，一个单位承载钢架6.1上的爬梯6.2所设位置位于远离另一个单位承载钢架6.1的一侧。

作为优选，每个内、外半提桩箍1、2副还配设有外拉绳10、配重块11及辅助滑轮12，其中两个辅助滑轮设于外半提桩箍上，两个辅助滑轮设于相应一对悬臂的一个悬臂上、还有一个滑轮设于配重块上；外拉绳10的一端和相应的一对悬臂的另一个悬臂相连，然后向下、再水平依次绕过设于外半提桩箍的两个辅助滑轮，然后再向上、再水平依次绕过设在悬臂上的两个滑轮后向下，绕过配重块上的辅助滑轮后向上，最后和相应的承载钢架相连。进一步地，每个配重块各配有竖直导轨13，所述竖直导轨13和承载钢架6固连，本实施例所述竖直导轨13和相应的单位承载钢架6.1固连。本实施例，竖直导轨由一对槽钢13.1构成，配重块伸在槽钢的钢槽内，配重块上设有图中未示出的滑轮，所述滑轮位于槽钢的钢槽的三个槽壁和配重块之间，这样可以防止配重块和槽钢的槽壁之间发生平面摩擦，从而降低配重块上下移动时的阻力，同时可以降低配重块上下移动时的晃动，提高配重块上下移动的稳定性。本实施例，一对槽钢13.1的两根槽钢均固定在与爬梯6.2相对的另一侧，同时两根槽钢相应槽壁均用若干根连板（图中未示出）相连在一起以提高结构的稳定性，具体结构细节，因系简单技术，在此不做赘述。作为优选，其中一个槽钢上设有和配重块配合工作的上、下行程开关11.1、11.2，当配重块上行碰到上行程开关11.1时配重块就会停止上行，当配重块下降碰到行程开关时，配重块就会停止下行；另外，承载钢架的上端还设有行程开关15，以防止上行程11.1及相应的控制系统出现故障时内、外半提桩箍副上升脱离承载钢架，进而出现事故。上、下行程开关11.1、11.2和行程开关15的具体结构细节及其安装位置，在此不做赘述。作为优选，每个配重块下方各设有一个电动推杆16，所述电动推杆设于挖泥船的甲板上或槽钢上，相应地槽钢和配重块上设有与电动推杆适配的插孔，以利于便把内、外半提桩箍1、2副稳定地停在高处。本实施例电动推杆设于槽钢上，相应的结构细节在此不做赘述。

实施例二：

如图5所示，本实施例与实施例1的不同点在于，本实施例中每个配重块各配有提桩箍位置调整装置14，所述提桩箍位置调整装置14包括调整拉绳14.1、调整滑轮14.2和调整绞车14.3，调整滑轮和调整绞车安装在挖泥船上，调整拉绳14.1一端和相应的配重块的下端相连，调整拉绳的另一端绕过调整滑轮后和调整绞车相连。配设提桩箍位置调整装置的目的，则在于解决遇到河床泥土较松、按常规方法无法正确获得定位桩插入河床深度的问题。工作时，先利用提桩箍位置调整装置14把配重块往下放或往上拉，直至把内、外半提桩箍1、2副到达合适的高度，以便其后进行的抛桩作业。为防止在内、外半提桩箍1、2副下放或提升期间与定位桩发生摩擦，如图3所示，提桩架上还设置有安全插销7.1，相应地内半提桩箍上设有和安全插销7.1适配的插销孔，把安全插销插入所述插销孔，就可以固定内、外半提桩箍1、2的相对位置状态，因此利用安全插销，可以在需要调整提桩箍上下位置时，先锁定内、外半提桩箍的相对位置，防止内、外半提桩箍夹紧定位桩而无法调整提桩箍位置。此外在内、外半提桩箍1、2副下放或提升期间，电动绞车也配合一起工作，以便内、外半提桩箍1、2副位置调整作业的顺利完成。

这里所述安全插销可为手动插销，也可为电动插销。手动插销结构比较简单、成本低，电动插销可以是有线的也可以是无线的，使用比较方便。无论是手动插销还是电动插销，在内、外半提桩箍位置调整完毕后均要拔出，以便下一步将要进行的抱桩作业。本实施例安全插销7.1为手动插销。

另外调整绞车可以是电动绞车，也可以是手动绞车。当调整绞车为电动绞车时，挖泥船上要配置调整绞车和与第二滑轮相连的电动绞车协调工作的电器系统，调整拉绳14.1、调整滑轮14.2和调整绞车14.3始终处于待工作位置，适用场合广。本实施例，所述调整绞车为手动绞车（带棘轮）， 适用于不需要经常调整提桩箍抱定位桩位置的场合，在需要调整提桩箍抱定位桩位置的时候再把调整滑轮14.2装上，然后把调整拉绳14.1绕过调整滑轮14.2后和配重块下端相连，调整完毕后再解下调整拉绳用手动绞车收起，然后拆下调整滑轮14.2，在手动驱动调整绞车时，要同步开动电动绞车，并注意电动绞车和手动绞车的配合，配合过程在此不做详述。调整绞车的具体结构细节，因系简单技术，在此不做赘述。

实施例三：

如图6、图7和图8所示，本实施例和实施例一的不同点在于，它还包括有外半提桩箍自动打开机构。此外船身部位和悬臂上亦设有可自动对挖泥船定位桩进行抱持和打开的机构，具体结构细节，因系简单技术，在此不做赘述。所述外半提桩箍自动打开机构包括打开组件17，打开组件17包括固定座17.1、驱动机构17.2、摆块17.3和固定座固定螺栓17.4。其中驱动机构17.2可以是电动推杆、摆动电机机构、液压油缸、汽缸、电磁铁等机构。为了实现外半提桩箍自动打开机构的正常工作（包括打开和合拢），外半提桩箍的结构亦有相应改变，但因系简单技术，在此不做赘述。本实施例驱动机构17.2为电动推杆，它的一端和固定座17.1铰接，另一端和摆块17.3铰接，具体结构细节因系简单技术，在此不做赘述。另外外拉绳10的一端和摆块的一端相连后再顺次绕过相应的辅助滑轮12后和配重块相连，摆块的另一端和机构座铰接，摆块的另一端同时还和驱动机构17.2相连，驱动机构17.2同时和机构座17.1相连；相应地，所述连接板5包括第一连接板5.1和第二连接板5.2；第一连接板5.1由两块小板铰接构成，第一连接板5.1设于打开组件设有驱动机构17.2的一侧；第二连接板5.2和外半提桩箍相连的一侧设有长孔。其中在挖泥船定位桩在起桩、落桩或插在河床上期间，摆块17.3均如图是一样支撑在悬臂上，但在要将挖泥船定位桩横在承载钢架6上方时，先将定位桩提高到翻到高度，插上翻到插销后再打开设于船身部位和悬臂上的相应机构对定位桩的抱持作用，同时利用外半提桩箍自动打开机构解除外半提桩箍对定位桩的抱持作用，就可以利用电动或手工拉持的方式把定位桩放倒、支撑在挖泥船上。

以上所述之具体实施例仅为本发明较佳的实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围。以上实施例中一些具体结构细节，因均系简单技术，所以也未作赘述。另外，凡依照本发明之形状、结构所作的等效变化理应均包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种挖泥船定位桩自由落体抛桩装置，包括有两个与定位桩适配的内、外半提桩箍（1、2）副，每个内、外半提桩箍（1、2）副配设有电动绞车（3）、内拉绳（4）、连接板（5）；其特征是：还包括有承载钢架（6），承载钢架的上端向外伸有两对悬臂（6.3），每对悬臂和一个内、外半提桩箍副配对作业；每个内、外半提桩箍（1、2）副还配有提桩架（ 7）；连接板（5）的一端和外半提桩箍相连，连接板的另一端和提桩架（ 7）的一端铰接，提桩架的中部和内半提桩箍铰接，提桩架的的另一端设有第一滑轮（8）；连接板和提桩架的铰接轴位置、提桩架的中部和内半提桩箍铰接位置、提桩架的的另一端设有第一滑轮的位置三者成L形关系；内拉绳一端和相应的一对悬臂中的一个悬臂相连，另一端依次绕过第一滑轮、设于承载钢架上端的第二滑轮（9）后和电动绞车相连；每个内、外半提桩箍（1、2）副还配设有外拉绳（10）、配重块（11）及辅助滑轮（12），其中两个辅助滑轮设于外半提桩箍上，两个辅助滑轮设于相应一对悬臂的一个悬臂上、还有一个滑轮设于配重块上；外拉绳（10）的一端设于相应的一对悬臂的另一个悬臂处，然后向下、依次绕过设于外半提桩箍的两个辅助滑轮，再向上、依次绕过设在悬臂上的两个滑轮后向下，绕过配重块上的辅助滑轮后向上，最后系在相应的承载钢架处。

2.根据权利要求1所述的挖泥船定位桩自由落体抛桩装置，其特征是：所述承载钢架（6）由两个单位承载钢架（6.1）构成，单位承载钢架的下端固定在挖泥船的甲板上，单位承载钢架的上端用连接梁相连在一起，相应地两对悬臂（6.3）分设在两个单位承载钢架（6.1）上。

3.根据权利要求1所述的挖泥船定位桩自由落体抛桩装置，其特征是：每个配重块各配有竖直导轨（13），所述竖直导轨（13）和承载钢架（6）固连。

4.根据权利要求3所述的挖泥船定位桩自由落体抛桩装置，其特征是：竖直导轨由一对槽钢（13.1）构成，配重块伸在槽钢的钢槽内，配重块上设有滑轮，所述滑轮位于槽钢的钢槽的槽壁和配重块之间，其中一个槽钢上设有和配重块配合工作的上、下行程开关（11.1、11.2）；每个配重块下方各设有一个电动推杆（16），相应地竖直导轨（13）和配重块上设有与电动推杆适配的插孔。

5.根据权利要求4所述的挖泥船定位桩自由落体抛桩装置，其特征是：每个配重块各配有提桩箍位置调整装置（14），所述提桩箍位置调整装置（14）包括调整拉绳（14.1）、调整滑轮（14.2）和调整绞车（14.3），调整滑轮和调整绞车安装在挖泥船上，调整拉绳（14.1）一端和相应的配重块的下端相连，调整拉绳的另一端绕过调整滑轮后和调整绞车相连。

6.根据权利要求5所述的挖泥船定位桩自由落体抛桩装置，其特征是：提桩架上还设置有安全插销（7.1），相应地内半提桩箍上设有和安全插销（7.1）适配的插销孔。

7.根据权利要求6所述的挖泥船定位桩自由落体抛桩装置，其特征是：所述调整绞车14.3）为手摇绞车。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的挖泥船定位桩自由落体抛桩装置，其特征是：还包括有外半提桩箍自动打开机构，所述外半提桩箍自动打开机构包括打开组件（17），打开组件（17）包括固定座（17.1）、驱动机构（17.2）、摆块（17.3）和固定座固定螺栓（17.4）；外拉绳（10）的一端和摆块的一端相连后再顺次绕过相应的辅助滑轮（12）后和配重块相连，摆块的另一端和机构座铰接，摆块的另一端同时还和驱动机构（17.2）相连，驱动机构（17.2）同时和机构座（17.1）相连；相应地，所述连接板（5）包括第一连接板（5.1）和第二连接板（5.2）；第一连接板（5.1）由两块小板铰接构成，第一连接板（5.1）设于打开组件设有驱动机构（17.2）的一侧；第二连接板（5.2）和外半提桩箍相连的一侧设有长孔。