CN107489195B - 一种基于高压旋转射流的排水管道清淤一体化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种基于高压旋转射流的排水管道清淤一体化装置，由控制组件、冲洗组件和清淤组件三部分组成，控制组件中电磁阀和中央控制器由必要的信号线连接。冲洗组件中的高压喷头和螺旋杆套于中空不锈钢管上并通过轴承上的固定支架进行固定，中空不锈钢管连接于疏通车上高压橡胶管。清淤组件中的挡泥槽安装于中空不锈钢管上，吸头安装于挡泥槽中连接于吸泥管，通过抽泥泵连接于储泥槽。本发明相对于传统清理排水管道淤泥的方法具有更安全、高效、节水的特点，高压喷射的水流能够将沉积在排水管道底部的沉积物以及障碍物击碎再通过螺旋杆充分搅动，达到彻底清淤的目的，是一种有效的清理淤泥装置。

Description

一种基于高压旋转射流的排水管道清淤一体化装置

技术领域

本发明涉及排水管道清淤设备技术领域，尤其涉及一种基于高压旋转射流的排水管道清淤一体化装置。

背景技术

随着城市化进程不断加快，城市人口规模急剧增多，居民用水量不断增加，排水量已随之增加，在居民将生活污水排入到排水管道时经常会夹带一些生活垃圾。同时，早期排水管道建设过程中采用雨污合流制度，在城市降暴雨过程中，淤泥、生活垃圾及建筑垃圾在雨水冲刷下进入排水系统中，长此以往，造成排水管道被沉积物所堵住，不仅降低排水能力，而且可能发生堵塞的情况。

目前，清理排水管道沉积物有很多种方法：1、缓车清淤法，利用排水管道两端的窖井车来回拉动绞动钢丝绳，从而带动管道中的清理工具将淤泥刮到下游检查井中，以使得管道得到清理。这种方法操作经济节约，但是需要人工下井完成窖井之间的TT片运送，由于井下的恶劣工作环境将有可能引发安全事故；2、人工清淤法，该方法需要一群“地下工作者”，他们在充满恶臭的排水管道中回来穿梭，是排水管道中淤泥的搬运工。但是，这种方法危险性极高，因为污水中会析出硫化氢、氨气、二氧化硫和一氧化碳等有毒有害气体，容易发生中毒或者遇明火将发生爆炸事故，而且存在小口径的管道难以清理等缺点；3、水力冲刷法，利用上游蓄水形成的水流来冲走管道内淤积物，每冲刷一次，清淤装置就会向下移动一段距离，并再次进行集水清淤。其缺点是管道底部沉积许久的污垢、石块等难以被清理出来；4、高压水射流法，使用高压泵打出来的高压水，并经过管路到达喷嘴，再将高压力低流速转化为高流速的射流，产生强大的冲击动能，连续不断地作用在清洗表面，从而使得垢物脱落，最终实现清洗的目的。但是，现有的高压水射流装置喷头设计非常不合理，造成大量水资源浪费。

针对以上问题，本申请人进行了有益的探索和尝试，找到了解决上述问题的办法，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对现有的清理排水管道沉积物的方法存在的诸多问题而提供一种清淤效果彻底、避免安全事故发生、节约水资源的基于高压旋转射流的排水管道清淤一体化装置。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种基于高压旋转射流的排水管道清淤一体化装置，包括：

冲洗组件，所述冲洗组件包括高压喷头、螺旋套杆、中空钢管、增压气罐以及疏通车；所述高压喷头轴设在所述中空钢管的第一端部上且与其进水端与所述中空钢管的第一端口连接，所述高压喷头的外表面上周向间隔开设有若干喷水孔；所述螺旋套杆转动地套设在所述中空钢管的外管面上且通过一联动套管与所述高压喷头连接，在所述螺旋套杆的外周面上设置有螺旋槽；所述中空钢管的第二端口通过一第一高压连接软管与所述增压气罐的增压出口连接，所述增压气罐的增压进口通过一第二高压连接软管与所述疏通车的储水罐的出水口连接；

清淤组件，所述清淤组件包括挡泥收集槽、吸泥头、抽泥泵以及储泥箱；所述挡泥收集槽固定设置在所述中空钢管上且位于所述螺旋套杆的后侧，所述挡泥收集槽的槽口朝向所述螺旋套杆，所述吸泥头安装在所述挡泥收集槽的底部上且其吸泥出口通过一第一吸泥管与所述抽泥泵的抽泥进口连接，所述抽泥泵的抽泥出口通过一第二吸泥管与所述储泥箱的收集口连接；

控制组件，所述控制组件包括PLC控制器，所述PLC控制器分别与所述增压气罐和抽泥泵连接。

在本发明的一个优选实施例中，所述控制组件还包括若干电磁阀，每一电磁阀分别与所述PLC控制器连接，所述若干电磁阀的一端分别与所述增压气罐的增压出口连接，其另一端通过一汇集管汇集后与所述第一高压连接软管的一端连接。

在本发明的一个优选实施例中，在所述第一高压连接软管靠近所述增压气罐的位置处安装有一截止阀。

在本发明的一个优选实施例中，所述高压喷头的前部呈圆锥体结构，其中后部呈圆柱体结构，所述高压喷头的圆柱体结构部分内构成有一轴向通道，所述若干喷水孔周向均匀间隔设置在所述高压喷头的圆柱体结构部分的外表面上，每一喷水孔通过一弧形流道与所述轴向通道连通。

在本发明的一个优选实施例中，所述喷水孔为八个，分两排设置，每一排喷水孔的数量为四个，两排喷水孔均匀对称设置在所述高压喷头的圆柱体结构部分的外表面上。

在本发明的一个优选实施例中，所述螺旋套杆采用铝合金材质制成，所述螺旋套杆的管径根据实际排水管道的管径大小进行更换调整。

在本发明的一个优选实施例中，所述中空钢管为不锈钢管。

在本发明的一个优选实施例中，所述第一高压连接软管和第二高压连接软管为采用高压钢丝缠绕的橡胶管。

在本发明的一个优选实施例中，在所述储泥箱的底部的四个角部位置处分别安装有一带锁的移动轮和在所述储泥箱的侧面上焊接有一拖钩。

在本发明的一个优选实施例中，所述螺旋套杆的两端内侧分别安装有第一支承轴承和第二支承轴承，所述螺旋套杆的两端通过所述第一支承轴承和第二支承轴承转动地套设在所述中空钢管的外管面上，在所述中空钢管的外管面上位于所述高压喷头与螺旋套杆之间设置有一第三支承轴承，所述联动套管套设在所述第三支承轴承上且其内管面与所述第三支承轴承的外圈固接，所述联动套管的一端与所述高压喷头连接，其另一端与所述螺旋套杆连接。

由于采用了如上的技术方案，本发明的有益效果在于：1、本发明的高压射流的水能够将沉积在排水管道底部的沉积物以及障碍物击碎通过螺旋套杆充分搅动，达到彻底清淤的目的，清淤效果佳；2、本发明采用周期性高压脉动冲洗的技术特点相对于纯粹高压水射流清洗技术要节约水资源；3、本发明将冲洗管道和清理淤泥两个过程实现同步一体化，提高清淤效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的冲洗组件的高压喷头、螺旋套杆和中空钢管组装后的剖面图。

图3是本发明的冲洗组件的高压喷头的剖面图。

图4是本发明的冲洗组件的高压喷头的侧视图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见附图，图中给出的是一种基于高压旋转射流的排水管道清淤一体化装置，包括冲洗组件、清淤组件以及控制组件。

冲洗组件包括高压喷头110、螺旋套杆120、中空钢管130、增压气罐140以及疏通车150。

高压喷头110轴设在中空钢管130的第一端部上且与其进水端与中空钢管130的第一端口131连接，高压喷头110的外表面上周向间隔开设有若干喷水孔111。在本实施例中，高压喷头110的前部呈圆锥体结构，其中后部呈圆柱体结构，高压喷头110的圆柱体结构部分内构成有一轴向通道112，若干喷水孔111周向均匀间隔设置在高压喷头110的圆柱体结构部分的外表面上，每一喷水孔111通过一弧形流道111a与轴向通道112连通。优选地，喷水孔111的数量为八个，分两排设置，每一排喷水孔的数量为四个，两排喷水孔均匀对称设置在高压喷头110的圆柱体结构部分的外表面上。当高压射流经过中空钢管130进入高压喷头110内，并从高压喷头110的喷水孔111喷出时，在高压射流的作用下，高压喷头110会绕着中空钢管130转动。

螺旋套杆120采用铝合金材质制成，其管径根据实际排水管道的管径大小进行更换调整。螺旋套杆120的两端内侧分别安装有支撑轴承161、162，螺旋套杆120的两端通过支撑轴承161、162转动地套设在中空钢管130的外管面上，在螺旋套杆120的外周面上设置有螺旋槽121。在中空钢管130的外管面上位于高压喷头110与螺旋套杆120之间设置有一支承轴承163，联动套管170套设在支承轴承163上且其内管面与支承轴承163的外圈固接，联动套管170的一端与高压喷头110连接，其另一端与螺旋套杆120连接，这样当高压喷头110在高压射流作用下转动时，通过联动套管170的传动作用，带动螺旋套杆120绕着中空钢管130转动。

中空钢管130为不锈钢管，具有耐高压的性能。中空钢管130的第二端口132通过一高压连接软管181与增压气罐140的增压出口连接，增压气罐140的增压进口通过一高压连接软管182与疏通车150的储水罐的出水口连接。高压连接软管181、182为采用高压钢丝缠绕的橡胶管，具有耐氧化、耐高温的性能。

清淤组件包括档泥收集槽210、吸泥头220、抽泥泵230以及储泥箱240。

档泥收集槽210大致呈矩形盒体结构，档泥收集槽210的底部中间位置开设有一用于供中空钢管130穿过的安装孔(图中未示出)，其底部靠近边缘的位置开设有一用于安装吸泥头220的吸泥头安装孔(图中未示出)。

档泥收集槽210通过其底部上的安装孔固定设置在中空钢管130上且位于螺旋套杆120的后侧，档泥收集槽210的槽口朝向螺旋套杆120，吸泥头220安装在档泥收集槽210底部的吸泥头安装孔上且其吸泥出口通过一吸泥管251与抽泥泵230的抽泥进口231连接，抽泥泵230的抽泥出口232通过一吸泥管252与储泥箱240的收集口连接。储泥箱240的底部的四个角部位置处分别安装有一带锁的移动轮241，便于移动储泥箱240。在储泥箱240的侧面上焊接有一拖钩242，便于对储泥箱240进行拖动。

控制组件包括PLC控制器310，PLC控制器310分别与增压气罐140和抽泥泵230连接。为了使得本发明实现周期性高压脉动冲洗的目的，控制组件还包括五个电磁阀320，每一电磁阀320分别与PLC控制器310连接，当然，电磁阀320的数量并不局限于本实施例中的数量，其应根据设计要求而定。五个电磁阀320的一端分别与增压气罐140的增压出口连接，其另一端通过一汇集管190汇集后与高压连接软管181的一端连接。此外，还在高压连接软管181靠近增压气罐140的位置处安装有一截止阀181a。

本发明的基于高压旋转射流的排水管道清淤一体化装置的工作过程如下：

首先，通过PLC控制器310输入增压气罐140的压力M，电磁阀320的开闭时间t和抽泥泵230的工作参数W，启动疏通车150将其上储水罐内的水通过高压连接软管182注入增压气罐140内，增压气罐140将水压增加到指定的压力M，电磁阀320按照设定的时间间隔T周期性的开闭阀门将增压气罐140里的水通过高压连接软管181和中空钢管130注入到高压喷头110中，高压喷头110在高压水流的冲击下发生旋转，并带动螺旋套杆120进行转动，高压喷头110的喷水孔111的喷射水流最大应力可达75N/mm²，可满足切割混泥土障碍物的需求，这样高压喷头110所喷出的高压水流对排水管内的淤泥进行切割或冲散，同时也对排水管的内管面进行冲洗。排水管道中沉积物在高压喷头110和螺旋套杆120作用下被传送到档泥收集槽210内，档泥收集槽210对螺旋套杆120转动时所传送过来的淤泥等沉积物进行收集，再通过抽泥泵230将档泥收集槽210所收集的淤泥抽吸到储泥箱240中。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种基于高压旋转射流的排水管道清淤一体化装置，其特征在于，包括：

冲洗组件，所述冲洗组件包括高压喷头、螺旋套杆、中空钢管、增压气罐以及疏通车；所述高压喷头轴设在所述中空钢管的第一端部上且与其进水端与所述中空钢管的第一端口连接，所述高压喷头的外表面上周向间隔开设有若干喷水孔；所述螺旋套杆转动地套设在所述中空钢管的外管面上且通过一联动套管与所述高压喷头连接，在所述螺旋套杆的外周面上设置有螺旋槽；所述中空钢管的第二端口通过一第一高压连接软管与所述增压气罐的增压出口连接，所述增压气罐的增压进口通过一第二高压连接软管与所述疏通车的储水罐的出水口连接；

清淤组件，所述清淤组件包括档泥收集槽、吸泥头、抽泥泵以及储泥箱；所述档泥收集槽固定设置在所述中空钢管上且位于所述螺旋套杆的后侧，所述档泥收集槽的槽口朝向所述螺旋套杆，所述吸泥头安装在所述档泥收集槽的底部上且其吸泥出口通过一第一吸泥管与所述抽泥泵的抽泥进口连接，所述抽泥泵的抽泥出口通过一第二吸泥管与所述储泥箱的收集口连接；以及

控制组件，所述控制组件包括PLC控制器，所述PLC控制器分别与所述增压气罐和抽泥泵连接；

所述控制组件还包括若干电磁阀，每一电磁阀分别与所述PLC控制器连接，所述若干电磁阀的一端分别与所述增压气罐的增压出口连接，其另一端通过一汇集管汇集后与所述第一高压连接软管的一端连接；

所述高压喷头的前部呈圆锥体结构，其中后部呈圆柱体结构，所述高压喷头的圆柱体结构部分内构成有一轴向通道，所述若干喷水孔周向均匀间隔设置在所述高压喷头的圆柱体结构部分的外表面上，每一喷水孔通过一弧形流道与所述轴向通道连通。

2.如权利要求1所述的基于高压旋转射流的排水管道清淤一体化装置，其特征在于，在所述第一高压连接软管靠近所述增压气罐的位置处安装有一截止阀。

3.如权利要求1所述的基于高压旋转射流的排水管道清淤一体化装置，其特征在于，所述喷水孔为八个，分两排设置，每一排喷水孔的数量为四个，两排喷水孔均匀对称设置在所述高压喷头的圆柱体结构部分的外表面上。

4.如权利要求1所述的基于高压旋转射流的排水管道清淤一体化装置，其特征在于，所述螺旋套杆采用铝合金材质制成，所述螺旋套杆的管径根据实际排水管道的管径大小进行更换调整。

5.如权利要求1所述的基于高压旋转射流的排水管道清淤一体化装置，其特征在于，所述中空钢管为不锈钢管。

6.如权利要求1所述的基于高压旋转射流的排水管道清淤一体化装置，其特征在于，所述第一高压连接软管和第二高压连接软管为采用高压钢丝缠绕的橡胶管。

7.如权利要求1所述的基于高压旋转射流的排水管道清淤一体化装置，其特征在于，在所述储泥箱的底部的四个角部位置处分别安装有一带锁的移动轮和在所述储泥箱的侧面上焊接有一拖钩。

8.如权利要求1至7中任一项所述的基于高压旋转射流的排水管道清淤一体化装置，其特征在于，所述螺旋套杆的两端内侧分别安装有第一支承轴承和第二支承轴承，所述螺旋套杆的两端通过所述第一支承轴承和第二支承轴承转动地套设在所述中空钢管的外管面上，在所述中空钢管的外管面上位于所述高压喷头与螺旋套杆之间设置有一第三支承轴承，所述联动套管套设在所述第三支承轴承上且其内管面与所述第三支承轴承的外圈固接，所述联动套管的一端与所述高压喷头连接，其另一端与所述螺旋套杆连接。