CN108951741B - 一种用于灌溉渠道的多功能清淤船 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于灌溉渠道的既能清理淤泥又能收割水草的多功能清淤船，其设计有淤泥清理装置、水草收割装置，淤泥清理装置位于船艉，由搅泥装置、射流装置、限位轮等组成，淤泥清理作业时，淤泥清理装置置于水中，搅泥装置高速旋转搅动淤泥，不与渠道底部碰撞，同时，射流管喷射高压水流，对泥浆进行冲刷，形成异重流，将淤泥带走；水草收割装置倾斜安装在船艏，水草割台将水中水草剪断并由水草运输装置送往碎草装置，碎草装置对水草进一步切割处理，然后通过出料斗排入渠中，本发明将淤泥清理、水草收割及处理功能于一体，机械化程度高，节省了成本，提高了工作效率和灌溉效率，可用于农业灌溉渠道的淤泥及水草清理。

Description

一种用于灌溉渠道的多功能清淤船

技术领域

本发明涉及一种灌溉渠道清理设备，具体的讲是涉及一种灌溉渠道既能清理淤泥又能收割水草多功能清淤船。

背景技术

水利工程尤其灌溉渠道与当地的民生息息相关，但雨水冲刷等因素导致泥沙流入渠中，降低渠道过流面积，影响渠道的灌溉效率。另外，泥质渠底为水草提供了良好的生长环境，茂盛的水草进一步降低了渠道的过流面积及水流流速，同时泥沙更易沉积，形成恶性循环，极大的影响了渠道的引流灌溉能力，故能够对渠道中的淤泥及水草进行有效清理是实现其灌溉功能的根本保障，而灌溉渠道自身宽度无法与大型水域相比，其周围一般存在大量农田、房屋等设施，无法满足大型机械设备的工作条件，现较普遍的灌溉渠道清理方式是停水人工作业，即利用上游水闸切断水源，再将渠道中的水排尽，采用传统的人工收割、手提肩扛的方式对水草及淤泥进行清理。这种作业方式效率低、成本高，而且长时间的断流会给渠道周围的居民日常生活带来诸多不便。

目前，已有专利公开了小水域水草收割与淤泥清理技术。如中国专利201510191638.4公布了一种水草收割收获船，该水草收割收获船采用往复式切割装置及链条链板运输机构对水草进行收割，但是未对水草进行进一步处理，而是囤积在船上，由于水草较为松散且船体体积有限，故制约了设备的工作效率。又如中国专利201711327676 .1公布的一种高压射流式水下清淤装置及清淤船，船体上安装有高压水泵、污水泵和高压射流式水下清淤装置，高压射流式水下清淤装置包括开口向下用于倒扣在河床上的壳体，壳体具有容纳淤泥及泥浆的内腔，壳体内部设有与冲污设备连接的冲污头和与抽吸设备连接的吸污头，壳体上设有与清淤船相连的拖拽结构。使用该发明的清淤船清淤时，通过冲污头冲击水下淤泥，搅动的淤泥被壳体封闭，由吸污头将淤泥吸走，达到清淤的目的，并通过拖拽机构拖拽水下清淤装置，水下清淤装置沿河床被拖拽到下一个工作位置，该发明采用倒扣的壳体将搅动的淤泥与壳体外的水隔开，有效提高了抽出泥浆中的泥沙浓度，但不足之处在于：单一的高压水射流冲刷对厚度较厚且存在板结的淤泥搅动效果可能达不到预期水平。

发明内容

为了提高灌溉渠道淤泥及水草的清理效率，降低人力与经济成本，消除清理作业对周围环境及居民的影响，本发明旨在提供一种集水草与淤泥清理功能于一体、机械化程度高的多功能清淤船，以解决现有灌溉渠道淤泥与水草清理方式所存在的问题。

为达到上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种用于灌溉渠道的多功能清淤船，包括船体、操控室、动力装置、水泵、液压站、水草收割装置、淤泥清理装置，水草收割装置与淤泥清理装置分别倾斜设置在船艏和船艉，水草收割装置通过液压推杆与船体活动连接，淤泥清理装置通过机架与固定在船体上的固定座活动连接；

所述的水草收割装置由水草割台、水草运输装置、碎草装置组成，水草割台设置在水草运输装置的底端，水草割台由2#液压马达带动实现割草作业，碎草装置通过龙门架设置在水草运输装置的顶端,碎草装置设置有固定刀片和活动刀片，所述固定刀片两端安装有连接片，连接片与直线导轨上的滑块连接，直线导轨固定在龙门架两侧，在龙门架上方安装有直线电动缸，直线电动缸与固定刀片采用法兰盘连接，可驱动固定刀片沿直线导轨上下移动，活动刀片通过自身的滑动定位块嵌在固定刀片的滑动轮上，固定刀片上安装有1#伺服电机，1#伺服电机连接偏心轮，偏心轮通过连杆与活动刀片相连，碎草装置下方固定有出料斗，出料斗下方的船体上设有开口；

所述的淤泥清理装置由搅泥装置、射流管、机架、1#液压马达、限位轮组成，搅泥装置包括绞刀轴、弧形绞刀片、固定片，搅泥装置和1#液压马达都安装在机架上，1#液压马达驱动绞刀轴旋转，限位轮安装在绞刀轴两侧，绞刀轴上安装有多个固定片，弧形绞刀片安装在固定片上，机架工作端两侧上安装有支撑杆，射流管安装在支撑杆上，并位于搅泥装置的对面，射流管上安装有多个喷头，射流管通过软管与船体上水泵出水口相连接；

所述PLC控制系统控制2#伺服电机、1#伺服电机以及直线电动缸，动力装置为2#伺服电机、1#伺服电机、直线电动缸、水泵及液压站中的驱动用电机提供电力，液压站为1#液压马达及2#液压马达提供动力。

作为本发明的优选，每个固定片上安装了四个弧形绞刀片，两个弧形绞刀片为一组，两组弧形绞刀片弯曲方向相反。

作为本发明的优选，所述限位轮直径略大于弧形绞刀片旋转直径。

作为本发明的优选，所述支撑杆与机架之间夹角为120°至135°。

作为本发明的优选，船体上安装有卷扬机、支架，卷扬机上的绳索通过支架上的滑轮与淤泥清理装置机架中央的吊环相连。

作为本发明的优选，水草收割装置中水草运输装置为带链板的链条输送机构，将水草割台已切割的水草运至碎草装置，切碎后水草落入出料斗。

作为本发明的优选，液压推杆一端固定在船体上，另一端固定在水草收割装置中部。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明将水草收割、淤泥清理功能集于同一船体，两种作业可同时进行，机械化程度及效率较高，节省成本；

2、淤泥清理装置利用自身重力作用及限位轮，使搅泥装置到达一个合适位置，既能够充分搅动淤泥，且弧形绞刀片不与渠道底部碰撞，由于弧形绞刀片搅动、射流管喷射高压水流，将形成异重流带走淤泥，以达到较优的清理效果，避免了传统停水作业及淤泥随意排放对周围居民和环境带来的影响；

3、碎草装置对收割上来的水草进一步切割，减小水草的单体尺寸，直接排入渠中作为肥料引入农田，既节省了水草处理所需的人力物力，又能一定程度上解决农田所需肥料问题。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为多功能清淤船的前方位正二测视图；

图2为多功能清淤船的后方位正二测视图；

图3为水草收割装置的正二测视图；

图4为碎草装置主视图；

图5为图4中A-A向剖视图；

图6为图5中B处局部放大图；

图7为碎草装置的仰视图；

图8为淤泥清理装置的正二测视图；

图9为搅泥装置的正二测视图。

图中标记：1、水草收割装置，2、液压推杆，3、出料斗，4、水泵，5、液压站，6、淤泥清理装置，7、滑轮，8、支架，9、卷扬机，10、2#伺服电机，11、2#液压马达，12、水草割台，13、水草运输装置，14、碎草装置，15、机架，16、吊环，17、1#液压马达，18、限位轮，19、射流管，20、喷头，21、支撑杆，22、搅泥装置，23、绞刀轴，24、弧形绞刀片，25、固定片，26、龙门架，27、连杆，28、偏心轮，29、直线导轨，30、滑块，31、连接片，32、固定刀片，33、活动刀片，34、法兰盘，35、直线电动缸，36、滑动轮，37、滑动定位块，38、1#伺服电机，39、固定座。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例子与附图对本发明进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

如图1-9所示，本发明涉及一种用于灌溉渠道的多功能清淤船，清淤船从船艏至船艉依次设置有水草收割装置1、水泵4、动力装置、操控室、液压站5、卷扬机9、支架8、淤泥清理装置6。

水草收割装置1由水草割台12、水草运输装置13、碎草装置14组成。水草收割装置1倾斜设置在船艏，与船体之间为活动连接，船艏安装有液压推杆2，液压推杆2一端固定在船体上，另一端与水草收割装置1中部连接，可使用液压推杆2调节水草收割装置1的入水角度和深度。水草收割装置1的顶端安装有碎草装置14，出料斗3一端固定在碎草装置14下方，出料斗3另一端的下方的船体上设有开口，碎草装置14的执行部件设置有固定刀片32与活动刀片33，固定刀片32两侧安装有连接片31，连接片31与直线导轨29上的滑块30连接，直线导轨29固定在龙门架26两侧，活动刀片33通过自身的滑动定位块37嵌在固定刀片32的滑动轮36上，固定刀片32安装有1#伺服电机38，1#伺服电机38上安装有偏心轮28通过连杆27与活动刀片33相连,安装在龙门架26上方的直线电动缸35与固定刀片32采用法兰盘34连接。水草收割装置1的割草功能是由2#液压马达11带动的水草割台12实现的，水草运输装置13为带链板的链条输送机构，动力由2#伺服电机10提供。PLC系统控制1#伺服电机38、2#伺服电机10及直线电动缸35。动力装置为2#伺服电机、1#伺服电机、直线电动缸、卷扬机、水泵及液压站中的驱动用电机提供电力，液压站为1#液压马达及2#液压马达提供动力。

淤泥清理装置6设置在船艉，其包括1#液压马达17、限位轮18、机架15、射流管19、搅泥装置22。船体上安装有卷扬机9、支架8，固定座39，机架15与固定座39活动连接，卷扬机9上的绳索通过支架8上的滑轮7与固定在机架15中央的吊环16相连，工作时，机架15的工作端可在卷扬机9的控制下放入水中，卷扬机9由操控室控制。搅泥装置22包括绞刀轴23、弧形绞刀片24、固定片25，绞刀轴23上等距离安装了多个固定片25，每个固定片25 上安装了四个弧形刀片24，两个弧形刀片24为一组，两组刀片弯曲方向相反。搅泥装置2和1#液压马达17安装在机架15工作端上，搅泥装置22由1#液压马达17驱动。限位轮18安装在绞刀轴23两端，限位轮18直径略大于弧形绞刀片24旋转直径，确保搅泥装置22工作时能最大程度搅动淤泥且不与渠底发生碰撞。机架15工作端两侧上安装有支撑杆21，支撑杆21与机架15之间的安装角度为120°至135°，支撑杆21上方开有圆孔，射流管19安装在孔内，其位于搅泥装置22对面，射流管19上等距离安装有多个喷头20。射流管19通过软管与船体上水泵4出水口相连接。

本发明工作过程如下：

多功能清淤船行进过程中，倾斜安装在船艏的水草收割装置其水草割台将水中水草割断、收集并通过水草运输装置往碎草装置输送，水草收割装置的割草功能是由2#液压马达带动的水草割台实现的，水草运输装置为带链板的链条输送机构，动力由2#伺服电机提供。安装在水草收割装置顶端的碎草装置中的两个刀片在直线电动缸的推动下，向下运动，到达极限位置后，活动刀片做横向往复运动，完成切割动作，然后在直线电动缸的作用下与固定刀片向上运动。同时，水草运输装置做步进运动，其带动水草进行一个位移，将未切割的水草带到碎草装置下方，碎草装置对水草进行切割，减小水草的单体尺寸，循环往复。已切割的水草则落入出料斗，从船体上的开口排入渠中，达到直接排入农田作为肥料的要求。淤泥清理装置通过机架与固定在船体的固定座活动连接于船艉。淤泥清理装置其机架中部安装有吊环，吊环上的绳索通过支架与卷扬机相连，淤泥清理装置在卷扬机的作用下绕固定座转动，工作时，卷扬机将淤泥清理装置工作端放入水中，在自身重力作用下沉入渠底，搅泥装置在1#液压马达的带动下旋转，对淤泥进行搅动，由于绞刀轴两侧的限位轮直径略大于弧形绞刀片旋转直径，故搅泥装置能对不同厚度的淤泥最大程度的搅动而不与渠道底部发生碰撞，射流管通过软管与船体上水泵出水口相连接，同时射流管喷射高压水流将淤泥进一步冲散、搅动，形成异重流带走淤泥。

上面实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于灌溉渠道的多功能清淤船，包括船体、操控室、动力装置、水泵（4）、液压站（5）、水草收割装置（1）、淤泥清理装置（6），其特征在于：水草收割装置（1）与淤泥清理装置（6）分别倾斜设置在船艏和船艉，水草收割装置（1）通过液压推杆（2）与船体活动连接，淤泥清理装置（6）通过机架（15）与固定在船体上的固定座（39）活动连接；

所述的水草收割装置（1）由水草割台（12）、水草运输装置（13）、碎草装置（14）组成，水草割台（12）设置在水草运输装置（13）的底端，水草割台（12）由2#液压马达（11）带动实现割草作业，碎草装置（14）通过龙门架（26）设置在水草运输装置（13）的顶端,碎草装置（14）设置有固定刀片（32）和活动刀片（33），所述固定刀片（32）两端安装有连接片（31），连接片（31）与直线导轨（29）上的滑块（30）连接，直线导轨（29）固定在龙门架（26）两侧，在龙门架（26）上方安装有直线电动缸（35），直线电动缸（35）与固定刀片（32）采用法兰盘（34）连接，可驱动固定刀片（32）沿直线导轨（29）上下移动，活动刀片（33）通过自身的滑动定位块（37）嵌在固定刀片（32）的滑动轮（36）上，固定刀片（32）上安装有1#伺服电机（38），1#伺服电机（38）连接偏心轮（28)，偏心轮（28）通过连杆（27）与活动刀片（33）相连，碎草装置（14）下方固定有出料斗（3），出料斗（3）下方的船体上设有开口；

所述的淤泥清理装置（6）由搅泥装置（22）、射流管（19）、机架（15）、1#液压马达（17）、限位轮（18）组成，搅泥装置（22）包括绞刀轴（23）、弧形绞刀片（24）、固定片（25），搅泥装置（22）和1#液压马达（17）都安装在机架（15）上，1#液压马达（17）驱动绞刀轴（23）旋转，限位轮（18）安装在绞刀轴（23）两侧，绞刀轴（23）上安装有多个固定片（25），弧形绞刀片（24）安装在固定片（25）上，机架（15）工作端两侧上安装有支撑杆（21），射流管（19）安装在支撑杆（21）上，并位于搅泥装置（22）的对面，射流管（19）上安装有多个喷头（20），射流管（19）通过软管与船体上水泵（4）出水口相连接；

还包括PLC控制系统，所述PLC控制系统控制2#伺服电机（10）、1#伺服电机（38）以及直线电动缸（35），动力装置为2#伺服电机（10）、1#伺服电机（38）、直线电动缸（35）、水泵（4）及液压站（5）中的驱动用电机提供电力，液压站为1#液压马达（17）及2#液压马达（11）提供动力。

2.如权利要求1所述的一种用于灌溉渠道的多功能清淤船，其特征在于：每个固定片（25）上安装了四个弧形绞刀片（24），两个弧形绞刀片（24）为一组，两组弧形绞刀片（24）弯曲方向相反。

3.如权利要求1所述的一种用于灌溉渠道的多功能清淤船，其特征在于：所述限位轮（18）直径略大于弧形绞刀片（24）旋转直径。

4.如权利要求1所述的一种用于灌溉渠道的多功能清淤船，其特征在于：所述支撑杆（21）与机架（15）之间夹角为120°至135°。

5.如权利要求1所述的一种用于灌溉渠道的多功能清淤船，其特征在于：在船体上安装有卷扬机（9）、支架（8），卷扬机（9）上的绳索通过支架（8）上的滑轮（7）与淤泥清理装置（6）机架（15）中央的吊环（16）相连。

6.如权利要求1所述的一种用于灌溉渠道的多功能清淤船，其特征在于：水草收割装置（1）中水草运输装置（13）为带链板的链条输送机构，将水草割台（12）已切割的水草运至碎草装置（14），切碎后水草落入出料斗（3）。

7.如权利要求1所述的一种用于灌溉渠道的多功能清淤船，其特征在于：液压推杆（2）一端固定在船体上，另一端固定在水草收割装置（1）中部。

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