CN110512680A - 一种绞吸挖泥船及其挖泥方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种绞吸挖泥船及其挖泥方法，属于挖泥船技术领域。本发明包括船体结构、转动杆、安装箱、输泥管、排气管和防护机构，船体结构内设有储泥舱，储泥舱的顶部设有开口，开口上密封盖设有舱盖板，转动杆的一端铰接在船体结构的首部，安装箱的一侧与转动杆固连，安装箱内设有吸泥泵，吸泥管的一端与吸泥泵的出口相连，另一端与储泥舱相连，输泥管的一端与安装箱固连，另一端设有铰刀，输泥管通过软管与吸泥泵的进口相连，排气管与储泥舱相连，防护机构能够利用排气管排出的气体减小泥浆和输泥管内壁的摩擦阻力，同时还能降低输泥管内泥浆的温度。本发明能够减小泥浆与输泥管内壁的摩擦阻力，还能降低泥浆的温度，减小泥浆的汽化程度。

Description

一种绞吸挖泥船及其挖泥方法

技术领域

本发明属于挖泥船技术领域，涉及一种绞吸挖泥船及其挖泥方法。

背景技术

绞吸挖泥船是利用转动着的绞刀绞碎河底或海底的土壤，与水泥混合成泥浆，经过吸泥管吸入泵体并经过排泥管送至排泥区。

绞吸泵是绞吸挖泥船的关键部件，由于其工作环境恶劣，绞吸泵经常发生汽蚀现象，汽蚀是指液体在一定温度下，降低压力至该温度下的汽化压力时，液体便产生汽泡的现象，汽蚀时产生的气泡，流动到高压处时，其体积减小以致破灭，这种由于压力上升气泡消失在液体中的现象称为汽蚀溃灭。

绞吸泵在运转过程中，抽送液体的绝对压力降低到当时温度下的液体汽化压力时，液体开始汽化，产生大量蒸汽，形成气泡，当含有大量气泡的液体向前经叶轮内的高压区时，气泡周围的高压液体致使气泡急剧地缩小以至破裂。在气泡凝结破裂的同时，液体质点以很高的速度填充空穴，在此瞬间产生很强烈的水击作用，并以很高的冲击频率打击金属表面，冲击应力可达几百至几千个大气压，冲击频率可达每秒几万次，严重时会将壁厚击穿，易造成泵的损坏。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种绞吸挖泥船及其挖泥方法，能够减小泥浆与输泥管内壁的摩擦阻力，还能降低输泥管内泥浆的温度，减小泥浆的汽化程度。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种绞吸挖泥船，包括船体结构，所述船体结构内设有储泥舱，所述储泥舱的顶部设有开口，还包括：

舱盖板，所述舱盖板密封盖设在开口处；

转动杆，所述转动杆的一端铰接在船体结构的首部；

安装箱，所述安装箱的一侧与转动杆远离船体结构的一端固连，所述安装箱具有：吸泥泵，所述吸泥泵设置在安装箱的内部；吸泥管，所述吸泥管的一端与吸泥泵的出口相连，另一端与储泥舱相连；

输泥管，所述输泥管的一端与安装箱远离转动杆的一侧固连，另一端设有铰刀头，所述输泥管通过软管与吸泥泵的进口相连；

排气管，所述排气管的一端与储泥舱的上端相连；

防护机构，所述防护机构能够利用排气管排出的气体减小泥浆和输泥管内壁的摩擦阻力，同时还能降低输泥管内泥浆的温度。

在上述的绞吸挖泥船中，所述船体结构上设有控制器，所述防护机构包括：

第一套管，所述第一套管同轴套设在输泥管的外侧，所述第一套管的一端与安装箱远离转动杆的一侧固连，另一端通过封板与输泥管的外侧固连，所述安装箱、输泥管、第一套管和封板之间形成封闭的冷却腔，位于冷却腔内的输泥管上设有若干个穿孔；

储水腔，所述储水腔设置在船体结构内，所述储水腔内装满海水，所述排气管的另一端与储水腔的顶部相连，所述排气管上设有第一电磁阀，所述第一电磁阀与控制器电连接；

排水管，所述排水管的一端与储水腔相连，另一端与冷却腔相连，所述排水管上设有第二电磁阀，所述第二电磁阀与控制器电连接。

在上述的绞吸挖泥船中，所述防护机构还包括第二套管，所述第二套管同轴套设在输泥管的外侧，所述第二套管的一端与安装箱远离转动杆的一侧固连，所述第二套管的另一端与封板之间形成间隙，所述第二套管将冷却腔由外到内依次分隔成第一流动腔和第二流动腔，所述第一流动腔和第二流动腔之间通过间隙相连通。

在上述的绞吸挖泥船中，所述船体结构的首部设有进水管，所述进水管与储水腔相连通，所述进水管上设有第三电磁阀，所述第三电磁阀与控制器电连接。

在上述的绞吸挖泥船中，所述进水管远离船体结构的一端呈外扩喇叭状。

在上述的绞吸挖泥船中，所述排水管与冷却腔靠近安装箱的一侧相连。

在上述的绞吸挖泥船中，若干个所述穿孔沿着输泥管的周向和长度方向均匀布置。

一种绞吸挖泥船的挖泥方法，包括以下步骤：

1)、舱盖板密封盖设在开口上，使储泥舱内形成密闭空间；

2)、启动第一电机，带动铰刀头转动，同时启动吸泥泵，铰刀头绞碎的泥浆被吸泥泵吸入输泥管内，再通过吸泥管排入储泥舱内，储泥舱内的空气受到挤压通过排气管排出到储水腔内，储水腔内的海水受到挤压，通过排水管排出到冷却腔内；

3)、海水顺着第一流动腔向下流动，通过间隙流入到第二流动腔内，降低输泥管和泥浆的温度；

4)、同时第二流动腔内的海水在吸泥泵的抽吸作用下，通过穿孔流入到输泥管内，在输泥管的内壁上形成水膜，减小泥浆与输泥管内壁的摩擦阻力。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、初始状态，舱盖板密封盖设在开口上，使储泥舱内形成密闭空间，启动电动绞车，释放钢丝绳，转动杆的下端向下转动，使铰刀头至接触水底，然后启动第一电机和吸泥泵，第一电机带动铰刀头转动，铰刀头绞碎的泥浆被吸入输泥管内，然后通过吸泥管流入到储泥舱内，储泥舱内的空气受到挤压，通过排气管流入到储水腔内，储水腔内的海水受到挤压通过排水管流入到冷却腔内，给输泥管降温，同时降低输泥管内泥浆的温度，减小泥浆的汽化程度；

2、进入冷却腔内的海水沿着第一流动腔向下流动，然后通过间隙流入第二流动腔内，由于吸泥泵的抽吸作用，使输泥管内产生负压，使第二流动腔内的海水通过穿孔被吸入到输泥管内，在输泥管内壁形成水膜，减小泥浆和输泥管内壁之间的摩擦阻力，防止吸泥泵发生汽蚀；

3、挖泥结束后，输泥管内会残留淤泥，此时，关闭排气管上的第一电磁阀，打开进水管上的第三电磁阀和排水管上的第二电磁阀，启动船体结构向前移动，海水涌入进水管，流入到储水腔内，然后通过排气管流入冷却腔内，由于冷却腔内海水不断增加，使得冷却腔内的压力增大，最后海水通过穿孔喷出，冲刷输泥管的内壁，清除输泥管内壁上的淤泥，防止输泥管发生堵塞，使吸泥泵空转，造成损坏。

附图说明

图1是本绞吸挖泥船的结构示意图；

图2是图1中A处的局部放大图；

图3中图2中B-B处的剖视图。

图中，1、船体结构；11、储泥舱；111、开口；112、舱盖板；113、排气管；114、第一电磁阀；12、支撑架；121、滑轮；13、电动绞车；131、钢丝绳；14、转动杆；15、控制器；21、储水腔；22、排水管；221、第二电磁阀；23、进水管；231、第三电磁阀；3、安装箱；31、吸泥泵；32、吸泥管；4、输泥管；41、穿孔；42、驱动轴；421、第一齿轮；43、第一电机；431、第二齿轮；5、第一套管；51、封板；52、冷却腔；53、第一流动腔；6、第二套管；61、第二流动腔；62、间隙；7、铰刀头。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1至3所示，一种绞吸挖泥船，包括船体结构1、舱盖板112、转动杆14、安装箱3、输泥管4、排气管113和防护机构。

所述船体结构1内设有储泥舱11，所述储泥舱11的顶部设有开口111，所述船体结构1的首部固设有支撑架12，所述支撑架12的顶部设有滑轮121，所述船体结构1上还设有电动绞车13，所述电动绞车13的卷筒上缠绕有钢丝绳131。

所述舱盖板112密封盖设在开口111处，所述舱盖板112和储泥舱11形成一个密闭空间。

所述转动杆14的一端铰接在船体结构1的首部。

所述安装箱3的一侧与转动杆14远离船体结构1的一端固连，所述安装箱3内设有吸泥泵31，所述吸泥泵31的出口连接有吸泥管32，所述吸泥管32的另一端与储泥舱11相连，所述钢丝绳131的自由端穿过滑轮121且端部固连在安装箱3上。

通过电动绞车13收放钢丝绳131来控制安装箱3和转动杆14的上下转动，简单实用。

所述输泥管4的一端与安装箱3远离转动杆14的一侧固连，另一端设有铰刀头7，所述输泥管4内设有驱动单元，所述驱动单元能够驱动铰刀头7转动，所述输泥管4通过软管与吸泥泵31的进口相连。

优选地，所述驱动单元包括驱动轴42，所述驱动轴42通过支架转动设置在输泥管4内，所述驱动轴42上固设有第一齿轮421，所述输泥管4内通过底座设有第一电机43，所述第一电机43的输出轴上固设有第二齿轮431，所述第一齿轮421和第二齿轮431啮合连接，所述驱动轴42的下端伸出输泥管4且端部与铰刀头7固连，所述驱动单元也可以用其他常用驱动铰刀头7的结构代替。

所述排气管113的一端与储泥舱11的上端相连。

所述防护机构能够利用排气管113排出的气体减小泥浆和输泥管4内壁的摩擦阻力，同时还能降低输泥管4内泥浆的温度。

释放电动绞车13的钢丝绳131，使安装箱3和转动杆14向下转动，将铰刀头7下放至水底，转动铰刀头7，铰动水底的泥沙，同时启动吸泥泵31，铰刀头7绞碎的泥浆被吸入输泥管4内，然后通过吸泥管31流入到储泥舱11内，由于舱盖板112密封盖设在开口111上，使储泥舱11内形成密闭空间，泥浆流入储泥舱11内，使储泥舱11内的气体受到挤压，通过排气管113排出，所述防护机构能够利用排气管113排出的气体减小泥浆和输泥管4内壁的摩擦阻力，同时还能降低输泥管4内泥浆的温度，减小泥浆的汽化程度，减小气泡破裂对吸泥泵31的冲击，提高吸泥泵31的使用寿命；此外，储泥舱11内的气体受压通过排气管113排出，可以使储泥舱11内保持压力平衡。

具体来说，所述船体结构1上设有控制器15，所述防护机构包括第一套管5、储水腔21和排水管22。

所述第一套管5同轴套设在输泥管4的外侧，所述第一套管5的一端与安装箱3远离转动杆14的一侧固连，另一端通过封板51与输泥管4的外侧固连，所述安装箱3、输泥管4、第一套管5和封板51之间形成封闭的冷却腔52，位于冷却腔52内的输泥管4上均匀设有若干个穿孔41。

所述储水腔21设置在船体结构1内，所述储水腔21内装满海水，所述排气管113的另一端与储水腔21的顶部相连，所述排气管113上设有第一电磁阀114，所述第一电磁阀114与控制器15电连接。

所述排水管22的一端与储水腔21相连，另一端与冷却腔52相连，所述排水管22上设有第二电磁阀221，所述第二电磁阀221与控制器15电连接。

打开第一电磁阀114和第二电磁阀221，泥浆流入储泥舱11内，挤压储泥舱11内的气体，气体从排气管113排出，流入储水腔21内，挤压储水腔21内的海水，使海水通过排水管22流入到冷却腔52内，降低输泥管4和泥浆的温度，降低泥浆的汽化程度；由于吸泥泵31的抽吸作用，输泥管4内产生负压，使第二流动腔61内的海水通过穿孔41流入输泥管4内，在输泥管4内壁形成水膜，减小泥浆和输泥管4内壁之间的摩擦阻力，防止吸泥泵31发生汽蚀。

具体来说，所述防护机构还包括第二套管6，所述第二套管6同轴套设在输泥管4的外侧，所述第二套管6的一端与安装箱3远离转动杆14的一侧固连，所述第二套管6的另一端与封板51之间形成间隙62，所述第二套管6将冷却腔52由外到内依次分隔成第一流动腔53和第二流动腔61，所述第一流动腔53和第二流动腔61之间通过间隙62相连通。

排水管22排出的海水通过第一流动腔53向下流动，穿过间隙62，向上流入第二流动腔61内，增加海水在冷却腔52内的停留时间，提高海水与输泥管4的热交换率；此外，当海水通过穿孔41被吸入到输泥管4内，在输泥管4内壁上形成水膜，由于输泥管4内的泥浆从下往上移动，海水从输泥管4下端的穿孔41依次向上流入输泥管4内，使整个输泥管4内均存在水膜，减小了泥浆和输泥管4内壁的摩擦阻力，防止吸泥泵31发生汽蚀。

具体来说，所述船体结构1的首部设有进水管23，所述进水管23与储水腔21相连通，所述进水管23上设有第三电磁阀231，所述第三电磁阀231与控制器15电连接。

当挖泥工作结束后，打开舱盖板112和第二电磁阀221，海水通过进水管23涌入储水腔21内，储水腔21内的气体通过排气管113排出，使储水腔21内再次充满海水；此外，当需要清洗输泥管4内的淤泥时，关闭第一电磁阀114，启动船体结构1向前移动，海水涌入进水管23，流入到储水腔21内，然后通过排水管22流入冷却腔52内，由于冷却腔52内海水不断增加，使得冷却腔52内的压力增大，最后海水通过穿孔41喷出，冲刷输泥管4的内壁，清除输泥管4内壁上的淤泥，防止输泥管4发生堵塞，使吸泥泵31空转，造成损坏。

具体来说，所述进水管23远离船体结构1的一端呈外扩喇叭状。

当船体结构1前进时，外扩喇叭状的进水管23在单位时间内能够进入更多的海水，快速增加冷却腔52内的海水，使得冷却腔52内的压力快速增大，提高对输泥管4内壁的冲刷效率。

具体来说，所述排水管22与冷却腔52靠近安装箱3的一端相连。

排水管22内的海水从冷却腔52的上端进入，增加了海水在冷却腔52内的停留时间，提高海水与输泥管4的热交换率，能够快速降低输泥管4内泥浆的温度，减小泥浆的汽化程度，避免吸泥泵31发生汽蚀，提高吸泥泵31的使用寿命。

具体来说，若干个所述穿孔41沿着输泥管4的轴向和长度方向均匀布置。

第二流动腔61内的海水可以根据输泥管4内泥浆的流动方向依次进入到输泥管4内，在输泥管4内壁上形成连续水膜，减小泥浆和输泥管4内壁的摩擦阻力，避免吸泥泵31发生汽蚀。

一种绞吸挖泥船的挖泥方法，包括以下步骤：

1)、舱盖板112密封盖设在开口111上，使储泥舱11内形成密闭空间；

2)、启动第一电机43，带动铰刀头7转动，同时启动吸泥泵31，铰刀头7绞碎的泥浆被吸泥泵31吸入输泥管4，再通过吸泥管32排入储泥舱11内，储泥舱11内的空气受到挤压通过排气管113排出到储水腔21内，储水腔21内的海水通过排水管22排出到冷却腔52内；

3)、海水顺着第一流动腔53向下流动，通过间隙62流入到第二流动腔61内，降低输泥管4内泥浆的温度；

4)、同时第二流动腔61内的海水在吸泥泵31的抽吸作用下，通过穿孔41流入到输泥管4内，在输泥管4的内壁上形成水膜，减小泥浆与输泥管4内壁的摩擦阻力。

当需要绞吸挖泥时，将舱盖板112密封盖设在开口111上，使储泥舱11内形成密闭空间，然后利用吸泥泵31将铰刀头7绞碎的泥浆吸入到储泥舱11内，储泥舱11内的气体受到挤压，通过排气管113排出到储水腔21内，挤压储水腔21内的海水，海水通过排水管22排出到冷却腔52内，给输泥管4降温，海水从第一流动腔53穿过底部的间隙62流入到第二流动腔61内，增加了海水在冷却腔52内的停留时间，提高海水与输泥管4的热交换率，快速降低输泥管4内泥浆的温度，减小泥浆的汽化程度，由于吸泥泵31的抽吸作用，使海水通过穿孔41被吸入到输泥管4内，在输泥管4内壁上形成水膜，减小泥浆和输泥管4内壁之间的摩擦阻力，防止吸泥泵31发生汽蚀，提高吸泥泵31的使用寿命。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种绞吸挖泥船，包括船体结构(1)，所述船体结构(1)内设有储泥舱(11)，所述储泥舱(11)的顶部设有开口(111)，其特征在于，还包括：

舱盖板(112)，所述舱盖板(112)密封盖设在开口(111)处；

转动杆(14)，所述转动杆(14)的一端铰接在船体结构(1)的首部；

安装箱(3)，所述安装箱(3)的一侧与转动杆(14)远离船体结构(1)的一端固连，所述安装箱(3)具有：吸泥泵(31)，所述吸泥泵(31)设置在安装箱(3)的内部；吸泥管(32)，所述吸泥管(32)的一端与吸泥泵(31)的出口相连，另一端与储泥舱(11)相连；

输泥管(4)，所述输泥管(4)的一端与安装箱(3)远离转动杆(14)的一侧固连，另一端设有铰刀头(7)，所述输泥管(4)通过软管与吸泥泵(31)的进口相连；

排气管(113)，所述排气管(113)的一端与储泥舱(11)的上端相连；

防护机构，所述防护机构能够利用排气管(113)排出的气体减小泥浆和输泥管(4)内壁的摩擦阻力，同时还能降低输泥管(4)内泥浆的温度。

2.根据权利要求1所述的绞吸挖泥船，其特征在于，所述船体结构(1)上设有控制器(15)，所述防护机构包括：

第一套管(5)，所述第一套管(5)同轴套设在输泥管(4)的外侧，所述第一套管(5)的一端与安装箱(3)远离转动杆(14)的一侧固连，另一端通过封板(51)与输泥管(4)的外侧固连，所述安装箱(3)、输泥管(4)、第一套管(5)和封板(51)之间形成封闭的冷却腔(52)，位于冷却腔(52)内的输泥管(4)上设有若干个穿孔(41)；

储水腔(21)，所述储水腔(21)设置在船体结构(1)内，所述储水腔(21)内装满海水，所述排气管(113)的另一端与储水腔(21)的顶部相连，所述排气管(113)上设有第一电磁阀(114)，所述第一电磁阀(114)与控制器(15)电连接；

排水管(22)，所述排水管(22)的一端与储水腔(21)相连，另一端与冷却腔(52)相连，所述排水管(22)上设有第二电磁阀(221)，所述第二电磁阀(221)与控制器(15)电连接。

3.根据权利要求2所述的绞吸挖泥船，其特征在于，所述防护机构还包括第二套管(6)，所述第二套管(6)同轴套设在输泥管(4)的外侧，所述第二套管(6)的一端与安装箱(3)远离转动杆(14)的一侧固连，所述第二套管(6)的另一端与封板(51)之间形成间隙(62)，所述第二套管(6)将冷却腔(52)由外到内依次分隔成第一流动腔(53)和第二流动腔(61)，所述第一流动腔(53)和第二流动腔(61)之间通过间隙(62)相连通。

4.根据权利要求3所述的绞吸挖泥船，其特征在于，所述船体结构(1)的首部设有进水管(23)，所述进水管(23)与储水腔(21)相连通，所述进水管(23)上设有第三电磁阀(231)，所述第三电磁阀(231)与控制器(15)电连接。

5.根据权利要求4所述的绞吸挖泥船，其特征在于，所述进水管(23)远离船体结构(1)的一端呈外扩喇叭状。

6.根据权利要求5所述的绞吸挖泥船，其特征在于，所述排水管(22)与冷却腔(52)靠近安装箱(3)的一侧相连。

7.根据权利要求6所述的绞吸挖泥船，其特征在于，若干个所述穿孔(41)沿着输泥管(4)的周向和长度方向均匀布置。

8.一种绞吸挖泥船的挖泥方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、舱盖板(112)密封盖设在开口(111)上，使储泥舱(11)内形成密闭空间；

2)、启动第一电机(43)，带动铰刀头(7)转动，同时启动吸泥泵(31)，铰刀头(7)绞碎的泥浆被吸泥泵(31)吸入输泥管(4)内，再通过吸泥管(32)排入储泥舱(11)内，储泥舱(11)内的空气受到挤压通过排气管(113)排出到储水腔(21)内，储水腔(21)内的海水受到挤压，通过排水管(22)排出到冷却腔(52)内；

3)、海水顺着第一流动腔(53)向下流动，通过间隙(62)流入到第二流动腔(61)内，降低输泥管(4)和泥浆的温度；

4)、同时第二流动腔(61)内的海水在吸泥泵(31)的抽吸作用下，通过穿孔(41)流入到输泥管(4)内，在输泥管(4)的内壁上形成水膜，减小泥浆与输泥管(4)内壁的摩擦阻力。