CN110629823A - 一种深水清淤作业系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种深水清淤作业系统,包括深水清淤车、淤泥浓缩母船和岸基固化处理站,淤泥浓缩母船与深水清淤车电气连接,且深水清淤车通过长程输送管道将收集的淤泥输送到淤泥浓缩母船,淤泥浓缩母船将浓缩脱水后的淤泥通过一高浓淤泥输送管路输送到岸基固化处理站。本发明通过水下作业车收集‑水下输送‑水面处理的施工方式,能够满足不同水深下的清淤需求,最深可达200~300m水深,且可适应不同地形,不同淤泥类别的淤泥进行高效率清理及处理,具有作业深度大、机动性强、清淤率高、覆盖范围广、扰动小和处理能力强等特点,满足环保节能的需求。

Description

一种深水清淤作业系统
技术领域
本发明属于水下装备技术领域,具体为一种水下清障车,主要涉及江河湖泊、水坝或其它水系的深水区域的淤积清理系统。
背景技术
由于防洪和环保的需要,人们经常要对沉积在江河湖泊、水坝或其它水系的淤泥进行疏浚。目前,常用的疏浚方式有挖泥船、链斗式挖泥船和泵吸式挖泥船等,都是依靠船载设备进行工作,这种设备不能适应地形变化,对水底环境的扰动大,且作业水深一般较浅,最深在20m左右。对于部分水库水深超过20m,部分水坝坝高甚至超过200m,在这类水域作业时,传统的疏浚船舶无法实现。虽说以现有的技术可以挖掘很大的深度,但施工作业困难大,施工精度无法有效控制,施工成本高,工效低。同时,若直接将淤泥输送至岸上,由于淤泥中含有较多的不需要输送清理的液态水,远距离、大深度的提升输送不仅增加了输送泵的功率要求和布设管道的难度,也造成了输送能量的浪费。
发明内容
本发明目的在于提供一种深水清淤作业系统,从而解决上述问题。
为实现上述目的,本发明公开了一种深水清淤作业系统,包括深水清淤车、淤泥浓缩母船和岸基固化处理站,所述淤泥浓缩母船与所述深水清淤车电气连接,且所述深水清淤车通过一长程输送管道将收集的淤泥输送到淤泥浓缩母船,所述淤泥浓缩母船将浓缩脱水后的淤泥通过一高浓淤泥输送管路输送到所述岸基固化处理站。
进一步的,所述长程输送管道和所述高浓淤泥输送管路上设置有浮力材料。
进一步的,所述长程输送管道内设置有压力传感器,所述压力传感器与所述淤泥浓缩母船电气连接。
进一步的,所述淤泥浓缩母船上设置有沉淀池和淤泥脱水设备,所述沉淀池的一端与所述长程输送管道连接,另一端与所述淤泥脱水设备的一端连接,所述淤泥脱水设备的另一端所述高浓淤泥输送管路连接。
进一步的,所述深水清淤车包括车体和吸淤头,所述车体的下侧设置有履带行走底盘,所述吸淤头以可上下左右偏摆的方式铰接在车体的前端,所述吸淤头的输出端与安装在所述车体上的淤泥输送泵的输入端连接,所述淤泥输送泵的输出端与所述长程输送管道连接,所述车体的前后端设置有姿态调整螺旋桨,且所述车体的前端安装有摄像头。
进一步的,所述履带行走底盘的履带上设置有履带板,所述履带板垂直履带设置且其一端向履带的外侧延伸。
进一步的,所述吸淤头包括搅吸头和围设与所述搅吸头外侧的扰动隔离罩,所述扰动隔离罩朝向水底的一侧开口设置以使所述搅吸头的部分伸出所述扰动隔离罩,所述吸淤头上设置有固体浮力块以使所述吸淤头所产生的浮力接近于所述吸淤头的自重。
进一步的,所述吸淤头包括扬起喷嘴、输送喷嘴和淤泥输送管道,所述淤泥输送管道与所述车体铰接,所述扬起喷嘴的输出口相对倾斜安装在所述淤泥输送管道输入口的两侧以将水底淤泥扬起,所述输送喷嘴的输出口朝向所述淤泥输送管道输入口内设置以将扬起的水底淤泥送入淤泥输送管道内,所述淤泥输送管道与所述淤泥输送泵连接。
进一步的,所述吸淤头上还安装有两个扬淤泥水泵和一个输淤泥水泵,所述扬淤泥水泵对称设置在所述吸淤头的两侧,任一所述扬淤泥水泵均通过一三通管同时与相对安装的所述扬起喷嘴连通,所述输淤泥水泵与所述输送喷嘴连接在所述吸淤头的中间位置。
进一步的,所述车体上还安装有声学导航定位系统。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
本发明通过水下作业车收集-水下输送-水面处理的施工方式,能够满足不同水深下的清淤需求,最深可达200~300m水深,且可适应不同地形,不同淤泥类别的淤泥进行高效率清理及处理,具有作业深度大、机动性强、清淤率高、覆盖范围广、扰动小和处理能力强等特点,满足环保节能的需求,同时,通过水面母船的预处理作用,节约了输送功率的浪费,提高了淤泥的处理效率。
下面将参照附图,对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1是本发明优选实施例公开的深水清淤作业系统的结构示意图;
图2是本发明优选实施例公开的深水清淤作业系统的深水清淤车(带扬起喷嘴和输送喷嘴)的结构示意图;
图3是本发明优选实施例公开的带扬起喷嘴和输送喷嘴的吸淤头的结构示意图;
图4是本发明优选实施例公开的深水清淤作业系统的深水清淤车(搅吸头)的结构示意图。
图例说明:
1、深水清淤车;2、淤泥浓缩母船;3、岸基固化处理站;4、长程输送管道;5、高浓淤泥输送管路;6、沉淀池;7、淤泥脱水设备;8、车体;9、吸淤头;10、履带行走底盘;11、淤泥输送泵;12、姿态调整螺旋桨;13、摄像头;14、履带;15、履带板;16、搅吸头;17、扰动隔离罩;18、固体浮力块;19、扬起喷嘴;20、输送喷嘴;21、淤泥输送管道;22、扬淤泥水泵;23、输淤泥水泵;24、三通管;25、转台;26、摆臂。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明,但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例一:
如图1-3所示,本发明公开了一种深水清淤作业系统,包括深水清淤车1、淤泥浓缩母船2和岸基固化处理站3,淤泥浓缩母船2与深水清淤车1电气连接,且深水清淤车1通过长程输送管道4将收集的淤泥输送到淤泥浓缩母船2,淤泥浓缩母船2将浓缩脱水后的淤泥通过一高浓淤泥输送管路5输送到岸基固化处理站3,从而通过深水清淤车1收集淤泥-长程输送管道4的水下输送-淤泥浓缩母船2的预处理-岸基固化处理站3成型的施工方式,能够连续高效地满足不同水深下的清淤需求,最深可达200~300m水深,且可适应不同地形,不同淤泥类别的淤泥进行高效率清理及处理,具有作业深度大、机动性强、清淤率高、覆盖范围广、扰动小和处理能力强等特点,满足环保节能的需求,同时,通过水面母船的预处理作用,节约了输送功率的浪费,降低了管道布设的难度,提高了淤泥的处理效率。
在本实施例中,长程输送管道4和高浓淤泥输送管路5上设置有浮力材料,从而通过调节浮力材料的配置实现对淤泥输送的最佳构形。进一步,长程输送管道4内设置有压力传感器,压力传感器与淤泥浓缩母船2电气连接,从而可以用来对管道内泥浆的输送状态进行监测,实时反映深水清淤车1的工作状态,同时,长程输送管道4和高浓淤泥输送管路5上也可以分段设置提升泵。
具体的,为了对深水清淤车1输送的含水量较高的淤泥进行预处理,及时排出大部分水分,减少提升泵的数量,以提高下一步淤泥处理的效率。淤泥浓缩母船上2设置有沉淀池6和淤泥脱水设备7,通过沉淀池6即可实现大部分的淤泥和水的分层,其中上层的水可以直接排到深水区域,避免了传统的远距离输送到岸上后在分离,节约了分离成本,沉淀池6的一端与长程输送管道4连接,另一端与淤泥脱水设备7的一端连接,淤泥脱水设备7的另一端高浓淤泥输送管路5连接,淤泥脱水设备7用于脱去淤泥中大部分的水分。
其中,深水清淤车1包括车体8和吸淤头9,车体8的下侧设置有履带行走底盘10,吸淤头9以可上下左右偏摆的方式铰接在车体8的前端,具体的,左右偏摆是通过将吸淤头9与车体8上的转台25铰接,而上下偏摆则通过摆臂26实现(摆臂26中包含多个连杆和液压油缸,类似挖机的摆臂结构),吸淤头9的输出端与安装在车体8上的淤泥输送泵11的输入端连接,淤泥输送泵11的输出端与长程输送管道4连接,车体8的前后端设置有姿态调整螺旋桨12,用于下方时候车体8的姿态调整,且车体8的前端安装有摄像头13,用于远程遥控行走路线。
在本实施例中,履带行走底盘10的履带14上设置有履带板15,履带板15垂直履带设置且其一端向履带14的外侧延伸,工作时候,履带板15可插入淤泥中,一方面防止履带14陷入淤泥中,同时还可以起到类似船桨的作用。
在本实施例中,吸淤头9为水压式的吸淤结构,包括扬起喷嘴19、输送喷嘴20和淤泥输送管道21,扬起喷嘴19和输送喷嘴20安装在淤泥输送管道21上,输送管道21的截面为长矩形结构,淤泥输送管道21与车体8铰接且通过软管与淤泥输送泵11连接,扬起喷嘴19的输出口相对倾斜安装在淤泥输送管道21输入口的两侧以将水底淤泥扬起,输送喷嘴20设置在扬起喷嘴19的上方,其输出口朝向或者伸入淤泥输送管道21输入口内设置以将扬起的水底淤泥送入淤泥输送管道21内,同样,扬起喷嘴19和输送喷嘴20围设在一个底部开口的罩体内。淤泥输送管道21同样通过软管与淤泥输送泵11柔性连接。具体的,吸淤头9上还安装有两个扬淤泥水泵22和一个输淤泥水泵23,扬淤泥水泵22对称设置在吸淤头9的两侧,任一扬淤泥水泵22均通过一三通管24同时与相对安装的扬起喷嘴19连通,从而保证前后方的卷扬水力相同,输淤泥水泵23与输送喷嘴20连接在吸淤头9的中间位置。吸淤头16上设置有固体浮力块18以使吸淤头9所产生的浮力接近于吸淤头9的自重。进而减轻摆臂等结构的支撑力。在本实施例中,车体8上还安装有声学导航定位系统,从而方便深水清淤车1的水下定位。
实施例二:
在本实施例中,如图4所示,深水清淤车1的主体结构与实施例一相同,不同之处在于:吸淤头9包括螺旋状的搅吸头16和围设与搅吸头16外侧的扰动隔离罩17,扰动隔离罩17朝向水底的一侧开口设置以使搅吸头9的部分伸出扰动隔离罩17,从而搅吸头16的部分可与水底淤泥接触搅动吸入淤泥,同样,吸淤头16上设置有固体浮力块18以使吸淤头9所产生的浮力接近于吸淤头9的自重。进而减轻摆臂等结构的支撑力。
以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种深水清淤作业系统,其特征在于,包括深水清淤车(1)、淤泥浓缩母船(2)和岸基固化处理站(3),所述淤泥浓缩母船(2)与所述深水清淤车(1)电气连接,且所述深水清淤车(1)通过一长程输送管道(4)将收集的淤泥输送到淤泥浓缩母船(2),所述淤泥浓缩母船(2)将浓缩脱水后的淤泥通过一高浓淤泥输送管路(5)输送到所述岸基固化处理站(3)。
2.根据权利要求1所述的深水清淤作业系统,其特征在于,所述长程输送管道(4)和所述高浓淤泥输送管路(5)上设置有浮力材料。
3.根据权利要求1所述的深水清淤作业系统,其特征在于,所述长程输送管道(4)内设置有压力传感器,所述压力传感器与所述淤泥浓缩母船(2)电气连接。
4.根据权利要求1所述的深水清淤作业系统,其特征在于,所述淤泥浓缩母船(2)上设置有沉淀池(6)和淤泥脱水设备(7),所述沉淀池(6)的一端与所述长程输送管道(4)连接,另一端与所述淤泥脱水设备(7)的一端连接,所述淤泥脱水设备(7)的另一端所述高浓淤泥输送管路(5)连接。
5.根据权利要求1-4任一所述的深水清淤作业系统,其特征在于,所述深水清淤车(1)包括车体(8)和吸淤头(9),所述车体(8)的下侧设置有履带行走底盘(10),所述吸淤头(9)以可上下左右偏摆的方式铰接在车体(8)的前端,所述吸淤头(9)的输出端与安装在所述车体(8)上的淤泥输送泵(11)的输入端连接,所述淤泥输送泵(11)的输出端与所述长程输送管道(4)连接,所述车体(8)的前后端设置有姿态调整螺旋桨(12),且所述车体(8)的前端安装有摄像头(13)。
6.根据权利要求5所述的深水清淤作业系统,其特征在于,所述履带行走底盘(10)的履带(14)上设置有履带板(15),所述履带板(15)垂直履带(14)设置且其一端向履带(14)的外侧延伸。
7.根据权利要求5所述的深水清淤作业系统,其特征在于,所述吸淤头(9)包括搅吸头(16)和围设与所述搅吸头(16)外侧的扰动隔离罩(17),所述扰动隔离罩(17)朝向水底的一侧开口设置以使所述搅吸头(16)的部分伸出所述扰动隔离罩(17),所述吸淤头(9)上设置有固体浮力块(18)以使所述吸淤头(9)所产生的浮力接近于所述吸淤头(9)的自重。
8.根据权利要求5所述的深水清淤作业系统,其特征在于,所述吸淤头(9)包括扬起喷嘴(19)、输送喷嘴(20)和淤泥输送管道(21),所述淤泥输送管道(21)与所述车体(8)铰接,所述扬起喷嘴(19)的输出口相对倾斜安装在所述淤泥输送管道(21)输入口的两侧以将水底淤泥扬起,所述输送喷嘴(20)的输出口朝向所述淤泥输送管道输(21)入口内设置以将扬起的水底淤泥送入淤泥输送管道(21)内,所述淤泥输送管道(21)与所述淤泥输送泵(11)连接。
9.根据权利要求8所述的深水清淤作业系统,其特征在于,所述吸淤头(9)上还安装有两个扬淤泥水泵(22)和一个输淤泥水泵(23),所述扬淤泥水泵(22)对称设置在所述吸淤头(9)的两侧,任一所述扬淤泥水泵(22)均通过一三通管(24)同时与相对安装的所述扬起喷嘴(19)连通,所述输淤泥水泵(23)与所述输送喷嘴(20)连接在所述吸淤头(9)的中间位置。
10.根据权利要求5所述的深水清淤作业系统,其特征在于,所述车体(8)上还安装有声学导航定位系统。
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