CN110644553A - 一种基于移动平台的清淤系统及环保清淤方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于移动平台的清淤系统及环保清淤方法，包括移动平台、清淤装置、控制系统及循环系统，所述移动平台采用履带式机械设备，主要用于清淤装置在河道范围内的移动；所述清淤装置用于淤泥清理，包括管路系统、可伸缩绞碎装置，主要用于淤泥水力冲刷以及淤泥和垃圾的破碎；所述控制系统作为控制中枢，控制移动平台及清淤系统工作；所述循环系统通过设置排泥场及管道将泥浆中的水循环利用；所述清淤装置、移动平台、控制系统与所述循环系统组合连接。本发明将清淤装置与行走式机械有机结合，适宜在稀淤泥中快速环保施工，解决在城区河道无法修筑施工道路的河道清淤并避免对周围环境产生影响。

Description

一种基于移动平台的清淤系统及环保清淤方法

技术领域

本发明涉及一种基于移动平台的清淤系统及环保清淤方法，主要适用于城市河道黑臭水体底泥清除，以及城市湖泊等部位的淤泥清除等。

背景技术

城市河道黑臭水体底泥清除或河道清淤，常规施工方法采用排干清除法，即在河道上、下游填筑围堰形成基坑，抽干基坑范围内河道的积水，对工作面进行晾晒，待基坑内淤泥具有一定强度后，采用挖掘机配合自卸汽车对淤泥进行清除。排干清除法存在以下缺点：

(1)因填筑围堰、抽水、工作面晾晒等工序均需一定的周期，施工过程耗时较长，施工进度缓慢。

(2)机械挖除河道黑臭淤泥的过程中，黑臭淤泥会散发较浓重的臭味，散发的臭味对周围民众及环境影响很大。

(3)施工过程投入的施工资源较大，施工人员及机械设备的能耗较大。

(4)城市河道周围建筑物密集，大部分河段不具备修筑施工道路的条件，清淤施工存在较大难度。

(5)在淤泥上修筑的施工便道，因晾晒周期短，施工便道基础软弱，存在施工设备沉陷的风险，施工机具有一定的安全隐患。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种基于移动平台的清淤系统，适宜在稀淤泥中快速环保施工，解决在城区河道无法修筑施工道路的河道清淤并避免对周围环境产生影响。本发明采用以下技术方案。

一种基于移动平台的清淤系统，其特征在于，包括移动平台、清淤装置、控制系统及循环系统，所述移动平台采用履带式机械设备，主要用于清淤装置在河道范围内的移动；所述清淤装置用于淤泥清理，包括管路系统、可伸缩绞碎装置，主要用于淤泥水力冲刷以及淤泥和垃圾的破碎；所述控制系统作为控制中枢，控制移动平台及清淤系统工作；所述循环系统通过设置排泥场及管道将泥浆中的水循环利用；所述清淤装置、移动平台、控制系统与所述循环系统组合连接；

所述管路系统包括高压水枪、水罐、输水动力装置、水管，所述水罐、输水动力装置、高压水枪均通过水管连接；所述水罐位于移动平台后部，储存一定水量，从而保证清淤冲刷用水；所述清淤设备高压水枪的动力由输水动力装置提供；

所述可伸缩绞碎装置位于移动平台前端下部，包含绞碎刀、连接杆、液压伸缩轴；

所述控制系统位于操作室内，包括移动平台方向盘、移动平台驱动杆、可伸缩绞碎装置控制杆、高压水枪控制杆、可伸缩绞碎装置绞动控制开关、输水动力装置启动开关、高压水枪控制开关；

所述循环系统包括高压水枪、输水动力装置、水管、水罐、吸污水泵、排泥场、泥浆进口、出水口、普通水泵，包含清淤系统中的管路系统；所述吸污水泵与排泥场之间由水管连接，用于将泥浆从淤泥现场抽排至排泥场；所述排泥场根据现场就近设置，用于收纳、静置、沉淀泥浆；所述出水口通过水管连接排泥场与普通水泵；所述普通水泵负责将排泥场收集的水源抽排至水罐中，为清淤装置提供水源。

所述高压水枪位于移动平台前方上部，为管路系统最末端，水体通过高压水枪射出，同时可通过控制高压水枪方向进而控制水体射出方向；在移动平台前端的顶部设置高压水枪固定架，所述高压水枪与高压水枪固定架连接。

进一步地，所述移动平台设置行走式履带轮，所述行走式履带轮与移动平台连接，从而搭载处在移动平台上的装置移动。

进一步地，行走式履带轮在普通履带上焊接宽度相等、厚度6mm钢板，从而增大在淤泥上移动所需的接触面及摩擦力。

进一步地，所述排泥场包括围堰、挡墙、收纳池、沉淀池、水源收集池；所述排泥场通过围堰筑成，所述挡墙将排泥场分隔成三块，所述收纳池用于收纳泥浆，所述沉淀池用于沉淀泥浆，所述水源收集池用于收集由沉淀池沉淀后可回收循环用于清淤的水源。

本发明的另一所要解决的技术问题是提供一种基于移动平台的清淤系统环保清淤方法，适宜在稀淤泥中快速环保施工，解决在城区河道无法修筑施工道路的河道清淤并避免对周围环境产生影响。本发明采用以下技术方案。

一种基于移动平台的清淤系统环保清淤方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1、操作人员在移动平台操作室内将清淤装置及启动平台上的其他装置移动至需清理淤泥现场工作面，使得移动平台前部正对需清理淤泥区域；调整高压水枪方向，使得高压水枪出水口对准需清理淤泥；启动输水动力装置，将水体通过高压水枪打入淤泥层，进而将淤泥块冲碎溶解成泥浆水；

步骤2、当淤泥中有草皮树根杂物时，通过操作可伸缩绞碎装置，将绞碎刀伸入淤泥中，启动绞碎刀绞动控制开关将树根杂物彻底绞碎；当淤泥较难溶于水呈胶凝状时，通过启动可伸缩绞碎装置，将成块胶凝状淤泥切割成细小块状，加快淤泥溶于水的速度；

步骤3、泥浆通过吸污泵排至岸坡附近设置好的排泥场进行静置，淤泥通过沉淀、固化等物理过程，后期运住建筑垃圾消纳场堆放；泥浆中的水通过静置析出水源，回收的水源通过水泵输送至清淤装置水罐中，循环利用水源，环保清淤；

步骤4、驱使移动平台移动及调整方向，使得高压水枪对准下一处需清理淤泥，重复步骤1、2、3、4，对其他需清理淤泥进行清淤。优选的，步骤3中进一步包括，为提高清淤过程的环保性，通过设置排泥场沉淀淤泥及回收水源，将水源循环利用，达到环保清淤的目的，操作方法如步骤1、2、3、4所述。

本发明相比常规的排干清除法，无需修筑大量的施工道路及晾晒等工序，可直接进行清淤，大大缩短施工工期；在城市建筑物密集区清淤，常规的排干清除法在清除黑臭淤泥过程中，淤泥会散发浓重、刺激性的臭味，散发的刺激性臭味对周围民众及环境影响很大，本发明通过设置高效可移动机械化清淤装置，对黑臭淤泥采用水力冲刷的环保式清淤方法，有效降低清淤过程中对周围环境产生的臭味影响；本发明无需修筑施工道路，既减少了施工期临时征地，也可降低施工资源投入；本发明采用的可移动机械化清淤装置与淤泥接触面积大，可直接在稀淤泥工作面进行清淤，有效解决了常规施工机械在施工过程中的深陷风险，提高了清淤过程的安全性。综上，本发明的有益效果是：

(1)将移动平台机械与清淤装置组合，实现清淤机械化施工：通过本发明，可以将清淤装置融入到移动平台上来，使得清淤装置在淤泥里也能移动自如，实现机械化清淤，有效提高清淤效率，减少资源的投入。

(2)改善清淤作业人员的职业健康：在传统清淤工作中，需作业人员手持水枪在淤泥里进行冲淤，极大危害了作业人员的身体健康，且存在安全隐患，通过本发明，避免了作业人员直接接触淤泥，对作业人员的职业健康有了极大的改善，对作业人员的人身安全提供了保障。

(3)将清淤装置搭载在移动平台机械上，无需修筑大量的施工道路及晾晒等工序，可直接采用该装置进行清淤，大大缩短施工工期，还减少了施工期临时征地，可降低施工资源投入。

(4)通过设置高效可移动机械化清淤装置，对黑臭淤泥采用水力冲刷的环保式清淤方法，有效降低清淤过程中对周围环境产生的臭味影响。

(5)采用的可移动机械化清淤装置与淤泥接触面积大，可直接在稀淤泥工作面进行清淤，有效解决了常规施工机械在施工过程中的深陷风险，提高了清淤过程的安全性。

(6)通过设置排泥场收集水源，将水源循环利用，既节省了水资源，又达到了环保清淤的有益效果。

附图说明

图1是可移动的机械化清淤装置组合示意图。

图2是操作室示意图。

图3是环保清淤流程示意图。

附图标记说明：1、高压水枪；2、输水动力装置；3、水管；4、水罐；5、水枪支架；6、绞碎刀；7、连接杆；8、液压伸缩轴；9、操作室；10、移动平台；11、行走式履带轮；12、钢板；13、移动平台方向盘；14、移动平台驱动杆；15、可伸缩绞碎装置控制杆；16、高压水枪控制杆；17、可伸缩绞碎装置绞动控制开关；18、输水动力装置启动开关；19、高压水枪控制开关；20、操作人员座位；21、淤泥；22、吸污水泵；23、排泥场；24、泥浆进口；25、出水口；26、普通水泵；27、围堰；28、挡墙；29、收纳池；30、沉淀池；31、水源收集池。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、2、3所示，本发明的一种基于移动平台的清淤系统，包括移动平台、清淤装置、控制系统和循环系统，清淤装置包括管路系统、可伸缩绞碎装置。

移动平台10采用行走式机械设备，移动平台包括用于行走的行走式履带轮11、承载水罐4及输水动力装置2，移动平台具有相应的支撑结构，以设置与高压水枪及水管连接的机械装置、操作室9。操作室9为整个装置的控制中枢，负责控制装置行走、控制输水动力装置起停、控制可伸缩绞碎装置工作。

行走式履带轮11在普通履带上焊接宽度相等、厚度6mm钢板12，从而增大在淤泥上移动所需的接触面及摩擦力。

如图1所示，管路系统包括高压水枪1、输水动力装置2、水管3及水罐4，水罐4为清淤系统提供水源，水罐4通过水管3与输水动力装置2连接，高压水枪1通过水管3与输水动力装置2连接，输水动力装置2通过移动平台固定，所述输水动力装置2位于移动平台中部，处于水罐4和控制室9之间；高压水枪1通过支架5固定在移动平台操作室9上部，缓冲高压水枪反冲力，从而保证高压水枪精准射击不发生偏移，高压水枪数量可根据施工现场清淤情况进行增减，以满足清淤进度要求。高压水枪方向调节可以通过两个电机实现，分别控制高压水枪的上下转动和左右转动。

可伸缩绞碎装置通过移动平台移动至待清淤地点。可伸缩绞碎装置位于移动平台10的前端下部，绞碎装置通过连接杆7和液压伸缩轴8连接，液压伸缩轴8通过油管与可伸缩绞碎装置的控制杆15连接，连接杆7的端部设置绞碎刀6的驱动电机，由驱动电机驱动绞碎刀6旋转，当需要绞碎装置进行绞碎时，通过操作控制杆15控制液压伸缩轴8伸缩，进而控制绞碎刀伸缩，并通过设置在操作室内的电机开关(控制开关17)控制电机工作。可根据现场淤泥实际情况，适时选择启动可伸缩绞碎装置，当淤泥中夹杂树根等杂物时，可使用绞碎刀6将其绞碎；当淤泥较难溶于水呈胶凝状时，通过启动绞碎刀6，将成块胶凝状淤泥切割成细小块状，可加快淤泥溶于水的速度。淤泥经高压水冲刷溶解形成泥浆，泥浆通过吸污泵22将其抽排至排泥场23。

如图2所示，控制系统设置移动平台方向盘13、移动平台驱动杆14、可伸缩绞碎装置控制杆15、高压水枪控制杆16、可伸缩绞碎装置绞动控制开关17、输水动力装置启动开关18、高压水枪控制开关19。移动平台方向盘13、移动平台驱动杆14用于控制移动平台在淤泥中运动，所述移动平台方向盘13位于操作室左侧，所述移动平台驱动杆14位于移动平台方向盘右侧；可伸缩绞碎装置控制杆15位于移动平台驱动杆右侧，与可伸缩绞碎装置连接，用于控制绞碎装置前伸和后缩；高压水枪控制杆16位于可伸缩绞碎装置控制杆右侧，控制高压水枪方向；可伸缩绞碎装置绞动控制开关17位于高压水枪控制杆右侧，用于起停绞碎刀6；输水动力装置启动开关18位于可伸缩绞碎装置绞动控制开关右侧，用于起停输水动力装置2；高压水枪控制开关19位于操作室最右侧，输水动力装置启动开关右侧，用于开启和关闭高压水枪1，可与输水动力装置同时启动。

操作人员座位20位于操作室左侧，移动平台方向盘13后侧，操作人员在操作室内在操作人员座位上进行各项控制操作。

如图3所示，循环系统包括高压水枪1、输水动力装置2、水管3、水罐4、吸污水泵22、排泥场23、泥浆进口24、出水口25、普通水泵26。所述排泥场包括围堰27、挡墙28、收纳池29、沉淀池30、水源收集池31。所述挡墙28将排泥场23分隔成三块，所述收纳池用于收纳泥浆，当泥浆到达挡墙28顶部时，溢流至沉淀池30，所述沉淀池用于沉淀泥浆，当沉淀池30中泥浆液到达挡墙28顶部时，溢流至水源收集池31，所述水源收集池用于收集由沉淀池沉淀后可回收循环用于清淤的水源。

通过高压水枪1冲洗的淤泥21含有大量淤泥及水的混合物，通过吸污水泵22通过泥浆进口24将其排至预制好的排泥场23，经过收纳池29、沉淀池30、水源收集池31，最后通过出水口25利用普通水泵26将收集的水源输送至清淤装置水罐4内，再通过输水动力装置2及高压水枪1将水打至现场淤泥处，如此循环，实现水源重复利用，达到环保清淤的效果。

操作人员通过控制移动平台方向盘13及移动平台驱动杆14驱动行走式履带轮11至待清理淤泥区域，操作人员通过控制高压水枪控制杆16调节高压水枪方向。调整好方向后，操作人员按下输水动力装置开关18及高压水枪开关19，水源通过输水动力装置2提供动力传输至高压水枪，由高压水枪发射至待清理淤泥区域，操作人员通过控制高压水枪控制杆16驱动高压水枪1调整上下和左右方向角度，直至淤泥清除完毕。

管路系统的作用包括：1、代替传统人工手持水枪清淤，实现机械化清淤；2、通过移动平台可实现在淤泥中移动自如的目标，比起传统人工缓慢移动，可提高工效。3、避免施工人员直接接触淤泥，有利于保障职业健康及人身安全。

绞碎装置的作用包括：1、当遇到淤泥中含有树根或其他杂物时，不需人工单独前往进行清理，提高清淤效率；2、不需人员前往淤泥现场清理，保障人员人身安全。

循环系统的作用包括：1、通过设置排泥场，利用管道实现淤泥输送及水源输送，可大大减少施工资源投入；2、通过设置排泥场，可收集泥浆中的水，通过管道输送至清淤装置水罐中作为水源，实现环保清淤。

本发明通过操作人员控制高压水枪调整水柱方向，实现精准清淤；通过控制可伸缩绞碎装置实现机械化清理杂物；通过设置排泥场，实现环保清淤。将移动平台与清淤系统组合，既无需施工人员手持水枪清淤，也无需机械开挖清淤，更不需修筑施工便道外运淤泥。通过循环系统实现水源的循环利用，实现环保清淤。本发明可应用于城市河道黑臭水体底泥清除，以及城市湖泊等部位的淤泥清除等清淤工作。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种基于移动平台的清淤系统，其特征在于，包括移动平台、清淤装置、控制系统及循环系统，所述移动平台采用履带式机械设备，主要用于清淤装置在河道范围内的移动；所述清淤装置用于淤泥清理，包括管路系统、可伸缩绞碎装置，主要用于淤泥水力冲刷以及淤泥和垃圾的破碎；所述控制系统作为控制中枢，控制移动平台及清淤系统工作；所述循环系统通过设置排泥场及管道将泥浆中的水循环利用；所述清淤装置、移动平台、控制系统与所述循环系统组合连接；

所述管路系统包括高压水枪、水罐、输水动力装置、水管，所述水罐、输水动力装置、高压水枪均通过水管连接；所述水罐位于移动平台后部，储存一定水量，从而保证清淤冲刷用水；所述清淤设备高压水枪的动力由输水动力装置提供；

所述可伸缩绞碎装置位于移动平台前端下部，包含绞碎刀、连接杆、液压伸缩轴；

所述控制系统位于操作室内，包括移动平台方向盘、移动平台驱动杆、可伸缩绞碎装置控制杆、高压水枪控制杆、可伸缩绞碎装置绞动控制开关、输水动力装置启动开关、高压水枪控制开关；

所述循环系统包括高压水枪、输水动力装置、水管、水罐、吸污水泵、排泥场、泥浆进口、出水口、普通水泵，包含清淤系统中的管路系统；所述吸污水泵与排泥场之间由水管连接，用于将泥浆从淤泥现场抽排至排泥场；所述排泥场根据现场就近设置，用于收纳、静置、沉淀泥浆；所述出水口通过水管连接排泥场与普通水泵；所述普通水泵负责将排泥场收集的水源抽排至水罐中，为清淤装置提供水源。

2.根据权利要求1所述的一种基于移动平台的清淤系统，其特征在于，所述高压水枪位于移动平台前方上部，为管路系统最末端，水体通过高压水枪射出，同时可通过控制高压水枪方向进而控制水体射出方向；在移动平台前端的顶部设置高压水枪固定架，所述高压水枪与高压水枪固定架连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于移动平台的清淤系统，其特征在于，所述移动平台设置行走式履带轮，所述行走式履带轮与移动平台连接，从而搭载处在移动平台上的装置移动。

4.根据权利要求3所述的一种基于移动平台的清淤系统，其特征在于，行走式履带轮在普通履带上焊接宽度相等、厚度6mm钢板，从而增大在淤泥上移动所需的接触面及摩擦力。

5.根据权利要求1所述的一种基于移动平台的清淤系统，其特征在于，所述排泥场包括围堰、挡墙、收纳池、沉淀池、水源收集池；所述排泥场通过围堰筑成，所述挡墙将排泥场分隔成三块，所述收纳池用于收纳泥浆，所述沉淀池用于沉淀泥浆，所述水源收集池用于收集由沉淀池沉淀后可回收循环用于清淤的水源。

6.一种基于移动平台的清淤系统环保清淤方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1、操作人员在移动平台操作室内将清淤装置及启动平台上的其他装置移动至需清理淤泥现场工作面，使得移动平台前部正对需清理淤泥区域；调整高压水枪方向，使得高压水枪出水口对准需清理淤泥；启动输水动力装置，将水体通过高压水枪打入淤泥层，进而将淤泥块冲碎溶解成泥浆水；

步骤2、当淤泥中有草皮树根杂物时，通过操作可伸缩绞碎装置，将绞碎刀伸入淤泥中，启动绞碎刀绞动控制开关将树根杂物彻底绞碎；当淤泥较难溶于水呈胶凝状时，通过启动可伸缩绞碎装置，将成块胶凝状淤泥切割成细小块状，加快淤泥溶于水的速度；

步骤3、泥浆通过吸污泵排至岸坡附近设置好的排泥场进行静置，淤泥通过沉淀、固化等物理过程，后期运住建筑垃圾消纳场堆放；泥浆中的水通过静置析出水源，回收的水源通过水泵输送至清淤装置水罐中，循环利用水源；

步骤4、驱使移动平台移动及调整方向，使得高压水枪对准下一处需清理淤泥，重复步骤1、2、3、4，对其他需清理淤泥进行清淤。

Images