CN110965601B - 水利工程清淤装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种水利工程清淤装置，包括淤泥高效清理装置本体，所述淤泥高效清理装置本体包括切割装置；所述切割装置包括支架、滚筒以及若干切割机构；所述的每一个切割机构均包括有若干切割刀组、一个第一中心架、一个刀盘以及一个第二中心架；所述每一个切割刀组均包括有一把切刀和三个伸缩液压缸；所述切刀的刀刃部呈渐开螺旋形；所述切刀的刀柄部呈弧形，所述刀盘同轴设于滚筒的内腔中，所述三个伸缩液压缸沿滚筒的同一截面径向均布于刀盘和刀柄部之间。该装置在现有清淤装置的基础之上对切割装置进行了改进，防止切割装置因受到坚硬岩层或金属类坚硬物的阻力而遭受破坏，使现有的清淤装置能够进一步发挥最大的效能。

Description

水利工程清淤装置

技术领域

本发明属于水利工程施工设备技术领域，具体涉及一种水利工程清淤装置。

背景技术

我国中小河道淤堆积现象比较普遍，为了防止降水过多引发排水系统瘫痪，河道淤泥清理工作在水利工程是势在必行的。淤泥堆积在河床或者水底中，为此现行河道污泥处理方法大多为在上游截留，下游将水排尽，用挖土机将污泥挖出运走，但此方法工程量大，效率低，为此人们设计一种污泥清理机。

专利CN107201760B提供了一种用于水利沟渠的淤泥高效清理装置，该装置包括机体、切割装置、翻松装置、搅拌装置、抽泥泵、高压水泵、水箱、脉冲喷射装置、淤泥处理装置以及动力驱动装置。该装置的结构比较完善、功能也十分强大。申请人经对其进行研究，发现该装置在使用时具有一个较大的缺陷：河道底部的岩石层实质上是高低不平的，切割装置在对淤泥进行纵向切割时，因为现实中的切割盘一般厚度不会超过1cm，否则就无法对淤泥以及河道内的杂草等进行切割。工作中切割盘遭遇岩石层易发生断刀现象，也即切割盘非常容易因受到岩石层阻力而被卡住甚至是损坏,。这样就会导致该装置无法使用，严重影响淤泥的清理效率。

尤其是如今的河道里面经常充斥着坚硬物，如金属网、废铁等坚硬的金属制品。为此，申请人认为有必要针对该装置的切割装置做进一步的改进，防止金属以及坚硬的岩石层对切割装置造成损坏，利于该装置能够发挥出更大的作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水利工程清淤装置，该装置在现有清淤装置的基础之上对切割装置进行了改进，防止切割装置因受到坚硬岩层或金属类坚硬物的阻力而遭受破坏，提高现有清淤装置的利用效率，使现有的清淤装置能够进一步发挥最大的效能。

本发明的技术方案如下：一种水利工程清淤装置，包括淤泥高效清理装置本体，所述淤泥高效清理装置本体包括机体、切割装置、翻松装置、搅拌装置、抽泥泵、高压水泵、水箱、脉冲喷射装置、淤泥处理装置和动力驱动装置，所述切割装置安装于机体的头部，其特征在于：所述切割装置包括支架、滚筒以及若干切割机构，所有切割机构沿滚筒的轴向均布安装；所述滚筒具有中空圆柱形的内腔、且滚筒的两个端头通过端盖进行密封；

所述的每一个切割机构均包括有若干切割刀组、一个第一中心架、一个刀盘以及一个第二中心架；所述每一个切割刀组均包括有一把切刀和三个伸缩液压缸；所述每一个切割机构所包括的所有切割刀组沿滚筒的同一截面周向均布；所述切刀包括刀刃部、刀身部以及刀柄部，所述切刀的刀刃部设有用于切割淤泥以及植物根茎的锯齿；滚筒上设有供切刀的刀身部贯穿通过的刀孔，所述切刀的刀面垂直于滚筒的外壁设置，所述切刀的刀身部与刀孔滑动配合；

所述切刀的刀刃部呈渐开螺旋形；所述切刀的刀柄部呈弧形，所述刀盘同轴设于滚筒的内腔中，所述三个伸缩液压缸沿滚筒的同一截面径向均布于刀盘和刀柄部之间；所述伸缩液压缸包括小型液压油缸和小型液压活塞杆，所述小型液压活塞杆可伸缩地同轴安装于小型液压油缸内；

所述小型液压活塞杆的远离刀盘的一端与刀柄部铰接、小型液压油缸远离切刀的一端与刀盘铰接；所述刀盘上沿周向开有一个环形油槽，所述刀盘上沿径向开有若干与伸缩液压缸数量一一对应的油孔，所述油孔的一端连通环形油槽、油孔的另一端连通小型液压油缸；所述伸缩液压缸、油孔以及环形油槽形成一个油液空间，在所述油液空间内注入有液压油；所述液压油的注入量为油液空间体积的70％至95％；

所述第一中心架位于刀盘与滚筒之间，所述刀盘通过第一中心架与滚筒同轴固定连接；所述第二中心架安装于刀盘回转中心处，第二中心架上设有轴孔；所述轴孔内转动连接有一根转轴，所述转轴沿滚筒的轴向贯穿所有的切割机构上的第二中心架，且转轴的两端均凸出于滚筒；所述支架的一端与转轴转动连接、支架的另一端固定安装于机体上；所述滚筒的外部沿周向设有皮带槽或者链齿，以配合机体上的电机进行驱动，由机体上安装的电机以链条或者皮带驱动的方式驱动滚筒做回转运动。

进一步：所述每一个切割机构均包括有四个切割刀组。

进一步：所述液压油的注入量为油液空间体积的90％。

进一步：所述刀盘分为左盘面和右盘面两个部分，所述左盘面和右盘面上均加工有环形沟槽，左盘面和右盘面通过螺栓连接扣合，所述环形油槽由左盘面和右盘面上的环形沟槽通过橡胶密封圈组合形成。

进一步：所述滚筒的外壁上固定设有圆锥形尖体，所述圆锥形尖体的锥形尖凸出于所述滚筒的外壁。

本方案的有益效果：本发明公开了一种水利工程清淤装置，在现有的淤泥高效清理装置本体的基础上，对切割装置进行改进。本方案提供的切割装置包括支架、滚筒以及若干安装于滚筒上的切割机构，利用切割机构以对河道中的干涸的泥土以及植物根茎等进行切割，同时防止切割机构受到损坏。

本案中的切割机构包括了切刀、伸缩液压缸以及刀盘等。具体为切刀的刀刃部呈渐开螺旋形，以促使切刀接触岩层或者金属时一个渐进的过程，也即切刀与岩层或者金属的接触面积逐渐增大。但是在这一过程中，当切刀所受的岩层或者金属物的反作用力逐渐增大时，切刀将反作用力传递至伸缩液压缸，并有伸缩液压缸回缩，以促使切刀所受反作用力减小；用于制成该切刀的伸缩液压缸通过油液空间将液压油传递至未受到反作用力的其它切割机构上，进而避免与岩层或者金属物接触的切刀被损坏。

因此，本案中设置了若干切割机构，同时液压油并未完全充满油液空间，这样才能够完成与岩层或金属接触的切刀实现收缩进而对切刀进行保护。当然油液空间内注入的液压油并非越少越好，否则切刀就不能完成对干涸的泥土或者植物根茎的切割。因此，本案中液压油的注入量为油液空间体积的70％至95％。通过注入不同的液压油亮进而实现本案中的切割装置可以完成对不同硬度的土壤或者次坚石的切割，提供了该切割装置的多用途功能。

本案中针对切割装置还进行了多种优化，如将刀盘分为左、右两个刀盘以便于工厂加工，如在滚筒的外壁上设置圆锥形尖体以便于滚筒自身也能对淤泥进行切割分离，同时实现对切刀的保护。因此，本发明的切割装置功能非常完善，同时最大的作用即使保护了切割装置不因河道内的岩层或者金属物遭受损坏，提高现有清淤装置的利用效率，使现有的清淤装置能够进一步发挥最大的效能。

附图说明

图1为本发明中的切割机构安装于机体上的结构示意图；

图2为本发明中切割机构在滚筒上的安装示意图；

图3为本发明中切割机构的内部结构示意图；

图4为本发明中刀盘的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1、图2、图3和图4所示，本发明公开的一种水利工程清淤装置，包括淤泥高效清理装置本体，所述淤泥高效清理装置本体包括机体2、切割装置1、翻松装置、搅拌装置、抽泥泵、高压水泵、水箱、脉冲喷射装置、淤泥处理装置和动力驱动装置。切割装置1安装于机体2的头部。所述切割装置1包括支架3、滚筒21以及五个切割机构22。五个切割机构22沿滚筒21的轴向均布安装。所述滚筒21具有中空圆柱形的内腔，且滚筒21的两个端头通过端盖进行密封。

如图3所示，每一个切割机构22均包括有四个切割刀组、一个第一中心架214、一个刀盘213以及一个第二中心架215。所述每一个切割刀组均包括有一把切刀211和三个伸缩液压缸212。四个切割刀组沿滚筒21的同一截面周向均布。所述切刀211包括刀刃部211a、刀身部以及刀柄部211b，切刀211的刀刃部211a设有用于切割淤泥以及植物根茎的锯齿。滚筒21上设有供切刀211的刀身部贯穿通过的刀孔，切刀211的刀面垂直于滚筒21的外壁设置，切刀211的刀身部与刀孔滑动配合。如图3中的箭头所示，切刀211的刀身与刀孔滑动配合后、实现切刀211的刀刃部211a可适时凸出于滚筒21或向滚筒21的内腔收缩。

所述切刀211的刀刃部211a呈渐开螺旋形，实现刀刃部211a的两个端头与滚筒21的中心轴线的垂直距离不相等。切刀211的刀柄部211b呈弧形，所述刀盘213同轴设于滚筒21的内腔中，所述三个伸缩液压缸沿滚筒21的同一截面径向均布于刀盘213和刀柄部211b之间。所述伸缩液压缸包括小型液压油缸212b和小型液压活塞杆212a，小型液压活塞杆212a可伸缩地同轴安装于小型液压油缸212b内，促使小型液压活塞杆212a可沿小型液压油缸212b的轴向实现伸缩。为避免本案的描述过于累赘，需要说明的是：本案中所描述的“同轴设于”或者“同轴安装”等，如刀盘213同轴设于滚筒21的内腔中，是指刀盘213设置于滚筒21的内腔中，且该刀盘213与滚筒21为同一根回转轴线；再如小型液压活塞杆212a同轴安装于小型液压缸内，是指小型液压活塞杆212a与小型液压缸的轴线亦为同一根，也即同轴设置。本案的后续说明部分如有类似表述，均是属于如上所述的理解。

如图3所示，小型液压活塞杆212a的远离刀盘213的一端与刀柄部211b铰接、小型液压油缸212b远离切刀211的一端与刀盘213铰接。所述刀盘213上沿周向开有一个环形油槽213c，刀盘213上沿径向开有十二个与伸缩液压缸212数量一一对应的油孔，所述油孔的一端连通环形油槽213c、油孔的另一端连通小型液压油缸212b。由伸缩液压缸212、油孔以及油槽形成一个油液空间，在油液空间内注入有液压油，液压油的注入量为油液空间体积的85％至90％。本优化的实施例中，液压油的注入量为油液空间体积的90％。所述第一中心架214位于刀盘213与滚筒21之间，所述刀盘213通过第一中心架214与滚筒21同轴固定连接。所述第二中心架215安装于刀盘213回转中心处，第二中心架215上设有轴孔。如图1所示，轴孔内转动连接有一根转轴，转轴沿滚筒21的轴向贯穿所有的切割机构22上的第二中心架215，且转轴的两端均凸出于滚筒21。所述支架3的一端与转轴转动连接、支架3的另一端固定安装于机体2上。

本案中，滚筒21的外部沿周向设有皮带槽或者链齿，以配合机体2上的电机进行驱动，由机体2上安装的电机以链条或者皮带驱动的方式驱动滚筒21做回转运动。本发明的切割装置1工作原理具体如下：工作时，由机体2上的电机通过链条或皮带等驱动滚筒21在支架3上旋转。如图1和图3所示，滚筒21在旋转时，所有的切割机构22均处于工作状态。本案中，所有的切刀211凸出于滚筒21外部的刀身部宽度、均由三个伸缩液压缸212进行控制。连接于任意一把切刀211上的三个伸缩液压缸212，其中一个用于控制刀刃部211a的一端凸出滚筒21的宽度、其中一个伸缩液压缸212用于控制刀刃部211a的另一端凸出于滚筒21的宽度，而剩余的一个伸缩液压缸212用于控制刀刃部211a中部凸出于滚筒21的宽度。同时，由三个伸缩液压缸212对切刀211进行拉结，防止切刀211由滚筒21上滑落；由滚筒21上的刀孔对切刀211的刀身部进出滚筒21上的刀孔进行限位，促使切刀211的刀刃部211a时刻处于切割状态。

本案中，切刀211的刀刃部211a呈渐开螺旋形，促使切刀211的刀刃部211a在滚筒21的驱动下旋转时，切刀211的刀刃部211a切入淤泥内的深度逐渐增加。若刀刃部211a接触到了河道的坚硬岩层或者金属物，刀刃部211a整体不会立即与岩层或者金属物发生磕碰，二是促使切刀211的刀柄部211b对伸缩液压缸212的小型液压活塞杆212a进行压力传递，促使切刀211可在刀孔内小幅度摆动、直至促使三个伸缩液压缸212向刀盘213方向收缩。这也是为何本案中，在油液空间内没有满注液压油的原因，因为需要实现液压油在油液空间内不断的流动，以促使切刀211在遭受到坚硬的岩层或者金属的反作用时候，能够对支撑其刀柄部211b的三个伸缩液压缸212进行压缩，进而防止切刀211与岩层或者金属硬碰硬而损坏或者卡住，因为切刀211仅是用于对泥土或植物根茎进行切割。

对于本案，在油液空间内注入的液压油的数量则非常关键，因为注入的液压油的数量一是限制了切刀211沿滚筒21的伸缩宽度、同时也一并控制了切刀211所能接受的淤泥或者植物根茎的做大反作用力度，同时一并控制了伸缩液压缸212所能伸缩的最大长度。因此，本案中，提供了优选方案：如注入的液压油为油液空间体积的70％至80％时，本案中的切割装置1主要用于对一类和二类土壤淤泥进行切割；如注入的液压油为油液空间体积的80％至85％时，本案中的切割装置1可对三类土壤淤泥进行切割；如注入的液压油为油液空间体积的85％至95％时，本案中的切割装置1可对四类土以及次坚石淤泥进行切割。因此，本案中优化选择了90％作为液压油的注入量。

同时，申请人经过多次试验，发现设置四个切割刀组具有最佳的效果，一是不会被卡住，二是最能够适应河道的凹凸不平的岩石层。作为另一种优化，如图4所示，本案中的刀盘213分为左盘面213a和右盘面213b两个部分，左盘面213a和右盘面213b上均加工有环形沟槽，左盘面213a和右盘面213b通过螺栓连接扣合，左盘面213a和右盘面213b的环形沟槽再通过橡胶密封圈形成环形油槽213c。将刀盘213分为左盘面213a和右盘面213b两个部分，可以便于对刀盘213进行加工，否则以现有的加工技术，加工刀盘213一般会分为将刀盘213分以盘体和盘盖以能够加工环形油槽213c。而本优化方案将刀盘213分为左、右两个对称盘面来进行加工，更利于刀盘213的生产和制造。

如图2所示，滚筒21的外壁上还固定设有凸出于滚筒21外壁的圆锥形尖体23，利用该圆锥形尖体23可对淤泥进行切割，同时，当切刀211向滚筒21内腔收缩后，切刀211的刀刃部211a向滚筒21外部凸出的距离将会段玉圆锥形尖体23凸出于滚筒21外壁的距离，促使圆锥形尖体23对切刀211形成保护，同时滚筒21也可以依靠圆锥形尖体23滚过较为凸出河床的岩石层。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不以本发明为限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种水利工程清淤装置，包括淤泥高效清理装置本体，所述淤泥高效清理装置本体包括机体(2)、切割装置(1)、翻松装置、搅拌装置、抽泥泵、高压水泵、水箱、脉冲喷射装置、淤泥处理装置和动力驱动装置，所述切割装置(1)安装于机体(2)的头部，其特征在于：所述切割装置(1)包括支架(3)、滚筒(21)以及若干切割机构(22)，所有切割机构(22)沿滚筒(21)的轴向均布安装；所述滚筒(21)具有中空圆柱形的内腔、且滚筒(21)的两个端头通过端盖进行密封；

所述的每一个切割机构(22)均包括有若干切割刀组、一个第一中心架(214)、一个刀盘(213)以及一个第二中心架(215)；所述每一个切割刀组均包括有一把切刀(211)和三个伸缩液压缸(212)；所述每一个切割机构(22)所包括的所有切割刀组沿滚筒(21)的同一截面周向均布；所述切刀(211)包括刀刃部(211a)、刀身部以及刀柄部(211b)，所述切刀(211)的刀刃部(211a)设有用于切割淤泥以及植物根茎的锯齿；滚筒(21)上设有供切刀(211)的刀身部贯穿通过的刀孔，所述切刀(211)的刀面垂直于滚筒(21)的外壁设置，所述切刀(211)的刀身部与刀孔滑动配合；

所述切刀(211)的刀刃部(211a)呈渐开螺旋形；所述切刀(211)的刀柄部(211b)呈弧形，所述刀盘(213)同轴设于滚筒(21)的内腔中，所述三个伸缩液压缸(212)沿滚筒(21)的同一截面径向均布于刀盘(213)和刀柄部(211b)之间；所述伸缩液压缸(212)包括小型液压油缸(212b)和小型液压活塞杆(212a)，所述小型液压活塞杆(212a)可伸缩地同轴安装于小型液压油缸(212b)内；

所述小型液压活塞杆(212a)的远离刀盘(213)的一端与刀柄部(211b)铰接、小型液压油缸(212b)远离切刀(211)的一端与刀盘(213)铰接；所述刀盘(213)上沿周向开有一个环形油槽(213c)，所述刀盘(213)上沿径向开有若干与伸缩液压缸(212)数量一一对应的油孔，所述油孔的一端连通环形油槽(213c)、油孔的另一端连通小型液压油缸(212b)；所述伸缩液压缸(212)、油孔以及环形油槽(213c)形成一个油液空间，在所述油液空间内注入有液压油；所述液压油的注入量为油液空间体积的70％至95％；

所述第一中心架(214)位于刀盘(213)与滚筒(21)之间，所述刀盘(213)通过第一中心架(214)与滚筒(21)同轴固定连接；所述第二中心架(215)安装于刀盘(213)回转中心处，第二中心架(215)上设有轴孔；所述轴孔内转动连接有一根转轴，所述转轴沿滚筒(21)的轴向贯穿所有的切割机构(22)上的第二中心架(215)，且转轴的两端均凸出于滚筒(21)；所述支架(3)的一端与转轴转动连接、支架(3)的另一端固定安装于机体(2)上；所述滚筒(21)的外部沿周向设有皮带槽或者链齿，以配合机体(2)上的电机进行驱动，由机体(2)上安装的电机以链条或者皮带驱动的方式驱动滚筒(21)做回转运动。

2.根据权利要求1所述的一种水利工程清淤装置，其特征在于：所述每一个切割机构(22)均包括有四个切割刀组。

3.根据权利要求1或2所述的一种水利工程清淤装置，其特征在于：所述液压油的注入量为油液空间体积的90％。

4.根据权利要求1所述的一种水利工程清淤装置，其特征在于：所述刀盘(213)分为左盘面(213a)和右盘面(213b)两个部分，所述左盘面(213a)和右盘面(213b)上均加工有环形沟槽，左盘面(213a)和右盘面(213b)通过螺栓连接扣合，所述环形油槽(213c)由左盘面(213a)和右盘面(213b)上的环形沟槽通过橡胶密封圈组合形成。

5.根据权利要求1所述的一种水利工程清淤装置，其特征在于：所述滚筒(21)的外壁上固定设有圆锥形尖体(23)，所述圆锥形尖体(23)的锥形尖凸出于所述滚筒(21)的外壁。

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