CN111206642A - 用于粉质粘土疏浚的耙吸船艏吹管线系统及其作业方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于粉质粘土疏浚的耙吸船艏吹管线系统及其作业方法。艏吹管线系统包括顺次连通的泥浆泵、艏吹输泥胶管、输泥管组以及输泥钢管，所述输泥管组包括间隔设置的自浮输泥胶管和连接管，所述自浮输泥胶管与所述艏吹输泥胶管相连，所述连接管与所述输泥钢管相连，所述连接管内设置有压力传感器，所述连接管包括管体以及套接在所述管体外侧的套管，所述管体设置有第一排泥口，所述套管设置有第二排泥口，所述套管相对于所述管体转动，使得所述第一排泥口正对所述第二排泥口以打开所述第一排泥口；所述套管相对于所述管体转动，使得所述第一排泥口正对所述套管内壁以封闭所述第一排泥口。提高了疏通堵管的效率，缩短了疏通堵管的时间。

Description

用于粉质粘土疏浚的耙吸船艏吹管线系统及其作业方法

技术领域

本发明一般涉及疏浚领域，尤其涉及一种用于粉质粘土疏浚的耙吸船艏吹管线系统及其作业方法。

背景技术

近年来，全世界平均每年的疏浚量几乎都达到了几十亿立米，由此产生的经济总额高达数百亿美元。我国近年来的疏浚需求也不断上升，年平均疏浚需求接近十亿立米，市场规模也有数十亿美元。虽然疏浚市场规模和疏浚经济总量巨大，但各式各类挖泥船舶的技术水平还有待提高，特别是能量消耗占比较大的挖泥船舶泥沙输送系统，还有较大的改进和优化空间。艏吹管线是制约挖泥船生产能力的主要因素，中大型耙吸式挖泥船在实施粉质粘土艏吹时，由于粉质粘土的阻力较大，如果不控制好泥浆浓度和输送流速，粉质粘土就会沉积并堵塞艏吹管线而影响吹泥效率。

在现有技术中，发生艏吹管线堵塞时，通过调高泥浆泵的转速、增大泥浆泵的排压、逐渐减低疏浚泥浆浓度、进行低浓度返摆等方式，强制性地将堵塞疏浚物缓慢排出。但是，该种方法疏通堵管的效率较低、耗时较长、成功率不高、施工成本较大，而且很容易对船机设备和艏吹管线造成较为严重的损坏。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种安全、高效、经济的用于粉质粘土疏浚的耙吸船艏吹管线系统及其作业方法。

第一方面，本发明的用于粉质粘土疏浚的耙吸船艏吹管线系统，包括顺次连通的泥浆泵、艏吹输泥胶管、输泥管组以及输泥钢管，所述输泥管组包括间隔设置的自浮输泥胶管和连接管，所述自浮输泥胶管与所述艏吹输泥胶管相连，所述连接管与所述输泥钢管相连，所述连接管内设置有压力传感器，所述连接管包括管体以及套接在所述管体外侧的套管，所述管体设置有第一排泥口，所述套管设置有第二排泥口，

所述套管相对于所述管体转动，使得所述第一排泥口正对所述第二排泥口以打开所述第一排泥口；

所述套管相对于所述管体转动，使得所述第一排泥口正对所述套管内壁以封闭所述第一排泥口。

第二方面，本发明的用于粉质粘土疏浚的耙吸船艏吹管线系统的作业方法，包括以下步骤：

通过各连接管内的压力传感器，获取各所述连接管内的压力值；

根据各所述连接管内的压力值，获取发生堵管的所述连接管的位置；

打开位于发生堵管的所述连接管下游并与其相邻的连接管的第一排泥口，对所述艏吹管线系统进行吹水疏通；

疏通完成后，封闭所述第一排泥口。

根据本申请实施例提供的技术方案，通过间隔设置连接管，并且连接管设置有可以打开以及封闭的第一排泥口，在艏吹管线产生堵塞时，通过各连接管内的压力传感器获取各连接管内的压力值，筛选出压力值过高的连接管，打开该连接管下游的连接管的第一排泥口，由船舶吹水进行疏通，堵塞物可以通过第一排泥口排出艏吹管线，提高了疏通堵管的效率，缩短了疏通堵管的时间，提高了疏通堵管的成功率，降低了施工成本，并且不需要过高地调高泥浆泵的转速、增大泥浆泵的排压，保证了设备的安全，能够解决现有的疏通堵管方法的效率较低、耗时较长、成功率不高、施工成本较大的问题。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的实施例的用于粉质粘土疏浚的耙吸船艏吹管线系统的结构示意图；

图2为本发明的实施例的用于粉质粘土疏浚的耙吸船艏吹管线系统的自浮输泥胶管的结构示意图；

图3为本发明的实施例的用于粉质粘土疏浚的耙吸船艏吹管线系统的连接管的结构示意图；

图4为本发明的实施例的用于粉质粘土疏浚的耙吸船艏吹管线系统的连接管的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

本发明的其中一个实施例为，请参考图1～4，本发明的用于粉质粘土疏浚的耙吸船艏吹管线系统，包括顺次连通的泥浆泵11、艏吹输泥胶管12、输泥管组14以及输泥钢管13，输泥管组14包括间隔设置的自浮输泥胶管20和连接管30，自浮输泥胶管20与艏吹输泥胶管12相连，连接管30与输泥钢管13相连，连接管30内设置有压力传感器31，连接管30包括管体32以及套接在管体32外侧的套管33，管体32设置有第一排泥口321，套管33设置有第二排泥口34，

套管33相对于管体32转动，使得第一排泥口321正对第二排泥口34以打开第一排泥口321；

套管33相对于管体32转动，使得第一排泥口321正对套管33内壁以封闭第一排泥口321。

在本发明的实施例中，耙吸船通过置于船体两舷或尾部的耙头吸入泥浆，以边吸泥、边航行的方式工作。耙吸船是一种装备有耙头挖掘机具和水力吸泥装置的大型自航、装仓式挖泥船。挖泥时，将耙吸管放下河底，利用泥泵的真空作用，通过耙头和吸泥管自河底吸收泥浆进入挖泥船的泥仓中，泥仓满后，起耙航行至抛泥区开启泥门卸泥。通过泥浆泵，将泥仓内的泥吸入并通过艏吹输泥胶管、输泥管组以及输泥钢管进行排泥。当然，艏吹输泥胶管、输泥管组以及输泥钢管均设置有流动管道供泥流动。

输泥管组包括间隔设置的自浮输泥胶管和连接管，自浮输泥胶管给输泥管组提供漂浮在水面上的浮力，避免输泥管组沉到水底。连接管包括管体以及套接在管体外侧的套管，管体设置有第一排泥口，套管设置有第二排泥口，套管能够相对于管体转动。在转动套管的过程中，当第二排泥口正对第一排泥口时，也就是第一排泥口与第二排泥口至少部分重叠时，第一排泥口打开，此时输泥管组内的流动物质能够从打开的第一排泥口排出输泥管组外。在转动套管的过程中，当第二排泥口与第一排泥口错开，也就是第一排泥口正对套管内壁，套管会将第一排泥口封闭，此时输泥管组内的流动物质只能够从输泥钢管处排出输泥管组外。当然，在实际使用过程中，第一排泥口的打开状态以及封闭状态是可以维持并固定的，能够根据实际情况去切换第一排泥口的状态。连接管内设置有压力传感器，可以在每个连接管内均设置压力传感器，压力传感器用于监测连接管内的压力。可以通过有线或者无线传输的方式，将压力传感器监测的压力值传输至移动终端供工作人员查看。当然，也可以在容易产生堵管的位置设置压力传感器，从而降低制造成本。

进一步的，管体32面向套管33的侧面固定连接有止水胶垫322，止水胶垫322至少部分环绕第一排泥口321。

在本发明的实施例中，在管体和套管之间设置止水胶垫，避免在第一排泥口封闭时，泥流入管体与套管之间，提高了艏吹管线系统的可靠性。

进一步的，止水胶垫322铺满管体32面向套管33的侧面。

在本发明的实施例中，止水胶垫铺满管体面向套管的侧面，使得管体与套管之间受力更加均匀，提高了连接管的密封性。

进一步的，套管33设置有开口40，开口40沿着套管33轴向贯穿套管33，开口40包括相对设置的第一边41和第二边44，第一边41固定连接有第一固定板42，第二边44固定连接有第二固定板45，第一固定板42和第二固定板45相对设置，第一固定板42和第二固定板45可拆卸地固定连接。

在本发明的实施例中，在需要转动套管时，可以分开第一固定板与第二固定板，使得套管能够相对于管体转动。在套管转动至预定位置后，固定第一固定板与第二固定板，使得套管紧贴管体，进而避免套管与管体产生相对运动。具体的，在第一固定板靠近第二固定板时，套管的内径会缩小，在第一固定板远离第二固定板时，套管的内径会增大。

进一步的，第一固定板42设置有若干第一固定孔43，第二固定板45设置有若干第二固定孔46，第一固定孔43正对第二固定孔46，还包括螺栓，螺栓穿过第二固定孔46与第一固定孔43螺接。

在本发明的实施例中，通过螺栓来固定第一固定板和第二固定板，并且通过转动螺栓来调节第一固定板和第二固定板之间的距离，从而使得套管紧贴管体，进而避免套管与管体产生相对运动。

进一步的，第一排泥口321和第二排泥口34均设置为矩形。

在本发明的实施例中，第一排泥口和第二排泥口均设置为矩形，在产生堵管后，便于进行疏通的时候，泥从第一排泥口排出。

进一步的，第一排泥口321设置为朝上。

在本发明的实施例中，第一排泥口设置为朝上，在第一排泥口打开后，避免水从第一排泥口进入连接管，也便于在疏通的时候，泥从第一排泥口排出。

进一步的，自浮输泥胶管20包括胶管本体21，胶管本体21外侧依次设置有聚氨酯硬质泡沫层22、橡胶层23以及胶外层24。

在本发明的实施例中，聚氨酯硬质泡沫层能够保证良好的自身漂浮性能。橡胶层能够提高自浮输泥胶管的抗风浪、耐腐蚀的能力和使用寿命。在橡胶层背向聚氨酯硬质泡沫层的一侧设置胶外层，起到对橡胶层进行包裹和保护的作用。

进一步的，连接管30两端均设置有第一法兰35，自浮输泥胶管20两端均设置有第二法兰25，相邻的连接管30与自浮输泥胶管20之间通过第一法兰35以及第二法兰25进行固定连接。

在本发明的实施例中，通过第一法兰和第二法兰固定连接，实现连接自浮输泥胶管和连接管，连接可靠并且便于装配。

本发明的另一个实施例为，一种用于粉质粘土疏浚的耙吸船艏吹管线系统的作业方法，包括以下步骤：

通过各连接管30内的压力传感器31，获取各连接管30内的压力值；

根据各连接管30内的压力值，获取发生堵管的连接管30的位置；

打开位于发生堵管的连接管30下游并与其相邻的连接管30的第一排泥口321，对艏吹管线系统进行吹水疏通；

疏通完成后，封闭第一排泥口321。

在本发明的实施例中，为了便于堵管时的清堵操作，连接管安装时，应将连接管上的第一排泥口朝上。耙吸式挖泥船艏吹作业过程中，当泥浆泵的排压瞬间升高、或输泥管路末端只有半管出泥等堵管现象出现时，应通过读取布设于连接管处的压力传感器反馈的压力值，确定发生堵管的具体位置。也可以实时监测连接管处的压力值，尽可能在发生堵管的初始时刻采取清堵措施，来有效减小清堵耗时、提高工作效率，也能够降低对船机设备和输泥管路的损害程度。具体实施过程中，应选择距离堵管位置下游最近的连接管，拧松螺丝后旋转套管，使第二排泥口与第一排泥口相对应，再由船舶吹水进行疏通。堵管疏通完成后，再反方向旋转套管，拧紧螺丝使连接管的管体密闭。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种用于粉质粘土疏浚的耙吸船艏吹管线系统，其特征在于，包括顺次连通的泥浆泵、艏吹输泥胶管、输泥管组以及输泥钢管，所述输泥管组包括间隔设置的自浮输泥胶管和连接管，所述自浮输泥胶管与所述艏吹输泥胶管相连，所述连接管与所述输泥钢管相连，所述连接管内设置有压力传感器，所述连接管包括管体以及套接在所述管体外侧的套管，所述管体设置有第一排泥口，所述套管设置有第二排泥口，

所述套管相对于所述管体转动，使得所述第一排泥口正对所述第二排泥口以打开所述第一排泥口；

所述套管相对于所述管体转动，使得所述第一排泥口正对所述套管内壁以封闭所述第一排泥口。

2.根据权利要求1所述的用于粉质粘土疏浚的耙吸船艏吹管线系统，其特征在于，所述管体面向所述套管的侧面固定连接有止水胶垫，所述止水胶垫至少部分环绕所述第一排泥口。

3.根据权利要求2所述的用于粉质粘土疏浚的耙吸船艏吹管线系统，其特征在于，所述止水胶垫铺满所述管体面向所述套管的侧面。

4.根据权利要求1所述的用于粉质粘土疏浚的耙吸船艏吹管线系统，其特征在于，所述套管设置有开口，所述开口沿着所述套管轴向贯穿所述套管，所述开口包括相对设置的第一边和第二边，所述第一边固定连接有第一固定板，所述第二边固定连接有第二固定板，所述第一固定板和所述第二固定板相对设置，所述第一固定板和所述第二固定板可拆卸地固定连接。

5.根据权利要求4所述的用于粉质粘土疏浚的耙吸船艏吹管线系统，其特征在于，所述第一固定板设置有若干第一固定孔，所述第二固定板设置有若干第二固定孔，所述第一固定孔正对所述第二固定孔，还包括螺栓，所述螺栓穿过所述第二固定孔与所述第一固定孔螺接。

6.根据权利要求1所述的用于粉质粘土疏浚的耙吸船艏吹管线系统，其特征在于，所述第一排泥口和所述第二排泥口均设置为矩形。

7.根据权利要求1所述的用于粉质粘土疏浚的耙吸船艏吹管线系统，其特征在于，所述第一排泥口设置为朝上。

8.根据权利要求1所述的用于粉质粘土疏浚的耙吸船艏吹管线系统，其特征在于，所述自浮输泥胶管包括胶管本体，所述胶管本体外侧依次设置有聚氨酯硬质泡沫层、橡胶层以及胶外层。

9.根据权利要求1所述的用于粉质粘土疏浚的耙吸船艏吹管线系统，其特征在于，所述连接管两端均设置有第一法兰，所述自浮输泥胶管两端均设置有第二法兰，相邻的所述连接管与所述自浮输泥胶管之间通过所述第一法兰以及所述第二法兰进行固定连接。

10.一种权利要求1～9任一项所述的用于粉质粘土疏浚的耙吸船艏吹管线系统的作业方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过各连接管内的压力传感器，获取各所述连接管内的压力值；

根据各所述连接管内的压力值，获取发生堵管的所述连接管的位置；

打开位于发生堵管的所述连接管下游并与其相邻的连接管的第一排泥口，对所述艏吹管线系统进行吹水疏通；

疏通完成后，封闭所述第一排泥口。

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