CN112055770A - 水下挖掘设备的改进及相关 - Google Patents

Abstract

公开包括受控流量水下挖掘设备的挖掘设备(105)。壳体(120)包括至少一个入口(125)和至少一个出口(130)。至少一个入口(125)设置在壳体(120)的侧部(126)上或侧部处。流体流动路径(5)(F)从所述/每个至少一个入口(125)延伸至出口(130)。流体流动路径(F)包括设置在所述/每个至少一个入口(125)处或附近的第一部分(F₁)。第一部分(F₁)以非300角度被包括，例如基本垂直于壳体(120)的纵向轴线(A)、或朝向其会聚且基本笔直。第二部分(F₂)从第一部分(F₁)延伸或延续。第三部分(F₃)从第二部分(F₂)延伸或延续。第三部分(F₃)基本笔直、包含转子(110)的至少一部分、且在从入口(125)至出口(130)的流动方向上远离壳体(120)的纵向轴线(A)分散。

Description

水下挖掘设备的改进及相关

技术领域

本发明涉及挖掘设备，且特别地但非排他地涉及水下(例如，海底)挖掘设备。本发明还涉及挖掘系统、装置或工具，例如，水下挖掘系统、装置或工具，以及涉及挖掘方法，例如，水下挖掘方法。

本发明还涉及水下挖掘设备或系统，水下挖掘设备或系统包括用于扰动海床、洋底、湖床、河床土壤或土壤等的装置，例如，用于扰动相对坚硬的土壤的装置。

背景技术

质量流量挖掘机的操作方式在于在低压下将高体积流量的流体引向海床，以转移海床物料。这与在高压下将低体积流量的流体引向海床的喷射型设备相反。通常借助于吊索将质量流量挖掘机从船上拴系起来，所述吊索用于降低和收回挖掘机，且将挖掘机保持在距海床或需要挖掘的结构(例如，海床石油或天然气管线)一定距离的位置。为了控制挖掘，可以使用声纳检测装置来允许挖掘机操作员实时查看挖掘。摄像机和金属探测装置也可用于协助操作员。

已知水下质量流量挖掘设备。例如，文献GB 2 297 777 A(HOLLANDSCHEBETONGROEP)和文献WO 98/27286(LEDINGHAM CHALMERS TRUSTEE等)，这些文献的内容通过引用并入本文。

质量流量挖掘是利用相对较低的压力(通常以千帕斯卡，KPa为单位测量)在海床中(例如，在沙子、软黏土、和/或预先疏松或扰动的物料中)形成空腔的手段。可以通过机械装置或高压喷射装置辅助搅动海床来进行质量流量挖掘。这些切割海床的辅助装置继而依靠质量流量挖掘装置来移除和分散海床物料。质量流量挖掘机通常包括中空本体或壳体、以及设置在壳体内的至少一个叶轮或转子，所述叶轮或转子将流体吸入壳体中且将流体从壳体引向海床。

已知的质量流量挖掘机包括叶轮，叶轮被设计成抽吸大量流体并以相对低的速度和低压(通常小于7m/s且小于25KPa)排出流体。由于质量流量挖掘的相对较低的压力和较低的流体流速，可能需要许多道次才能有效地挖掘区域，因为每次道次只能实现海床的有限渗透。质量流量挖掘的另一个特征在于，在海床中形成的沟槽可能相对较宽但较浅。这是因为质量流量挖掘机可能会由于压力限制而首先在表面上移动较松散的物料，然后再穿透下面的较硬物料，从而形成较宽且不确定的或不受控制的挖掘轮廓。

而且，质量流量挖掘设备主要适合于通过将流体引导至海床以进行挖掘，但是由于该设备的低压特性，因此在通过吸入收集和移除海床物料中的使用受到限制。因此，在质量流量装置扰动海床物料之后，可能需要部署诸如离心泵之类的单独工具以吸入且移除物料。

为了与“质量流量”区分开来，术语“受控流量”在下文中与本发明的挖掘机结合使用，所述挖掘机可以配置为以通常约35KPa至120KPa的压力和通常约1m³/s至8m³/s的体积流量产生和/或引导流体流。与质量流量装置相比，受控流量设备或装置的较高压力能力使受控流量设备或装置既适合于在挖掘(例如，喷射)模式下又适用于在吸入模式下进行挖掘，在吸入模式下，该装置可以被用于远离挖掘地点地收集和运输海床物料。

已知的受控流量挖掘设备遭受一个或多个缺点/问题。例如，如果仅设置有竖直面对的入口，则挖掘设备在使用中会在入口处引起涡旋。例如，如果在水面附近使用挖掘设备，例如在相对浅的水中使用挖掘设备，这有可能导致空气被吸入挖掘设备。本发明人已经发现适配或配置水下挖掘设备，例如，受控流量水下挖掘设备，以在挖掘设备的一个或多个入口处提供水平或基本水平的流体流，可使挖掘设备能够更接近液体/水的表面地更有效地工作或操作。发明人认为，这可能是由于在使用中有效地减小了入口处涡流的高度。

发明内容

本发明的至少一个方面的至少一个实施例的目的是消除或减轻现有技术中的一个或多个问题或缺点。

本发明的至少一个方面的至少一个实施例的目的是寻求提供一种挖掘设备，例如，水下挖掘设备，有利地适于和/或配置为在相对浅的深度(例如，1米或以下)中使用。

本发明的至少一个实施例的至少一个方面的目的是提供一种满足期望的装置，所述期望在于以相对受控和/或快速的方式、例如以明确的海底挖掘轮廓进行挖掘。

根据本发明的第一方面，提供一种挖掘设备，例如，水下挖掘设备或受控流量(水下)挖掘设备，包括：

壳体，包括或具有至少一个入口、和至少一个或一个出口；其中

所述至少一个入口被设置在壳体的一个或多个侧部处。

所述至少一个入口可以例如围绕壳体的侧部设置，例如，所述至少一个入口可以周向地或在周边地围绕壳体的侧部设置。

壳体可包括纵向轴线。壳体可以关于纵向轴线对称。

一个或多个入口可以被设置成相对于纵向轴线倾斜和/或偏移、或横向于或基本横向于纵向轴线。

所述一个或多个入口可以垂直于或基本垂直于纵向轴线设置。

所述一个或多个入口/所述一个或多个入口中的每个可以不平行于壳体的纵向轴线地设置。

所述一个或多个入口/所述一个或多个入口中的每个可以相对于一个或多个出口/所述一个或多个出口中的每个成角度设置，例如，非零(0°)角度，例如，垂直于或基本垂直于一个或多个出口/所述一个或多个出口中的每个。

所述至少一个入口/所述至少一个入口中的每个可以被设置在壳体的端部附近或邻近于壳体的端部设置。

所述一个或多个出口/所述一个或多个出口中的每个可以例如在纵向轴线上和/或平行于纵向轴线地设置在壳体的端部/壳体的另一端部上或被设置在壳体的端部/壳体的另一端部处。

根据本发明的第二方面，提供了一种挖掘设备，例如，水下挖掘设备或受控流量(水下)挖掘设备，包括：

壳体，包括至少一个入口、和至少一个或一个出口；其中

所述设备适于在使用中，例如，在第一或挖掘操作的模式下，向壳体中提供倾斜或水平或基本水平或非竖直或基本非竖直的流体流/水流。

流入壳体的流体/水可以相对于壳体的纵向轴线以会聚角度或发散角度倾斜。

挖掘设备可以适于在使用中提供离开壳体或从壳体流出的竖直或基本竖直或非水平或基本非水平的流体流/水流。

本发明的第二/第一方面的任何特征可以与本发明的第一/第二方面的任何特征一起使用或组合。

以下特征可以用于本发明的第一方面或本发明的第二方面、或者可以用于本发明的第一方面和第二方面的任意组合。

挖掘设备可适于在使用中以例如35KPa至125KPa的压力和/或1m³/s至8m³/s的体积流量提供和/或引导流体流/水流。

挖掘设备可以包括可以设置在壳体内的至少一个转子。挖掘设备可以包括可以设置在壳体内的至少一个定子。

可以提供从所述至少一个入口/所述至少一个入口中的每个延伸到所述出口的流体流动路径或通道。所述至少一个转子和/或所述至少一个定子可以设置在流动路径中。

所述/每个流体流动路径可以包括可以从所述至少一个入口延伸的第一(入口)部分。

所述/每个流体流动路径可以包括可以包含转子的至少一部分的第二(转子)区段。所述第二区段可以远离壳体的(纵向)轴线发散。

所述/每个流体流动路径可以包括可以包含定子的至少一部分的第三(定子)区段。所述第三区段可以朝向壳体的(纵向)轴线会聚。

所述/每个流体流动路径可以包括可以延伸到所述至少一个或一个出口的第四(出口)区段。

所述/每个流体流动路径可包括第一入口部分/第一部分，第一入口部分/第一部分可被设置在所述至少一个入口/所述至少一个入口中的每个处或被设置在所述至少一个入口/所述至少一个入口中的每个附近。所述第一入口部分/第一部分可以可选地且有利地以非零角度、例如以0°和90°之间的角度、45°和90°之间的角度或以90°的角度朝向壳体的(纵向)轴线会聚。所述第一入口部分/第一部分在使用中可以可选地且有利地是基本水平的、和/或垂直于壳体的(纵向)轴线、和/或所述第一入口部分/第一部分可以是基本笔直的。

所述/每个流体流动路径可以包括从第一入口部分/第一部分延伸或延续的第二入口部分/第二部分。所述第一入口部分/第二部分可以可选地且有利地弯曲、弯折或呈弓形、和/或可以相对于壳体的(纵向轴线)凸起。

所述/每个流体流动路径可以包括可以从入口部分/第二入口部分/第二部分延伸或延续的转子部分/第三部分。所述第一转子部分/第三部分可以可选地且有利地是大体上笔直的，可以与转子的至少一个部分或多个部分重合或包含转子的至少一个部分或多个部分，和/或可以例如在从入口到出口的流动方向上、例如以45°至65°的角度α，例如以55°的角度α远离壳体的(纵向)轴线发散。

所述/每个流体流动路径可包括可从第一转子部分/第三部分延伸或延续的附加或中间部分/第四部分。所述第二转子部分/第四部分可以可选地且有利地弯曲、弯折或呈弓形、和/或可以相对于壳体的(纵向)轴线凹入。

所述/每个流体流动路径可以包括从附加或中间部分/第四部分延伸或延续的定子部分/第五部分。所述第一定子部分/第五部分可以可选地且有利地是基本笔直的，可以与定子的至少一个部分或多个部分重合或包含定子的至少一个部分或多个部分，和/或可以例如在从入口到出口的流动方向上例如以55°至75°的角度β、例如以65°的角度β朝向壳体的(纵向)轴线会聚。这样的布置可以有益于适于在相对浅的水中使用的挖掘设备，例如这样可以允许相对低轮廓/低高度的挖掘设备。

所述/每个流体流动路径可以包括可以从定子部分/第五部分延伸或延续的第一出口部分/第六部分。所述第一出口部分/第六部分可以可选地且有利地弯曲、弯折或呈弓形，和/或可以相对于壳体的(纵向)轴线凸起。

所述/每个流体流动路径可以包括从第一出口/第六部分延伸或延续的第二出口部分/第七部分。所述第二出口部分/第七部分可以被设置在出口处或被设置在出口附近。所述第二出口部分/第七部分可以在使用中可选地且有利地是基本竖直的、和/或平行于壳体的(纵向)轴线、和/或是基本笔直的。

挖掘设备有益地可以包括单转子。

挖掘设备有益地可以包括单定子。

在可以包括挖掘模式的第一操作模式下，出口可以面对待挖掘的区域，并且在这种模式下，可以在出口的上方，例如，正上方，设置入口(一个或多个)。

在可以包括吸入模式的第二操作模式下，入口可以靠近于在已被挖掘和/或需要被清理的区域，并且在这种模式下，可以在出口的下方，例如正下方，设置入口(一个或多个)。

转子和/或定子可以被设置在壳体中。壳体可以包括轴线或纵向轴线，转子和定子可选地同轴地布置在轴线上。转子可以靠近于入口设置。定子可以靠近于出口设置。

壳体的内部可以从所述至少一个入口朝向转子会聚。

壳体的内部可以从转子的入口端部朝向转子的出口端部发散。

壳体的内部可以从定子朝向出口会聚。

出口可以与转子和/或定子和/或壳体的轴线基本同轴。

壳体可以关于壳体的轴线周向地/旋转地对称。

转子可以具有转子旋转轴线，所述转子旋转轴线可以包括壳体的纵向轴线或与壳体的纵向轴线重合。转子可以包括第一本体。转子可包括可设置在壳体内的多个叶轮叶片，以在使用中通过或流过转子的流体流可与旋转轴线成第一角度α。

挖掘设备可能有挖掘模式和/或吸入模式。在挖掘模式和/或吸入模式下，流体可从挖掘设备的至少一个入口流到出口。

转子旋转轴线可以在所述至少一个入口和出口(的高度)之间延伸。

第一本体可以包括第一锥形构件。

第一角度α可以在远离所述至少一个入口中的至少一个且朝向出口的方向上远离所述轴线发散。

转子或第一锥形构件的顶点可以面对入口。

多个叶轮叶片可包括翼型叶片，该翼型叶片可以可选地布置在第一锥形构件上，例如，该翼型叶片可以周向地布置在第一锥形构件上。

定子可以与转子同轴，和/或可选地定子可以设置在转子和出口之间。

在使用中，通过或流过定子的流体流可以与转子的旋转轴线成第二角度β。

定子可包括第二本体，例如第二锥形构件。

第二角度β可以在远离入口并且朝向出口的方向上朝向轴线会聚。

定子或第二锥形构件的顶点可面向出口。

定子可包括可设置在第二锥形构件上的多个回转片或叶片，例如翼型叶片。

第一角度α可以选自45°至65°的范围或55°。

第二角度β可以选自55°至75°的范围或65°。

挖掘设备可以包括用于在使用中衰减由转子的旋转引起的在挖掘设备上的反作用扭矩的装置或布置。

挖掘设备和/或至少一个转子有益地可以包括单转子。

扭矩衰减装置有益地不包括第二转子，例如相对于至少一个(单)转子反向旋转的第二转子。

挖掘设备有益地可以包括至少一个定子，例如，单定子。

壳体可以包括中空本体。

转子和/或定子可以被设置在壳体中。壳体可以包括轴线。转子和定子可以例如在轴线上同轴地布置。壳体可以设置在轴线上。转子可以靠近于所述至少一个入口设置，和/或定子可以靠近于所述出口设置。

转子可包括：第一本体，例如第一锥形本体；和/或例如布置在第一本体上的多个(叶轮)叶片，例如所述多个(叶轮)叶片周向地围绕第一本体布置。

定子可包括：第二本体，例如第二锥形本体；和/或例如布置在第二本体上的多个附加叶片，例如所述多个附加叶片周向地围绕第二本体布置。

附加或定子叶片可包括：一个或多个，例如，多个初级定子叶片；和/或一个或多个、例如多个次级或分流叶片，所述次级或分流叶片可以设置在邻近的初级定子叶片对之间。这样的布置有益于适于在相对浅的水中使用的挖掘设备，例如，这样可以允许相对低轮廓/低高度的挖掘设备。

扭矩衰减装置可包括或包含防旋转叶片。

挖掘设备可以包括用于驱动转子的电机。所述至少一个入口可(纵向地)设置在转子与所述至少一个出口之间。

根据本发明的第三方面，提供一种挖掘系统、装置或工具，例如水下系统、装置或工具，包括根据本发明的第一方面的至少一个挖掘设备。

根据本发明的第四方面，提供了一种挖掘方法，例如，水下挖掘方法，所述方法包括：

提供根据本发明的第一方面的至少一个挖掘设备；以及

使用所述挖掘设备挖掘诸如水下位置的位置。

应该理解的是，可以单独地或与在任何其他方面或实施例中定义的任何其他特征组合地利用根据本发明的任何方面在上文中定义的或在下文中与本发明的任何特定实施例有关的任何特征。

附图说明

现在将参考附图仅以举例的方式描述本发明的实施例，这些附图是：

图1是在使用中的挖掘设备的示意性截面侧视图，所述挖掘设备根据本发明的第一实施例；

图2是根据本发明的第二实施方式的挖掘装置的侧上方立体图；

图3是图2的挖掘设备的示意性截面侧视图；

图4是使用中的图2的挖掘设备的示意性截面侧视图；

图5是图3的挖掘装置的经由比如A-A截取的示意性截面侧视图；以及

图6是根据本发明的第三实施例的替代挖掘设备的示意性截面侧视图。

具体实施方式

首先参考图1，示出了根据本发明的第一实施例的包括水下挖掘设备的挖掘设备，总体上以5表示。

挖掘设备5包括壳体20，该壳体20包括或具有入口25和出口30，其中，入口25设置在壳体20的端部(顶端)上或端部(顶端)处。

从图1中可以看出，挖掘设备5的缺点是在使用中，当例如在相对浅的水中被操作于流体/水表面处或附近时，在入口25处产生涡流26。这可能导致挖掘设备5将空气或空气/水混合物抽吸或吸入到入口25中。

现在参考图2至图5，示出了根据本发明的第二实施例的包括水下挖掘设备的挖掘设备，总体上以105表示。

挖掘装置105包括“受控流挖掘装置”。挖掘设备105包括壳体120。壳体120包括至少一个入口125和出口130。所述至少一个入口125设置在壳体120的一个或多个侧部126上或一个或多个侧部126处。

所述至少一个入口125例如邻近于壳体的端部地例如周向地或在周边地围绕壳体120的侧部126设置。壳体120包括纵向轴线A。壳体120相对于纵向轴线A对称。所述一个或多个入口125相对于纵向轴线A倾斜或横向或基本横向地设置。所述一个或多个入口125相对于纵向轴线A倾斜或垂直或基本垂直于纵向轴线A地设置。所述一个或多个入口125/所述一个或多个入口125中的每个不平行于壳体120的纵向轴线A设置。

所述一个或多个入口125/所述一个或多个入口125中的每个相对于出口130成角度设置，例如，所述角度是非零(0°)角度，例如，所述一个或多个入口125/所述一个或多个入口125中的每个垂直于或基本垂直于出口130设置。出口130(居中地)设置在壳体120的端部131上或端部131处。

挖掘设备105适于在使用中向壳体120中提供水平或基本水平或非竖直或基本非竖直的流体流/水流。

挖掘设备105适于在使用中、例如在挖掘模式下，自壳体120离开或从壳体120流出竖直或基本竖直或非水平或基本非水平的流体流/水流。

挖掘设备105适于在使用中以压力35KPa至125KPa和/或体积流量1m³/s至8m³/s提供和/或引导流体流/水流。

水下挖掘设备105包括设置在壳体120内的至少一个转子110。水下挖掘设备105包括设置在壳体120内的至少一个定子115。

提供从所述至少一个入口125/所述至少一个入口125中的每个延伸到出口130的流体流动路径F(一个或多个)。在流体流动路径F中提供所述至少一个转子110和所述至少一个定子115。

流体流动路径F包括从所述至少一个入口125延伸的第一(入口)区段。

所述流体流动路径F/流体流动路径F中的每个包括第二(转子)区段，该第二(转子)区段包含转子110的至少一部分。该第二区段远离壳体120的纵向轴线A地发散。

流体流动路径F包括第三(定子)区段，该第三(定子)区段包含定子115的至少一部分。该第三区段朝向壳体120的纵向轴线A会聚。

流体流动路径F包括延伸到至少一个或一个出口130的第四(出口)区段。

所述流体流动路径F/所述流体流动路径F中的每个包括第一入口/第一部分F₁，该第一入口/第一部分F₁设置在所述至少一个入口125/所述至少一个入口125中的每个处或所述至少一个入口125/所述至少一个入口125中的每个附近。所述第一入口部分或第一部分F₁在使用中有利地基本水平，垂直于壳体120的轴线A。在该实施例中，第一部分F₁是基本笔直的。

所述流体流动路径F/所述流体流动路径F中的每个包括从第一部分F₁延伸或延续的第二入口部分或第二部分F₂。所述第二部分F₂有利地相对于壳体120的纵向轴线A弯曲、弯折或呈弓形、且凸起。

所述流体流动路径F/所述流体流动路径F中的每个包括从第二部分F₂延伸或延续的转子部分或第三部分F₃。所述第三部分F₃有利地是基本笔直的、与转子110的至少一部分或多个部分重合或包含转子110的至少一部分或多个部分、并且在该实施例中在从入口125(一个或多个)至出口130的流动方向上例如以45°至65°的角度α(例如，55°)远离壳体120的纵向轴线A发散。

所述流体流动路径F/所述流体流动路径F中的每个包括从第三部分F₃延伸或延续的另一/中间部分或第四部分F₄。所述第四部分F₄有利地相对于壳体120的纵向轴线A弯曲、弯折或呈弓形、且凹入。

所述流体流动路径F/所述流体流动路径F中的每个包括从第四部分F₄延伸或延续的定子部分或第五部分F₅。有利地，所述第五部分F₅是基本笔直的、与定子115的至少一部分或多个部分重合或包含定子115的至少一部分或多个部分、并且在该实施例中从入口125到出口130的流动方向上例如以55°至75°的角度β(例如，65°)朝向壳体120的纵向轴线A会聚。这种布置对于适于在相对浅的水域中使用的挖掘设备105是有益的，例如，这样可以允许相对低轮廓/低高度的挖掘设备105。

所述流体流动路径F/所述流体流动路径F中的每个包括从第五部分F₅延伸或延续的第六部分F₆。所述第六部分F₆有利地相对于壳体120的纵向轴线A弯曲、弯折或呈弓形、且凸起。

所述流体流动路径F/所述流体流动路径F中的每个包括从第六部分F₆延伸或延续的第一出口部分或第七部分F₇。所述第七部分F₇设置在出口130处或在出口130邻近。所述第七部分F₇在使用中有利地基本竖直、平行于壳体120的轴线A、且是基本笔直的。

挖掘设备105有利地包括第二出口部分或单转子110。挖掘设备105有利地包括单定子115。

在包括挖掘模式的第一操作模式下，出口130面对要挖掘的区域，并且在这种模式下，入口(一个或多个)125被设置在出口130的上方，例如，正上方。

在包括吸入模式的第二操作模式下，入口(一个或多个)125靠近已被挖掘和/或需要清理的区域，并且在这种模式下，入口(一个或多个)125被设置在出口的下方，例如，正下方。

转子110和定子115被设置在壳体120中。壳体120包括轴线A，转子110和定子115同轴地布置在轴线A上。转子110靠近于入口125设置，定子115靠近于出口130设置。

壳体120的内部从所述至少一个入口125朝向转子110发散。壳体120的内部从定子115朝向出口130会聚。壳体120围绕壳体120的轴线A周向地/旋转地对称。

转子110具有在该实施例中是轴线A的转子旋转轴线。转子110包括第一本体139。转子110包括设置在壳体120内的多个叶轮叶片135，使得在使用中，穿过或流过转子110的流体流与旋转轴线A成第一角度α。

挖掘设备105具有挖掘和/或吸入模式。在挖掘和/或吸入模式中，流体从挖掘设备105的所述至少一个入口125流向出口130。

转子旋转轴线A在所述至少一个入口125和出口130的高度之间延伸。第一本体139包括第一锥形构件。第一角度α在远离所述至少一个入口125中的至少一个且朝向出口130的方向上远离轴线A发散。第一锥形构件的顶点面向入口125。

多个叶轮叶片135包括周向地设置在第一锥形构件上的翼型叶片。

定子115与转子110同轴，并且定子115设置在转子110和出口130之间。在使用中，穿过或流过定子115的流体流与转子110的旋转轴线成第二角度β。定子115包括第二本体140，例如第二锥形构件。第二角度β在远离入口125且朝向出口130的方向上朝向轴线A会聚。定子115的顶点面向出口130。定子115包括布置在第二锥形构件上的多个回转片或叶片145，例如，翼型叶片。第一角度α典型地选自在45°至65°的范围内的任意一个，例如，55°。第二角度β典型地选自55°至75°的范围内的任意一个，例如，65°。

挖掘设备105包括用于在使用中衰减由转子110的旋转引起的在挖掘设备105上的反作用扭矩的装置或布置。挖掘设备105和/或所述至少一个转子110有利地包括单转子。扭矩衰减装置有利地不包括第二转子，例如相对于所述至少一个(单)转子反向旋转的第二转子。挖掘设备105有利地包括至少一个定子115，例如，单定子。壳体120包括中空本体。

转子110和定子115被设置在壳体120中。壳体120包括轴线A。转子110和定子115例如在轴线A上同轴地布置。壳体120被设置在轴线A上。转子110靠近于至少一个入口125设置，和/或定子115靠近于出口130设置。

转子110包括：第一本体139，例如，第一锥形本体；和布置在第一本体139上的多个叶轮叶片135，例如，多个叶轮叶片135周向地围绕第一本体139布置。

定子115包括：第二本体140，例如，第二锥形本体；和布置在第二本体140上的多个另外的叶片145，例如，多个另外的叶片145周向地围绕第二本体140布置。

另外的定子叶片145包括：一个或多个初级定子叶片146，例如，多个初级定子叶片146；以及在邻近的初级定子叶片146对之间设置的一个或多个次级或分流叶片147，例如，多个次级或分流叶片147。这种布置在这样的挖掘设备105中是有益的，所述挖掘设备105适于在相对浅的水中使用，例如，这样可以允许相对低轮廓/低高度的挖掘设备105。

扭矩衰减装置在出口130处或靠近于出口130包括或包含防旋转的回转片148。

从图2中可以看出，挖掘设备105还提供了举升点或举升眼孔155，以允许通过一根或多根线或线材(未示出)经由船(未示出)悬挂挖掘设备105。同样，在入口(一个或多个)125处提供安全格栅160，例如以减轻在入口(一个或多个)125处的固体进入。挖掘设备105还提供附接装置165，以例如用于安装框架、声纳、照相机等。挖掘设备105还提供用于在使用中驱动转子110的驱动电机170。

本发明进一步提供了总体上用205表示的挖掘系统、装置或工具，例如包括至少一个挖掘设备105的水下挖掘设备、装置或工具。

本发明还提供了挖掘方法，例如水下挖掘方法，该方法包括：

提供至少一个挖掘装置105；和

使用所述挖掘设备105挖掘位置，诸如水下位置。

参照图5，更详细地示出了沿图3的线A-A截取的挖掘设备105的横截面。如在该实施例中可以看到的，提供了将入口25分成有效的四个入口的四个支撑构件175。围绕入口25设有入口护罩180，入口护罩180例如起作用以减轻非期望物料进入入口25。围绕入口25设有凸缘105。在纵向轴线A上设有轴承座190、轴承、以及驱动轴195。

参照图6，在图的左侧上示出根据本发明的第三实施例的总体上用105'表示的改进的挖掘设备，挖掘设备105'的部件用与挖掘设备105的类似部件相同的附图标记表示，但后缀“'”。

挖掘设备105'与挖掘设备105的不同之处在于，流体流动路径F的第一(入口)区段不提供第一入口部分或第一部分F₁，而是仅包括第二入口部分或第二入口部分F₂。

为了比较目的，在图6中，在图的左侧和右侧分别示出挖掘设备105'和挖掘设备105的第一(入口)区段布置。

将理解的是，上文描述的本发明的实施例仅通过示例的方式给出，并且不意味着以任何方式限制本发明。

将特别理解的是，所述至少一个入口的布置适于和/或设计成提供和/或鼓励流体流从壳体的一个或多个侧部而不是壳体的端部/顶部进入。当在流体/水体的表面处或流体/水体的表面附近和/或在相对浅的深度中操作时，这是特别有益的，例如以减少在入口处的涡流影响。这种挖掘设备的另一个关键特征，特别是对于这种用途，是相对于纵向轴线A的相对较大的定子路径会聚角度β，从而减小所需的壳体高度。为了实现较短、低轮廓的壳体高度，特别有益的是提供次级/分流叶片。

Claims (25)

1.一种挖掘设备，例如，水下挖掘设备或受控流量(水下)挖掘设备，包括：

壳体，壳体包括或具有至少一个入口、和至少一个或一个出口；其中，

所述至少一个入口被设置在壳体的一个或多个侧部上或被设置在壳体的一个或多个侧部处。

2.根据权利要求1所述的挖掘设备，其中，所述至少一个入口围绕壳体的侧部设置，例如，所述至少一个入口周向地或在周边地围绕壳体的侧部设置。

3.根据权利要求1或2所述的挖掘设备，其中，壳体包括纵向轴线，壳体可选地关于纵向轴线对称。

4.根据权利要求1至3所述的挖掘设备，其中：

一个或多个入口被设置成相对于纵向轴线倾斜和/或偏移、或横向于或基本横向于纵向轴线，和/或

所述一个或多个入口垂直于或基本垂直于纵向轴线设置；和/或

所述一个或多个入口/所述一个或多个入口中的每个不平行于壳体的纵向轴线设置。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的挖掘设备，其中：

一个或多个入口/所述一个或多个入口中的每个相对于一个或多个出口/所述一个或多个出口中的每个成角度设置，例如，所述角度是非零(0°)角度，例如，所述一个或多个入口/所述一个或多个入口中的每个垂直于或基本垂直于所述一个或多个出口/所述一个或多个出口的每个设置，和/或

所述一个或多个出口/所述一个或多个出口中的每个被设置在壳体的端部上或被设置在壳体的端部处，例如，所述一个或多个出口/所述一个或多个出口中的每个被设置在纵向轴线上和/或平行于纵向轴线设置。

6.一种挖掘设备，例如，水下挖掘设备或受控流量(水下)挖掘设备，包括：

壳体，壳体包括至少一个入口、和至少一个或一个出口；其中，

所述设备适于在使用中向壳体中提供水平或基本水平、或非竖直或基本非竖直的流体流/水流。

7.根据权利要求6所述的挖掘设备，其中，所述挖掘设备适于在使用中提供离开壳体或从壳体流出的竖直或基本竖直、或非水平或基本非水平的流体流/水流。

8.根据前述权利要求中任一项所述的挖掘设备，其中，所述挖掘设备适于在使用中以35KPa至125KPa的压力和/或1m³/s至8m³/s的体积流量提供和/或引导流体流/水流。

9.根据前述权利要求中任一项所述的挖掘设备，其中，所述挖掘设备包括：

壳体内的至少一个转子，和/或

壳体内的至少一个定子，并且可选地

单转子，和/或

单定子。

10.根据前述权利要求中任一项所述的挖掘设备，其中：

提供从所述至少一个入口/所述至少一个入口中的每个延伸至出口的流体流动路径，并且可选地，

所述/每个流体流动路径包括第一区段/第一入口，第一区段/第一入口从所述至少一个入口可选地延伸；和/或

所述/每个流体流动路径包括第二(转子)区段，第二(转子)区段可选地包含转子的至少一部分，所述第二区段可选地远离壳体的纵向轴线发散；和/或

所述/每个流体流动路径包括第三定子区段，第三定子区段可选地包含定子的至少一部分，所述第三区段可选地朝向壳体的轴线会聚；和/或

所述/每个流体流动路径包括第四出口区段，第四出口区段可选地延伸所述至少一个或一个出口；和/或

所述/每个流体流动路径包括设置在所述至少一个入口/所述至少一个入口中的每个处或设置在所述至少一个入口/所述至少一个入口中的每个附近的第一入口部分/第一部分，所述第一入口部分/第一部分可选地例如在从入口到出口的流动方向上朝向壳体的纵向轴线会聚、和/或在使用中是基本水平的、和/或垂直于壳体的纵向轴线、和/或是基本笔直的，和/或

所述/每个流体流动路径包括从第一部分延伸或延续的第二入口部分/第二部分，所述第二入口部分/第二部分可选地相对于壳体的纵向轴线弯曲、弯折或呈弓形、和/或凸起，和/或

所述/每个流体流动路径包括从第二入口部分/第二部分延伸或延续的转子部分/第三部分，所述转子部分/第三部分可选地是基本笔直的，与转子的至少一个或多个部分重合或包含转子的所述至少一个或多个部分，和/或在例如从入口到出口的流动方向上例如以45°至65°的角度α或55°的角度α远离壳体的纵向轴线发散，和/或

所述/每个流体流动路径包括从第三部分延伸或延续的附加或中间部分/第四部分，所述附加或中间部分/第四部分可选地相对于壳体的纵向轴线弯曲、弯折或呈弓形、和/或凹入。

11.根据前述权利要求中任一项所述的挖掘设备，其中：

所述/每个流体流动路径包括定子部分/第五部分，所述定子部分/第五部分可选地从附加或中间第四部分延伸或延续，

所述定子部分/第五部分可选地是基本笔直的，与定子的至少一个或多个部分重合或包含定子的所述至少一个或多个部分，和/或在例如从入口到出口的流动方向上例如以55°至75°的角度β或以65°的角度β朝向壳体的纵向轴线会聚。

12.根据前述权利要求中任一项所述的挖掘设备，其中：

所述/每个流体流动路径包括从定子部分/第五部分延伸或延续的第一出口部分/第六部分，

所述第一出口部分/第六部分可选地相对于壳体的纵向轴线弯曲、弯折或呈弓形、和/或凸起，和/或

所述/每个流体流动路径包括从第六部分延伸或延续的第二出口部分/第七部分，

所述第二出口部分/第七部分可选地被设置在出口处或被设置在出口附近，

所述第二出口部分/第七部分可选地在使用中是基本竖直的、和/或平行于壳体的轴线、和/或是基本笔直的。

13.根据前述权利要求中任一项所述的挖掘设备，其中，在挖掘模式下，所述出口面向待挖掘的区域，并且所述入口被设置在所述出口的上方。

14.根据前述权利要求中任一项所述的挖掘设备，其中，在吸入模式下，所述入口靠近于已被挖掘和/或需要被清理的区域，并且所述入口被设置在所述出口的下方。

15.根据前述权利要求中任一项所述的挖掘设备，其中：

转子和/或定子被设置在壳体中，

壳体包括轴线，转子和定子被同轴地布置在所述轴线上，

转子靠近于所述入口设置，

定子靠近于所述出口设置。

16.根据权利要求9所述、或根据权利要求10至14中任一项所述且基于权利要求14、或根据权利要求15所述的挖掘设备，其中：

壳体的内部从所述至少一个入口朝向转子会聚，

壳体的内部从转子的入口端部朝向转子的出口端部分散，

壳体的内部从定子朝向出口会聚。

17.根据权利要求9所述、或根据所述权利要求10至14中任一项所述且基于权利要求14、或根据权利要求15或权利要求16所述的挖掘设备，其中：

转子具有转子旋转轴线，所述转子旋转轴线包括壳体的纵向轴线或与壳体的纵向轴线重合；

转子包括第一本体，

转子包括设置在壳体内的多个叶轮叶片，使得在使用中通过或流过转子的流体流与旋转轴线成第一角度α。

18.根据权利要求17所述的挖掘设备，其中：

转子旋转轴线在所述至少一个入口和所述出口(的高度)之间延伸，

第一本体包括第一锥形构件，

第一角度α在远离所述至少一个入口中的至少一个且朝向所述出口的方向上远离轴线发散。

转子或第一锥形构件的顶点面向所述入口，

多个叶轮叶片包括被布置在第一锥形构件上的翼型叶片，

定子可选地与转子同轴，和/或可选地定子被设置在转子和所述出口之间。

19.根据权利要求9所述、或根据所述权利要求10至14中任一项所述且基于权利要求10、或根据权利要求15或权利要求16所述的挖掘设备，其中：

在使用中，通过或流过定子的流体流与转子的旋转轴线成第二角度β，

定子包括第二本体，第二本体包括第二锥形构件，

第二角度β在远离所述入口且朝向所述出口的方向上朝向轴线会聚，

定子或第二锥形构件的顶点面向所述出口，

定子包括被布置在第二锥形构件上的多个回转片或叶片。

20.根据前述权利要求中任一项所述的挖掘设备，其中：

挖掘设备包括用于在使用中衰减由转子旋转引起的在挖掘设备上的反作用扭矩的装置或布置，其中可选地，

扭矩衰减装置包括或包含防旋转回转片。

21.根据前述权利要求中任一项所述的挖掘设备，其中：

挖掘设备和/或至少一个转子包括例如单转子，和/或

扭矩衰减装置不包括第二转子，例如与所述至少一个(单)转子反向旋转的第二转子，和/或

挖掘设备包括至少一个转子，例如单定子，和/或

壳体包括中空本体。

22.根据权利要求20或21所述的挖掘设备，其中，

转子和/或定子被设置在壳体中，

壳体包括轴线，

转子和定子例如在轴线上被同轴地布置，

壳体被设置在轴线上，

转子靠近于所述至少一个入口设置，和/或定子靠近于所述出口设置，并且可选地

转子包括：第一本体，例如，第一锥形本体；和/或布置在第一本体上的多个(叶轮)叶片，和/或

定子包括：第二本体，例如，第二锥形本体；和/或布置在第二本体上的多个附加的叶片。

23.根据权利要求22所述的水下挖掘装置，其中，所述附加的或定子叶片包括：一个或多个、例如多个初级定子叶片；和/或一个或多个、例如多个次级或分流叶片，次级或分流叶片被设置在邻近的初级定子叶片对之间。

24.一种挖掘系统、装置或工具，例如，水下系统、装置或工具，包括至少一个根据权利要求1至23中任一项所述的挖掘设备。

25.一种挖掘方法，例如，水下挖掘方法，所述方法包括：

提供至少一个根据权利要求1至23中任一项所述的挖掘设备；以及

使用所述挖掘设备挖掘例如水下位置的位置。

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