CN112942475B - 高效双循环清淤系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及高效双循环清淤系统，包括船体及压滤装置，船尾铰接有管道，管道远离船尾的一端密封连接有绞吸头，管道的一端上连通有三通阀；压滤装置包括机架及两组淤泥筒，机架对淤泥筒进行支撑，各组淤泥筒的一端与三通阀之间均密封连接有具有柔性的水管，各组淤泥筒背离三通阀的一端插接滑动有液压缸，淤泥筒上凹设有若干组通孔，淤泥筒内壁上固定有过滤膜；淤泥筒的下端外周面开口设置并密封铰接有下料板，船体上安装有第一电机，船体上安装有两组不断向船体外侧延伸的输水装置。本申请实现了第一组淤泥筒压滤作业与第二组淤泥筒淤泥灌注作业的同步进行，进而使绞吸过程及压滤过程得到高效结合，使改进后的清淤船的清淤效率大幅提升。

Description

高效双循环清淤系统

技术领域

本申请涉及淤泥处理设备的领域，尤其是涉及高效双循环清淤系统。

背景技术

河道清淤一般指治理河道，属于水利工程。通过机械设备，将沉积河底的淤泥吹搅成混浊的水状，随河水流走，从而起到疏通的作用。河道淤积己日益影响到防洪、排涝、灌溉、供水、通航等各项功能的正常发挥，为恢复河道正常功能，促进经济社会的快速持续发展，进行河道清淤疏浚工程。在河道清淤作业过程中，多借助清淤船进行。

清淤船即清除水底沉积物的工具，清淤船的动力一般包括柴油机及电机两种。船体即浮体，采用拼装箱型结构，清淤船上还包括清淤装置、动力装置及传送装置等。由动力驱动清淤装置清除水底沉积物，由传送装置送出到指定位置。清淤船一般是在水上作业，在河道、海边、水库、港口等地方起到了重要的作用。

绞吸式清淤船是目前在浅滩工作中较为广泛的一种船舶，绞吸式清淤船成为优良的水上清淤设备。绞吸式清淤船由安装在船尾的绞刀、管道、泵及动力装置等组成。绞吸式清淤船通过液压马达带动绞茏不断旋转，利用绞吸将水底的淤泥通过绞茏进行旋转搅动和切割，使其呈现沸腾状，再经管道将绞起的泥沙物料通过泥浆泵吸起来，输送到指定位置从而来完成工作的。由于工作效率高、成本低以及对任何地方都可以作业的优点，绞吸式清淤船在河道中起到了重要的作用。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有如下的缺陷：现有的清淤船在进行清淤作业时,对于距离岸边较远的河床位置上，输送淤泥的管道与压滤设备连通，绞吸的淤泥经压滤除水后，团块状的淤泥不断装载在淤泥船的船舱内部，在进行压滤作业时，需要停止淤泥的绞吸作业，当压滤后的淤泥排出后，再启动绞吸装置向压滤设备内部进行淤泥的输送，上述过程中使绞吸的过程处于间歇式，进而直接影响了清淤船的整体清淤效率，故需要故存在改进的空间。

发明内容

为了使绞吸过程及压滤过程进行高效结合，对清淤船的清淤效率进行提升，本申请提供高效双循环清淤系统。

本申请提供的高效双循环清淤系统采用如下的技术方案：

高效双循环清淤系统，包括船体及安装在船体上的压滤装置，所述船体上铺设有甲板，所述船体上凹设有船舱，所述船体的尾部铰接有管道，所述管道远离船尾的一端密封连接有绞吸头，所述绞吸头插入水下并对淤泥进行抽吸，所述管道背离所述绞吸头的一端上密封连通有三通阀；所述压滤装置包括机架及两组平行设置的淤泥筒，所述机架位于船舱的竖直上方，所述机架对两组所述淤泥筒进行支撑，各组所述淤泥筒的一端与所述三通阀之间均密封连接有具有柔性的水管，各组所述淤泥筒背离所述三通阀的一端插接滑动有呈活塞状的液压缸，所述淤泥筒的外周面面上凹设有若干组通孔，所述淤泥筒的内周壁上固定有过滤膜；所述淤泥筒的下端外周面在靠近所述水管的一端开口设置并密封铰接有下料板，所述船体上安装有两组驱动各组所述下料板转动的第一电机，所述船体上安装有两组分列各组所述淤泥筒竖直下方的输水装置，所述输水装置不断向所述船体外侧延伸。

通过采用上述技术方案，船体的尾部铰接有绞吸头，绞吸头插入水面以下并不断靠近淤泥，绞吸头对淤泥不断进行抽吸，使淤泥不断进入管道，管道对淤泥进行输送，当淤泥运动至管道的倾斜上端时，此时三通阀与管道连通，三通阀与两组淤泥筒之间分别连接有具有柔性的水管，此时三通阀的一条通路连通，使淤泥从管道进入一组水管，各组水管与淤泥筒连通，此时一组淤泥筒内部不断灌注淤泥，灌注淤泥时下料板在第一的推动下保持与淤泥筒的密封连接，使淤泥筒形成封闭的空间；当淤泥筒内部灌满淤泥时，驱动淤泥筒端部的液压缸，液压缸与淤泥筒形成类似活塞的结构，启动液压缸使液压缸不断对淤泥筒内部的淤泥进行压缩，淤泥筒的内部插接有与其内壁贴合的过滤膜，故驱动液压缸向淤泥筒内部运动时，淤泥中的水分不断透过过滤膜，透过过滤膜的水分不断经各组通孔溢出，溢出的水分经输水装置的输送，使淤泥中的水体不断向船体外侧流出；当第一组淤泥筒内部的淤泥满载后，此时控制三通阀使管道与另一组水管连通，使淤泥不断向另一组淤泥筒内部进行灌注，在第二组淤泥筒进行淤泥灌注时，第一组淤泥筒内部进行淤泥的压滤作业，进而实现了第一组淤泥筒内部进行压滤作业与第二组淤泥筒进行淤泥灌注作业的同步进行，进而使绞吸过程及压滤过程得到高效结合，使改进后的清淤船的清淤效率大幅提升。

优选的，所述船体的尾部架设有龙门架，所述龙门架的上端面转动连接有两组定滑轮；所述甲板上固定有两组分别位于船舱两侧的卷扬机，所述卷扬机上绕结有绳子，所述绳子绕过所述定滑轮后与所述管道栓结固定。

通过采用上述技术方案，龙门架上转动连接的两组定滑轮对绳子进行支撑，卷扬机对绳子进行收卷，当绳子不断收卷时，绳子对管道进行拉伸，使管道从船尾的位置提出水面，上述设置实现了绞吸头在水下作业深度的调整，便于对淤泥进行逐层的抽吸作业；当完成淤泥抽吸后，卷扬机收卷，使管道在绳子的拉伸下逐渐提出水面，便于该清淤船的行驶。

优选的，所述第一电机包括竖直固定在所述甲板上的立柱及气缸，所述气缸包括缸体及与缸体插接滑动的推杆，缸体与所述立柱的上端部铰接，推杆与所述下料板的外周面铰接。

通过采用上述技术方案，第一电机中的立柱与船体的甲板固定连接，气缸的缸体与立柱的上端部铰接，推杆与下料板的外周面铰接，当淤泥筒内部灌满淤泥并进行压滤作业时，此时液压缸不断对淤泥筒内部的淤泥进行挤压，下料板在气缸的支撑下，不断与淤泥筒保持密封连接，使淤泥中的水分不断经各组通孔溢出；当完成对淤泥的压滤作业后，此时气缸中的推杆不断向缸体内部收缩，在推杆的拉动下，此时下料板逐渐向向一侧转动，进而使完成压滤的淤泥从下料板的位置掉落至船舱内部，上述设置实现了下料板的开合，使淤泥筒内部完成压滤的淤泥能够顺利排出。

优选的，所述输水装置包括与所述机架固定的两组基座及与两组所述基座铰接的水槽，一组所述基座上固定有第二电机，所述第二电机的输出轴与所述水槽的一侧边沿固定连接；所述船体的两侧船壁上凹设有与船舱连通的壁口，各组所述壁口内部插接固定有呈弧形的水渠，各组所述水渠位于所述水槽的延伸方向上，所述水渠位于所述水槽的竖直下方。

通过采用上述技术方案，输水装置中的基座与机架固定连接，使机架对基座进行支撑；各组水槽的两端与两组基座铰接，第二电机固定在基座上，第二电机的输出轴与水槽的一侧边沿同轴转动，当进行淤泥的压滤作业时，从各组通孔内部溢出的水分不断滴下，此时第二电机转动，使水槽转动至位于淤泥筒的下方，从淤泥筒上溢出水体滴落在水槽中；水渠位于水槽的竖直下方，水槽与水渠连通，进而使水槽内部的水体不断进入水渠中，进一步随着水渠不断流动，完成水体向船体外侧的排水作业。

优选的，两组所述淤泥筒在相互靠近的外周面上对拉连接有若干组连接柱。

通过采用上述技术方案，两组淤泥筒平行设置，各组连接柱位于两组淤泥筒之间，上述设置使两组淤泥筒实现固定连接，进而使两组淤泥筒的一体性提升，当进行一组淤泥筒内部的淤泥灌注及另一组淤泥筒内部的压滤作业时，各组连接柱的设置使两组淤泥筒之间的稳定性提升。

优选的，所述水槽从所述三通阀的一侧向另一侧倾斜向下延伸。

通过采用上述技术方案，水槽与水渠连通，当进行压滤作业时，水槽从三通阀的一侧向另一侧倾斜延伸，上述设置使进入水槽内部的水体的流速提升，进入水槽内部的水体不易因排水效率低而进入下方的船舱内部。

优选的，所述机架从远离船尾的一端向靠近船尾的一端倾斜向下设置，两组所述淤泥筒向所述绞吸头的一侧倾斜向下设置。

通过采用上述技术方案，机架整体呈倾斜状态，两组淤泥筒架设在机架上，机架呈上述方向的倾斜设置状态，进而使各组淤泥筒呈倾斜状态，向船尾一侧倾斜的淤泥筒内部在进行淤泥灌注时，淤泥中包括砂石及水体等，淤泥进入淤泥筒内部后，在重力的作用下，淤泥中的砂石易堆积在倾斜下方的位置，此时液压缸位于淤泥筒的倾斜上端一侧，上述倾斜设置实现了淤泥在淤泥筒内部的自然堆积，降低了液压缸在淤泥中砂石的推动，进而降低了液压设备的能耗，促进了压滤过程中在下料板位置的成型及排出。

优选的，两组所述水槽的转动轴相互靠近，两组所述下料板的铰接轴相互远离。

通过采用上述技术方案，上述设置使两组水槽的转动轴相互靠近，当水槽完成对溢出的水体的输水作业时，两组水槽转动至相互靠近，此时在第一电机的驱动下，各组下水板逐渐与淤泥筒脱离上述设置中水槽与下水板实现错位分布，故当开启下水板时，下水板不易与水槽发生碰撞，也从整体上压缩了水槽与下水板之间的距离，进而使该淤泥抽吸设备的结构更加紧凑。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.本申请中对绞吸式淤泥船进行了改进，使船体上安装有两组淤泥筒，当一组淤泥筒内部灌满淤泥时，驱动淤泥筒端部的液压缸，液压缸与淤泥筒形成类似活塞的结构，启动液压缸使液压缸不断对淤泥筒内部的淤泥进行压缩，淤泥筒的内部插接有与其内壁贴合的过滤膜，故驱动液压缸向淤泥筒内部运动时，淤泥中的水分不断透过过滤膜，透过过滤膜的水分不断经各组通孔溢出，溢出的水分经输水装置的输送，使淤泥中的水体不断向船体外侧流出；当第一组淤泥筒内部的淤泥满载后，此时控制三通阀使管道与另一组水管连通，使淤泥不断向另一组淤泥筒内部进行灌注，在第二组淤泥筒进行淤泥灌注时，第一组淤泥筒内部进行淤泥的压滤作业，进而实现了第一组淤泥筒内部进行压滤作业与第二组淤泥筒进行淤泥灌注作业的同步进行，进而使绞吸过程及压滤过程得到高效结合，使改进后的清淤船的清淤效率大幅提升；

2.下料板在第一电机的驱动下实现与淤泥筒的开合，水槽在第二电机的驱动下实现对水体的输送，第一电机及第二电机间歇上电作业，在下料板开启前，水槽已完成对水体的输送，并在第一电机的驱动下，水槽复位；此时驱动第一电机，第一电机中的推杆不断向缸体内部收缩，使下水板开启，此时完成压滤的淤泥在重力下不断向船舱内部掉落；同时机架的倾斜设置使淤泥中的砂石能够向船尾的一侧沉降，水槽的倾斜设置提升了水体的输送效率。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图；

图2是本申请实施例的另一视角的整体结构示意图；

图3是本申请中隐藏船体后的整体结构示意图；

图4是图3中A处的放大图；

图5是图3中B处的放大图；

图6是图3中C处的放大图。

附图标记说明：1、船体；11、甲板；12、船舱；13、龙门架；131、定滑轮；14、卷扬机；141、绳子；15、壁口；151、水渠；2、管道；21、三通阀；22、水管；3、绞吸头；4、机架；5、淤泥筒；51、液压缸；52、通孔；53、过滤膜；54、下料板；55、第一电机；551、立柱；552、气缸；56、连接柱；6、水槽；61、基座；62、第二电机。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开高效双循环清淤系统。参照图1，该种高效双循环清淤系统在现有的绞吸式淤泥船上进行改进，绞吸式淤泥船的船尾安装有管道2，管道2呈长方体，管道2的两侧壁与船尾铰接；管道2远离船尾的一端密封连接有绞吸头3，绞吸头3自身不断转动，绞吸头3转动过程中不断搅动河床上的淤泥层，并随着绞吸头3的吸力，使淤泥不断进入绞吸头3内部。

绞吸头3与淤泥层接触时，管道2倾斜设置，管道2的上端部密封连接有电控驱动的三通阀21，三通阀21背离管道2的两侧开设有两组孔口，各组孔口分别密封连接有具有柔性的水管22；进入绞吸头3内部的淤泥呈浆状，淤泥随着进入管道2并流动至各组水管22内部。

参照图1及图2，船体1上成型有甲板11，船体1上凹设有船舱12。船尾的甲板11上竖直架设有龙门架13，龙门架13的所在平面垂直于管道2所在的竖直面，龙门架13的上端边框水平设置，龙门架13的上端边框上转动连接有两组定滑轮131，两组定滑轮131的轴线共线且所在轴线平行于龙门架13的所在平面；甲板11上固定有两组卷线轮，各组卷线轮上分别绕结有绳子141，各组绳子141分别绕过各组定滑轮131并与管道2栓结固定，两组卷线轮的转动使各组绳子141对管道2进行拉动，进而实现绞吸头3在河道内插入深度的调整。

该种高效双循环清淤系统包括安装在船体1上的压滤装置，压滤装置包括机架4及两组平行设置的淤泥筒5，机架4位于船舱12的竖直上方，机架4对两组淤泥筒5进行支撑，各组淤泥筒5背离三通阀21的一端插接滑动有呈活塞状的液压缸51，液压缸51的推杆与淤泥筒5的内周壁密封滑动，机架4的高度从远离船尾的一端向靠近船尾的一端呈递减状态，两组淤泥筒5向绞吸头3的一侧倾斜向下设置。

淤泥筒5的外周面上凹设有若干组均匀分布的通孔52，淤泥筒5的下端外周面在靠近水管22的一侧开口设置并铰接有下料板54，下料板54与淤泥筒5上的开口形状配合，下料板54上也凹设有若干组均匀分布的通孔52。

参照图3及图4，船体1的甲板11上安装有两组驱动各组下料板54转动的第一电机55。第一电机55包括竖直固定在甲板11上的立柱551及气缸552，气缸552包括缸体及与缸体插接滑动的推杆，缸体与立柱551的上端部铰接，推杆与下料板54的外周面铰接。两组淤泥筒5在相互靠近的外周面上对拉连接有若干组呈圆柱体的连接柱56，各组连接柱56之间等间距设置，各组连接柱56的轴线共面且所在平面经过淤泥筒5的轴线。

淤泥筒5的内周壁上插接固定有过滤膜53，过滤膜53同时固定在下料板54的内周面，过滤膜53为选择过滤性膜；各组水管22远离三通阀21的一端与各组淤泥筒5的一端连通，进入水管22内部的淤泥不断向淤泥筒5内部灌注；淤泥包括不同粒度的砂石及水体，水体能够透过过滤膜53，砂石等物质难以透过过滤膜53，使过滤膜53对淤泥进行滤水作业。

参照图3及图5，船体1上安装有两组分列各组淤泥筒5竖直下方的输水装置，输水装置包括与机架4固定的两组基座61及与两组基座61铰接的水槽6，各组水槽6的延伸方向平行于淤泥筒5的延伸方向，水槽6靠近管道2的一端进行封堵，避免水体从该段流出；各组基座61上固定有第二电机62，第二电机62的输出轴与水槽6的一侧边沿固定连接，当驱动第二电机62转动时，水槽6不断绕第二电机62的输出轴轴线转动。

参照图2及图5，船体1的两侧船壁上凹设有与船舱12连通的壁口15，各组壁口15内部插接固定有呈弧形的水渠151，水渠151向各组壁口15的一侧延伸，水渠151穿过各组壁口15，各组水渠151位于水槽6的延伸方向上，水渠151位于水槽6的竖直下方；两组水槽6的转动轴相互靠近，两组下料板54与淤泥筒5外周面的铰接轴相互远离。

参照图3及图6，机架4在远离管道2的一端也固定有两组基座61，两组基座61分别与水槽6的另一端铰接，两组基座61竖直设置。水槽6从三通阀21的一侧向另一侧倾斜向下延伸。

本申请实施例的高效双循环清淤系统的实施原理为：

该种绞吸式淤泥船在进行清淤作业时，清淤人员驾驶该清淤船行驶至待进行淤泥清理的位置上。此时驱动两组卷扬机14对绳子141进行同步放卷，此使管道2与绳子141的端部连接，使管道2不断随着绞吸头3插入水面以下并不断靠近淤泥，绞吸头3转动，高速转动的绞吸头3不断对淤泥进行搅动并进行抽吸，使淤泥不断进入管道2，管道2对淤泥进行输送，当淤泥运动至管道2的倾斜上端时，此时三通阀21与管道2连通，三通阀21与两组淤泥筒5之间分别连接有具有柔性的水管22，此时三通阀21的一条通路与水管22连通，使淤泥从管道2进入一组水管22，各组水管22与淤泥筒5连通，此时一组淤泥筒5内部不断灌注淤泥，灌注淤泥时下料板54在第一电机55的推动下保持与淤泥筒5的密封连接，使淤泥筒5形成封闭的空间，淤泥筒5内部不断灌满浆状的淤泥。

当一组淤泥筒5内部灌满淤泥时，驱动淤泥筒5端部的液压缸51，液压缸51与淤泥筒5形成类似活塞的结构，启动液压缸51使液压缸51不断对淤泥筒5内部的淤泥进行压缩，淤泥筒5内壁贴合的过滤膜53形成对淤泥的过滤，故驱动液压缸51向淤泥筒5内部运动时，淤泥中的水分不断透过过滤膜53，透过过滤膜53的水分不断经各组通孔52溢出，溢出的水分落入水槽6内部，水体经水槽6的输送，水体进一步进入水渠151内部，使淤泥中的水体不断向船体1外侧流出。

当第一组淤泥筒5内部的淤泥满载后，此时控制三通阀21使管道2与另一组水管22连通，使淤泥不断向另一组淤泥筒5内部进行灌注；本申请中实现了第二组淤泥筒5进行淤泥灌注时，第一组淤泥筒5内部进行淤泥的压滤作业，进而实现了第一组淤泥筒5内部进行压滤作业与第二组淤泥筒5进行淤泥灌注作业的同步进行，进而使绞吸过程及压滤过程得到高效结合，使改进后的清淤船的清淤效率大幅提升。

待船舱12内部的淤泥承载量达到荷载上限时，此时停止绞吸头3的绞吸作业，驱动两组卷扬机14对绳子141进行收卷，使管道2从水体中提出。此时淤泥船不断向岸边靠近，将船舱12内部的淤泥不断输出，清空船舱12内部的淤泥以进行下一次的河道清淤作业。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.高效双循环清淤系统，包括船体(1)及安装在船体(1)上的压滤装置，其特征在于：所述船体(1)上铺设有甲板(11)，所述船体(1)上凹设有船舱(12)，所述船体(1)的尾部铰接有管道(2)，所述管道(2)远离船尾的一端密封连接有绞吸头(3)，所述绞吸头(3)插入水下并对淤泥进行抽吸，所述管道(2)背离所述绞吸头(3)的一端上密封连通有三通阀(21)；所述压滤装置包括机架(4)及两组平行设置的淤泥筒(5)，所述机架(4)位于船舱(12)的竖直上方，所述机架(4)对两组所述淤泥筒(5)进行支撑，各组所述淤泥筒(5)的一端与所述三通阀(21)之间均密封连接有具有柔性的水管(22)，各组所述淤泥筒(5)背离所述三通阀(21)的一端插接滑动有呈活塞状的液压缸(51)，所述淤泥筒(5)的外周面面上凹设有若干组通孔(52)，所述淤泥筒(5)的内周壁上固定有过滤膜(53)；所述淤泥筒(5)的下端外周面在靠近所述水管(22)的一端开口设置并密封铰接有下料板(54)，所述船体(1)上安装有两组驱动各组所述下料板(54)转动的第一电机(55)，所述船体(1)上安装有两组分列各组所述淤泥筒(5)竖直下方的输水装置，所述输水装置不断向所述船体(1)外侧延伸；所述第一电机(55)包括竖直固定在所述甲板(11)上的立柱(551)及气缸(552)，所述气缸(552)包括缸体及与缸体插接滑动的推杆，缸体与所述立柱(551)的上端部铰接，推杆与所述下料板(54)的外周面铰接；所述输水装置包括与所述机架(4)固定的两组基座(61)及与两组所述基座(61)铰接的水槽(6)，一组所述基座(61)上固定有第二电机(62)，所述第二电机(62)的输出轴与所述水槽(6)的一侧边沿固定连接；所述船体(1)的两侧船壁上凹设有与船舱(12)连通的壁口(15)，各组所述壁口(15)内部插接固定有呈弧形的水渠(151)，各组所述水渠(151)位于所述水槽(6)的延伸方向上，所述水渠(151)位于所述水槽(6)的竖直下方；两组所述水槽(6)的转动轴相互靠近，两组所述下料板(54)的铰接轴相互远离。

2.根据权利要求1所述的高效双循环清淤系统，其特征在于：所述船体(1)的尾部架设有龙门架(13)，所述龙门架(13)的上端面转动连接有两组定滑轮(131)；所述甲板(11)上固定有两组分别位于船舱(12)两侧的卷扬机(14)，所述卷扬机(14)上绕结有绳子(141)，所述绳子(141)绕过所述定滑轮(131)后与所述管道(2)栓结固定。

3.根据权利要求1所述的高效双循环清淤系统，其特征在于：两组所述淤泥筒(5)在相互靠近的外周面上对拉连接有若干组连接柱(56)。

4.根据权利要求1所述的高效双循环清淤系统，其特征在于：所述水槽(6)从所述三通阀(21)的一侧向另一侧倾斜向下延伸。

5.根据权利要求1所述的高效双循环清淤系统，其特征在于：所述机架(4)从远离船尾的一端向靠近船尾的一端倾斜向下设置，两组所述淤泥筒(5)向所述绞吸头(3)的一侧倾斜向下设置。

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