CN114086620B - 一种清淤方法及装备 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种清淤方法及装备，属于河湖底泥清淤技术领域，它包括吸淤船船体，船体上设置有污泥干化机，污泥干化机与吸淤管相接，吸淤管设置于吸淤船船体尾部，吸淤管底端连接在吸淤装置上，清淤船船体通过调节连接杆与吸淤装置连接，活动连接杆顶部设置有升降装置；所述吸淤装置包括扰动螺旋桨，扰动螺旋桨设置于倾斜面板上，倾斜面板后接安装箱，安装箱顶部开设有吸淤通道，吸淤通道前段设置有叶轮，安装箱内安装有齿轮盒，齿轮盒内的齿轮与叶轮连接，且扰动螺旋桨通过传动杆与齿轮连接，安装箱底部设置有翘板式的支撑结构；吸淤管位于污泥干化机处采用类文丘里装置，类文丘里装置的管壁上开设有进药孔并通过进药管与加药器相连。

Description

一种清淤方法及装备

技术领域

本发明涉及河湖底泥清淤技术领域，尤其是涉及一种清淤方法及装备。

背景技术

清淤船有绞吸式清淤船和耙吸式清淤船，通常是在船底或船侧面架设升降装置，将绞吸装置或耙吸装置下放到底泥处，进行清淤。绞吸式装置是通过对刀片绞头提供动力，使绞头旋转搅动底泥，在绞头处增设一根负压管道，将底泥压入管道并抽至作业船上，靠的是船的行走带动吸泥装置的移动，提供了船行走的动力。耙吸式装置也是通过船的行走动力，带动耙吸装置移动作业。

目前的清淤技术中，船在运行过程中吸泥装置始终是在淤泥表面呈水平线性运动，吸泥头的运行效率有待提高且容易在淤泥表面使得淤泥扬起，进而导致水体浑浊。另外目前的清淤装置普遍存在湖底吸淤装置需要带有动力装置，存在漏电风险，需要额外做防水装置，且由于湖底并不是平行面，存在复杂的地形环境，目前的吸淤装置对复杂地形适用性并不强，另外，针对不同区域需清淤的深度不同，船体与吸淤装置的连接体需要准备多份，提升了成本。

发明内容

本发明的目的是针对以上问题，提供一种清淤方法及装备，通过在吸淤装置头部设置了倾斜螺旋桨，使得吸淤装置对污泥的扰动路线呈现鼹鼠掘洞式的向斜后方运动路径，通过尾部齿轮盒弹簧与升降装置的联动，将清淤装置压入淤泥软弱层，进行掘洞式前进，淤泥送至吸淤口，同时，通过在吸淤口后部设置传动装置，借由吸淤装置的吸力带动前部扰动装置，解决了水下需要电力装置而需要做防水工作的问题，同时底部设置了类似跷跷板的支撑装置，且板轴位于中后部，利用重力实现对复杂地形的适应，且通过底部支撑装置的翘动，带动活动连接杆可以再通过船上的电机可以实现对活动连接杆的上下运动的控制，活动连接杆由模块化连接件组成，中部铸孔，通过铸孔中的钢缆，可以使得活动杆连接成稳定的直杆。通过不同长度的连接杆的搭配组合可以实现适应不同地区清淤深度不同的问题。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种清淤装备，包括吸淤船船体，吸淤船船体上设置有污泥干化机，其特征在于，所述污泥干化机与吸淤管相接，吸淤管设置于吸淤船船体尾部，吸淤管底端连接在吸淤装置上，所述清淤船船体通过调节连接杆与吸淤装置连接，活动连接杆顶部设置有升降装置；所述吸淤装置包括扰动螺旋桨，扰动螺旋桨设置于倾斜面板上，倾斜面板后接安装箱，安装箱顶部开设有吸淤通道，吸淤通道前段设置有叶轮，安装箱内安装有齿轮盒，齿轮盒内的齿轮与叶轮连接，且扰动螺旋桨通过传动杆与齿轮连接，所述安装箱底部设置有翘板式的支撑结构；所述吸淤管位于污泥干化机处采用类文丘里装置，类文丘里装置的管壁上开设有进药孔并通过进药管与加药器相连。

进一步的，所述调节连接杆包括多段式模块化连接件，模块化连接件为长杆状结构；所述模块化连接件中部带有圆孔，圆孔用以通过钢索，当钢索拉紧时，各模块化连接件相互契合，使得各段模块化连接件绷直，实现吸淤船船体与清淤装置的连接，并通过吸淤船船体带动清淤装置行进。

进一步的，所述长杆状结构的模块化连接件上部为凸起而下部设有凹槽，所述凸起与凹槽相互契合；所述模块化连接件在迎水流方向设置为圆弧面。

进一步的，所述顶部模块化连接件的顶端设置有升降装置，所述升降装置包括设置于顶部模块化连接件顶端的控制开关盒，模块化连接件上设置有下部动力盒通过电线与控制开关盒连接，顶部的模块化连接件侧壁为齿槽结构可与调节升降的齿轮相配合。

进一步的，所述模块化连接件侧面设置有侧凹槽，侧凹槽中放置有活动杆，活动杆与活动连接杆连接，使得活动杆可以在槽内上下活动一定距离，当底部的支撑结构翘动时，可以带动活动杆上下移动进而控制顶部的控制开关盒的接点接通。

进一步的，所述支撑结构为对称设置的翘板式结构，两侧的翘板之间设置有后部齿轮盒，两侧的翘板通过连接杆与后部齿轮盒内的后部齿轮相连，由于重力使得翘板翘动根据地形的不同绕翘板连接杆转动，所述后部齿轮与竖直的齿条配合，齿条上部与模块化连接件中的活动杆相接。

进一步的，所述后部齿轮盒中设置有与翘板连接杆相连的弹簧条。

进一步的，所述清淤船船体内的污泥干化机后接传送带，传送带下方设置有污泥收集箱，传送带上方设置有刮板，刮板两侧设置有斜侧板将污泥从两侧导出落入到污泥收集箱内。

另外，本发明还公布了一种清淤装备的清淤方法，包括以下步骤：

A、通过组合模块化连接件使调节连接杆长度达到设计清淤深度，并开启控制开关盒，使清淤装置紧贴淤泥底部进入淤泥软弱层中掘洞式前行；

B、开启船上清淤泵及加药器，由流体带动扰动螺旋桨对淤泥进行扰动，经扰动扬起的淤泥经吸淤口被吸至船体的污泥干化机，淤泥流体在吸淤管尾部的类文丘里装置中被自动加药，最后在污泥干化机中絮凝并进行泥水分离；

C、经泥水分离后，水流直接排出，干化污泥经传送带传送，并被刮板阻挡导出落入污泥收集箱；

D、清淤船船体不断行进，进行清淤工作，并且底部支撑随地形不断翘动，带动连接件中的活动杆，不断调节连接杆入水深度，以适应地形。

本发明的有益效果：

1、本发明通过将扰动螺旋桨倾斜放置，使得淤泥被扰动后沿鼹鼠掘洞类似方式向后方移动，最后被吸淤管道吸走，提升吸淤效率。

2、本发明通过底部的弹簧片联动升降装置可以使得清淤装置可以进入淤泥浅层的软弱层，继续掘洞式清淤，有效减少了清淤工作时底部淤泥被扬起导致水体浑浊。

3、本发明在吸淤装置中吸淤管前段设置有叶轮，叶轮被吸淤流带动旋转，一方面可以通过叶轮带动齿轮盒内齿轮转动，进而为扰动螺旋桨提供动力，节省了水下的电力动力装置，同时叶轮的转动还可切割吸取淤泥中的大团泥块，防止吸淤管堵塞。

4、本发明通过将船体与吸淤装置的连接杆设计成活动的模块化连接件，使得吸淤船在吸淤作业中能够适应不同深度的清淤工作。

5、本发明通过在底部设置翘板式的支撑结构，利用重力使得翘板翘动，带动翘板后部齿轮盒顶起连接杆中的活动杆，进而触动船上电机使得连接杆可以根据底部地形做上下活动，增强了装置对水体底部地形的适应能力。

6、本发明通过在船体加装GPS装置与PLC控制并编写路径程序，可实现清淤船按照设计路线无人化自动清淤，减少人力成本。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的清淤装置侧面结构示意图。

图3为本发明的连接件结构示意图。

图4为本发明的后部齿轮盒结构示意图。

图5为本发明的升降装置结构示意图。

图6为本发明的示意图。

图7为本发明的船体结构示意图。

图中所述文字标注表示为： 1、吸淤装置；2、调节连接杆；3、吸淤管；4、吸淤船船体；101、扰动螺旋桨；102、倾斜面板；103、吸淤通道；104、叶轮；105、齿轮盒；106、传动杆；107、支撑结构；108、翘板连接杆；109、后部齿轮盒；201、活动杆；202、活动连接杆；203、模块化连接件；204、凸起；205、凹槽；206、下部动力盒；207、控制开关盒；208、接点；209、齿槽；210、圆孔；211、钢索；212、侧凹槽；213、电线；214、圆弧面；215、后部齿轮；216、条齿；217、弹簧条；301、类文丘里装置；302、进药孔；303、进药管； 401、加药器；402、污泥干化机；403、传送带；404、刮板；405、污泥收集箱。

具体实施方式

以下通过实施例进一步对本发明做出阐释。

一种清淤装备，包括吸淤船船体4，吸淤船船体4上设置有污泥干化机402，其特征在于，所述污泥干化机402与吸淤管3相接，吸淤管3设置于吸淤船船体4尾部，吸淤管3底端连接在吸淤装置1上，所述清淤船船体4通过调节连接杆2与吸淤装置1连接，活动连接杆2顶部设置有升降装置；所述吸淤装置1包括扰动螺旋桨101，扰动螺旋桨101设置于倾斜面板102上，倾斜面板102后接安装箱，安装箱顶部开设有吸淤通道103，吸淤通道103前段设置有叶轮104，安装箱内安装有齿轮盒105，齿轮盒105内的齿轮与叶轮104连接，且扰动螺旋桨101通过传动杆106与齿轮连接，所述安装箱底部设置有翘板式的支撑结构107；所述吸淤管3位于污泥干化机402处采用类文丘里装置301，类文丘里装置301的管壁上开设有进药孔302并通过进药管303与加药器401相连。

将扰动螺旋桨101放置于倾斜面板102上，使得扰动螺旋桨101呈倾斜状扰动淤泥，经扰动后扬起的淤泥会如同鼹鼠掘洞时的扬图向斜后方扬起最终经吸淤通道103被吸淤管3吸走。

优选的，请参照图1-7所示，所述调节连接杆2包括多段式模块化连接件203，模块化连接件203为长杆状结构；所述模块化连接件203中部带有圆孔210，圆孔210用以通过钢索211，当钢索211拉紧时，各模块化连接件203相互契合，使得各段模块化连接件203绷直，实现吸淤船船体4与清淤装置1的连接，并通过吸淤船船体4带动清淤装置1行进。所述长杆状结构的模块化连接件203上部为凸起204而下部设有凹槽205，所述凸起204与凹槽205相互契合；所述模块化连接件203在迎水流方向设置为圆弧面214。所述顶部模块化连接件203的顶端设置有升降装置，所述升降装置包括设置于顶部模块化连接件203顶端的控制开关盒207，模块化连接件203上设置有下部动力盒206通过电线213与控制开关盒207连接，顶部的模块化连接件203侧壁为齿槽209结构可与调节升降的齿轮相配合。所述模块化连接件203侧面设置有侧凹槽212，侧凹槽212中放置有活动杆201，活动杆201与活动连接杆202连接，使得活动杆201可以在槽内上下活动一定距离，当底部的支撑结构107翘动时，可以带动活动杆201上下移动进而控制顶部的控制开关盒207的接点208接通。

在吸淤装置中吸淤通道103前段设置有叶轮104，叶轮104被吸淤流带动旋转，一方面可以通过叶轮带动齿轮盒105内的齿轮转动，带动传动杆106为扰动螺旋桨提供动力，节省了水下的电力动力装置，同时叶轮的转动还可切割吸取淤泥中的大团泥块，防止吸淤管堵塞。

模块化连接件203在迎水流方向设置为圆弧面214，以减少水体对连接杆的阻力。

活动杆201与活动连接杆202连接，使得活动杆201可以在槽内上下活动一定距离，当底部的支撑结构107翘动时，可以带动活动杆201上下移动进而控制顶部的控制开关盒207的接点208接通，控制开关盒207与下部动力盒206通过电线213连接，控制动力装置的正反转，并通过齿轮和顶部活动杆上预留的齿槽209控制顶部活动杆的上下移动，带动整个活动连接杆2的上下移动。以适应水体底部的地形起伏。

优选的，请参照图1-7所示，所述支撑结构107为对称设置的翘板式结构，两侧的翘板之间设置有后部齿轮盒109，两侧的翘板通过连接杆108与后部齿轮盒109内的后部齿轮215相连，由于重力使得翘板翘动根据地形的不同绕翘板连接杆108转动，所述后部齿轮215与竖直的齿条216配合，齿条216上部与模块化连接件203中的活动杆201相接。

优选的，请参照图1-7所示，所述后部齿轮盒109中设置有与翘板连接杆108相连的弹簧条217。在后部齿轮盒109中设置有弹簧条217，一方面可以使得活动杆的重力被抵消，另一方面也给了一个向下的力，使得整个清淤装置可以进入到软弱的淤泥内掘洞清淤。利用重力使得翘板翘动根据地形的不同绕翘板连接杆108转动，带动翘板后部齿轮盒109中的后部齿轮215之后传动至条齿216顶起模块化连接件203中的活动杆201，进而触动船上电机使得连接杆可以根据底部地形做上下活动。

优选的，请参照图1所示，所述清淤船船体4内的污泥干化机402后接传送带403，传送带403下方设置有污泥收集箱405，传送带403上方设置有刮板404，刮板404两侧设置有斜侧板将污泥从两侧导出落入到污泥收集箱405内。

另外，本发明还公布了一种清淤装备的清淤方法，包括以下步骤：

A、通过组合模块化连接件203使调节连接杆2长度达到设计清淤深度，并开启控制开关盒207，使清淤装置1紧贴淤泥底部进入淤泥软弱层中掘洞式前行；

B、开启船上清淤泵及加药器401，由流体带动扰动螺旋桨101对淤泥进行扰动，经扰动扬起的淤泥经吸淤口103被吸至船体的污泥干化机402，淤泥流体在吸淤管尾部的类文丘里装置301中被自动加药，最后在污泥干化机402中絮凝并进行泥水分离；

C、经泥水分离后，水流直接排出，干化污泥经传送带403传送，并被刮板404阻挡导出落入污泥收集箱405；

D、清淤船船体不断行进，进行清淤工作，并且底部支撑107随地形不断翘动，带动连接件中的活动杆201，不断调节连接杆2入水深度，以适应地形。

综上所述，本发明针对目前清淤技术的多种问题，进行了多项针对性的改进，提出一种由吸淤装置1、活动连接杆2、吸淤管道3、吸淤船船体4组成的一种地形适应能力强、吸淤头吸淤效果好的清淤装置。通过将扰动螺旋桨倾斜放置，并通过弹簧联动升降装置，使得清淤装置进入淤泥软弱层内部，淤泥被扰动后沿鼹鼠掘洞类似方式向后方移动，最后被吸淤管道吸走，提升吸淤效率；在吸淤装置中吸淤管前段设置有叶轮，叶轮被吸淤流带动旋转，一方面可以通过叶轮带动齿轮盒内齿轮转动，进而为扰动螺旋桨提供动力，节省了水下的电力动力装置，同时叶轮的转动还可切割吸取淤泥中的大团泥块，防止吸淤管堵塞；将船体与吸淤装置的连接杆设计成活动的模块化连接件，使得吸淤船在吸淤作业中能够适应不同深度的清淤工作；在底部设置翘板式的支撑结构，利用重力使得翘板翘动，带动翘板后部齿轮盒顶起连接杆中的活动杆，进而触动船上电机使得连接杆可以根据底部地形做上下活动；在吸淤管尾部增加类文丘里装置，利用吸淤管中流体形成的负压吸取药剂，并且可以通过下部的调节阀调节进药量实现自动加药。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种清淤装备，包括吸淤船船体（4），吸淤船船体（4）上设置有污泥干化机（402），其特征在于，所述污泥干化机（402）与折叠软管结构的吸淤管（3）相接，吸淤管（3）设置于吸淤船船体（4）尾部，吸淤管（3）底端连接在吸淤装置（1）上，所述吸淤船船体（4）通过调节连接杆（2）与吸淤装置（1）连接，调节连接杆（2）顶部设置有升降装置；所述吸淤装置（1）包括扰动螺旋桨（101），扰动螺旋桨（101）设置于倾斜面板（102）上，倾斜面板（102）后接安装箱，安装箱顶部开设有吸淤通道（103），吸淤通道（103）前段设置有叶轮（104），安装箱内安装有齿轮盒（105），齿轮盒（105）内的齿轮与叶轮（104）连接，且扰动螺旋桨（101）通过传动杆（106）与齿轮连接，所述安装箱底部设置有翘板式的支撑结构（107）；所述吸淤管（3）位于污泥干化机（402）处采用类文丘里装置（301），类文丘里装置（301）的管壁上开设有进药孔（302）并通过进药管（303）与加药器（401）相连；所述支撑结构（107）为对称设置的翘板式结构，两侧的翘板之间设置有后部齿轮盒（109），两侧的翘板通过翘板连接杆（108）与后部齿轮盒（109）内的后部齿轮（215）相连，由于重力使得翘板翘动根据地形的不同绕翘板连接杆（108）转动，所述后部齿轮（215）与竖直的条齿（216）配合，条齿（216）上部与模块化连接件（203）中的活动杆（201）相接。

2.根据权利要求1所述的一种清淤装备，其特征在于，所述调节连接杆（2）包括多段式模块化连接件（203），模块化连接件（203）为长杆状结构；所述模块化连接件（203）中部带有圆孔（210），圆孔（210）用以通过钢索（211），当钢索（211）拉紧时，各模块化连接件（203）相互契合，使得各段模块化连接件（203）绷直，实现吸淤船船体（4）与吸淤装置（1）的连接，并通过吸淤船船体（4）带动吸淤装置（1）行进。

3.根据权利要求2所述的一种清淤装备，其特征在于，所述长杆状结构的模块化连接件（203）上部为凸起（204）而下部设有凹槽（205），所述凸起（204）与凹槽（205）相互契合；所述模块化连接件（203）在迎水流方向设置为圆弧面（214）。

4.根据权利要求2所述的一种清淤装备，其特征在于，所述模块化连接件（203）的顶端设置有升降装置，所述升降装置包括设置于模块化连接件（203）顶端的控制开关盒（207），模块化连接件（203）上设置有下部动力盒（206）通过电线（213）与控制开关盒（207）连接，顶部的模块化连接件（203）侧壁为齿槽（209）结构可与调节升降的齿轮相配合。

5.根据权利要求4所述的一种清淤装备，其特征在于，所述模块化连接件（203）侧面设置有侧凹槽（212），侧凹槽（212）中放置有活动杆（201），活动杆（201）与活动连接杆（202）连接，使得活动杆（201）可以在槽内上下活动一定距离，当底部的支撑结构（107）翘动时，可以带动活动杆（201）上下移动进而控制顶部的控制开关盒（207）的接点（208）接通。

6.根据权利要求1所述的一种清淤装备，其特征在于，所述后部齿轮盒（109）中设置有与翘板连接杆（108）相连的弹簧条（217）。

7.根据权利要求1所述的一种清淤装备，其特征在于，所述吸淤船船体（4）内的污泥干化机（402）后接传送带（403），传送带（403）下方设置有污泥收集箱（405），传送带（403）上方设置有刮板（404），刮板（404）两侧设置有斜侧板将污泥从两侧导出落入到污泥收集箱（405）内。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种清淤装备的方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、通过组合模块化连接件（203）使调节连接杆（2）长度达到设计清淤深度，并开启控制开关盒（207），使吸淤装置（1）紧贴淤泥底部进入淤泥软弱层中掘洞式前行；

B、开启船上清淤泵及加药器（401），由流体带动扰动螺旋桨（101）对淤泥进行扰动，经扰动扬起的淤泥从吸淤通道（103）被吸至船体的污泥干化机（402），淤泥流体在吸淤管（3）尾部的类文丘里装置（301）中被自动加药，最后在污泥干化机（402）中絮凝并进行泥水分离；

C、经泥水分离后，水流直接排出，干化污泥经传送带（403）传送，并被刮板（404）阻挡导出落入污泥收集箱（405）；

D、吸淤船船体（4）不断行进，进行清淤工作，并且底部支撑结构（107）随地形不断翘动，带动连接件中的活动杆（201），不断调节调节连接杆（2）入水深度，以适应地形。

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