CN114229478B - 淤积层液化清理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种淤积层液化清理系统，其包括漂浮平台、气源组件、连接软管、喷头组件、旋转部件和扇片组件，漂浮平台上开设有升降旋索孔；气源组件设置于漂浮平台上；连接软管与气源组件的连通，连接软管穿过升降旋索孔；喷头组件包括连接管、空心安装盘和多个锥台喷头，多个锥台喷头间隔设置于安装盘的外周，连接管与安装盘连通；旋转部件包括转动连接的固定端和转动端，固定端与连接软管连通，转动端与连接管连通；扇片组件包括锁紧件和扇片，锁紧件套设于连接管上。本发明中，淤积层液化清理系统能够有效疏松淤积质细砂、粉砂、粘土等粉体物料的沉积物，改善淤积土的液化性能，提高液化后的过饱和粉体物料的浆体管道输送效率。

Description

淤积层液化清理系统

技术领域

本发明属于淤积泥砂气动液化清理输送技术领域，尤其涉及一种空气炮辅助淤积层液化清理系统。

背景技术

在淤积泥砂机械液化清理及管道输送的过程中，经常会因为淤积尾砂沉积较快，板结成为粘性很大的淤积层，当不经处理就采用潜水泥浆泵抽排时，难以抽取出较高浓度的淤积砂土料浆，因而抽排效率很低，并在一定程度上增加了运营成本，同时长时间的生产负荷还会对安全生产造成影响。因此，须采取适当的技术措施来加速淤积泥砂的液化速度，使水底泥砂变得较为疏松，不再粘聚为块状，在空气炮的爆轰波作用下将多数的块状泥砂打散，成为均值的浆体便于连续抽排，从而也大大提高抽排泥砂料浆的浓度。当采用不同的装置及方法时，加速沉积泥砂液化浮动的效果会有所不同，一般情况下，为了提高沉积泥砂液化速度，有的装置采用多点强力吹砂的布置形式，这样做虽然方便，但是高压风的大量泄漏会造成风力不集中，难以整体使淤积泥砂松动液化。

因此，有必要提供一种新的淤积层液化清理系统来解决上述技术问题。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种淤积层液化清理系统，旨在解决高压风的大量泄漏导致的风力不集中、淤积泥砂松动液化效果差的问题。

为实现上述目的，本发明提出的淤积层液化清理系统，所述淤积层液化清理系统包括漂浮平台、气源组件、连接软管、喷头组件、旋转部件和扇片组件，所述漂浮平台上开设有升降旋索孔；所述气源组件设置于所述漂浮平台上；所述连接软管与所述气源组件的连通，所述连接软管穿过所述升降旋索孔；喷头组件包括连接管、空心安装盘和多个锥台喷头，多个锥台喷头间隔设置于所述安装盘的外周，所述连接管与所述安装盘连通；所述旋转部件包括转动连接的固定端和转动端，所述固定端与所述连接软管连通，所述转动端与所述连接管连通；所述扇片组件包括锁紧件和扇片，所述锁紧件套设于所述连接管上且位于所述转动端与所述安装盘之间，所述扇片与所述锁紧件铰接。

可选地，所述锁紧件的外周开设有多个间隔设置的安装槽，所述扇片的数量为多个，各所述扇片的一端设置有与所述安装槽形状相匹配的端头，所述扇片组件还包括多个铰接轴，所述铰接轴、所述扇片和所述安装槽的数量一致且一一对应设置，所述铰接轴穿过对应的所述端头，所述铰接轴的两端转动连接于对应的所述安装槽的相对两侧壁上。

可选地，所述连接管上还套设有上翻限位件，上翻限位件位于所述转动端与所述锁紧件之间，所述上翻限位件用于所述扇片翻转时抵紧所述扇片的外侧壁。

可选地，所述连接管上还套设有加重块，所述加重块位于所述锁紧件与所述安装盘之间。

可选地，所述淤积层液化清理系统还包括收放组件，所述收放组件包括驱动件、绞车轮、轮轴、联轴器和基座，所述基座通过螺栓固定于所述漂浮平台，所述驱动件设置于所述基座上，所述驱动件的输出轴与所述轮轴通过所述联轴器连接，所述绞车轮套设于所述轮轴上。

可选地，所述气源组件包括空压机和储气结构，所述空压机的出气端和所述储气结构的进气端通过无缝钢管连通，所述储气结构的排气端与所述连接软管之间通过无缝钢管连通。

可选地，所述储气结构包括总储气罐、分储气罐以及输气总管，所述总储气罐的进气端与所述空压机的出气端通过无缝钢管连通，所述总储气罐的排气端与所述输气总管连通，所述分储气罐的数量为多个，所述连接软管的数量为多个且与所述分储气罐的数量一致，所述分储气罐的排气端一一对应地与所述连接软管连通，各所述连接软管均对应设置有喷头组件、旋转部件和扇片组件。

可选地，连通所述分储气罐的进气端的无缝钢管上安装有闸阀和第一单向阀。

可选地，与所述分储气罐的排气端连通的无缝钢管上设置有气动阀和第二单向阀。

可选地，所述连接软管与所述无缝钢管的连接端设置有第一接头，所述无缝钢管与所述连接软管的连接端设置有第二接头，所述第一接头与所述第二接头之间设置有密封垫圈。

本发明技术方案中，漂浮平台提供安装位，气源组件提供压缩空气，连接软管和连接管用于输送压缩空气，当大量压缩空气瞬时从锥台喷头喷涌而出时，绝大多数气体冲向淤积泥砂的深部翻动泥砂，少部分气体会沿连接处急速逸出，逸出的压缩空气会推动扇片上翻，阻隔大部分外逸的气体，使压缩空气能够更加深入淤积泥沙的内部，并且，当停止输送压缩空气时，扇片会在自重作用下自然下垂至初始位置。并且必要时可以启动旋转部件，旋转部带动连接管及喷头转动，从而可以从全方位对淤积泥砂进行连续的空气炮爆破松动和液化作业。本实施例中，淤积层液化清理系统能够有效疏松淤积质细砂、粉砂、粘土等粉体物料的沉积物，改善淤积土的液化性能，提高液化后的过饱和粉体物料的浆体管道输送效率，从而使淤积泥砂料浆源源不断地通过管道输送至目的地。当用于采空区或大型溶洞充填时，进而能够大幅提升预防和处理因空区塌陷而带来的地质灾害，从而确保地表公路、铁路等交通设施的安全性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施例中淤积层液化清理系统的示意图；

图2为本发明实施例中淤积层液化清理系统的局部示意图；

图3为本发明实施例中气源组件的示意图；

图4为图3中A区域的放大示意图；

图5为本发明实施例扇片组件的结构示意图；

图6为本发明实施例中扇片组件、上翻限位件和加重块的位置关系示意图；

图7为本发明实施例中喷头组件的结构示意图。

附图标号说明：

100、淤积层液化清理系统；1、漂浮平台；11、升降旋索孔；2、气源组件；21、空压机；22、总储气罐；23、分储气罐；24、输气总管；25、闸阀；26、第一单向阀；27、气动阀；28、第二单向阀；3、连接软管；4、喷头组件；41、连接管；42、安装盘；43、锥台喷头；5、旋转部件；6、扇片组件；61、锁紧件；611、安装槽；62、扇片；621、端头；63、铰接轴；71、上翻限位件；72、加重块；8、收放组件；81、绞车轮；82、轮轴；83、联轴器；84、基座；91、第一接头；92、第二接头；93、密封垫圈；94、锥体盖；95、中控室。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

如图1至图7所示，本发明一实施例中，淤积层液化清理系统100包括漂浮平台1、气源组件2、连接软管3、喷头组件4、旋转部件5和扇片组件6，漂浮平台1上开设有升降旋索孔11；气源组件2设置于漂浮平台1上；连接软管3与气源组件2的连通，连接软管3穿过升降旋索孔11；喷头组件4包括连接管41、空心安装盘42和多个锥台喷头43，多个锥台喷头43间隔设置于安装盘42的外周，连接管41与安装盘42连通；旋转部件5包括转动连接的固定端和转动端，固定端与连接软管3连通，转动端与连接管41连通；扇片组件6包括锁紧件61和扇片62，锁紧件61套设于连接管41上且位于转动端与安装盘42之间，扇片62与锁紧件61铰接。

上述实施例中，漂浮平台1提供安装位，气源组件2提供压缩空气，连接软管3和连接管41用于输送压缩空气，当大量压缩空气瞬时从锥台喷头43喷涌而出时，绝大多数气体冲向淤积泥砂的深部翻动泥砂，少部分气体会沿连接处急速逸出，逸出的压缩空气会推动扇片62上翻，阻隔大部分外逸的气体，使压缩空气能够更加深入淤积泥沙的内部，并且，当停止输送压缩空气时，扇片62会在自重作用下自然下垂至初始位置。并且必要时可以启动旋转部件5，旋转部带动连接管41及喷头转动，从而可以从全方位对淤积泥砂进行连续的空气炮爆破松动和液化作业。本实施例中，淤积层液化清理系统100能够有效疏松淤积质细砂、粉砂、粘土等粉体物料的沉积物，改善淤积土的液化性能，提高液化后的过饱和粉体物料的浆体管道输送效率，从而使淤积泥砂料浆源源不断地通过管道输送至目的地。当用于采空区或大型溶洞充填时，进而能够大幅提升预防和处理因空区塌陷而带来的地质灾害，从而确保地表公路、铁路等交通设施的安全性能。

其中，气源组件2包括空压机21和储气结构，空压机21的出气端和储气结构的进气端通过无缝钢管连通，储气结构的排气端与连接软管3之间通过无缝钢管连通。空压机21用于压缩气体，空压机21可以采用螺杆式空压机21，螺杆式空压机21具有结构简单、体积小、没有易损件、工作可靠、寿命长、维修简单等优点。储气结构用于存储高压气体并稳定整个淤积层液化清理系统100的压力。使锥台喷头43喷出的高压气体维持稳定，从而保证液化的有效性。

具体地，储气结构包括总储气罐22、分储气罐23以及输气总管24，总储气罐22的进气端与空压机21的出气端通过无缝钢管连通，总储气罐22的排气端与输气总管24连通，分储气罐23的数量为多个，连接软管3的数量为多个且与分储气罐23的数量一致，分储气罐23的排气端一一对应地与连接软管3连通，各连接软管3均对应设置有喷头组件4、旋转部件5和扇片组件6。分储气罐23包括罐体、安全阀和安装吊环组成，通过将分储气罐23与连接软管3对应设置，可以实现锥台喷头43的分组控制。

基于上述实施例，连通分储气罐23的进气端的无缝钢管上安装有闸阀25和第一单向阀26，与分储气罐23的排气端连通的无缝钢管上设置有气动阀27和第二单向阀28。进气端无缝钢管上安装有闸阀25与第一单向阀26，当一连接软管3上的喷头组件4不用开启时，可以关闭整条支路；在排气端上安装有气动阀27与第二单向阀28，可以便于快速点动瞬时释放高压气体，并且通过控制气动阀27可以间断式进行空气炮液化淤积层。当然，淤积层液化清理系统100还包括中控室95，中控室95用于根据具体需求进行闸阀25、第一单向阀26、气动阀27、第二单向阀28、总储气罐22、分储气罐23、空压机21等部件的调控。

具体地，连接软管与无缝钢管的连接端设置有第一接头91，无缝钢管与连接软管的连接端设置有第二接头92，第一接头91与第二接头92之间设置有密封垫圈93。第一接头91和第二接头92同心对接，第一接头91与第二接头92之间夹持防漏水作用的橡胶密封垫圈93，第一接头91和第二接头92在旋紧螺纹和锥体盖94配合旋紧时相连通。

锁紧件61的外周开设有多个间隔设置的安装槽611，扇片62的数量为多个，各扇片62的一端设置有与安装槽611形状相匹配的端头621，扇片组件6还包括多个铰接轴63，铰接轴63、扇片62和安装槽611的数量一致且一一对应设置，铰接轴63穿过对应的端头621，铰接轴63的两端转动连接于对应的安装槽611的相对两侧壁上。如图所示，本实施例中，扇片62地数量为4个，4个扇片62由铰接轴63固定于铰接锁紧件61的4个方位，压缩空气急速逸出时掀起四周的4个扇片62，从而阻隔大部分外逸的气体，使压缩空气更能深入淤积泥砂的内部一些。

连接管41上还套设有上翻限位件71，上翻限位件71位于转动端与锁紧件61之间，上翻限位件71用于扇片62翻转时抵紧扇片62的外侧壁。当压缩空气急速逸出时掀起四周的4个扇片62时，扇片62的外侧壁抵接上翻限位件71，本发明通过上翻限位件71对扇片62的上翻角度进行限位，保证扇片62对压缩空气的阻隔效果。并且，被气浪掀起的4个扇片62，其重心在扇片62上翻限位器的圆周以外，以此气浪过后，4个扇片62将会回位到自重下垂状态。

连接管41上还套设有加重块72，加重块72位于锁紧件61与安装盘42之间。通过设置加重块72，增加端部重量，便于喷头沉底对淤积层进行液化。

此外，淤积层液化清理系统100还包括收放组件8，收放组件8包括驱动件、绞车轮81、轮轴82、联轴器83和基座84，基座84通过螺栓固定于漂浮平台1，驱动件设置于基座84上，驱动件的输出轴与轮轴82通过联轴器83连接，绞车轮81套设于轮轴82上。驱动件启动，驱动器通过联轴器83带动轮轴82及绞车轮81转动实现对连接软管3的收放以实现不同深度的清淤操作。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种淤积层液化清理系统，其特征在于，所述淤积层液化清理系统包括：

漂浮平台，所述漂浮平台上开设有升降旋索孔；

气源组件，所述气源组件设置于所述漂浮平台上；

连接软管，所述连接软管与所述气源组件的连通，所述连接软管穿过所述升降旋索孔；

喷头组件，喷头组件包括连接管、空心安装盘和多个锥台喷头，多个锥台喷头间隔设置于所述安装盘的外周，所述连接管与所述安装盘连通；

旋转部件，所述旋转部件包括转动连接的固定端和转动端，所述固定端与所述连接软管连通，所述转动端与所述连接管连通；

扇片组件，所述扇片组件包括锁紧件和扇片，所述锁紧件套设于所述连接管上且位于所述转动端与所述安装盘之间，所述扇片与所述锁紧件铰接。

2.如权利要求1所述的淤积层液化清理系统，其特征在于，所述锁紧件的外周开设有多个间隔设置的安装槽，所述扇片的数量为多个，各所述扇片的一端设置有与所述安装槽形状相匹配的端头，所述扇片组件还包括多个铰接轴，所述铰接轴、所述扇片和所述安装槽的数量一致且两两之间一一对应设置，所述铰接轴穿过对应的所述端头，所述铰接轴的两端转动连接于对应的所述安装槽的相对两侧壁上。

3.如权利要求2所述的淤积层液化清理系统，其特征在于，所述连接管上还套设有上翻限位件，上翻限位件位于所述转动端与所述锁紧件之间，所述上翻限位件用于所述扇片翻转时抵紧所述扇片的外侧壁。

4.如权利要求2所述的淤积层液化清理系统，其特征在于，所述连接管上还套设有加重块，所述加重块位于所述锁紧件与所述安装盘之间。

5.如权利要求1至4中任一项所述的淤积层液化清理系统，其特征在于，所述淤积层液化清理系统还包括收放组件，所述收放组件包括驱动件、绞车轮、轮轴、联轴器和基座，所述基座通过螺栓固定于所述漂浮平台，所述驱动件设置于所述基座上，所述驱动件的输出轴与所述轮轴通过所述联轴器连接，所述绞车轮套设于所述轮轴上。

6.如权利要求1至4中任一项所述的淤积层液化清理系统，其特征在于，所述气源组件包括空压机和储气结构，所述空压机的出气端和所述储气结构的进气端通过无缝钢管连通，所述储气结构的排气端与所述连接软管之间通过无缝钢管连通。

7.如权利要求6所述的淤积层液化清理系统，其特征在于，所述储气结构包括总储气罐、分储气罐以及输气总管，所述总储气罐的进气端与所述空压机的出气端通过无缝钢管连通，所述总储气罐的排气端与所述输气总管连通，所述分储气罐的数量为多个，所述连接软管的数量为多个且与所述分储气罐的数量一致，所述分储气罐的排气端一一对应地与所述连接软管连通，各所述连接软管均对应设置有喷头组件、旋转部件和扇片组件。

8.如权利要求7所述的淤积层液化清理系统，其特征在于，连通所述分储气罐的进气端的无缝钢管上安装有闸阀和第一单向阀。

9.如权利要求7所述的淤积层液化清理系统，其特征在于，与所述分储气罐的排气端连通的无缝钢管上设置有气动阀和第二单向阀。

10.如权利要求7所述的淤积层液化清理系统，其特征在于，所述连接软管与所述无缝钢管的连接端设置有第一接头，所述无缝钢管与所述连接软管的连接端设置有第二接头，所述第一接头与所述第二接头之间设置有密封垫圈。