CN115929930A - 一种疏浚排泥管道的液压闸阀系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种疏浚排泥管道的液压闸阀系统。包括底座，在底座上安装有闸板阀装置、翻板阀装置和增压水泵；闸板阀装置包括第一闸板管道和第二闸板管道，在第一闸板管道的内端安装有第一夹板、外端安装有第一闸板法兰，在第二闸板管道的内端安装有第二夹板、外端安装有第二闸板法兰，第一夹板与第二夹板对接连接且在两者之间设有闸板，还包括电动液压驱动组件；在第二闸板管道的中部内壁上设有多个带有注水通道的注水喷嘴，还包括由环形总管和多个径向支管构成的注水组件；翻板阀装置包括翻板管道，在翻板管道的内部安装有翻板，在翻板管道的顶部安装有驱动组件和电控执行器。本发明结构设计合理，能够稳定可控地对管道进行有效关断。

Description

一种疏浚排泥管道的液压闸阀系统

技术领域

本发明属于疏浚施工设备技术领域，尤其涉及一种疏浚排泥管道的液压闸阀系统。

背景技术

在疏浚施工中，排泥管道用于转移输送挖泥船设备产生的泥浆，由于绞吸挖泥船自身具备较强的泥浆泵送能力，因此前述排泥管道通常应用于绞吸挖泥船设备。排泥管道包括位于船舶设备上的排泥管道和水上自浮排泥管道，水上自浮管道由水上自浮管道连接而成，在设备端，水上排管道与挖泥船设备的排泥管道对接连接，水上排泥管道延伸至吹填陆域或者装驳平台设备。

为了对排泥管道的通断进行控制，通常需要在管道上设置阀门装置，现有技术中排泥管道上采用的阀门装置通常为普通翻板阀。前述阀门装置存在如下问题：排泥管道内输送的泥浆含有大量的泥沙，由于泥沙比重较大，因而位于泥浆的底部移动，当泥浆的流速减小时，有沉降在阀门装置内部底部的趋势。此时操作阀门装置关闭时，由于底部泥沙的因素，阀门装置的阀板无法充分闭合，即阀门装置无法充分关闭。另一方面，由于阀门装置通常配置了电动/液压等形式的执行器，在阀门开关时对转轴施加较大的扭矩，在前述情况下，由于泥浆阻碍了阀板的行程，导致阀板无法移动到设计的位置，此时强大的扭矩施加到转轴和阀板上，容易导致阀门装置损坏。前述技术问题是疏浚排泥管道上的阀门装置所独有的问题，在排水管道上的阀门装置则并不存在此类问题。

综上，需要开发设计一种用于疏浚排泥管道的闸阀系统，以解决前述技术问题。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种结构设计合理、能够稳定可控地对管道进行关断的疏浚排泥管道的液压闸阀系统。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种疏浚排泥管道的液压闸阀系统包括底座，在底座上安装有闸板阀装置、翻板阀装置和增压水泵；闸板阀装置包括第一闸板管道和第二闸板管道，在第一闸板管道的内端安装有第一夹板、外端安装有第一闸板法兰，在第二闸板管道的内端安装有第二夹板、外端安装有第二闸板法兰，第一夹板与第二夹板对接连接且在两者之间设有闸板，还包括驱动闸板作升降移动的电动液压驱动组件；在第二闸板管道的中部内壁上设有多个带有注水通道的注水喷嘴，还包括由环形总管和多个径向支管构成的注水组件，各径向支管的外端与环形总管连接、内端分别插装连接在各注水喷嘴的注水通道的外端，环形总管与增压水泵连接；翻板阀装置包括翻板管道，在其两端分别设有翻板第一法兰和翻板第二法兰，在翻板管道的内部安装有翻板，在翻板管道的顶部通过顶部轴座安装有驱动组件，还包括向驱动组件输出动力的电控执行器。

优选地：各注水喷嘴为半球形形状，一体成型在第二闸板管道的内壁上，各注水喷嘴在第二闸板管道的内壁上周向等角度间隔布置；各注水喷嘴的注水通道的出口方向朝向第二闸板管道的内端口中心位置。

优选地：在环形总管的内壁上设有多个水孔，各径向支管的外端分别与各水孔对接并且密封焊接固定，各径向支管的内端分别插装在各注水喷嘴的注水通道的外端并且密封焊接固定。

优选地：在第一夹板的内侧边缘以及第二夹板的内侧边缘均设有密封垫槽，在密封垫槽内安装有U形形状的密封胶垫。

优选地：在第一压板的顶部设有第一顶部连接板，在第二压板的顶部设有第二顶部连接板，在第一顶部连接板和第二顶部连接板上安装固定有中部带有条形通道的压盖，闸板的中部位于条形通道内；在第一压板和第二压板的顶部内侧设有填料凹槽并且在填料凹槽内设有密封填料，密封填料由压盖压持固定。

优选地：在第一顶部连接板和第二顶部连接板的上方安装有倒置U形形状的顶部支架，在顶部支架上安装有液压缸，液压缸的活塞杆下端与闸板的顶部边缘中部固定连接；在顶部支架上还安装有控制液压缸动作的液压站，液压站由液压油箱、控制阀和电动机构成。

优选地：在翻板的顶部和底部均设有翻板轴座，在翻板管道的底部设有底部轴座，在底部轴座与下部的翻板轴座之间、顶部轴座与上部的翻板轴座之间均设有翻板转轴，驱动组件与翻板转轴连接。

优选地：驱动组件包括外壳以及安装在外壳内的蜗轮蜗杆组件，外壳与顶部轴座固定连接，蜗轮与上部的翻板转轴的上端固定连接，电控执行器的输出轴与蜗杆的外端连接。

优选地：增压水泵包括水泵本体，在水泵本体的入口上连接有取水管，取水管采用水管支架安装固定在底座上，在水泵本体的出口上安装有管道过滤器，在管道过滤器的出口上连接有送水管，送水管与注水组件的环形总管连接。

优选地：在底座的四角位置安装有吊环。

本发明的优点和积极效果是：

本发明提供了一种结构设计合理的疏浚排泥管道的液压闸阀系统，与现有的应用于排泥管道的阀门装置/系统相比，本发明中的液压闸阀系统由集中安装在底座上的闸板阀装置、翻板阀装置和增压水泵等构成，通过采用增压水泵经注水组件向闸板阀装置的内部注入大量水源，对关闭之前的闸板阀装置的内部进行强力冲刷，去除沉降在底部的泥沙，令闸板能够充分下降，以将闸板阀装置充分关闭。通过在闸板阀装置的前方安装翻板阀装置，实现了采用翻板阀装置对排泥管道进行前置关断的技术效果，执行前置关断操作时将排泥管道内的泥浆流初步截断，有利于进行后续对闸板阀装置内的强力冲刷操作。

本发明中的液压闸阀系统采用了分段式关断的动作模式，先采用翻板阀装置对排泥管道进行初步关闭以截断内部的泥浆流，之后采用高压水泵对闸板阀装置的内部进行冲刷以去除沉降的泥沙，最终令闸板充分下降以完全关闭闸板阀装置，因而本发明中的液压闸阀系统适用于疏浚工程的排泥管道，解决了现有技术中的阀门装置由于内部沉降的泥沙干扰导致的阀门装置无法充分关闭的问题，同时避免出现由于泥沙卡阻在闸板与阀体之间导致的大扭力驱动带来的结构损坏问题。

附图说明

图1是本发明的主视结构示意图；

图2是图1中闸板阀装置的外部结构示意图；

图3是图1中闸板阀装置的内部结构示意图；

图4是图2中闸板阀装置的剖视结构示意图；

图5是图1中翻板阀装置的结构示意图；

图6是图1中增压水泵的结构示意图。

图中：

1、液压缸；2、液压站；2-1、液压油箱；2-2、控制阀；2-3、电动机；3、送水管；4、闸板阀装置；4-1、压盖；4-2、第一夹板；4-3、第一闸板法兰；4-4、第二夹板；4-5、第二闸板法兰；4-6、第二闸板管道；4-7、第一闸板管道；4-8、第一顶部连接板；4-9、密封填料；4-10、密封胶垫；4-11、第二顶部连接板；4-12、注水喷嘴；4-13、密封垫槽；5、水泵控制器；6、增压水泵；6-1、水泵本体；6-2、管道过滤器；7、取水管；7-1、水管支架；8、注水组件；8-1、环形总管；8-2、径向支管；9、顶部支架；10、闸板；11、电控执行器；12、驱动组件；13、翻板阀装置；13-1、翻板管道；13-2、翻板第一法兰；13-3、翻板第二法兰；13-4、顶部轴座；13-5、翻板轴座；13-6、翻板转轴；13-7、翻板；14、吊环；15、底座。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹举以下实施例详细说明。

请参见图1，本发明的疏浚排泥管道的液压闸阀系统包括底座15，在底座15上安装有闸板阀装置4、翻板阀装置13和增压水泵6。其中，底座15用于对各装置进行支撑，闸板阀装置4作为控制排泥管道通断的主阀门装置，翻板阀装置13安装在闸板阀装置4的上游，用于对排泥管道进行前置关断，增压水泵6用于将冲刷水源以高压的形式向闸板阀装置4的内部输入，在闸板阀装置4执行关断动作前通过水力冲刷来去除内部沉降的泥沙，之后再执行关断动作。

本实施例中，为了提升对本液压闸阀系统转移移动的便利性，在底座15的四角位置安装有吊环14，采用吊机设备对本液压闸阀系统进行转移移动。

请参见图2、图3和图4，可以看出：

闸板阀装置4包括第一闸板管道4-7和第二闸板管道4-6，在第一闸板管道4-7的内端安装有第一夹板4-2、外端安装有第一闸板法兰4-3，在第二闸板管道4-6的内端安装有第二夹板4-4、外端安装有第二闸板法兰4-5。第一夹板4-2和第一闸板法兰4-3两者分别焊接安装在第一闸板管道4-7的两端，第二压板4-4和第二闸板法兰4-5两者分别焊接安装在第二闸板管道4-6的两端。

第一夹板4-2与第二夹板4-4对接连接且在两者之间设有闸板10，还包括驱动闸板10作升降移动的电动液压驱动组件。

如图中所示，在电动液压驱动组件的驱动作用下，闸板10作升降移动，当闸板10下降至低位位置时，闸板10的下部位于第一闸板管道4-7与第二闸板管道4-6两者的内端口之间，将闸板阀装置4关闭，当闸板10上升至高位位置时，闸板10的下部离开第一闸板管道4-7与第二闸板管道4-6两者的内端口之间，两个闸板管道的内端口导通，将闸板阀装置4开启。

本实施例中，在第一夹板4-2的内侧边缘以及第二夹板4-4的内侧边缘均设有密封垫槽4-13，在密封垫槽4-13内安装有U形形状的密封胶垫4-10。如图4中所示，密封胶垫4-10的两侧边缘分别嵌入第一夹板4-2和第二夹板4-4的密封垫槽4-13内，第一夹板4-2和第二夹板4-4两者采用沿边缘布置的多个螺栓固定连接，因而密封胶垫4-10被限定在两侧的密封垫槽4-13之间，不会发生移位。当闸板10下降至低位位置时，闸板10的底部弧形边缘压持在密封胶垫4-10的底部弧形部分，闸板10的侧部边缘与密封胶垫4-10的两侧部分抵靠接触。

本实施例中，在第一压板4-2的顶部设有第一顶部连接板4-8，在第二压板4-4的顶部设有第二顶部连接板4-11，其中第一顶部连接板4-8位于第一压板4-2的顶部边缘外侧，两者为一体成型结构，第二顶部连接板4-11位于第二压板4-4的顶部边缘外侧，两者为一体成型结构，在第一顶部连接板4-8和第二顶部连接板4-11上均设有连接孔。

在第一顶部连接板4-8和第二顶部连接板4-11上安装固定有中部带有条形通道的压盖4-1，闸板10的中部位于条形通道内，如图中所示，压盖4-1采用多个螺栓与第一顶部连接板4-8和第二顶部连接板4-11固定连接。在第一压板4-2和第二压板4-4的顶部内侧设有填料凹槽并且在填料凹槽内设有密封填料4-9，密封填料4-9由压盖4-1压持固定。两侧的两组密封填料4-9在压盖4-1的压持固定作用下，被挤压在填料凹槽内，这样两组密封填料4-9挤压在闸板10的两侧，提升了闸板10与阀体部分之间的密封特性。

电动液压驱动组件的结构为：

在第一顶部连接板4-8和第二顶部连接板4-11的上方安装有倒置U形形状的顶部支架9，在顶部支架9上安装有液压缸1，液压缸1的活塞杆下端与闸板10的顶部边缘中部固定连接。在顶部支架9上还安装有控制液压缸1动作的液压站2，液压站2由液压油箱2-1、控制阀2-2和电动机2-3构成。电动机2-3对液压油箱2-1内的液压油进行泵送，通过控制阀2-2控制液压油的流向，来控制液压缸1的活塞杆作上升或者下降动作，实现对闸板10的升降控制。

在闸板阀装置4的第二闸板管道4-6的中部内壁上设有多个带有注水通道的注水喷嘴4-12，还包括由环形总管8-1和多个径向支管8-2构成的注水组件8，各径向支管8-2的外端与环形总管8-1连接、内端分别插装连接在各注水喷嘴4-12的注水通道的外端，环形总管8-1与增压水泵6连接。增压水泵6将外部的水源经注水组件8向闸板阀装置4的内部注入，注入内部的水源对闸板阀装置4的内部进行冲刷，去除沉降在底部的泥沙。

本实施例中，各注水喷嘴4-12为半球形形状，一体成型在第二闸板管道4-6的内壁上，各注水喷嘴4-12在第二闸板管道4-6的内壁上周向等角度间隔布置；各注水喷嘴4-12的注水通道的出口方向朝向第二闸板管道4-6的内端口中心位置。具体地，在第二闸板管道4-6的铸造成型阶段，将多个半球形的注水喷嘴4-12一体成型在第二闸板管道4-6的内壁上，之后采用钻孔工艺在第二闸板管道4-6的侧壁上以及注水喷嘴4-12的内部加工注水通道。令注水喷嘴4-12为半球形形状的作用是：提升注水通道所在位置的有效管道壁厚，提升该位置的耐磨损能力，同时避免各注水喷嘴4-12对泥浆流产生过大的流动阻力。

本实施例中，在环形总管8-1的内壁上设有多个水孔，各径向支管8-2的外端分别与各水孔对接并且密封焊接固定，各径向支管8-2的内端分别插装在各注水喷嘴4-12的注水通道的外端并且密封焊接固定。

请参见图5，可以看出：

翻板阀装置13包括翻板管道13-1，在其两端分别设有翻板第一法兰13-2和翻板第二法兰13-3，翻板第一法兰13-2或者翻板第二法兰13-3采用螺栓与闸板阀装置4的第二闸板管道4-6外端的第二闸板法兰4-5，实现翻板阀装置13向闸板阀装置4上游的安装。

在翻板管道13-1的内部安装有翻板13-7，在翻板管道13-1的顶部通过顶部轴座13-4安装有驱动组件12，还包括向驱动组件12输出动力的电控执行器11。

本实施例中，在翻板13-7的顶部和底部均设有翻板轴座13-5，在翻板管道13-1的底部设有底部轴座，在底部轴座与下部的翻板轴座13-5之间、顶部轴座13-4与上部的翻板轴座13-5之间均设有翻板转轴13-6，驱动组件12与翻板转轴13-6连接。

本实施例中，驱动组件12包括外壳以及安装在外壳内的蜗轮蜗杆组件，外壳与顶部轴座13-4固定连接，蜗轮与上部的翻板转轴13-6的上端固定连接，电控执行器11的输出轴与蜗杆的外端连接。电控执行器11驱动蜗轮蜗杆组件的蜗杆作正向或者反向转动，蜗轮驱动上端的翻板转轴13-6作正向或者反向转动，相应地翻板13-7作正向或者反向转动，实现对翻板阀装置13的开闭控制。当翻板13-7的板体转动至与翻板管道13-1的中心线平行的位置时，翻板阀装置13处于最大的开度，当翻板13-7的板体转动至与翻板管道13-1的中心线近似垂直的位置时，翻板阀装置13处于最小的开度。

请参见图6，可以看出：

增压水泵6包括水泵本体6-1，在水泵本体6-1的入口上连接有取水管7，取水管7采用水管支架7-1安装固定在底座15上。在水泵本体6-1的出口上安装有管道过滤器6-2，在管道过滤器6-2的出口上连接有送水管3，送水管3与注水组件8的环形总管8-1连接。设置管道过滤器6-2的作用是对进入注水组件8之前的水源进行过滤，滤除含有的颗粒杂物，避免注水组件8的环形总管8-1、径向支管8-2以及各注水喷嘴4-12的注水通道发生堵塞问题，定期打开管道过滤器6-2上的扣盖，对内部的滤网进行清洁，以保证水源的通过性，保证水源的流量。

本实施例中，为增压水泵6配置水泵控制器5，通过水泵控制器5控制增压水泵6的起停。

工作方式：

将本液压闸阀系统接入疏浚排泥管道，泥浆先流经翻板阀装置13再流经闸板阀装置4；

需要对排泥管道进行关断时，操作人员先通过电控执行器11带动驱动组件12动作，驱动组件12驱动翻板阀装置13的翻板13-7在内部发生转动，由原来的全开状态转变为闭合状态，由于内部沉降的泥沙的影响，翻板13-7并不能完全闭合，只是阻断了管道内的泥浆流；之后操作人员通过水泵控制器5启动增压水泵6，增压水泵6将外部的水源经由取水管7吸入，由送水管3向注水组件8输送，水源送入环形总管8-1之后再经由各径向支管8-2注入各注水喷嘴4-12的注水通道，最终高压、大流量的水源经由各注水通道向闸板阀装置4的内部注入，产生强力的冲刷作用，在冲刷水源的作用下，沉降在闸板阀装置4内部的泥沙被充分搅动并随着水流向下游的管道内转移，一定时间之后，操作人员操作液压站2令液压缸1的活塞杆伸出，驱动闸板10下降移动，当闸板10下降至低位位置将闸板阀装置4完全关闭时，操作人员通过水泵控制器5关闭增压水泵6，停止向闸板阀装置4的内部注水；

之后操作人员通过电控执行器11带动驱动组件12动作，驱动组件12驱动翻板阀装置13的翻板13-7在内部发生转动，由闭合状态转变为全开状态；

当需要接通排泥管道时，操作人员在现场通过操作液压站2令液压缸1的活塞杆回缩，驱动闸板10上升移动，当闸板10上升至高位位置时，闸板阀装置4完全开启，当然可以想到的是，也可以操作液压站2令液压缸1的活塞杆回缩一半的行程，令闸板阀装置4为部分开启状态。

Claims (10)

1.一种疏浚排泥管道的液压闸阀系统，其特征是：包括底座(15)，在底座(15)上安装有闸板阀装置(4)、翻板阀装置(13)和增压水泵(6)；闸板阀装置(4)包括第一闸板管道(4-7)和第二闸板管道(4-6)，在第一闸板管道(4-7)的内端安装有第一夹板(4-2)、外端安装有第一闸板法兰(4-3)，在第二闸板管道(4-6)的内端安装有第二夹板(4-4)、外端安装有第二闸板法兰(4-5)，第一夹板(4-2)与第二夹板(4-4)对接连接且在两者之间设有闸板(10)，还包括驱动闸板(10)作升降移动的电动液压驱动组件；在第二闸板管道(4-6)的中部内壁上设有多个带有注水通道的注水喷嘴(4-12)，还包括由环形总管(8-1)和多个径向支管(8-2)构成的注水组件(8)，各径向支管(8-2)的外端与环形总管(8-1)连接、内端分别插装连接在各注水喷嘴(4-12)的注水通道的外端，环形总管(8-1)与增压水泵(6)连接；翻板阀装置(13)包括翻板管道(13-1)，在其两端分别设有翻板第一法兰(13-2)和翻板第二法兰(13-3)，在翻板管道(13-1)的内部安装有翻板(13-7)，在翻板管道(13-1)的顶部通过顶部轴座(13-4)安装有驱动组件(12)，还包括向驱动组件(12)输出动力的电控执行器(11)。

2.如权利要求1所述的疏浚排泥管道的液压闸阀系统，其特征是：各注水喷嘴(4-12)为半球形形状，一体成型在第二闸板管道(4-6)的内壁上，各注水喷嘴(4-12)在第二闸板管道(4-6)的内壁上周向等角度间隔布置；各注水喷嘴(4-12)的注水通道的出口方向朝向第二闸板管道(4-6)的内端口中心位置。

3.如权利要求2所述的疏浚排泥管道的液压闸阀系统，其特征是：在环形总管(8-1)的内壁上设有多个水孔，各径向支管(8-2)的外端分别与各水孔对接并且密封焊接固定，各径向支管(8-2)的内端分别插装在各注水喷嘴(4-12)的注水通道的外端并且密封焊接固定。

4.如权利要求3所述的疏浚排泥管道的液压闸阀系统，其特征是：在第一夹板(4-2)的内侧边缘以及第二夹板(4-4)的内侧边缘均设有密封垫槽(4-13)，在密封垫槽(4-13)内安装有U形形状的密封胶垫(4-10)。

5.如权利要求4所述的疏浚排泥管道的液压闸阀系统，其特征是：在第一压板(4-2)的顶部设有第一顶部连接板(4-8)，在第二压板(4-4)的顶部设有第二顶部连接板(4-11)，在第一顶部连接板(4-8)和第二顶部连接板(4-11)上安装固定有中部带有条形通道的压盖(4-1)，闸板(10)的中部位于条形通道内；在第一压板(4-2)和第二压板(4-4)的顶部内侧设有填料凹槽并且在填料凹槽内设有密封填料(4-9)，密封填料(4-9)由压盖(4-1)压持固定。

6.如权利要求5所述的疏浚排泥管道的液压闸阀系统，其特征是：在第一顶部连接板(4-8)和第二顶部连接板(4-11)的上方安装有倒置U形形状的顶部支架(9)，在顶部支架(9)上安装有液压缸(1)，液压缸(1)的活塞杆下端与闸板(10)的顶部边缘中部固定连接；在顶部支架(9)上还安装有控制液压缸(1)动作的液压站(2)，液压站(2)由液压油箱(2-1)、控制阀(2-2)和电动机(2-3)构成。

7.如权利要求6所述的疏浚排泥管道的液压闸阀系统，其特征是：在翻板(13-7)的顶部和底部均设有翻板轴座(13-5)，在翻板管道(13-1)的底部设有底部轴座，在底部轴座与下部的翻板轴座(13-5)之间、顶部轴座(13-4)与上部的翻板轴座(13-5)之间均设有翻板转轴(13-6)，驱动组件(12)与翻板转轴(13-6)连接。

8.如权利要求7所述的疏浚排泥管道的液压闸阀系统，其特征是：驱动组件(12)包括外壳以及安装在外壳内的蜗轮蜗杆组件，外壳与顶部轴座(13-4)固定连接，蜗轮与上部的翻板转轴(13-6)的上端固定连接，电控执行器(11)的输出轴与蜗杆的外端连接。

9.如权利要求8所述的疏浚排泥管道的液压闸阀系统，其特征是：增压水泵(6)包括水泵本体(6-1)，在水泵本体(6-1)的入口上连接有取水管(7)，取水管(7)采用水管支架(7-1)安装固定在底座(15)上，在水泵本体(6-1)的出口上安装有管道过滤器(6-2)，在管道过滤器(6-2)的出口上连接有送水管(3)，送水管(3)与注水组件(8)的环形总管(8-1)连接。

10.如权利要求9所述的疏浚排泥管道的液压闸阀系统，其特征是：在底座(15)的四角位置安装有吊环(14)。

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