CN116479966A - 一种全封闭、微扰动的环保清淤装置及清淤方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全封闭、微扰动的环保清淤装置和清淤方法，包括吸淤机构和淤泥脱水机构；吸淤机构包括吸淤泵、吸淤伸缩管、水下摄像头、吊装结构等；所述的淤泥脱水机构包括淤泥脱水箱，在淤泥脱水箱内部从上到下依次安装有伸缩杆、挤压板和过滤板等。本发明可以实现全封闭、微扰动、高效清淤；具体的，清淤与淤泥脱水联合进行，过程高效；吸淤头内部全封闭，减小对水体扰动；吸淤罩内处于负压状态，提高清淤效率；吸淤过程和挤压出水的排放过程均在吸淤罩内部进行，防止清淤过程造成二次污染；分离出的水由排水管在吸淤罩内排入库底并对吸淤头内部的冲洗，减少水资源的流失，避免清淤装置堵塞；脱水机构设置出泥板，保障脱水效果的实现。
Description
技术领域
本发明涉及水库清淤技术领域，具体涉及一种在水下全封闭、微扰动、生态高效的环保清淤装置及清淤方法。
背景技术
为减少水库泥沙淤积的不利影响，确保水库的蓄水功能,目前常用的清淤方式主要有耙吸式、绞吸式和强力泵吸式，个别地区考虑地形或其他原因会使用抓斗式清淤船或其他清淤船。这些都是目前比较先进和成熟的技术。但是现有技术中仍存在一些不足，一是由于清淤方式或吸淤头的结构设计特点，吸淤过程容易对水库底部淤泥造成较大扰动，带起库底沉积的污染物质，从而扩大污染范围造成二次污染，对水库水质影响较大；部分清淤方案中淤泥分离出水因未经处理直接排入库中也会对水库水体造成扰动和污染，对于水库的供水水质安全造成一定影响；二是库底淤泥含水量大，性质相对黏稠，在清淤过程中极易出现装置堵塞以及水资源浪费的问题；三是清淤过程中需要经常上岸排料，效率低下，部分技术添加的淤泥处理环节由于普遍采用的物理脱水方式，淤泥脱水的效果难以保证。
在专利CN 202210634488.8中，公开了一种用于水利工程的水库清淤装置，包括船体，船体上设有平台，平台通过升降机构与船体连接，平台前端设有碎泥机构，平台后端设有抽泥机构，平台上设有过滤机构和压泥机构，平台两侧设有挡板，碎泥机构包括设置在平台上的电机和搅拌轴，搅拌轴与平台转动连接，电机轴与搅拌轴通过传动件连接，搅拌轴下端设有搅拌棒，搅拌棒为多个且围绕搅拌轴设置，搅拌轴和搅拌棒均竖直设置，该专利通过设置碎泥机构、抽泥机构、过滤机构和压泥机构，实现了清理淤泥的系统化操作，但是该专利公开的水库清淤装置在清淤过程中需先将淤泥搅动后再进行清淤，类似于绞吸式清淤，虽在两侧设有挡板，但无法阻止对库底淤泥造成较大扰动，带起库底沉积的污染物质从而引起水体二次污染；仅搅拌棒垂直搅动并未将库底石头水草等以及淤泥过于黏稠的问题考虑在内，极大可能出现缠绕搅动设备和堵塞吸淤口的情况；淤泥挤压出的水未经处理由排水管直接流回库中也会对水库水体造成扰动和污染，对于水库的供水水质安全造成一定影响。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种全封闭、微扰动、高效的环保清淤装置及清淤方法，可以有效解决清淤过程中吸淤和排水环节对水体扰动大，易带起库底沉积物，造成水体二次污染，以及清淤过程易造成装置堵塞，水资源浪费，效率低下，淤泥脱水效果难以保证的问题。为了实现上述目的，本发明通过如下技术方案来实现：
第一方面，本发明提供了一种全封闭、微扰动、高效的环保清淤装置，包括吸淤机构和淤泥脱水机构和储泥箱；
所述的吸淤机构包括吊装结构、吸淤泵、吸淤伸缩管、水下摄像头、旋转刀片和吸淤罩；所述的吊装结构用于控制吸淤伸缩管的上下移动，所述吸淤伸缩管上安装有吸淤泵，吸淤伸缩管的头部固定有吸淤罩，吸淤罩底部为弧形并设有过滤网，吸淤罩内部设置旋转刀片，旋转刀片通过电机控制其转动，吸淤伸缩管的尾部与淤泥脱水机构的淤泥脱水腔相连通；
所述的淤泥脱水机构包括淤泥脱水箱，在淤泥脱水箱内部从上到下依次安装有伸缩杆、挤压板和过滤板；挤压板、过滤板均水平设置，伸缩杆与挤压板相连，伸缩杆驱动挤压板在淤泥脱水箱内部上下移动，挤压板、过滤板之间形成淤泥脱水腔，脱水腔一侧是推送板，相对的另一侧是出泥板，推送板可沿着过滤板的顶部水平移动，出泥板嵌入在淤泥脱水箱侧壁上，出泥板底部与淤泥脱水箱侧壁之间通过弹簧相连，顶部通过铰链与淤泥脱水箱侧壁相连；所述过滤板下方是储水腔，储水腔通过排水管与所述的吸淤罩相连通，在排水管上安装有加压泵，储水腔内的水由加压泵加压后，通过排水管直接在吸淤罩内排入库底；
所述的储泥箱设置在淤泥脱水箱一侧，当出泥板开启时，储泥箱与淤泥脱水腔连通，当出泥板关闭时，储泥箱与淤泥脱水腔不连通。
作为进一步的技术方案，所述的水下摄像头安装在吸淤罩上。
作为进一步的技术方案，所述吊装结构通过牵引绳与吸淤罩顶部相连，通过牵引绳控制吸淤罩上下移动。
作为进一步的技术方案，所述吸淤泵位于靠近吸淤伸缩管尾部的位置。
作为进一步的技术方案，所述的旋转刀片的中心轴安装在吸淤罩底部，电机通过传动装置驱动旋转刀片转动。
作为进一步的技术方案，所述的过滤板上设置有若干排水孔。
作为进一步的技术方案，所述过滤板固定在淤泥脱水箱侧壁上。
作为进一步的技术方案，淤泥脱水箱上的吸淤伸缩管尾部的接口位于挤压板的下方且位于过滤板的上方。
作为进一步的技术方案，所述加压泵位于靠近出水管头部的位置。
第二方面，基于上述的全封闭-微扰动-高效的环保清淤装置，本发明还提供了一种清淤方法，如下：
清淤装置放置于船体，吊装结构起动，吸淤伸缩管的头部由牵引绳牵引下放，在下放过程中排水管和水下摄像头随吸吸淤伸缩管的头部一同到达库底，水下摄像头观察水库底部状况，避开库底的不利状况，待吸淤罩安全放置并插入库底淤泥后，旋转刀片的电机和吸淤泵运作，旋转刀片将淤泥搅拌粉碎，淤泥通过吸淤伸缩管进入淤泥脱水机构；
淤泥脱水机构的伸缩杆运作，吸上来的淤泥通过挤压板上下移动将淤泥反复挤压出水，推送板左右移动对淤泥进一步挤压，出泥板由弹簧牵制，当淤泥脱水程度较高时，推送板推动脱水淤泥的力才能将出泥板开启，使淤泥进入储泥箱；分离出的水由过滤板渗入储水腔，待吸淤结束，吸淤泵停止运作，分离出的水经加压泵加压由排水管直接在吸淤罩内排入库底，同时在回排过程中水对吸淤罩内部进行冲洗。
上述本发明的实施例的有益效果如下：
1、本发明可以实现全封闭、微扰动、高效清淤。具体的，吸淤头外设有吸淤罩，并将罩底部设为弧形，使得吸淤头内部全封闭，进而减小了旋转刀片在旋转过程中对水体的扰动；吸淤泵运作时，吸淤罩内一直处于负压状态，因此提高了清淤效率；待吸淤结束后，挤压出的水由排水管直接在吸淤罩内排入库底，吸淤过程和挤压出水的排放过程均在吸淤罩内部进行，扰动微小，有效防止清淤过程中造成的二次污染。
2.本发明可以实现水资源的高效循环利用，避免清淤装置堵塞。本发明分离出的水经加压泵加压由排水管直接在吸淤罩内排入库底，不降低水位，减少水资源的流失；同时，分离出的水在回排过程做到对吸淤头内部的冲洗，有效避免了由于淤泥黏稠造成的清淤装置堵塞的问题，并且吸淤头的冲洗采用淤泥挤压出的水，无须动用库内其它水体，尽可能减少对库内水体的污染与浪费。
3.本发明保障淤泥脱水效果，有效减少水资源浪费。脱水机构设置出泥板，出泥板由弹簧牵制，仅当淤泥脱水程度较高时，推送板推动脱水淤泥的力才能足够将出泥板开启，使淤泥进入储泥箱，保障脱水效果的实现，有效增加清淤船体装载量。
4.本发明清淤过程灵活，高效。清淤与淤泥脱水联合进行，过程高效；吸淤管采用伸缩管，通过吊绳进行上下移动，结构灵活，淤泥伸缩管收起时节省空间。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的淤泥脱水机构以及吸淤部分的结构示意图；
图3是本发明吸淤管头部的结构示意图；
图中：1储泥箱，2出泥板，3挤压板，4伸缩杆，5弹簧，6储水腔，7过滤板，8推送板，9淤泥脱水箱，10吸淤泵，11吊装结构，12牵引绳，13吸淤伸缩管，14水下摄像头，15电机，16吸淤罩，17排水管，18吸淤管顶部的壳体，19挤压板驱动装置；20旋转刀片，21过滤网，22吸淤头，23加压泵。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；
为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种全封闭-微扰动-高效的环保清淤装置。
本发明的一种典型的实施方式中，如图1所示，本实施例公开的全封闭、微扰动、高效的环保清淤装置，包括吸淤机构和淤泥脱水机构；淤泥由吸淤机构直接送入淤泥脱水机构进行脱水。
吸淤机构包括吸淤泵10、吸淤伸缩管13、水下摄像头14、吊装结构11、吸淤头22、旋转刀片20、电机15和吸淤罩16；
吊装结构11用于控制吸淤伸缩管13的上、下移动，吸淤伸缩管13的头部为吸淤头20，在吸淤头20的外部设置吸淤罩16，吸淤罩16底部设计为弧形并设有过滤网21，利于插入淤泥中形成全封闭环境，使得在清淤过程中罩内达到负压，提高清淤的效率，同时减少清淤过程对淤泥和水体的扰动造成二次污染；过滤网21用于过滤掉石头杂物等，避免堵塞管道；吸淤头20内部设旋转刀片20，可以将吸入的淤泥进行搅拌粉碎，避免因淤泥过大或固结堵塞管道和吸淤泵，旋转刀片通过电机控制其转动。
水下摄像头14安装在吸淤罩16上，水下摄像头14用于观察水下情况，保证吸淤头的安全放置；
吊装结构11通过牵引绳与吸淤罩16顶部相连，通过牵引绳来控制吸淤罩16上下移动，由于吸淤罩16与吸淤伸缩管13固定，因此可以实现吸淤伸缩管13的上下伸缩。
进一步的，吸淤泵10位于靠近吸淤伸缩管尾部的位置，
进一步的，旋转刀片20的中心轴安装在吸淤罩16底部，电机通过传动装置驱动旋转刀片转动。
进一步的，本实施例中，淤泥脱水机构包括一个淤泥脱水箱9，在淤泥脱水箱9内部安装有挤压板3、过滤板7、推送板8、伸缩杆4和出泥板2；在淤泥脱水箱9的顶板内侧固定有竖直设置的伸缩杆4，伸缩杆4与水平设置的挤压板3相连，驱动挤压板3在淤泥脱水箱9内部沿着高度方向上下移动，过滤板7位于挤压板3的下方，过滤板7也水平设置，与上述的挤压板3平行，推送板8设置在淤泥脱水箱9一侧，可以沿着过滤板7的顶部水平移动，出泥板2位于相对的另外一侧，其出泥板2的底部与淤泥脱水箱9侧壁之间通过多个弹簧5相连，出泥板2的顶部通过铰链与淤泥脱水箱9侧壁相连，在外力作用下，出泥板2可以打开；在淤泥脱水箱9的一侧设置储泥箱，当出泥板2处于开启状态时，储泥箱1与淤泥脱水箱9相连通，当出泥板2处于关闭状态时，储泥箱1与淤泥脱水箱9相连通；上述的过滤板7下方的淤泥脱水箱9部分形成储水腔6；储水腔6通过排水管17与前面的吸淤罩16相连通，储水腔6中的水由排水管17直接在吸淤罩16内排入库底，避免对水库水体扰动，减少水库内水资源的流失。作为进一步的技术方案，过滤板7上设置有若干排水孔，淤泥挤压后的水进入到储水腔6内。
进一步的，过滤板7的前后左右四个面固定在淤泥脱水箱侧壁9上。
进一步的，淤泥脱水箱9上的吸淤伸缩管13尾部的接口位于挤压板3的下方且位于推送板8的上方。
本实施例中抽取上来的淤泥通过设置的挤压板3上下移动将淤泥反复挤压出水，推送板8左右移动对淤泥进一步挤压；出泥板2由弹簧5牵制，仅当淤泥脱水程度较高时才能在推送板8推送下开启出泥板2，使淤泥进入储泥箱1，保障淤泥脱水效果，在有效减少水资源流失的同时，增加清淤船的相对淤泥装载量；吸淤罩16与储水腔6连通，排水管接入吸淤罩16内，分离出的水由于吸淤罩16内的负压，被压回吸淤罩16，在吸淤泵运作时形成循环，有效防止清淤过程对水体的扰动污染的同时，提高清淤效率，并避免吸淤过程吸淤罩16内形成真空无法将淤泥吸出的情况。待吸淤结束，吸淤泵10停止运作，分离出的水由排水管17直接在吸淤罩内排入库底，避免对水库水体扰动，减少水库内水资源的流失。
最后还需要说明的是，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种全封闭、微扰动的环保清淤装置，其特征在于，包括吸淤机构和淤泥脱水机构和储泥箱；
所述的吸淤机构包括吊装结构、吸淤泵、吸淤伸缩管、水下摄像头、旋转刀片和吸淤罩；所述的吊装结构用于控制吸淤伸缩管的上下移动，所述吸淤伸缩管上安装有吸淤泵，吸淤伸缩管的头部固定有吸淤罩，吸淤罩底部为弧形并设有过滤网，吸淤罩内部设置旋转刀片，旋转刀片通过电机控制其转动，吸淤伸缩管的尾部与淤泥脱水机构的淤泥脱水腔相连通；
所述的淤泥脱水机构包括淤泥脱水箱，在淤泥脱水箱内部从上到下依次安装有伸缩杆、挤压板和过滤板；挤压板、过滤板均水平设置，伸缩杆与挤压板相连，伸缩杆驱动挤压板在淤泥脱水箱内部上下移动，挤压板、过滤板之间形成淤泥脱水腔，脱水腔一侧是推送板，相对的另一侧是出泥板，推送板可沿着过滤板的顶部水平移动，出泥板嵌入在淤泥脱水箱侧壁上，出泥板底部与淤泥脱水箱侧壁之间通过弹簧相连，顶部通过铰链与淤泥脱水箱侧壁相连；所述过滤板下方是储水腔，储水腔通过排水管与所述的吸淤罩相连通，在排水管上安装有加压泵，储水腔内的水由加压泵加压后，通过排水管直接在吸淤罩内排入库底；
所述的储泥箱设置在淤泥脱水箱一侧，当出泥板开启时，储泥箱与淤泥脱水腔连通，当出泥板关闭时，储泥箱与淤泥脱水腔不连通。
2.如权利要求1所述的全封闭、微扰动的环保清淤装置，其特征在于，所述的水下摄像头安装在吸淤罩上。
3.如权利要求1所述的全封闭、微扰动的环保清淤装置，其特征在于，所述吊装结构通过牵引绳与吸淤罩顶部相连，通过牵引绳来控制吸淤罩上下移动。
4.如权利要求1所述的全封闭、微扰动的环保清淤装置，其特征在于，所述吸淤泵位于靠近吸淤伸缩管尾部的位置。
5.如权利要求1所述的全封闭、微扰动的环保清淤装置，其特征在于，所述的旋转刀片的中心轴安装在吸淤罩底部，电机通过传动装置驱动旋转刀片转动。
6.如权利要求1所述的全封闭、微扰动的环保清淤装置，其特征在于，所述的过滤板上设置有若干排水孔。
7.如权利要求1所述的全封闭、微扰动的环保清淤装置，其特征在于，所述过滤板固定在淤泥脱水箱侧壁上。
8.如权利要求1所述的全封闭、微扰动的环保清淤装置，其特征在于，淤泥脱水箱上的吸淤伸缩管尾部的接口位于挤压板的下方且位于过滤板的上方。
9.如权利要求1所述的全封闭、微扰动的环保清淤装置，其特征在于，所述加压泵位于靠近出水管头部的位置。
10.如权利要求1-9任一所述的全封闭、微扰动的环保清淤装置的清淤方法，其特征在于，如下：
清淤装置放置于船体，吊装结构起动，吸淤管由牵引绳牵引下放，在下放过程中排水管和水下摄像头随吸淤头一同到达库底，水下摄像头观察水库底部状况，避开库底的不利状况，待吸淤头安全放置并插入库底淤泥后，旋转刀片的电机和吸淤泵运作，旋转刀片将淤泥搅拌粉碎，淤泥通过吸淤伸缩管进入淤泥脱水机构；
淤泥脱水机构的伸缩杆运作，抽取上来的淤泥通过挤压板上下移动将淤泥反复挤压出水，推送板左右移动对淤泥进一步挤压，出泥板由弹簧牵制，当淤泥脱水程度较高时，推送板推动脱水淤泥的力才能将出泥板开启，使淤泥进入储泥箱；分离出的水由过滤板渗入储水腔，然后再由排水管送入吸淤罩内循环，待吸淤结束，吸淤泵停止运作，分离出的水经加压泵加压由排水管直接在吸淤罩内排入库底，同时在回排过程中做到对吸淤头内部的冲洗。
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2023
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| CN115162449A (zh) * | 2022-07-13 | 2022-10-11 | 中交上海航道局有限公司 | 一种挖泥船用污泥脱水装置 |
| CN115162449B (zh) * | 2022-07-13 | 2023-09-05 | 中交上海航道局有限公司 | 一种挖泥船用污泥脱水装置 |
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