CN208775872U - 大粒径物料水平管道输送装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大粒径物料水平管道输送装置，该输送装置包括：数根钢制管和数根具有挠度的铠装胶管串联连接而成的水平输送管道，在水平输送管道中还串接有数个水平动力装置，在各钢制管的外壁面上分别套固数个成对半合浮体，水平输送管道的尾端为一具有挠度的铠装胶管。一通过在本装置中设置具有挠度的铠装胶管使其方向可控，对水面流速、流态、水位变动、风浪起伏等有较强的适应性；二通过设置水平动力装置，使本装置输送快速便利、环境适应性较强，有效解决了大粒径和超大粒径淤积物的输送问题，填补了当前国内外50mm以上大粒径和200mm以上超大粒径在水面管道水平输送的空白。其结构简单，易于现场拼装和布置。

Description

大粒径物料水平管道输送装置

技术领域

本实用新型属于固体物料水平输送技术领域，尤其涉及一种大粒径物料水平输送装置。

背景技术

河流湖泊水库海洋等涉水工程中常常需要进行水中淤积物的清淤工作，清淤工作对于疏浚航道，增加库容，消除不利的地质灾害，以及开发水体中的矿物资源具有重要的意义。

清淤工程中淤积物提取后在水面上的水平输送是疏浚工程的重要组成部分。水面水平输送包括传送带、链斗、驳船和管道等输送方式，其中管道输送由于其具有快速高效经济等特点，成为一种市面上应用较广的输送方式。然而当前淤积物的水平管道输送主要是输送淤泥、泥沙等小粒径淤积物。当前国内外超大粒径淤积物疏浚需求普遍存在，例如我国西南山区水库大坝工程中普遍存在库容淤积，尾水淤积等工程问题，并且由于该类大坝工程多处于我国大江大河的中上游河段，淤积物料以大粒径为主，50mm以上大粒径物料甚至200mm以上超大粒径物料往往占到淤积物料的50％以上，现有的水平输送管道仅仅是管道之间通过法兰连接的简单结构，其管道管径小，更主要是单纯管道的动力水平很难满足输送50mm以上大粒径物料的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种大粒径物料水平管道输送装置，其有效解决了50mm以上的粒径物料难以输送的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

大粒径物料水平管道输送装置，它包括：数根钢制管和数根具有挠度的铠装胶管串联连接而成的水平输送管道，在各所述钢制管的外壁面上分别套固数个成对半合浮体，该水平输送管道的尾端为一具有挠度的铠装胶管。

优选地，在所述水平输送管道上还串接连通数个水平动力装置。

优选地，所述钢制管与所述具有挠度的铠装胶管间隔串联连接，所述水平动力装置间隔串接连通在所述水平输送管道中的该钢制管与该具有挠度的铠装胶管之间。

优选地，所述水平动力装置包括高压水动力源和一双层套管体，该双层套管体包括外管体和内管体，该外管体和该内管体间隔套连，该双层套管体的两端分别连接钢制管和具有挠度的铠装胶管，该钢制管、该双层套管体的内管体和该具有挠度的铠装胶管连通，在该双层套管体的外管体的顶壁上开设有高压水入口，该高压水动力源的出口与该高压水入口连通，在该双层套管体的内管体的壁面上开设有环形通道，该高压水入口与该内管体的腔体通过环形管道连通。

优选地，所述高压水动力源输送的高压水的压强为0.2-1MPa，和/或所述环形通道呈倾斜状，其倾斜角度为0-15度。

优选地，在所述水平输送管道上距离其入口和出口200-500mm的位置处分别安装一水平动力装置，和/或相邻的两个所述水平动力装置之间的距离为1.8至2.2千米。

优选地，所述钢制管、所述具有挠度的铠装胶管和所述水平动力装置的内径相同。

优选地，所述钢制管、所述具有挠度的铠装胶管和所述水平动力装置的内径大于输送物料的粒径100-200mm。

本实用新型的有益效果：本实用新型具有很好的经济性、高效性等特点，本实用新型的大粒径物料水平管道输送装置，一通过在本装置中设置具有挠度的铠装胶管使其方向可控，对水面流速、流态、水位变动、风浪起伏等有较强的适应性；二通过设置水平动力装置，使本装置输送快速便利、环境适应性较强，有效解决了大粒径和超大粒径淤积物的输送问题，填补了当前国内外50mm以上大粒径和200mm以上超大粒径在水面管道水平输送的空白。其结构简单，易于现场拼装和布置，具有极其低的运输要求，解决了我国内陆不通航河流和交通运输条件极差河流大型物料输送装置无法入场的窘境。

附图说明

图1为本实用新型的大粒径物料水平管道输送装置的部分结构示意图。

图2为本实用新型的水平动力单元的纵向剖面图。

图3为本实用新型的具有挠度的铠装胶管的纵向剖面图。

图4为拼装码头的结构示意图。

1：钢制管，2：具有挠度的铠装胶管，3：水平动力装置，31：双层套管体，311：外管体，3111：高压水入口，312：内管体，3121：环形通道，4：成对半合浮体，5：坡面，6：传送轮，7：水面。

具体实施方式

如图1所示，为本实用新型的大粒径物料水平输送管道输送装置的部分结构示意图，本实用新型的大粒径物料水平管道输送装置，包括，数根钢制管1和数根具有挠度的铠装胶管2串联连接而成的水平输送管道，在各所述钢制管1的外壁面上均套固数个成对半合浮体4，该水平输送管道的尾端为一所述具有挠度的铠装胶管2。

优选地，为了增加淤积物的输送动力，在该水平输送管道中还串接有数个水平动力装置3。

优选地，钢制管1与具有挠度的铠装胶管2间隔串联连接，即一根钢制管的一端连接一根具有挠度的铠装胶管的一端，该具有挠度的铠装胶管的另一端连接另一根钢制管的一端，如此反复规律串接，在尾端以具有挠度的铠装胶管结束，对渣子的装车转运有很大意义，其本身具有柔性，可以根据需要方便地调整方向；水平动力装置间隔串接在钢制管与具有挠度的铠装胶管之间，钢制管与具有挠度的铠装胶管之间、水平动力源与钢制管以及具有挠度的铠装胶管之间，均采用或各自采用法兰连接、螺纹连接或卡扣连接等连接形式。

优选地，成对半合浮体4包括两个匹配的单个半合浮体，其将钢制管的外径包围，单个半合浮体可以为半圆形的中空浮体或者外壁为方形内壁为圆形的中空浮体或其他适宜的结构形式。成对半合浮体通过螺杆、或钢丝绳缠绕、或快速卡扣等形式套固在钢制管外表面上。

钢制管、具有挠度的铠装胶管与水平动力装置的内径一致。所述钢制管的内径为150mm-1000mm，工程选择钢制管的内径由疏浚物料粒径决定，推荐物料粒径多为50mm的工程选用150mm内径的钢制管，推荐物料粒径多为200mm的工程选用300mm内径的钢制管，即所选所述钢制管内径比淤积物料粒径大100-200mm，所述钢制管的管径壁厚为10mm；具有挠度的铠装胶管内径为150-1000mm，工程选择具有挠度的铠装胶管的内径由工程疏浚物料粒径决定，所述具有挠度的铠装胶管内径与所述钢制管内径保持在同一工程中保持一致。如图3所示，具有挠度的铠装胶管2外表面缠设石棉布层或石英隔热层，在石棉布层或石英隔热层的外表面缠设钢丝网套层，可以增加耐磨性；推荐使用具有挠度的铠装胶管的内径为200mm，普遍适应我国西南山区3级以下风浪强度、1-2m的水位变幅以及河道120度转角。

优选地，如图2所示，水平动力装置3包括高压水动力源(图中未示)和一双层套管体31，该双层套管体31的两端分别连接钢制管和具有挠度的铠装胶管，该双层套管体31的外管体311和内管体312同心间隔套连，在该双层套管体31的外管体311的顶壁上开设有高压水入口3111，该高压水动力源的出口与该高压水入口3111连通，在该双层套管体31的内管体312的壁面上开设有环形通道3121，该高压水入口3111与该内管体312的腔体通过环形管道3121连通。

为了给大粒径物料水平管道输送装置提供最优的水平动力，高压水动力源输送的高压水的压强为0.2-1MPa，优选，压强为0.5MPa；环形通道呈倾斜状，其倾斜角度为0-15度，优选10度，可使高压水水流在管体内裹挟物料运动。

所述水平动力装置的安装位置和个数根据输送物料的粒径及所述水平输送管道的长度；优选，在所述水平输送管道上距离其入口和出口200-500mm的位置处分别安装一水平动力装置，和/或相邻的两个所述水平动力装置之间的距离为1.8至2.2千米。

如图4所示，下面介绍本实用新型的大粒径物料水平管道输送装置的组装和使用方法：

其组装方法：在岸边建立拼装码头，紧邻码头的水域深度要达到3m以上，而且码头临水边缘位置建有坡面5，该坡面5面向水面7向下倾斜，所述坡面5上需安装传送轮6；

通过运输设备把组装大粒径物料水平管道输送装置所需部件运至拼装码头现场；

将在拼装码头组装好的所述钢制管和所述铠装胶管或所述钢制管、所述铠装胶管和所述双层套管体放在所述传送轮上，沿所述坡面入水，整个输送装置的最前端由水中的拖船牵引，已经组装好的部分拖入水中，保留尾端在码头岸边，将组装好的部分继续放在所述传送轮上与上次组装完成部分输送管道的尾端进行组装，重复上述操作；

所述拖船向水中牵引组装好的输送管道同时加装半合浮体，该半合浮体在水岸交界处的水面安装至所述钢制管上；

输送装置入水之后，保持该高压水入口一直处于水面之上，在每个所述水平动力装置的高压水入口处连接高压水动力源；组装完成。

优选地，坡面面向水面向下倾斜角度α为5～15°，从坡顶到坡底依次布置传送轮，相邻传送轮的间隔为1m，传送轮应为软质轮，材质宜选择邵氏硬度为70～80的橡胶；坡面长度大于所述钢制管管长，传送轮宽度大于钢制管直径。

其使用方法：所述大粒径物料水平管道输送装置由拖船牵引至工程需要的位置之后，每隔300-500m用钢丝绳牵引固定管道输送装置；

完成整个大粒径物料水平管道输送装置的拼装后，进入启动阶段，启动时，首先给最靠近输送装置出口的所述双层套管体供给高压水，10-15s后给倒数第二个靠近输送装置出口的所述双层套管体供给高压水，依此类推，每隔10-15s给相邻的所述水平动力单元开始供给高压水流，最后完成整个大粒径物料水平管道输送装置的启动，开始进行物料输送；

所述大粒径物料水平管道输送装置完成输渣作业并持续出清水20s以上之后，停止所述双层套管体的高压水的供给，所述水平动力装置的停机顺序不受约束，在所有的所述水平动力装置都停机之后，完成大粒径物料水平管道输送装置的停机程序。

用拖船将大粒径物料水平管道输送装置拖至上述的拼装码头，逆向操作拼装过程，完成大粒径物料水平管道输送装置的拆解程序。

举例说明，在一工程清淤项目施工期，其最高水位1648m，最低水位1636m，200mm以上大粒径物料超过50％，最小作业水深6m，最大作业水深30m。该工程所在的河流为非通航河流，水面水平输渣距离约为985m。经研究，该清淤工程输渣项目适合采用本实用新型提供的大粒径物料水平管道输送装置进行施工。

应用在该工程中的大粒径物料水平管道输送装置的具体参数为：管径内径为800mm长度为12000mm的钢制管41个；管径内径为800mm长度为12000mm的具有挠度的铠装胶管41个；半合浮体205个，内径为800mm；水平动力单元2个，内径为800mm；传送轮15个，宽度为1000mm。

钢制管DN800，内径为800mm，壁厚10mm，长度为12000mm。

具有挠度的铠装胶管，内径800mm，长度为12000mm，用于调整管道走向，可人工牵引，也可机械(卷扬机)牵引。

半合浮体为聚乙烯材质，选用型式为半圆形中空半合浮体，内径800mm，外径1600mm，长度为600mm。半合浮体使用螺杆连接，套在钢制管外围。

水平动力装置，内径800mm，长度为500mm，通过向管道内部喷射高压水的方式为大粒径物料水平管道输送装置提供动力，与钢制管和具有挠度的铠装胶管之间采用法兰连接。

在岸边建立的拼装码头为15m*15m的宽阔场地，码头向水面倾斜角度为10°，坡长为14m。

该工程大粒径物料水平管道输送装置拼接方式为一根钢制管拼接一根具有挠度的铠装胶管，一根具有挠度的铠装胶管拼接一述钢制管，钢制管与具有挠度的铠装胶管之间通过法兰连接，如此反复规律串接，在尾端以具有挠度的铠装胶管结束。第一个水平动力装置距离水平输送管道出口约300m，第二个水平动力装置距离水平输送管道入口约300m，选用的高压水为0.5MPa，喷射角度为10°。

本实用新型通过对动力系统管道装置和施工方法等方面的创新，不但实现了大粒径物料在管道内的水平输送，同时成功继承了管道水平运送的高效经济等优点，而且具有超长距离的水平运距以及在水面的任意形式的布置以及对水面流速、流态、水位变动、风浪起伏等的适应性，除此之外其结构简单，易于现场拼装和布置，此特点还使得该套装置具有极其低的运输要求，解决了我国内陆不通航河流和交通运输条件极差河流大型物料输送装置无法入场的窘境。很好的解决了大粒径物料水平输送的难题，表明本实用新型具有重要的实用价值。

Claims (8)

1.大粒径物料水平管道输送装置，其特征在于；它包括：数根钢制管和数根具有挠度的铠装胶管串联连接而成的水平输送管道，在各所述钢制管的外壁面上分别套固数个成对半合浮体，该水平输送管道的尾端为一具有挠度的铠装胶管。

2.根据权利要求1所述的大粒径物料水平管道输送装置，其特征在于：在所述水平输送管道上还串接连通数个水平动力装置。

3.根据权利要求2所述的大粒径物料水平管道输送装置，其特征在于：所述钢制管与所述具有挠度的铠装胶管间隔串联连接，所述水平动力装置间隔串接连通在所述水平输送管道中的该钢制管与该具有挠度的铠装胶管之间。

4.根据权利要求2或3所述的大粒径物料水平管道输送装置，其特征在于：所述水平动力装置包括高压水动力源和一双层套管体，该双层套管体包括外管体和内管体，该外管体和该内管体间隔套连，该双层套管体的两端分别连接钢制管和具有挠度的铠装胶管，该钢制管、该双层套管体的内管体和该具有挠度的铠装胶管连通，在该双层套管体的外管体的顶壁上开设有高压水入口，该高压水动力源的出口与该高压水入口连通，在该双层套管体的内管体的壁面上开设有环形通道，该高压水入口与该内管体的腔体通过环形管道连通。

5.根据权利要求4所述的大粒径物料水平管道输送装置，其特征在于：所述高压水动力源输送的高压水的压强为0.2-1MPa，和/或所述环形通道呈倾斜状，其倾斜角度为0-15度。

6.根据权利要求5所述的大粒径物料水平管道输送装置，其特征在于：在所述水平输送管道上距离其入口和出口200-500mm的位置处分别安装一水平动力装置，和/或相邻的两个所述水平动力装置之间的距离为1.8至2.2千米。

7.根据权利要求2所述的大粒径物料水平管道输送装置，其特征在于：所述钢制管、所述具有挠度的铠装胶管和所述水平动力装置的内径相同。

8.根据权利要求7所述的大粒径物料水平管道输送装置，其特征在于：所述钢制管、所述具有挠度的铠装胶管和所述水平动力装置的内径大于输送物料的粒径100-200mm。