CN218970104U - 水下沟槽开挖机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水下沟槽开挖机，其包括浮船、横向作业台车、纵向台车和砂石泵；浮船的船体底板上设有砂石泵纵向活动口，砂石泵纵向活动口处移动设有纵向台车；纵向台车上设有砂石泵横向活动口，砂石泵横向活动口处移动设有横向作业台车，横向作业台车上连接有可升降的砂石泵。优点：与现有开挖方式相比，采用本实用新型有利于减少浮船移动频次，能够在不需要船体频繁移动的情况下，通过控制砂石泵升降、横向和纵向的移动完成水下沟槽的开挖，耗时短，作业效率高。

Description

水下沟槽开挖机

技术领域：

本实用新型涉及沟槽开挖设备技术领域，特别涉及水下沟槽开挖机。

背景技术：

位于水库或湖泊岸边一定水域内的水下沟槽，用于安放引水钢管；水下沟槽建基面通常位于水面以下10～20m，沟槽底宽通常3～6m，沟槽开挖深度通常为2～5m，水下边坡因土质而异，一般为1:2～1:4，沟槽长度通常为50～100m。

水下沟槽现有开挖技术是将泥浆泵悬挂在小型渔船船舷外侧，通过绞盘或固定式卷扬机提升、下放泥浆泵来抽吸沟槽内的泥沙，将泥沙排放至远离沟槽的库底或湖底适当位置，并通过船体的频繁移动完成沟槽的开挖。

现有开挖技术方案存在如下缺陷：

(1)开挖过程中，船体需要频繁移位，耗时长，施工效率低；

(2)由于开挖过程中，船体的位置需要不停的调整，泥浆泵无法实现精准定位，操作人员为了避免欠挖而返工，开挖时，通常会沿设计边线布置开挖点，开挖后存在沟槽超出设计边线的现象，导致超挖严重；

(3)目前使用的小型渔船的船体结构尺寸小，水上稳定性差，尤其在水面风力较大的时候更为严重。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种有利于提高施工效率和开挖精准度的水下沟槽开挖机。

本实用新型由如下技术方案实施：水下沟槽开挖机，其包括浮船、横向作业台车、纵向台车和砂石泵；所述浮船的船体底板上设有砂石泵纵向活动口，所述砂石泵纵向活动口处移动设有所述纵向台车；所述纵向台车上设有砂石泵横向活动口，所述砂石泵横向活动口处移动设有所述横向作业台车，所述横向作业台车上连接有可升降的所述砂石泵。

进一步地，所述横向作业台车包括车身、起重架和卷扬机；所述车身的顶面固定有所述起重架，所述起重架的顶部转动设有定滑轮，所述车身上固定有所述卷扬机，所述卷扬机的牵引绳的端部绕过所述定滑轮与所述砂石泵连接。

进一步地，所述横向作业台车的驱动装置包括第一牵引绳、第二牵引绳及由变频电机驱动的横向驱动台车；所述纵向台车的顶面上固定有横向轨道，所述横向驱动台车沿所述横向轨道往复移动；所述横向轨道的两端和所述砂石泵横向活动口的两端分别水平转动设有一个导向滑轮，所述横向驱动台车的一端与所述第一牵引绳的一端连接，所述第一牵引绳的另一端依次穿过两个所述导向滑轮与所述横向作业台车的一端连接，所述横向驱动台车的另一端与所述第二牵引绳的一端连接，所述第二牵引绳的另一端依次穿过另外两个所述导向滑轮与所述横向作业台车的另一端连接。

进一步地，在所述横向驱动台车的车顶上安装有配重块。

进一步地，所述纵向台车由两套与所述横向作业台车的驱动装置结构相同的驱动装置驱动，所述纵向台车的两套驱动装置设置在所述砂石泵纵向活动口两侧的所述船体的底板上。

进一步地，所述浮船包括所述船体、船体浮筒、浮筏和船体驱动装置；在所述船体的底面上沿纵向固定有两根对称设置的所述船体浮筒，所述船体的尾部连接有所述浮筏；所述船体驱动装置包括主驱动螺旋桨和两个副驱动螺旋桨，所述主驱动螺旋桨安装在所述船体的船头底面，两个所述副驱动螺旋桨对称安装在所述浮筏的两侧。

进一步地，所述浮船的浮筏上放置有输送管，所述砂石泵的出口与所述输送管的进口端连接。

进一步地，所述浮筏由若干节筏板首尾依次连接而成，所述筏板的底面固定有筏板浮筒；所述浮筏的首节筏板为“八”字形，所述浮筏的首节筏板的敞口端通过连接件与所述船体的尾部连接，所述浮筏的首节筏板的收口端通过水平设置的铰接轴转动连接所述浮筏的第二节筏板，所述浮筏的第二节筏板至末节筏板通过法兰连接。

进一步地，所述连接件包括连接板和销轴；在所述船体的尾部竖直固定有所述连接板，所述连接板的板面上开设有导向槽，所述浮筏的首节筏板上固定有沿所述导向槽上下移动的所述销轴。

进一步地，在所述船体的各边角上均设置有锚定装置；所述锚定装置包括锚定驱动电机、锚链轮、锚链和锚块；所述船体上转动设有所述锚链轮，所述锚定驱动电机的输出轴与所述锚链轮的轮轴传动连接，所述锚链轮上绕设有所述锚链，所述锚链的端部与所述锚块固定连接。

本实用新型的优点：1、对水下沟槽进行开挖时，控制浮船停在预先划定的开挖单元位置，通过卷扬机驱动砂石泵依次穿过砂石泵横向活动口和砂石泵纵向活动口深入水下进行开挖作业；开挖过程中，横向作业台车沿其轨道移动，带动砂石泵横向移动实现横向开挖；纵向台车沿对应轨道移动，带动砂石泵的纵向移动实现纵向开挖，最终按设计形状要求完成沟槽的开挖；由此，与现有开挖方式相比，采用本实用新型有利于减少浮船移动频次，能够在不需要船体频繁移动的情况下，通过控制砂石泵升降、横向和纵向的移动完成水下沟槽的开挖，耗时短，作业效率高。

2、船体的尾部连接有浮筏，由浮筏托起输送管，开挖过程中的泥沙经输送管输送到远离沟槽的湖底位置；浮筏的首节筏板的敞口端通过连接件与船体的尾部连接，在连接件的销轴与导向槽的配合下，能够实现浮筏相对于船体的上下浮动，工作人员在浮筏上行走过程中，减轻对船体平稳度的影响，有利于保证浮船整体的平稳度。

3、在船体的各边角上均设置有锚定装置，通过控制锚定驱动电机带动锚链轮转动，进而由锚链牵引锚块的升降，实现船体的临时快速锚定和快速解除锚定；控制锚块下降，保证船体平稳，有利于提高开挖的精准度。

附图说明：

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型安装有锚定装置的船体结构示意图。

图3为本实用新型所述横向作业台车的结构示意图。

图4为本实用新型所述纵向台车及其驱动装置的结构示意图。

图5为本实用新型首节浮筏的结构示意图。

图6为本实用新型所述连接件的结构示意图。

图7为本实用新型首节筏板和第二节筏板的连接结构示意图。

附图中各部件的标记如下：浮船1、船体1.1、砂石泵纵向活动口1.11、船体浮筒1.12、驾驶室1.13、柴油发电机组1.14、防护栏杆1.15、浮筏1.2、筏板1.21、筏板浮筒1.22、连接件1.23、连接板1.231、销轴1.232、导向槽1.233、铰接轴1.24、主驱动螺旋桨1.3、副驱动螺旋桨1.4、横向作业台车2、车身2.1、起重架2.2、卷扬机2.3、定滑轮2.4、第一牵引绳2.5、第二牵引绳2.6、横向驱动台车2.7、导向滑轮2.8、配重块2.9、纵向台车3、砂石泵横向活动口3.1、横向轨道3.2、砂石泵4、输送管6、锚定装置7、锚定驱动电机7.1、锚链轮7.2、锚链7.3、锚块7.4。

具体实施方式：

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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实用新型的限制。

如图1至图7所示，本实施例提供一种水下沟槽开挖机，其包括浮船1、横向作业台车2、纵向台车3和带有搅拌叶片的砂石泵4；浮船1包括船体1.1、船体浮筒1.12、浮筏1.2和船体驱动装置；船体1.1由横梁、纵梁及钢板拼接而成，船体1.1的边缘固定有防护栏杆1.15，起到安全防护作用；在船体1.1的底面上沿长度方向即纵向固定有两根对称设置的船体浮筒1.12，船体浮筒1.12通过螺栓与船身纵梁固定连接，增加船体1.1浮力，便于船体1.1在水面上漂浮。

船体1.1的尾部连接有浮筏1.2，浮筏1.2的两侧安装有防护围栏；浮筏1.2用于托起输送管6；对水下沟槽进行开挖时，通过砂石泵4将搅拌后的泥沙抽送到输送管6内，并经输送管6输送到远离沟槽的湖底位置。

浮筏1.2由若干节筏板1.21首尾依次连接而成，筏板1.21的底面固定有筏板浮筒1.22，增加浮筏1.2的浮力；浮筏1.2的首节筏板为“八”字形，浮筏1.2的首节筏板的敞口端通过连接件1.23与船体1.1的尾部连接，首节筏板的敞口端用于提供输送管6随砂石泵4移动过程中的左右摆动空间，方便输送管6的摆动；连接件1.23包括连接板1.231和销轴1.232，在船体1.1的尾部竖直固定有连接板1.231，连接板1.231的板面上开设有导向槽1.233，浮筏1.2的首节筏板上固定有沿导向槽1.233上下移动的销轴1.232；在销轴1.232与导向槽1.233的匹配下，能够实现浮筏1.2相对于船体1.1进行上下浮动，工作人员在浮筏1.2上行走过程中，减轻对船体1.1平稳性的影响，有利于保证浮船1整体的平稳度。

浮筏1.2的首节筏板的收口端通过水平设置的铰接轴1.24转动连接浮筏1.2的第二节筏板，浮筏1.2的第二节筏板至末节筏板通过法兰连接；实现第二节筏板至末节筏板绕铰接轴1.24的摆动，进一步减小对船体1.1平稳性的影响。

船体驱动装置包括主驱动螺旋桨1.3和两个副驱动螺旋桨1.4，主驱动螺旋桨1.3安装在船体1.1的船头底面，两个副驱动螺旋桨1.4对称安装在浮筏1.2的末节筏板两侧；主驱动螺旋桨1.3为浮船1的前进、后退、左右转向提供动力，副驱动螺旋桨1.4为快速摆正船体1.1提供侧向动力；船体驱动装置为现有技术，具体结构在此不再赘述；船体1.1上固定有柴油发电机组1.14，能够为船上的用电设备提供电力；船体1.1上还设有驾驶室1.13，便于操纵船体1.1的移动。

在船体1.1的各边角上均设置有锚定装置7，锚定装置7包括锚定驱动电机7.1、锚链轮7.2、锚链7.3和锚块7.4；船体1.1上转动设有锚链轮7.2，锚定驱动电机7.1的输出轴与锚链轮7.2的轮轴传动连接，锚链轮7.2上绕设有锚链7.3，锚链7.3的端部与锚块7.4固定连接；通过控制锚定驱动电机7.1带动锚链轮7.2转动，进而由锚链7.3牵引锚块7.4的升降，实现船体1.1的临时快速锚定和快速解除锚定；当需要将浮船1平稳定位开挖时，控制锚块7.4下降，保证船体1.1平稳，有利于开挖的顺利进行，保证开挖精准度；本实施例中，在船体1.1的三个角分别设有锚定装置7，对船体1.1实现三点定位，保证船体1.1的平稳度。

船体1.1拼装时，在船体1.1底板上留设有砂石泵纵向活动口1.11，砂石泵纵向活动口1.11两侧的船体1.1底板上沿船体1.1的长度方向铺设有轨道，沿轨道移动设有纵向台车3；纵向台车3上设有砂石泵横向活动口3.1，砂石泵横向活动口3.1两侧的纵向台车3顶面上相对于纵向台车3的轨道垂直铺设的轨道，横向作业台车2沿其轨道横向移动。

横向作业台车2包括车身2.1、起重架2.2和卷扬机2.3，车身2.1的顶面固定有起重架2.2，起重架2.2的顶部转动设有定滑轮2.4，车身2.1上固定有卷扬机2.3，卷扬机2.3的牵引绳的端部绕过定滑轮2.4向下延伸、并与砂石泵4连接，砂石泵4的出口与输送管6的进口端连接，通过控制卷扬机2.3转动，由牵引绳带动砂石泵4升降；在对水下沟槽进行开挖时，将浮船1停留在预先划定的开挖单元位置，并通过锚定装置7使船体1.1平稳，保证砂石泵4的精准定位；通过卷扬机2.3使砂石泵4依次穿过砂石泵横向活动口3.1和砂石泵纵向活动口1.11深入水下进行开挖作业；在此过程中，横向作业台车2在驱动装置驱动下沿其轨道移动，同时带动砂石泵4横向移动实现横向开挖；纵向台车3在其驱动装置驱动下沿对应轨道移动，同时带动砂石泵4的纵向移动实现纵向开挖，最终按设计形状要求完成该单元沟槽的开挖，按上述过程对预先划定的其他单元依次进行开挖；由此，本实用新型能够在不需要船体1.1频繁移动的情况下，通过控制砂石泵4升降、横向和纵向的移动完成水下沟槽的开挖，耗时短，作业效率高；而且能够保证在船体1.1平稳的情况下进行开挖，保证开挖质量。

横向作业台车2的驱动装置包括第一牵引绳2.5、第二牵引绳2.6及横向驱动台车2.7，横向驱动台车2.7由带有电磁刹车器的可逆转的变频电机驱动；纵向台车3的顶面上固定有横向轨道3.2，横向轨道3.2相对于横向作业台车2的轨道平行设置，横向驱动台车2.7沿横向轨道3.2往复移动；横向轨道3.2的两端和横向作业台车2的轨道两端分别水平转动设有一个导向滑轮2.8，横向驱动台车2.7的一端与第一牵引绳2.5的一端连接，第一牵引绳2.5的另一端依次穿过两个导向滑轮2.8与横向作业台车2的一端连接，横向驱动台车2.7的另一端与第二牵引绳2.6的一端连接，第二牵引绳2.6的另一端依次穿过另外两个导向滑轮2.8与横向作业台车2的另一端连接；控制横向驱动台车2.7沿横向轨道3.2移动过程中，通过第一牵引绳2.5和第二牵引绳2.6牵引横向作业台车2沿其轨道往复移动；在横向驱动台车2.7的车顶上安装有配重块2.9，横向驱动台车2.7在牵引横向作业台车2移动过程中受到反作用的拉力，通过配重块2.9能够有效避免横向驱动台车2.7受力后出现脱轨现象；纵向台车3由两套与横向作业台车2的驱动装置结构相同的驱动装置驱动，纵向台车3的两套驱动装置设置在砂石泵纵向活动口1.11两侧的船体1.1的底板上。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.水下沟槽开挖机，其特征在于，其包括浮船、横向作业台车、纵向台车和砂石泵；所述浮船的船体底板上设有砂石泵纵向活动口，所述砂石泵纵向活动口处移动设有所述纵向台车；所述纵向台车上设有砂石泵横向活动口，所述砂石泵横向活动口处移动设有所述横向作业台车，所述横向作业台车上连接有可升降的所述砂石泵。

2.根据权利要求1所述的水下沟槽开挖机，其特征在于，所述横向作业台车包括车身、起重架和卷扬机；所述车身的顶面固定有所述起重架，所述起重架的顶部转动设有定滑轮，所述车身上固定有所述卷扬机，所述卷扬机的牵引绳的端部绕过所述定滑轮与所述砂石泵连接。

3.根据权利要求1所述的水下沟槽开挖机，其特征在于，所述横向作业台车的驱动装置包括第一牵引绳、第二牵引绳及由变频电机驱动的横向驱动台车；所述纵向台车的顶面上固定有横向轨道，所述横向驱动台车沿所述横向轨道往复移动；

所述横向轨道的两端和所述砂石泵横向活动口的两端分别水平转动设有一个导向滑轮，所述横向驱动台车的一端与所述第一牵引绳的一端连接，所述第一牵引绳的另一端依次穿过两个所述导向滑轮与所述横向作业台车的一端连接，所述横向驱动台车的另一端与所述第二牵引绳的一端连接，所述第二牵引绳的另一端依次穿过另外两个所述导向滑轮与所述横向作业台车的另一端连接。

4.根据权利要求3所述的水下沟槽开挖机，其特征在于，在所述横向驱动台车的车顶上安装有配重块。

5.根据权利要求3所述的水下沟槽开挖机，其特征在于，所述纵向台车由两套与所述横向作业台车的驱动装置结构相同的驱动装置驱动，所述纵向台车的两套驱动装置设置在所述砂石泵纵向活动口两侧的所述船体的底板上。

6.根据权利要求1至5任一所述的水下沟槽开挖机，其特征在于，所述浮船包括所述船体、船体浮筒、浮筏和船体驱动装置；在所述船体的底面上沿纵向固定有两根对称设置的所述船体浮筒，所述船体的尾部连接有所述浮筏；船体驱动装置包括主驱动螺旋桨和两个副驱动螺旋桨，所述主驱动螺旋桨安装在所述船体的船头底面，两个所述副驱动螺旋桨对称安装在所述浮筏的两侧。

7.根据权利要求6所述的水下沟槽开挖机，其特征在于，所述浮船的浮筏上放置有输送管，所述砂石泵的出口与所述输送管的进口端连接。

8.根据权利要求6所述的水下沟槽开挖机，其特征在于，所述浮筏由若干节筏板首尾依次连接而成，所述筏板的底面固定有筏板浮筒；所述浮筏的首节筏板为“八”字形，所述浮筏的首节筏板的敞口端通过连接件与所述船体的尾部连接，所述浮筏的首节筏板的收口端通过水平设置的铰接轴转动连接所述浮筏的第二节筏板，所述浮筏的第二节筏板至末节筏板通过法兰连接。

9.根据权利要求8所述的水下沟槽开挖机，其特征在于，所述连接件包括连接板和销轴；在所述船体的尾部竖直固定有所述连接板，所述连接板的板面上开设有导向槽，所述浮筏的首节筏板上固定有沿所述导向槽上下移动的所述销轴。

10.根据权利要求1所述的水下沟槽开挖机，其特征在于，在所述船体的各边角上均设置有锚定装置；所述锚定装置包括锚定驱动电机、锚链轮、锚链和锚块；所述船体上转动设有所述锚链轮，所述锚定驱动电机的输出轴与所述锚链轮的轮轴传动连接，所述锚链轮上绕设有所述锚链，所述锚链的端部与所述锚块固定连接。

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