CN219825412U - 深水清淤用吊装系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及深水清淤用吊装系统，设有吸泥系统，还设有吊装平台和转运平台，吊装平台和转运平台均采用漂浮平台，吊装平台上安装有吊机，转运平台上设置增压泵，吸泥系统的吸泥头连接在吊机上用于吊挂重物的吊绳的重物连接端，吸泥系统为气动式吸泥系统，吸泥系统的吸泥头为气动吸泥头，连接有用于向其提供压力气的供气管，供气管的进口侧连接压力气源，吸泥头的出泥口连接输泥管，输泥管的水面延伸段上固定连接有若干浮体，依靠浮体的浮力漂浮于水面。本实用新型能够满足水库近水坝区域或类似场合的深水吸泥/清淤作业需求。

Description

深水清淤用吊装系统

技术领域

本实用新型涉及深水清淤用吊装系统。

背景技术

目前清淤采用大型挖泥船、抓扬式挖泥船或绞吸式挖泥船等大型设备作业，在具有足够作业场地且适宜的通航条件的情形下，这类挖泥船具有较大的优势。然而，在因作业场地受限无法采用挖泥船作业，或者因缺乏通航或陆路输运条件而难以使挖泥船达到现场的情形下，则难以采用挖泥船清淤，在此情形下，现有解决方案主要是放空疏浚，将水排空后用挖掘机挖泥。然而，在部分场合下，例如，在较深的水库（例如，水深45米），特别是近大坝区域，由于环保要求高、坝顶坝下高差大、淤积物组成复杂等特点，现有技术均存在一定的实施障碍。例如，由于水库不能排空，不具备挖掘机陆上开挖的条件；由于库区无通航条件，大型挖泥船不能进场；由于水深大，抓扬式、绞吸式挖泥船不能疏浚；由于进场道路普遍狭窄，坝后坝顶高差大（例如，坝顶距地面高差61m），增加了从地面进入坝前水面的难度，各种大型设备进场均存在很大的难度。

另一方面，现有漂浮平台（浮台）多采用平台（平台主体）和浮体独立设置的构造，将制成一定形状的一个或多个独立浮体分别固定安装在平台的两侧或下方，依靠浮体的浮力使平台漂浮在水面。例如，中国专利文献CN218662286U公开了一种用于水质检测的浮台装置，包括水质检测浮台主体和水质检测筒，所述水质检测浮台主体的底端外沿通过固定箍套设安装有浮圈，所述浮圈的四周设有凹槽，所述凹槽的内部中心处设有牵引板。中国专利文献CN217533181U公开了一种水上浮体及浮台，浮台包括金属框架和若干用于支撑金属框架的浮体，所述浮体包括浮筒，所述浮筒的顶部相对两侧设有凸起，所述凸起上设有供连杆穿过的第一穿孔；所述浮筒底部相对两侧边缘设有凹槽，所述凹槽处设有角钢包边，所述角钢与凸起相互垂直；所述金属框架包括横梁和纵梁，所述横梁与凸起平行，所述横梁上设有供连杆穿过的第二穿孔，所述凸起与横梁通过连杆连接，相互拼接的浮体的顶部和底部均通过金属杆件进行连接。这些现有浮台技术各有特色，分别适应于各自的应用场合。然而，依然存在一定的缺陷，主要是结构不够紧凑，相对于一定的水平（投影）面积或一定的体积，浮体的有效占比小，不利于获得更大的浮力或承载更重的物体。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种深水清淤用吊装系统，满足水库近水坝区域或类似场合的深水吸泥/清淤作业需求。

本实用新型的技术方案是：深水清淤用吊装系统，设有吸泥系统，还设有吊装平台，吊装平台采用漂浮平台（或称浮台），吊装平台上安装有吊机，吸泥系统的吸泥头（用于吸入淤泥的件/装置）连接在吊机上用于吊挂重物的吊绳（钢丝绳、吊装带等）的重物连接端。

优选地，吸泥系统为气动式吸泥系统，吸泥系统的吸泥头为气动吸泥头，气动吸泥头以压力气（相对压力大于零的气体，例如空气，其压力值应适应于相应状况下的吸泥需求）为吸泥的动力来源，连接有用于向其提供压力气（压缩空气或高压空气）的供气管，供气管的进口侧连接压力气源。

吸泥头的压力气源通常可以设置在固定基础上。

可选地，吊机为由吊架和吊机卷扬机（或称绞车）构成的吊机（或者说，主要包括吊架和吊机卷扬机的吊机），吊架和吊机卷扬机均固定安装在吊装平台上；或者，吊机为旋转吊机，其吊架上设有旋转吊臂，其起升机构的卷扬装置（卷筒及其动力装置）设置在吊架上，吊架安装在吊装平台上。

用于吊挂重物的钢丝绳（或其他形式的吊绳）一端连接并缠绕（自该端端点起的一定长度的钢丝绳能够被缠绕在卷筒上）在吊机（卷扬机）的卷筒上，另一端的端部为用于吊挂重物的钢丝绳的重物连接端，且随着卷筒的转动，缠绕在卷筒上的钢丝绳被逐渐释放或临近卷筒的钢丝绳逐渐被缠绕到卷筒上，由此实现钢丝绳的卷扬。

进一步地，吸泥头的出泥口连接输泥管，输泥管的水面延伸段上固定连接有若干浮体，依靠浮体的浮力漂浮于水面。

依据实际情况，特别是淤泥的输送动力需求，可以设有转运平台，也可以不设有转运平台，转运平台上安装有增压泵，增压泵串接在吸泥系统的输泥管上。

优选地，转运平台采用漂浮平台。

优选地，漂浮平台包括平台框架和固定安装于平台框架的浮力材料（或称漂浮材料，从实物角度，亦可称浮体）。

优选地，平台框架的顶部设有平台顶板，以方便作业人员在平台上作业。

优选地，漂浮平台的浮力材料为发泡塑料，位于平台框架内。

优选地，平台框架呈长方体状，浮力材料固定设置在平台框架内，且充满平台框架内的全部或大部分空间（例如，90%以上的空间）。

例如，平台框架内的浮力材料由码放在一起的若干长方体状的浮体块构成，浮力材料（浮体块的组合）的各侧面分别与相应侧的平台框架贴合/相互接触。

进一步地，平台框架采用角钢和/或其他形状的钢质型材或其他适应材质的型材固定连接而成，其顶面边框内和底面边框内均固定设置有若干交叉分布的若干横杆和若干纵杆，横杆和纵杆的两端分别固定连接在顶面边框和底面边框的相应框边上，相互交叉的横杆和纵杆亦优选在交叉点上固定连接。

进一步地，侧面边框内固定设置有若干首尾相接的斜杆，各斜杆首尾相接，形成齿状结构，齿形结构的上下端分别固定连接在侧面边框的上框边和下框边上。

漂浮平台连接有多个分别向不同方向延伸的缆绳，缆绳的另一端（不与漂浮平台连接的端）固定于固定基础上；或者，缆绳的另一端缠绕在缆绳卷扬机的卷筒上，缆绳卷扬机设置在固定基础上。

不同方向延伸的缆绳在漂浮平台上的连接点优选为各不相同，分别位于漂浮平台对应于各缆绳延伸方向的侧边，各缆绳对漂浮平台的拉力及漂浮平台所受水流的作用力之和及作用力矩（相当于质心）之和均为零，以保持漂浮平台的稳定。

本实用新型的工作方式和有益效果是：将浮动的吊装平台移动至适当位置，用钢丝绳进行多点（多向）固定，避免吊装平台随意移动，设置在吊装平台上的吊机将吸泥设备的吸泥头送至适当的抽泥位置，通过吸泥设备抽取水底的淤泥，抽取的淤泥经输泥管送至陆上的集泥池，通过协同调整和改变各方向钢丝绳的长度，实现吊装平台的移动或位置调整，进而完成对全部作业区域的吸泥作业。根据实际需要，可以设置一个或多个浮动的转运平台，转运平台用于输泥管的支撑，并可以设置串接输泥管上的增压泵，以满足吸泥和淤泥输送的动力需求，转运平台的固定方式同样可以为钢丝绳多点固定；由于平台框架呈长方体形，特别是呈长宽相等的长方体形，结构紧凑，便于在相对狭小的水面区域作业；由于浮体采用长方体形且码放（规则排列）在平台框架内，各侧面均与平台框架相接或者说贴合，不留间隙，有利于充分利用框架内空间，增大浮力，能以较小的平台水平面积获得足以承载吊机及吸泥作业产生的负荷；由于浮体设置在平台框架内，使用时不易受到其他物体的碰撞等导致的损坏，可以采用低成本且高浮力（低比重）的发泡塑料制备，材料成本和制备成本都较低，且装配方便，允许同用于组装成平台框架的型材一同在进行浮台现场组装，对运输条件的要求低，能够适应于运输条件较差的场合。

由于吊装平台体积小，可以现场制备/装配，对运输条件和作业水域条件的要求低，能够在水库（包括近水坝区域）的环境下使用，必要时可能贴近水坝，由此在挖泥船不能进场的场合，也无需为清除淤泥而进行排空疏浚，且作业水深不受限制；由于采用钢丝绳进行吊装平台及转运平台（如果设有的话）的固定，能够保持平台的位置固定和稳定，且可以通过设置陆上地面的吊机卷扬机或其他适宜设备等调节钢丝绳的长度，进而实现吊装平台及转运平台（如果设有且需要移动的话）的移动或位置调整，完成对整个作业区域的作业；由于输泥管通过若干浮筒悬浮支撑，基本上保持了输泥管的长距离水平状态，有利于输泥管的布设，避免因输泥管明显弯曲导致额外的动力消耗。

本实用新型的设备体积小，设置方便，无需具备通航条件或大型设备运输的道路条件，无需将水排空，可用于水库近水坝区域或类似场合下的深水吸泥作业。

附图说明

图1是平台框架的立面（主视）示意图；

图2是平台框架的平面（俯视）示意图；

图3是平台框架的平面（仰视）示意图；

图4是吊装系统的平面（俯视）示意图；

图5是吊装系统的立面（主视）示意图；

图6是一种吊机在吊装平台上布设方式的立面（主视）示意图。

具体实施方式

参见图1-图6，设置浮在水面的吊装平台11，将吊机（或称起重机）安装在吊装平台上，吸泥系统的吸泥头21通过适宜的吊具（连接固定用组件）固定在吊绳的重物连接端，通过吊机的吊绳（例如，钢丝绳）31放入水底的适宜位置抽吸淤泥40，吸泥头的出泥口连接输泥管23，通过输泥管将吸泥头吸入的淤泥（含泥混合物）送出，输泥管和钢丝绳的长度依据实际需要设置，能够实现深水清淤。

吸泥系统采用任意适宜的现有技术。其中一个较优的实施例是采用气动式吸泥系统，其吸泥头可称为气动吸泥头。这种吸泥系统以压力气（或者说高压空气）为动力吸泥，能够很好地适应于深水清淤，且允许淤泥中含有一定大小的石子等颗粒，其基本工作原理是：通过供气管22将空压机（压力气源）28产生的压缩空气输送到吸泥头底部，吸泥头高压风出口断面以上水柱由静止状态开始加速运动，产生流速差，进而形成负压，淤泥进口（底部管口）附近的水携带泥沙等淤泥成分进入吸泥头，在吸泥头内，水和淤泥成分在高速气流带动下一同流动，形成气水固三相混合物（为便于表述，这些混合物亦称为淤泥），从吸泥头的淤泥出口进入输泥管。

压力气源的设置位置可以依据实际需要。例如，可以设置在水坝41顶面或岸边等。压力气源包括空压机及配套设备，通过供气管22连接吸泥头，供气管的长度依据实际需要设置，其控制方式及配套控制设施依据现有技术。需要吸泥时，打开控制阀门，压力气经供气管进入吸泥头以实现吸泥。

吊机固定安装在吊装平台上，可以依据实际条件和需要选择适宜形式的吊机。例如，以卷扬机（可称为吊机卷扬机）36和吊架37组成简易的吊机，吊架和吊机卷扬机均固定安装在吊装平台上，两者之间有一定间距，用作吊绳（或称吊索）的钢丝绳穿绕过吊架顶部设置的高位定滑轮（或滑轮组）35，一端（包含端部的一段）绕在卷扬机的卷筒上（端部固定在卷筒上），另一端垂直向下，端部用于连接/吊挂重物，为重物连接端，通过连接件（组件）将吸泥头固定安装在该端，吸泥头的姿态应适应于吸泥清淤要求。

也可以采用小型旋转吊机33，其吊臂是可以旋转的，在吊装平台位置不变的情形下，依靠吊臂旋转能够适当调整和增大吸泥头的吸泥区域，可以将其起升机构中的卷筒及卷筒的动力（驱动）装置视为卷扬装置，用于吊绳的钢丝绳缠绕在卷筒上。

通过吊机将吸泥头送入水下，依据吸泥进度控制和调整吸泥头高度，由上至下逐渐达到达到浚后泥面高程。

作业时，先进行平面定位，将吊装平台移至适宜的位置上，还可以调整吊机悬臂（如果设有的话），使吸泥头处于所需的平面位置，然后通过吊机逐渐放下吸泥头至接近泥面，打开供气管或压力气源的供气阀门，吸口附近的淤积物便在水头压力及压缩空气的共同作用下进入吸泥头，淤泥（混合物）经输泥管的水下部分提升至输泥管的水面部分，最终被输泥管送出。随着泥面的降低不断下放吸泥头，直至达到浚后泥面高程，然后移至下一个吸泥位置。如此循环前进，直至完成。

当需要清除的淤泥较深，可以分层清淤或者清淤时按照1:14放坡，避免一次开挖深度过大导致坍塌。

吊机在吊装平台上的安装位置应利于吊装平台的稳定（包括工作时和不工作时），必要时，可以在吊装平台上设置配重。

采用允许弯曲的输泥管，在工作时应位于水面的输泥管（吸泥管的相应部分）上捆绑上浮筒25，这部分输泥管得以依靠浮筒的作用浮在水面，浮筒的数量或设置密度依据实际需要。

临接吸泥头的输泥管（吸泥管的相应部分）上不设浮筒，工作时随吸泥头深入水中。不设浮筒的输泥管长度依据实际需要确定，通常可以为水深加一定的余量，使输泥管中深入水中的竖直部分和依靠浮筒形成的水平部分之间有一段适宜的弯曲过渡。

转运平台12主要用于承载增压泵26，同时也起到支撑输泥管的作用。增压泵主要依据淤泥输送的动力需求设置，串接在吸泥系统的输泥管上以便为淤泥流增压。依据淤泥特性及增压需求，可以采用适应形式的排污泵作为增压泵。

可以将位于增压泵进口侧的输泥管称为吸泥管，将位于增压泵出口侧的输泥管称为排泥管。实践中，吸泥头与输泥管或部分输泥管可以是一体的。

可以依据吸泥管和排泥管的工作要求分别选用各自适宜的材质和特性。

转运平台和转运平台均采用漂浮平台，或成为浮台。

作为一种优选的实施例，漂浮平台的框架（可称为平台框架）采用外形呈长方体状的立体框架，框架内固定设置长方体状的发泡塑料块作为浮力材料，为制备上的便利，可以将多个发泡塑料块码放在一起，充满平台框架所围成的空间。由于发泡塑料的特性，实践中允许各发泡塑料块挤在一起，码放在一起的发泡塑料块组合的各侧面也与平台框架的相应侧（框边、杆等）挤在一起，以提高码放的密实程度及发泡塑料块的稳定性，但依据实际需要，也可以留有装配间隙及用于设置其他功能的空间，例如，用于穿过吊绳的竖向通孔，该竖向通孔的孔径应适应于吊绳工作过程中的移动需求。位于平台框架内的发泡塑料块应固定连接在平台框架上。

平台框架的顶部设有平台顶板，以方便作业人员在平台上作业及设备安装。

基于安全的考虑，平台框架上可以设置边缘（周边）护栏及围绕吊绳的吊绳护栏（如果吊绳从吊装平台上穿过的话），边缘护栏上应设门或开开启栏杆，以便于人员进出。

根据需要，吊装平台上可以设置用于竖向穿过吊机吊绳的通孔，这种吊机布设方式有利于平台的稳定。

通常，用于穿过吊绳的竖向通孔可位于横向和/或纵向上的中间位置，相应地，平台框架顶面和底面上的纵杆或横杆在相应区域的间距应满足设置竖向通孔的需要。在其他区域的横杆或纵杆等间距分布且该间距过小的情形下，在该区域应适当增大间距。

平台框架采用条形型材固定连接而成，例如，角钢和/或其他形状的钢质型材，或者其他适应材质和形状的型材。

平台框架的顶面边框内和底面边框内均固定设置有若干交叉分布的若干横杆16和若干纵杆17，横杆和纵杆的两端分别固定连接在顶面边框和底面边框的相应框边上，相互交叉的横杆和纵杆亦优选在交叉点上固定连接。

平台框架的侧面边框内固定设置有若干相间分布的竖杆14，还可以设有若干首尾相接的斜杆15，相邻斜杆的倾斜方向相反，各斜杆首尾相接，形成齿状结构，齿形结构的上下端分别固定连接在侧面边框的上框边和下框边上。

可以依据现有技术实现平台框架上各边框/杆之间的连接，例如，焊接，螺栓紧固等。

漂浮平台连接有多个分别向不同方向延伸的缆绳19，缆绳的另一端（不与漂浮平台连接的端）固定连接于固定基础，用于固定缆绳的固定基础依据实际情况选择，例如，水坝顶面、固定船台42及硬质地面（岸边地面）岸边）等，可以通过适宜形式的连接件实现与固定基础的连接，例如，支架、钢钎或预埋连接件等。也可以在固定基础上的设置缆绳卷扬机，将缆绳的另一端缠绕在缆绳卷扬机的卷筒上，通过缆绳卷扬机实现缆绳的固定。

不同方向延伸的缆绳在漂浮平台上的连接点可以分别位于漂浮平台对应于各缆绳延伸方向的相应侧边（例如，位于相应侧的平台框架边框），应适当设置缆绳的数量、各缆绳的方向及各缆绳在漂浮平台上的连接部位，使各缆绳在拉紧状态下对漂浮平台的拉力及漂浮平台所受水流的作用力之和及作用力矩（相当于质心）之和均为零，以保持漂浮平台的稳定。

当需要调节吊装平台或转运平台的位置时，通过人工方式或缆绳卷扬机调节连接该平台的各缆绳的长度，将吊装平台或转运平台拖拽到并固在适当位置。

本实用新型公开的各优选和可选的技术手段，除特别说明外及一个优选或可选技术手段为另一技术手段的进一步限定时，均可以任意组合，形成若干不同的具体实施方式。

Claims (10)

1.深水清淤用吊装系统，设有吸泥系统，其特征在于还设有吊装平台，还设有转运平台，吊装平台采用漂浮平台，吊装平台上安装有吊机，吸泥系统的吸泥头连接在吊机上用于吊挂重物的吊绳的重物连接端，转运平台采用漂浮平台，转运平台上安装有增压泵，增压泵串接在吸泥系统的输泥管上，漂浮平台连接有多个分别向不同方向延伸的缆绳，缆绳的另一端固定于固定基础上；或者，缆绳的另一端缠绕在缆绳卷扬机的卷筒上，缆绳卷扬机设置在固定基础上。

2.如权利要求1所述的深水清淤用吊装系统，其特征在于吸泥系统为气动式吸泥系统。

3.如权利要求2所述的深水清淤用吊装系统，其特征在于吸泥系统的吸泥头为气动吸泥头，连接有用于向其提供压力气的供气管，供气管的进口侧连接压力气源。

4.如权利要求3所述的深水清淤用吊装系统，其特征在于吸泥头的压力气源设置在固定基础上。

5.如权利要求1所述的深水清淤用吊装系统，其特征在于吊机为由吊架和吊机卷扬机构成的吊机，吊架和吊机卷扬机均固定安装在吊装平台上；或者，吊机为旋转吊机，其吊架上设有旋转吊臂，其起升机构的卷扬装置设置在吊架上，吊架安装在吊装平台上。

6.如权利要求1所述的深水清淤用吊装系统，其特征在于吸泥头的出泥口连接输泥管，输泥管的水面延伸段上固定连接有若干浮体，依靠浮体的浮力漂浮于水面。

7.如权利要求1-6中任一项所述的深水清淤用吊装系统，其特征在于漂浮平台包括平台框架和固定安装于平台框架的浮力材料。

8.如权利要求7所述的深水清淤用吊装系统，其特征在于漂浮平台的浮力材料为发泡塑料，位于平台框架内。

9.如权利要求7所述的深水清淤用吊装系统，其特征在于平台框架采用角钢和/或其他形状的钢质型材或其他适应材质的型材固定连接而成。

10.如权利要求9所述的深水清淤用吊装系统，其特征在于平台框架的顶面边框内和底面边框内均固定设置有若干交叉分布的若干横杆和若干纵杆，侧面边框内固定设置有若干首尾相接的斜杆，各斜杆首尾相接，形成齿状结构。