TWI486503B - 耙吸式挖泥船之耙頭及使用此耙頭挖泥之方法 - Google Patents

Description

耙吸式挖泥船之耙頭及使用此耙頭挖泥之方法

根據本案申請專利範圍第1項之前言部分，本發明係有關於一種耙吸式挖泥船之耙頭。更具體而言，本發明係有關於一種包括一可旋轉罩體之耙頭，而此罩體係經由其抽吸口而被連接至一用於排出泥土之抽吸管。

例如可由EP-A-0892116案知悉此類耙頭。在此案中所述者係一種由一被連接至一抽吸管上之罩體所構成之耙頭。此罩體通常具有一上壁及兩側壁，而底側則係敞開的，藉此形成一用於排出泥土之抽吸口。此整體係藉由一耙管而被固定至耙吸式挖泥船。為了可進行水底地面之挖掘，耙頭連同耙管及抽吸管在耙吸式挖泥船之後側位置處一起被降至水面下，直到此耙頭在其本身重量影響下接觸到地面為止。將此耙頭耙在地底上以便可藉由耙吸式挖泥船之移動而進行挖泥，其中泥土被耙鬆並隨著水經由抽吸管被吸走。此耙吸式挖泥船為此而配備了一抽吸泵。在習知之耙頭中，藉由提供一個具有一系列之齒的罩體而有助於地面之耙鬆，此諸齒通常係以與航行方向成橫向地被配置在一根所謂之齒樑上，且在挖泥期間將部分地穿刺入地面內。加壓水亦被注入地面內，以便可使其流體化。所有這些措施意欲增加挖泥效率，而此效率在本案、中被理解為意指每單位時間所挖掘之泥土體積。

如果習知之耙頭被運用在較堅硬的地面上，諸如在砂岩、珊瑚、岩石、或高度壓緊之泥土，則在挖掘期間由於該齒的作用而將產生許多大的硬塊，且這些大的硬塊全體被抽吸上去，而可能阻塞抽吸管或甚至造成損壞，或使抽吸泵無法運轉。許多將被挖掘之地面亦散布著諸如炸彈之彈藥。為了防止此類不想要物體造成問題，習知耙頭(更具體而言係其罩體)上配備有一成例如一網柵形狀之抓取結構。此一由多根交叉地延伸之桿件所構成之架構(若干通道口係位於此諸桿件之間)可防止讓那些較大於此諸通道口的不想要物體進入抽吸管內。然而，已發現此在挖泥效率上是有不利效果的。除了別的因素外，在挖泥效率上之減低亦因罩體之抽吸口的一部分被這些不想要物體所阻塞而導致，因此造成被抽吸上來的泥土逐漸地減少。此耙頭於是必須被提至水面上予以清理，而此將花費寶貴的時間。

本發明之目的在於提供一種耙吸式挖泥船之耙頭，其提供足夠保護以防止不想要物體被抽吸上來，而不致因此而不良地影響挖泥效率。

為達此目的，根據本發明所實施之耙頭包括一罩體，其配備有一用於抓取不想要物體之抓取結構，而此抓取結構會關閉除了通道口以外之抽吸口，其中至少多個通道口具有一可變通道面積。藉由提供複數個具有一可變通道面積之通道口而驚人地達成使抽吸口被更慢地阻塞或甚至於不會被阻塞之程度。已位於抓取結構中之物體也將可再度輕易地被釋放出。

習知之網柵在使用期間會被嚴重地變形且/或損壞。此係由被以很大力量吸抵住網柵(係因耙吸式挖泥船之抽吸泵所產生之大吸力以及耙頭與耙管本身重量所致)並因而牢牢地卡住於網柵中之那些不想要物體所造成。不僅是清除困難，而且還會導致在網柵中及/或在網柵與諸罩體側壁間由於網柵之變形而產生較大之孔，因此不再可攔止那些不想要物體。已發現的是，本發明之抓取結構將比習用之網柵較不易變形。

根據本發明所實施之耙頭的較佳實施例之特徵在於至少多個通道口具有一可被擴大之通道面積。已經發現的是，此一較佳實施例不僅可進一步減少清理之需要，而且還達到使那些甚至不太可能發生卡死在抓取結構中的不想要物體可相當簡易地從諸通道處被清除之效果。

根據本發明所實施之耙頭的另一較佳實施例之特徵在於此抓取結構包括一由多根桿件所構成之架構，而此諸桿件成交叉地延伸，且諸通道口係位於此諸桿件之間，其中此諸桿件中之至少一些被活動地連接至罩體。一第一系列桿件在此較佳地被固定地連接至罩體，而一第二系列桿件被活動地連接至罩體。此被固定地連接至罩體上之第一系列桿件提供抓取結構所需之強度及剛性。第二系列(活動)桿件確保位於諸桿件間之至少多根桿件具有一可變通道面積。已注意到的是，諸桿件並非必然係圓柱形，而亦可為具有任何任意截面形狀者。本實施例之另一優點在於諸可能損壞之可分離元件由於其等並未被固定而將可比固定式元件更快速地被更換。

根據本發明所實施之耙頭的有利特徵亦在於第二系列桿件係藉由一可滑動於兩個配置在第一系列桿件上的端部止擋件之間的聯接器而被活動地連接至第一系列桿件。第二系列中之一桿因而可滑動於第一系列中之一桿上，但僅只在一有限之距離上。此距離係由諸端部止擋件之位置予以決定，而且此位置在這一較佳變化形式中係為可調整的。在此較佳之變化形式中，端部止擋件之數量、其間之相互距離、與第二系列桿件之數量全都可輕易地因應多種狀況而配合。因此，抓取結構可輕易地變成適合於用來止擋炸彈或者用來止檔岩石。一用來止擋炸彈之抓取結構通常具有10×10cm之通道面積，而一較大耙頭中之用來止擋岩石之抓取結構則通常具有40×30cm之通道面積。一用來止擋岩石之抓取結構係可輕易地藉由從一用來止擋炸彈之抓取結構上移除第一系列之多根桿件而獲得自此用來止擋炸彈之抓取結構。此亦可反轉實施。

如上所述之相同優點可藉由本發明之耙頭的特徵而獲得，而此特徵係第二系列桿件係藉由一可滑動於兩個配置在第一系列桿件上的套管之間的聯接器而被活動地連接至該第一系列桿件。第二系列中之一桿因而可滑動於第一系列中之一桿上，但僅只在一有限之距離上，其中此距離係由諸套管之長度所決定。

本發明之耙頭較佳地包括一罩體，其上配備有一系列齒，其等通常係以與航行方向成橫向地被配置，且在挖泥期間將部分地穿刺入地面內。此一系列齒在習知耙頭中經常因為不想要物體(諸如大塊岩石)卡在網柵與齒之間而造成問題。此在使用本發明耙頭之情況中係較少發生的。

當本發明之耙頭上配備了一系列齒時，這將是進一步有利的。此一系列齒較佳係配置在第一系列桿件上，因為這些桿件形成罩體支承結構的一部分，且因而可傳遞相當大的力。本較佳變化形式之諸齒較佳被偏位配置在抓取結構上。對於一給定之切割距離(在地面上所形成之諸耙溝間的距離)而言，諸齒間之相互距離因此而被增大了。此將減小諸不想要物體卡在諸齒之間的機會。

在本發明之耙頭的另一較佳實施例中，罩體在諸側壁之底面上配備有若干磨耗條。視地面狀況而定的，這些磨耗條可為刀狀且因此係充分地薄到可穿刺地面。一至少部分側面密封藉此而被實現。與抓取結構與地面間之距離較佳亦可利用磨耗條予以調整。例如，若在使用期間發現抓取結構磨耗太快或仍處於被阻塞之危險中，則此抓取結構與地面間之距離因此可被增加。如果必要，本發明之抓取結構上可配備一系列噴射管以供射出經加壓之媒介物(例如水)，以便可使泥土流體化，破碎及/或輸送諸不想要物體，或為了其他之原因。雖然亦可設置被大致垂直或幾乎垂直向下引導之噴射管，但這些噴射管以及所流出之噴射物在此仍可被引導朝向罩體之內部(例如在諸齒處)或被導引向下游處，而所有均視待挖掘地面之狀況而決定。

本發明亦有關於一種用於破碎及/或挖掘水面下至少部分堅硬之地面的方法，其使用一配備有本發明之耙頭的耙吸式挖泥船。本發明之耙頭可用簡單之方式從抓取結構中釋放諸不想要物體，如果此等不想要物體仍然進入到本抓取結構中。為此目的，本方法包括一步驟，其中耙頭被從水底升起及/或其中抽吸動作被暫時減小或停止。由於本發明之巧妙結構，諸不想要物體在此被輕易地從抓取結構處被釋放。因此可藉由簡單地中斷抽吸程序便可排除障礙，而這是具有一標準固定式抓取結構所無法達到的。在此標準固定式抓取結構中，耙頭必須被升回至甲板上並花費一段時間以人工排除阻塞。因為本發明之抓取結構並不需要進行此清除程序，故使用本發明之抓取結構將可使用於挖泥的時間得以顯著增加。

本發明現將配合諸附圖及諸較佳實施例之詳細說明而被進一步地說明於下文中，而此諸圖式與諸較佳實施例詳細說明並不用以限制本發明。

參照第1圖，其顯示藉由耙吸式挖泥船(未示於圖中)而朝箭頭P方向被移動於水底面上以便進行挖泥之耙頭。此耙頭包括一罩體2，其被連接至一抽吸管1。此罩體2上除了其他之部件還配備有若干側壁3、一後壁3’及一具有一拱形部5之頂板4，而此拱形部5在當罩體2轉動於旋轉軸6周圍時將保持與密封條7成緊密接觸。此耙頭在挖泥過程中係以艉板8支靠在水底面上。如果有必要，艉板8可配備多個噴射管9，其將加壓之水射入水底面中以便使其流體化。在艉板8之下游處，罩體2配備有一系列齒，其被配置在一齒狀樑上且可確保地面會被切割開。一第二系列之噴射管12可任意地被配置在更下游處以便可使地面下更深處亦能被流體化。諸噴射管12被連接至一可調整高度之腔室11，而此腔室配備有水13。在挖泥期間，藉由一抽吸泵(未示於圖)而使抽吸管1與罩體2內部被保持在負壓狀態下，因此經鬆弛之泥土顆粒通過抽吸管1並經由罩體2之抽吸口15而被排出。為了達到適當之側面密封，罩體2較佳地另配備有多個側面延伸之刀狀磨耗條14，其被配置在諸側壁3的底面上。罩體2繞著旋轉軸6藉由液壓缸16而被升起或被降下。此缸16相對於耙頭被固定地連接，並藉由一鉸鏈聯接器17而被鉸接地連接至罩體2之後壁3’。

參照第2圖，其顯示本發明之耙頭的罩體2之第一示範實施例。罩體2配備有一用於抓取不想要物體(諸如大塊石頭、岩石及/或炸彈)之抓取結構20。在所示之變化形式中，抓取結構20被水平地收納於罩體2中。這並非是必要的，而抓取結構20亦能以相對於罩體2之底面成一角度或甚至垂直地延伸。如在第3圖中可清楚看見的，抓取結構20除了一些通道口21外關閉了抽吸口。特殊之處在於本發明之抓取結構20之至少多個通道口21具有一可變通道面積。在第2、3及4圖中所示之較佳實例中，此係可藉由以下所述者予以達成。抓取結構20包括一由多根桿件(22、23)所構成之架構，而此諸桿件成交叉地延伸，且諸通道口21係位於此諸桿件之間。諸縱向桿件22延伸於罩體2之長度方向上(此方向在罩體使用期間係對應於挖泥方向P)，而諸橫向桿件23則延伸於罩體2之橫向方向上。根據本發明，諸縱向桿件22與諸橫向桿件23中之至少一些被活動地連接至罩體2。參照第3圖所示之變化形式，被固定地連接至罩體2上之第一系列桿件係由諸縱向桿件22a所構成。諸橫向桿件23a被活動地裝設在諸縱向桿件22a之間，並被連接至罩體之側邊。諸縱向桿件22a例如被焊接至罩體2之後壁3’上。在第3圖所示之變化形式中，諸橫向桿件23a經由一在其上裝有一鎖定橫板27之固定橫板26而被活動地連接至側壁3及/或諸已固定的諸縱向桿件22a上。一第二系列之縱向桿件22b被活動地連接至罩體2，更具體而言係被活動地連接至第一系列之諸橫向桿件23a。如第2圖中所示的，諸縱向桿件22b與諸橫向桿件23a之間的聯接器係由一聯接橫板22c(示以陰影線者)所構成，而此聯接橫板被安置在諸橫向桿件23a上方且配備有多個孔口22d，以便使這些可被安置在諸橫向桿件23a上方。諸活動縱向桿件22b接著被焊接至聯接橫板22c之底面。亦可運用一用於鎖定橫板27之螺栓連接。此種連接使得可能已損壞之諸縱向桿件22b及/或諸橫向桿件23a的更換變的非常簡單。位在聯接橫板22c中之諸孔口22d可確保其可朝橫向方向滑動於諸橫向桿件23a上。除此之外，由於諸孔口22d與諸橫向桿件23a間之餘隙，有可能產生一(可能受到限制)之向下或向上位移(從第3圖之平面起)。此可使得諸縱向桿件22b移動。諸套管或間隔管23或端部止擋件(諸聯接橫板22c可滑動於其間)被配置在第一系列桿件23a上以便可限制此移動。

已發現的是，本發明之抓取結構20顯著地減少卡在諸通道口21中之不想要物體。此歸功於此抓取結構之上述「活動」特性。儘管有此一改良效力，如果諸不想要物體在挖泥過程中仍然被遺留在抓取結構中，則一種將本發明之耙頭升起及/或將抽吸動作暫時減小或停止之方法通常是足以將此諸不想要物體從抓取結構上釋除。此節省了很多工作時間。抓取結構之經增加的機動性明顯地足以再次地以簡單的方法脫除因抽吸管之強力抽吸作用而被牢牢卡住之物體。這是令人感到意外的，因為一般人確實期望一卡在抓取結構中之物體可抵消此抓取結構之諸桿件的機動性，藉此使其與一僅具有固定桿件之抓取結構間毫無差別。

第5圖顯示本發明之抓取結構的另一較佳變化型式。此圖中顯示一罩體2，其包括多個側壁3、一具有拱形部5之頂板4、及一後壁3’。罩體2在下游側配備有一齒狀樑18，其結合諸齒10之孔口10’以利於安裝。罩體2在內側配備有多個隔板40，而諸隔板中之多者在上游側均配備有孔口41，其中可收納旋轉軸6(顯示於第1及2圖中)。三條橫向管42被收納於罩體2之諸側壁3內。這些的尺寸被設定成使其可提供罩體足夠之強度與剛性，且亦可配備多個齒或其他切割工具。第一系列之橫向管42被收納於諸隔板40之孔口43內。多個活動聯接橫板44另被收納在介於諸固定隔板40間之諸橫向管42上。這些橫板亦配備有若干被推置在諸橫向管42上之孔口。如第6圖中所詳示的，第二系列之縱向桿件45被固定至諸聯接橫板44之底面上(為清晰起見而於第5圖中不顯示諸縱向桿件45)。縱向桿件45因此藉由一滑動聯接器44而被活動地連接至第一系列之橫向管42上。此滑動可發生以便限制兩個被配置在第一系列橫向管42上之端部止擋件46間的範圍。抓取結構20包括由諸桿件42及45所構成之架構，而此諸桿件42及45交叉地延伸，且諸通道口21係位於此諸桿件42及45之間。

第7圖顯示另一較佳變化型式，其中所有隔板40上配備多根縱向桿件45a以及具有多根活動縱向桿件45之多個聯接橫板44。此外，耙頭之齒狀樑18配備有一第一系列之齒10。抓取結構20之諸橫向管42同樣地配備有一第二系列之齒50。

本發明並不受限於上述之諸實施例且亦包含對本發明所作之諸修改型式，其均落在本案所附之申請專利範圍所界定之範圍內。

1．．．抽吸管

2．．．罩體

3．．．側壁

3’．．．後壁

4．．．頂板

5．．．拱形部

6．．．旋轉軸

7．．．密封條

8．．．艉板

9．．．噴射管

10．．．齒

10’．．．孔口

11．．．腔室

12．．．噴射管

13．．．水

14．．．磨耗條

15．．．抽吸口

16．．．液壓缸

17．．．聯接器

18．．．齒狀樑

20．．．抓取結構

21．．．通道口

22．．．縱向桿件

22a．．．縱向桿件

22b．．．縱向桿件

22c．．．聯接橫板

22d．．．孔口

23．．．橫向桿件

23a．．．橫向桿件

26．．．固定橫板

27．．．鎖定橫板

40．．．隔板

41．．．孔口

42．．．橫向管

43．．．孔口

44．．．聯接橫板

45．．．縱向桿件

45a．．．縱向桿件

46．．．端部止擋件

50．．．齒

P．．．方向

第1圖示意地顯示一耙吸式挖泥船之耙頭；

第2圖顯示本發明之耙頭的橫截面；

第3圖係第1圖所示耙頭之底視圖；

第4圖係沿第1圖所示耙頭之B-B線所取之截面的前視圖；

第5圖顯示本發明耙頭罩體之另一實施例的一部分之立體底視圖；

第6圖係第4圖所示實施例之變化形式的細部之立體底視圖；及

第7圖係第4圖所示實施例之變化形式的一部分之立體底視圖。

1．．．抽吸管

2．．．罩體

3．．．側壁

3’．．．後壁

4．．．頂板

5．．．拱形部

6．．．旋轉軸

7．．．密封條

8．．．艉板

9．．．噴射管

10．．．齒

11．．．腔室

12．．．噴射管

13．．．水

14．．．磨耗條

15．．．抽吸口

16．．．液壓缸

17．．．聯接器

P．．．方向

Claims (9)

1. 一種耙吸式挖泥船之耙頭，包括一可旋轉罩體，其係經由該罩體之抽吸口而被連接至一用於排出泥土之抽吸管，其中該罩體配備一用於抓取不想要物體之抓取結構，而該抓取結構關閉除了諸通道口以外之該抽吸口，其中至少多個通道口具有一可變之通道面積。
2. 如申請專利範圍第1項之耙頭，其中至少多個通道口具有一可擴大之通道面積。
3. 如申請專利範圍第1或2項之耙頭，其中該抓取結構包括一由多根桿件所構成之架構，而該等桿件成交叉地延伸，且該等通道口係位於該等桿件之間，其中該等桿件中之至少一些被活動地連接至該罩體。
4. 如申請專利範圍第1項之耙頭，其中一第一系列桿件被固定地連接至該罩體，而一第二系列桿件被活動地連接至該罩體。
5. 如申請專利範圍第4項之耙頭，其中該第二系列桿件係藉由一可滑動於兩個被配置在該第一系列桿件上之端部止擋件之間的聯接器而被活動地連接至該第一系列桿件。
6. 如申請專利範圍第4項之耙頭，其中該第二系列桿件係藉由一可滑動於兩個被配置在該第一系列桿件上之套管之間的聯接器而被活動地連接至該第一系列桿件。
7. 如申請專利範圍第1項之耙頭，其中該抓取結構配備有 一系列之齒。
8. 如申請專利範圍第1項之耙頭，其中該罩體被設置在具有多個刀狀磨耗條之諸側壁的底面之位置處，而該等磨耗條係充分地薄以便可穿透該地面，並因此而實現至少部分之側面密封。
9. 一種用於破碎及/或挖掘水面下至少部分堅硬之地面的方法，其使用一配備有一如申請專利範圍第1至8項中任一項之耙頭的耙吸式挖泥船，其中該耙頭被升起及/或其中該抽吸動作被暫時地減小或停止，以便可放開該用於抓取不想要物體之抓取結構。