專利名稱：大管徑污水管道清淤系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于市政給排水管網(wǎng)丁程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及針對大管徑污水管道的清淤
技術(shù)。
背景技術(shù)：
隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大和用水量的不斷增多，城市的排水量也越來越大，排水管道 管徑也越來越大，目前我國的排水管道管徑最大已達(dá)3m以匕大管徑污水管道清淤工作也 閂益繁重。 目前國內(nèi)外主要清淤方法有絞車清淤法、高壓水射流清淤法和水沖刷清淤法。它 們都仃& fi的缺點和不足絞車清淤法適用各種管徑的管道，但該法需要人丁下井送竹片， 井K非常惡劣的工作環(huán)境給工人帶來極大不便，危害工人的健康,甚至?xí)：と说纳?高壓水射流淸淤法由于成本過高和沖刷效果的原因，通常只限于用于小于i.3m直徑的管 道，難以在大管徑管道中推廣；水沖刷清淤法要求管道本身必須有一定流* ，淤泥不宜過多 (20%左右)，且上游的水不能從其它支路流走，NJ吋保證不使上游水回流進(jìn)入附近建筑物， 適用范闈也大為受限。 另外還有通溝機清淤和Sielwolf系統(tǒng)清淤，其中通溝機清淤要求管壁規(guī)則光滑 且污物不能太多，且在大管徑管道屮難以操作；而Siel.TO:lf清淤系統(tǒng)體積龐大且價格昂 貴，使用也大為受限。 以上這些方法都有各自的不足，且都不太適合大管徑污水管道的清淤。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對以上現(xiàn)有管道清淤方法和設(shè)備存在的問題，以及對大管徑污水管道淸 淤的不適用性，提出一種大管徑污水管道清淤系統(tǒng)及方法，實現(xiàn)對大管徑污水管道的清淤， 且無需人員下到管中作業(yè)，設(shè)備簡單，成本及運行費用低，體積小，操作靈活。
本發(fā)明提出的一種大管徑污水管道清淤系統(tǒng)具有以下結(jié)構(gòu) 它ft:"- —井下清淤小船和地面操作控制系統(tǒng)，-一圓柱形充氣橡膠閘門和地面充放
氣裝置,它們共同形成一個人工地上操作，清淤小船管中清淤作業(yè)的系統(tǒng)。 所述井下淸淤小船包括船休和安裝在船休上的水下攪拌裝置，井下淸淤小船通過
纜繩和控制線與地面操作控制系統(tǒng)連接。船體上還安裝有攝像頭,攝像頭通過信號線連接
地面的攝像頭顯示控制屏或通過無線方式與地面的攝像頭.M示控制屏通訊。 所述地面操作控制系統(tǒng)包括纜繩、滑輪組、導(dǎo)桿、絞車以及控制筘，所述導(dǎo)桿與檢
査井或地面相對固定，所述滑輪組安裝在導(dǎo)桿上，纜繩通過滑輪組分別連接船體和絞車，控
制箱通過控制線連接水R覺拌裝背。 所述充氣橡膠閘門包括充氣橡膠皮囊和定位機構(gòu)，所述充氣橡膠皮囊充氣后的外 徑大小與被清淤管段下游管段的內(nèi)徑相等,所述充氣橡膠皮囊的中心有容污水橫向通過的 圓形過水孔，過水孔位于充氣橡膠皮囊的中心，孔徑為充氣橡膠皮囊外徑的0. 6 0, 8倍，過水流量大時取上限，過水流量小時取下限；所述定位機構(gòu)將充氣橡膠皮囊與檢查井進(jìn)行相對固定。所述地面充放氣裝置通過空氣軟管與充氣橡皮氣囊連接。
利用上述淸淤系統(tǒng)進(jìn)行淸淤工作的方法如下 第一步通過閘門控制桿將未充氣的橡膠閘門放到待清淤管段下游的管道中，然后通過地上空氣充放裝置向橡膠閘門充1,過程中地面上的工作人員把住閘門控制桿以防止未充滿氣的橡膠閘門被水流沖走。
第二步待清淤管道中的水位上升到--------定高度后將清淤小船從待清淤管段上游的
檢杳井屮放到污水管屮，架好導(dǎo)桿，理好纜繩。 第-:歩啟動清淤小船上的高速防水電機，攪拌螺旋槳在電機的帶動下開始作業(yè)將管底的淤泥攪起，工作過程中清淤小船上的攝像頭將拍攝的污水管中的情況傳到地面上
的攝像頭顯示控制屏，地上工作人員通過觀察顯示控制屏來操作絞車，通過纜繩根據(jù)需要不斷地調(diào)節(jié)管中清淤小船的位置和方向。 第四步-、個工作管段完成攪動作業(yè)后，關(guān)閉電動機，將清淤小船從管道中提出并將充氣橡膠閘門巾的空氣迅速放掉取出橡膠閘門。之前在被清淤管道中累積的污水便迅速流走，同時被攪起的淤泥隨水流沖走。--個工作管段的清淤作業(yè)完成，轉(zhuǎn)入下一個工作管段。 本發(fā)明的優(yōu)點如下 本發(fā)明適用f大管徑污水管道的清淤,無需人員下到管中作業(yè)，清淤過程簡單且
淤泥采用流休輸送方式耗能少，設(shè)各休積小，操作靈活，造價低，淸淤效果好。目.因配有攝像頭等設(shè)備，本設(shè)備除了用于清淤外還可以用作探測裝置下井進(jìn)入污水管中探測污水管中的
淤積和破損情況。


圖1是本清淤系統(tǒng)的工作原理圖； 圖2是本清淤系統(tǒng)中清淤管段上游檢査井平面示意圖； 圖3是本清淤系統(tǒng)中清淤管段'卜'游檢杏井平面不意圖； 圖4是本淸淤系統(tǒng)中淸淤小船的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4A是清淤小船的平面圖； 圖4B是圖4A的A-A剖面圖； 圖4C是圖4A的B-B剖面圖； 圖5是本清淤系統(tǒng)中導(dǎo)桿構(gòu)造示意圖； 圖6是本清淤系統(tǒng)屮圓柱形充氣橡膠閘門的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6A是圓柱形充氣橡膠閘門的平面示意圖； 圖6:B是圖6A的C-C剖面圖； 圖6C是圖6A的D-D剖面圖。 圖中卜卨'速防水電機 2-攪拌螺旋槳 3-浮箱 4-連接角鋼 5-浮ff支架 6-攝像頭 7-纜繩 8-纜繩整合器
9-滑輪10--30°彎頭ll--連接三通12--導(dǎo)桿iS--控制箱丄4--攝像頭顯示控制屏15--絞車16--導(dǎo)桿支撐17--淸淤管道18--充放氣裝置19--空氣軟管20--閘門控制桿21--90°連接彎頭22-球形萬向接頭23--連接四通24--可伸縮支撐骨架短管25--充氣橡膠皮囊26--孔洞27-~清淤管段--匕游檢杏井28--清淤管段下游檢s井29--下游管道
具體實施例方式
參見圖1、圖2和圖3，木清淤系統(tǒng)包括井下清淤小船、清淤小船地l:操作系統(tǒng)、充氣橡膠閘門以及充氣橡膠閘門地上充放氣裝置。 1.、井下清淤小船，結(jié)合圖1.和圖4的圖4A、圖4B和圖4C :它由兩個浮箱3通過四根連接角鋼4連接而成，四根連接角鋼同定在兩浮箱的浮箱支架上。清淤小船上裝:f.1—高速防水電動機1、攪拌螺旋槳2和四個攝像頭6。 浮箱3形狀為長條形，高速防水電動機i和攪拌螺旋槳2裝在兩浮箱3的中間，攪拌螺旋槳2的方向斜向下即螺旋槳連接桿與水平面成一定夾角向F伸進(jìn)水中，角度可取60° 。四個攝像頭6分別安裝在兩個浮箱的兩頭,攝像頭均朝向小船的外側(cè)，可與小船縱向方向成45°火角。 井下清淤小船工作時位于清淤管道17中，螺旋槳在電動機的帶動下旋轉(zhuǎn)攪動時將淤泥攪起，同時也提供一個使小船向前行走的推動力。螺旋槳應(yīng)同時具有一定的硬度和柔性，以保證螺旋槳在旋轉(zhuǎn)丁作時對水流的足夠推動力和碰到堅硬物質(zhì)時不至于損壞；螺
旋槳且應(yīng)防纏繞以防止在工作時被纏繞物纏繞rfn影響作業(yè)。小船的四個角落安裝的攝像頭
用以觀察污水管道中的情況以便為地上工作人員調(diào)整小船的工作位置和方向提供依據(jù)。
2、清淤小船地上操作系統(tǒng)，結(jié)合圖1 、圖2和圖4的圖4A、圖4B和圖4C :它由一根可仲縮導(dǎo)桿12、滑輪9、導(dǎo)桿支撐16、兩根纜繩7、-'臺絞車15、控制箱13、-'個攝像頭.顯示控制屏14等組成。 清淤小船的兩個浮箱上系兩根纜繩7，兩根纜繩-一頭系在地面上的絞車15上，一頭系在污水管道屮的清淤小船....匕分別通過安裝在導(dǎo)桿12的四個滑輪9，在清淤小船浮箱的這一頭設(shè)-一個纜繩整合器8，纜繩7穿過纜繩整合器8，工作人員操作絞車15通過調(diào)節(jié)纜繩7來調(diào)節(jié)小船在管道中的工作位置和方向。纜繩整合器8可為兩個30°的彎頭焊接II'l]成，它使得小船工作時纜繩不至于晃動過于厲害而影響工作人員操作。絞車i5和攝像頭顯示控制屏14放在地面上離檢査井lm遠(yuǎn)處。攝像頭6通過信號線連接地面的攝像頭顯示控制屏14或通過無線方式與地面的攝像頭.M示控制屏通訊。 導(dǎo)桿12插入到被清淤管段i:游檢査井27巾，在地面k和檢査井巾分別用導(dǎo)桿支撐16將導(dǎo)桿固定住。參見圖5，導(dǎo)桿可伸縮，可由若干短鋼管連接而成，這樣導(dǎo)桿便可以伸縮從而適應(yīng)在不同深度的檢査井中工作，同時也便于運輸和存放。導(dǎo)桿的兩端各接-一個連接三通11和30°彎頭l()，從rfl]在兩端各裝上兩個滑輪9。
3、充氣橡膠閘門和充氣橡膠閘門地上充放氣裝置 參見圖K圖3、圖6的圖6A、圖6B和圖6C，充氣橡膠閘門包括圓柱形充氣橡膠皮囊25和定位機構(gòu)，通過淸淤管段下游檢查井28放入工作位置。充1橡膠閘門工作時位T被清淤管道的下游管道29中，地l:充放氣裝置18通過空氣軟管19向充氣橡膠閘門充放氣。充氣橡膠閘門充氣后起到攔水作用使被清淤管道中的水位上升以便清淤小船作業(yè)。
圓柱形充氣橡膠皮囊25的大小可根據(jù)其所在管道大小的不同在一定范圍內(nèi)伸縮，以適用于在不同直徑的管道中丁作。充氣橡膠皮囊充氣后的外徑大小與被清淤管段下游管道29的內(nèi)徑相等。充氣橡膠皮囊25中心開圓形孔洞26,孔洞26的孔徑為充氣橡膠皮囊外徑的0, 6 0. 8倍，流量大時取上限，流量小時取下限。這樣，充氣橡膠皮囊在攔水的同時使其具有一定的過水能力從而保證了被清淤管段中的水位在一定的合適卨度而不至T過高影響清淤小船工作或使上游管段產(chǎn)生倒灌現(xiàn)象。 充氣橡膠皮囊25的一側(cè)裝有四個可伸縮支撐骨架短管24，它們起到橡膠閘門骨架支撐的作用?？缮炜s支撐骨架短管24始終要長于充氣橡膠皮囊25的直徑，這樣在充氣
橡膠皮囊充滿氣后可伸縮支撐骨架短管較橡膠皮囊多出來的那部分就卡在管n上，從而防
止了橡膠閘門被水流沖走。其中可伸縮支撐骨架短管24在豎直方向上的兩根長得多一些ffl]橫向上的兩根K得少一些。可伸縮支撐骨架短管根據(jù)橡膠皮囊的大小自行伸縮。
可伸縮閘門控制桿20用以下放和提起橡膠閘門以及閘門充氣時工作人員通過把住控制桿來阻止閘f j被沖走。可伸縮閘f j控制桿2()由若千短鋼管連接而成,控制桿與充氣橡膠皮囊上的可仲縮支撐骨架短管24通過-^個90°連接彎頭21、-'個球形萬向接頭22、- 個鋼制連接四通23連接。岡采用了球形萬向接頭22便使得閘門控制桿20和充氣橡膠皮囊25的相對位置可在一定范圍內(nèi)變動，增加了靈活性。閘門不用時控制桿可以從閘門上拆卸下來，方便了控制桿和閘門的運輸和存放。 充氣橡膠皮囊25在^可伸縮支撐骨架短管24的 ---側(cè)應(yīng)作加厚處理，以防止水流沖力和橫向壓力對橡膠皮囊的破壞。充氣橡膠皮囊25通過空氣軟管19與地面....匕的空氣充放裝置i8連接，空氣充放裝置可為空壓機。
以下是上述清淤系統(tǒng)的清淤方法 第-'步通過閘門控制桿將未充氣的橡膠閘門放到待淸淤管段下游的管道中，然后通過地l:空氣充放裝置向橡膠閘門充氣，過程中地面l:的工作人員把住閘門控制桿以防止未充滿氣的橡膠閘門被水流沖走。 第二步待清淤管道屮的水位上升到一定高度后將清淤小船從待清淤管段上游的檢查井中放到污水管中，架好導(dǎo)桿，理好纜繩。 第三步啟動清淤小船上的高速防水電機，攪拌螺旋槳在電機的帶動下開始作業(yè)將管底的淤泥攪起，工作過程中淸淤小船上的攝像頭將拍攝的污水管中的情況傳到地面上的攝像頭顯示控制屏,地上工作人員通過觀察顯示控制屏來操作絞車，通過纜繩根據(jù)需要不斷地調(diào)節(jié)管中清淤小船的位置和方向。 第四步一個工作管段完成攪動作業(yè)后，關(guān)閉電動機，將清淤小船從管道中提出并將充氣橡膠閘門中的空氣迅速放掉取出橡膠閘門。之前在被清淤管道中累積的污水便迅速流走，同時被攪起的淤泥隨水流沖走。 一個工作管段的清淤作業(yè)完成，轉(zhuǎn)入下-一個工作管段。
權(quán)利要求
大管徑污水管道清淤系統(tǒng)，其特征在于它具有井下清淤小船和配套的地面操作控制系統(tǒng)，以及充氣橡膠閘門和配套的地面充放氣裝置，它們共同形成一個人工地上操作，清淤小船管中清淤作業(yè)的系統(tǒng)；所述井下清淤小船包括船體和安裝在船體上的水下攪拌裝置，井下清淤小船通過纜繩和控制線與地面操作控制系統(tǒng)連接；所述地面操作控制系統(tǒng)包括纜繩、滑輪組、導(dǎo)桿、絞車以及控制箱，所述導(dǎo)桿與檢查井或地面相對固定，所述滑輪組安裝在導(dǎo)桿上，纜繩通過滑輪組分別連接船體和絞車，控制箱通過控制線連接水下攪拌裝置；所述充氣橡膠閘門包括充氣橡膠皮囊和定位機構(gòu)，所述充氣橡膠皮囊充氣后的外徑大小與被清淤管段下游管道的內(nèi)徑相等，所述充氣橡膠皮囊的中心有容污水橫向通過的過水孔，過水孔位于充氣橡膠皮囊的中心，孔徑為充氣橡膠皮囊外徑的0.6～0.8倍，過水流量大時取上限，過水流量小時取下限；所述定位機構(gòu)將充氣橡膠皮囊與檢查井進(jìn)行相對固定；所述地面充放氣裝置通過空氣軟管與充氣橡皮氣囊連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大管徑污水管道清淤系統(tǒng)，其特征在f :所述船體....匕安裝有攝像頭，攝像頭通過信號線連接地面的攝像頭顯示控制屏或通過無線方式與地面的攝像頭顯示控制屏通訊,所述攝像頭顯示控制屏為地面操作控制系統(tǒng)的一部分。
3. 根據(jù)權(quán)利耍求1所述的大管徑污水管道淸淤系統(tǒng)，其特征在T :所述水下攪拌裝置包括至少一套高速防水電機和攪拌螺旋漿，高速防水電機安裝在船體匕其動力輸出軸連接水下的攪拌螺旋漿，所述攪拌螺旋槳斜伸入水中。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大管徑污水管道清淤系統(tǒng),其特征在于所述船體采用至少兩個浮箱通過連接件連接構(gòu)成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大管徑污水管道清淤系統(tǒng)，其特征在f :所述纜繩有兩根，兩根纜繩在靠近船休--端安裝有--個纜繩整合器；所述纜繩整合器為兩個30°的彎頭焊接構(gòu)成。
6. 根據(jù)權(quán)利耍求1所述的大管徑污水管道清淤系統(tǒng)，其特征在T :所述充氣橡膠皮囊I:設(shè)置有支撐皮囊的可伸縮支撐骨架短管。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的人管徑污水管道清淤系統(tǒng)，其特征在于所述皮囊定位機構(gòu)采用可伸縮控制桿，其豎直連接在充氣橡膠皮囊一側(cè)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大管徑污水管道清淤系統(tǒng)，其特征在于所述可伸縮控制桿與充氣橡膠皮囊上的可伸縮支撐骨架短管連接。
9. 使用權(quán)利要求i-8之仟--項所述的大管徑污水管道淸淤系統(tǒng)進(jìn)行淸淤的方法，其特征在于，所述清淤方法如下第-'步先將未充氣的橡膠閘門通過待清淤管段下游檢査井放到待淸淤管段下游的管道巾，然后通過地l:空氣充放裝置向橡膠閘門充氣，在此過程中控制充氣橡膠閘門被水流沖走；第二步待清淤管道屮的水位上升到一定高度后將清淤小船從待清淤管段上游的檢杳井中放到污水管中，由地面操縱控制系統(tǒng)控制其位置和方向；第三步通過地面操作控制系統(tǒng)控制清淤小船上的水K攪拌裝置運行，將管底的淤泥攪起；第四步一個工作管段完成攪動作業(yè)后，停止攪拌，將清淤小船從管道中提出，并將充 氣橡膠閘門中的空氣迅速放掉取出橡膠閘門，之甜在被淸淤管道中累積的污水便迅速流 走，同時被攪起的淤泥隨水流沖走，一個工作管段的清淤作業(yè)即完成，F(xiàn)—個工作管段的作 業(yè)M上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大管徑污水管道清淤系統(tǒng)及方法，它具有一井下清淤小船及地上操作系統(tǒng)，一充氣橡膠閘門和地上充放氣裝置。所述井下清淤小船包括船體和安裝在船體上的水下攪拌裝置，井下清淤小船通過纜繩和控制線與地面操作控制系統(tǒng)連接，作業(yè)時由水下攪拌裝置將管道底部的淤泥攪起。清淤小船工作前將充氣橡膠閘門放到被清淤管段下游管道中并充氣使得被清淤管段中水位上升以便清淤小船作業(yè)。地面上設(shè)操作系統(tǒng)以控制清淤小船在管道中作業(yè)。清淤小船在一個管段中完成作業(yè)后便將小船從管道中提出，同時將充氣橡膠閘門中的空氣放掉且將橡膠閘門從管道中取出。之前在工作管道中累積的污水便迅速流走，被攪起的淤泥也被一同沖走，管道淤泥得以清除。本系統(tǒng)可實現(xiàn)大管徑污水管道的清淤，被清淤管道管徑在1m以上，且不用人工下到管中操作，設(shè)備處理能力強，體積小，靈活，成本及運行費用低，工藝簡單。
文檔編號B08B9/047GK101693243SQ20091019104
公開日2010年4月14日 申請日期2009年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日
發(fā)明者何強, 吳正松, 李華飛, 秦川, 翟俊, 肖海文 申請人:重慶大學(xué);