專(zhuān)利名稱(chēng)：牽引梭行式水力挖泥船的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種疏浚河、渠挖泥采砂的新作業(yè)方法和裝備。
公知的淺水挖泥采砂船，由船體、動(dòng)力設(shè)備和挖泥機(jī)構(gòu)三部分組成，船內(nèi)裝柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)為動(dòng)力源，挖泥機(jī)構(gòu)包括絞刀頭(如吸沙亦可用水槍沖沙)、吸泥頭、吸排泥管、絞車(chē)、泥漿泵等。絞車(chē)后端裝有作業(yè)鋼樁，作業(yè)時(shí)鋼樁為定位中心，橫移絞車(chē)通過(guò)錨系使船體作圓弧形擺動(dòng)，絞刀把水下土方切削翻松，并送至吸泥頭吞口，通過(guò)泥沙泵和吸、排管的水力機(jī)械裝置連水帶泥送至棄土場(chǎng)。
這種挖泥船作業(yè)是間斷的，當(dāng)挖去一弧形帶泥沙后，須拔起鋼樁驅(qū)船前進(jìn)一弧形帶寬之后，再次插入鋼樁定位，循環(huán)作業(yè)如前。而幾個(gè)循環(huán)后又須移動(dòng)錨系，故勞動(dòng)強(qiáng)度是大的，暫載率(挖泥歷時(shí)/換樁移位歷時(shí))是小的，動(dòng)力多未能充分利用。
本發(fā)明的目的是要提供一種連續(xù)作業(yè)，漏挖率小、勞動(dòng)輕松，提高工效的挖泥采沙方法及其相應(yīng)的作業(yè)設(shè)備。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的如

圖1，在挖泥船A頭部設(shè)有繩索牽引裝置B，它由調(diào)速電機(jī)帶動(dòng)立式卷筒B1，卷筒上繞鋼絲繩B2，其外端沿挖泥徑路前方扣子錨B3上，卷筒旋轉(zhuǎn)時(shí)，將繩索徐徐卷入，船體受牽引前進(jìn)。
牽引裝置下有導(dǎo)向裝置C，是在中央豎管C1中插入可隨水深升降之圓桿C2，桿上有指向臂C3前端帶扣讓鋼絲繩穿過(guò)，桿下端分叉向后彎，裝一片導(dǎo)向輪C4，導(dǎo)向輪隨船體前進(jìn)，對(duì)泥層滾切出一道線槽，它是船尾梭行輪使船體左右擺移的瞬時(shí)中心。
船之它端裝柴油機(jī)D帶泥沙泵E，其進(jìn)口裝刮泥吸沙梭行聯(lián)合裝置G，它以柔性彎管G1與首端左右?guī)休S的長(zhǎng)鋼管G2聯(lián)接，下端接吸頭G3，鋼管面上裝長(zhǎng)軸G4，軸頂端通過(guò)鏈傳動(dòng)與齒輪減速電機(jī)G5連結(jié)，軸下端裝梭行刀輪G6，刀輪掠過(guò)吸頭底面濾柵回轉(zhuǎn)排污，既刮松泥沙被吸頭吸入，經(jīng)泵E三通G7出閘閥G8、可轉(zhuǎn)向的彎頭G9入水面浮管G10送至岸上受沙場(chǎng)。而刀輪在泥沙層上，半在刮切泥砂，半在滾動(dòng)狀態(tài)，故又是梭行輪。上方電機(jī)G5接受控制指令時(shí)而正轉(zhuǎn)，時(shí)而反轉(zhuǎn)，就帶刀輪在泥層跟同正反轉(zhuǎn)，上方支承鋼管頂端樞軸的船體，遂被挾持跟同左右擺移。結(jié)合牽引船體前進(jìn)，做到移點(diǎn)成線，移線成面如織布穿梭然，如電子槍在熒屏掃描然，達(dá)到成片連續(xù)吸泥清淤的效果。
本發(fā)明比公知的以鋼樁為定位中心，靠錨系弧形擺動(dòng)清淤方法，是變間斷作業(yè)為連續(xù)作業(yè)，動(dòng)力得到充分利用，故工效高，勞動(dòng)輕松，尤其特適于干渠清淤。
本發(fā)明的具體裝置及作業(yè)方法再由以下的實(shí)施例和附圖闡明設(shè)圖1為一艘3～5噸的鋼質(zhì)挖泥船，船頭的牽引裝置，由一臺(tái)0.75KW，YCT112-4B電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)、蝸輪減速器、卷筒、鋼絲繩和錨等組成，牽引速度，隨泥層厚度、梭行幅等條件不同可以調(diào)節(jié)，例如10～100m/h。在淺水作業(yè)時(shí)(例如2m以?xún)?nèi))船頭下才裝導(dǎo)向輪，作為梭行輪挾持船體跟同擺移的中心，水深較大時(shí)可不用，逕以錨點(diǎn)為擺移中心。
本挖泥船船尾有兩支剛性聯(lián)結(jié)的浮管A1中段和末端焊有Ω形的門(mén)架A2和A3，在A2頂裝滑輪G11，鋼絲繩繞過(guò)滑輪下系吸泥鋼管，前方與船上的卷?yè)P(yáng)器G12連結(jié)，用以升降吸頭。
船內(nèi)裝有一臺(tái)36KW，495A型柴油機(jī)D，直聯(lián)一臺(tái)200-150LX-20型螺旋不堵式泥沙泵E，它在轉(zhuǎn)速2050r/m運(yùn)行時(shí)，揚(yáng)程20m，流量270m3/h，設(shè)帶水泥沙體積密度1.2kg/L和η＝72％，軸功率24KW，排泥量折合土方約50m3/h，排距至100m。
機(jī)泵聯(lián)軸器外附三角帶輪，以三角帶帶動(dòng)左側(cè)一臺(tái)STC-5型5KW發(fā)電機(jī)F，作為船上電源。
泥沙泵進(jìn)口對(duì)著船尾隔板開(kāi)孔，外接橡膠彎管后接φ200長(zhǎng)6m鋼管，末端接吸頭，鋼管上面有3～4只軸承座，長(zhǎng)軸枕于其上，下聯(lián)梭行刀輪，上與YCJ225-4型4KW齒輪減速電機(jī)聯(lián)動(dòng)。設(shè)梭行刀輪直徑φ600，并調(diào)節(jié)運(yùn)行軌跡半帶滑動(dòng)，刮切淤土，半帶滾動(dòng)，在泥層梭行。如左右梭行幅寬5m，滑動(dòng)系數(shù)0.5，則一往復(fù)梭行，刀輪11轉(zhuǎn)，按該齒輪減速電機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)速是22.5r/m，設(shè)往復(fù)梭行切換時(shí)間占1/10，則梭行刀輪實(shí)際轉(zhuǎn)速是21r/m，設(shè)牽引速度是50m/h，則每小時(shí)清淤面積250m2，即0.375畝/小時(shí)。
滾切調(diào)節(jié)裝置吸泥管和刀輪軸等的全重近400kg壓于泥層上，視其阻力的不同，陷入泥層有深淺，滾切比有消長(zhǎng)，故緊靠吸泥頭后方裝水、氣交換罐H，以軟管K1與船上的空壓機(jī)K相連，由閘閥K2和旁通閥K3調(diào)節(jié)之，壓氣入罐排水，罐具浮力減輕自重，刀輪只輕壓泥層；排氣則自動(dòng)灌水，刀輪自重大，重壓泥層，借此調(diào)節(jié)滾切比也就調(diào)整了梭行速度，如圖2所示。
另一方案是刀輪與梭行輪分開(kāi)，刀輪的絞刀稀疏其阻力小，使轉(zhuǎn)速快，在泥層中始終在絞切滑動(dòng)狀態(tài)，刀輪軸經(jīng)NGW行星減速器減速多倍與梭行輪聯(lián)結(jié)，它在刀輪軸外慢轉(zhuǎn)，但工作時(shí)兩輪是同軸線同方向旋轉(zhuǎn)的。
泥沙分離和濃集方法有時(shí)采砂作業(yè)要求泥沙分離或需遠(yuǎn)送嫌帶水過(guò)多需濃集時(shí)，則引導(dǎo)泵出口之泥沙水從切線方向進(jìn)入水力旋流器J，借助旋流的離心力作用甩砂礫至器壁沿圓錐管下落至出口，帶水壓送到岸上受沙場(chǎng)，而漩渦中心的渾水則經(jīng)中心管向上經(jīng)閘閥J1節(jié)制有壓排放。如圖3所示。
航行方法引用噴水推進(jìn)技術(shù)，由螺旋泥沙泵降速運(yùn)行，設(shè)轉(zhuǎn)速降至1/2，則泵的揚(yáng)程降至1/4，軸功率降至1/8，如圖4所示；泵出口經(jīng)異徑三通送水經(jīng)左、右閥G13至船尾兩噴嘴G14向后噴水，則船前進(jìn)，控制方向舵，則可左右轉(zhuǎn)彎。此時(shí)的吸頭已吊離泥層只吸清水，借此也清掃了泵腔和吸、排管路。
權(quán)利要求
1.公知的淺水水力挖泥船，由船體、動(dòng)力設(shè)備和挖泥機(jī)構(gòu)三部分組成，動(dòng)力部分含柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)，挖泥機(jī)構(gòu)包括作業(yè)鋼樁、絞車(chē)、絞刀輪、吸泥頭、吸排泥管、泥沙泵等，作業(yè)時(shí)鋼樁為定位中心，橫移絞車(chē)，通過(guò)錨系使船體作圓弧形擺動(dòng)，絞刀把水下土方切削翻松，并送至吸泥吞口，連水帶泥送至棄土場(chǎng)，本發(fā)明牽引梭行式挖泥沙船的特征在于a)在挖泥船A的船頭設(shè)有繩索牽引裝置B，它由電磁調(diào)速電機(jī)經(jīng)減速器、離合器、帶動(dòng)立式卷筒B1，卷筒上系鋼絲繩B2，其外端沿挖泥徑路前方投扣于錨B3，合上離合器則卷筒把鋼絲繩徐徐卷入，船體受錨牽引前進(jìn)，其速度可調(diào)10～100m/h，b)在牽引裝置之下有導(dǎo)向裝置C，在船頭有中央豎管C1，中插可隨水深升降之圓桿C2，桿上有指向臂C3，前端帶扣讓鋼絲繩穿過(guò)，桿下段后彎帶叉，裝單片導(dǎo)向輪C4，其中心近于與卷筒中軸線重合，導(dǎo)向輪隨船體前進(jìn)，對(duì)泥層滾切出一道線槽，它是船尾梭行輪使船體左右擺移的瞬時(shí)中心，c)梭行挖泥吸泥聯(lián)合裝置它由頂端兩側(cè)帶樞軸的鋼管G2裝于船尾兩浮管內(nèi)側(cè)軸承座上，頂端以柔性彎管G1接至泵進(jìn)口，下端接吸泥頭G3，管壁上向設(shè)長(zhǎng)軸G4，上端與齒輪減速電機(jī)G5以鏈傳動(dòng)，下端在吸頭上方裝刀輪G6，它掠過(guò)吸頭下向的濾柵回轉(zhuǎn)排污，刮松泥沙，由吸頭吸入，通過(guò)泥沙泵E連續(xù)壓送至受沙場(chǎng)，同時(shí)此刀輪又是梭行輪，它受上方電機(jī)正、反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，半在泥沙層上滾動(dòng)左右擺移，如織布穿梭然，結(jié)合船頭受牽引前進(jìn)遂成片連續(xù)清淤或挖沙，其梭行幅可調(diào)，從一、二米至十來(lái)米，d)氣水交換罐調(diào)節(jié)滾切比在吸泥管末端裝氣水交換罐H，下方開(kāi)孔，上方以管K1與船上空壓機(jī)K的閘閥K2和旁通閥K3相通聯(lián)，壓氣入罐而排水，則吸頭自重減輕，只輕壓沙層，關(guān)閉進(jìn)氣調(diào)節(jié)旁通閥，使罐排氣而充水，則吸頭重而重壓沙層，用以調(diào)節(jié)梭行刀輪的滾切比值，控制了梭行速度，e)泥沙分離與濃集當(dāng)要求泥、沙分離或須濃集遠(yuǎn)送時(shí)，引導(dǎo)泵出口之泥沙水從切線方向入水力旋流器J，借助旋流的離心力作用，甩砂礫于器壁，沿圓錐管下落至出口，帶水壓送經(jīng)水面浮管G10至岸上沙場(chǎng)，處在漩渦中心的懸濁泥水則經(jīng)中心管向上經(jīng)閘閥J1節(jié)制，有壓排放，f)噴水推進(jìn)航行將吸頭吊離沙層，只吸清水，導(dǎo)向輪也提升，并讓柴油機(jī)半速運(yùn)行，則航行功率僅為全載功率1/8，讓泵出口清水經(jīng)異徑三通的小口送由兩閘閥G13從船尾兩側(cè)的噴嘴G14出流成為噴水推進(jìn)航行，時(shí)速5～10km。
全文摘要
一種疏浚河渠挖泥采砂的新作業(yè)方法及其裝備，是船里裝柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)泥沙泵。船頭有牽引和導(dǎo)向裝置，系在錨上的鋼絲繩另一端為船上的電機(jī)帶卷筒徐徐卷入時(shí)，船被牽引前進(jìn)。而泥沙泵的吸入口接長(zhǎng)鋼管下端連吸泥頭，管上還裝長(zhǎng)軸，上聯(lián)齒輪減速電機(jī)，下接梭行刀輪，電機(jī)接受指令正反轉(zhuǎn)，刀輪掠過(guò)吸頭下方既刮松泥沙，為吸頭吸入，又挾持船體左右梭行，結(jié)合船體被牽引前進(jìn)，如穿梭織布然，連續(xù)成片挖吸泥沙由泵壓送經(jīng)水面浮管至岸上沉沙場(chǎng)，用36KW柴油機(jī)帶200-150LX-20螺旋泵時(shí)，挖泥50m
文檔編號(hào)F02B3/06GK1130704SQ95102508
公開(kāi)日1996年9月11日 申請(qǐng)日期1995年3月8日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月8日
發(fā)明者肖冠英 申請(qǐng)人:肖冠英, 曾元力