[發(fā)明專利]用于從水底移除材料的刀頭

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380035970.9
• 申請(qǐng)日: 2013-07-05
• 公開（公告）號(hào): CN104411895A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蒂莫西·亞歷山大·范奧普斯塔爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: IHC荷蘭IE有限公司
• 主分類號(hào): E02F9/28
• 分類號(hào): E02F9/28;E02F3/92;E21B10/43
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 余剛;李靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于從水底(water?bed，河底)移除材料的刀頭(cutter?head)，該刀頭布置成繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，該刀頭包括基座圈(base?ring)和轂(hub)，基座圈和轂設(shè)置成相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的，刀頭包括在基座圈與轂之間延伸的多個(gè)臂，臂包括多個(gè)挖掘工具。本發(fā)明進(jìn)一步涉及包括這種刀頭的船。

背景技術(shù)

絞吸式挖泥船(dredger)(CSD)是已知的。這種挖泥船使用吸管，該吸管在吸入口處具有刀頭。刀頭可利用轂連接至挖泥船，轂安裝在具有使刀頭旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)器的軸線上。旋轉(zhuǎn)軸線被稱為刀頭的軸向方向。刀切下的材料被吸入吸管并從刀頭輸送走，例如通過(guò)浮動(dòng)管線輸送至傾倒位置(dumping?location)。

刀頭切下水底材料并使其松動(dòng)，以便使該材料被吸入吸管。刀頭和吸入口可相對(duì)于水底移動(dòng)。

為了將水底材料吸入吸管，可設(shè)置耐磨的泵，例如離心泵。

絞吸式挖泥船常用于切下硬表面材料(例如，巖石)，然而絞吸式挖泥船也可用于挖掘砂礫(gravel)或沙子。

刀頭可設(shè)置有多個(gè)挖掘工具(例如，形成為鑿形的齒)來(lái)挖鑿水底材料。挖掘工具也可由包括多個(gè)齒的切削刃形成。然而，挖掘工具易于磨損，尤其是當(dāng)其切下硬表面材料時(shí)。

因此，包括可更換齒或可更換切削刃的刀頭是已知的。更換齒是一項(xiàng)費(fèi)時(shí)因而費(fèi)錢的操作，且導(dǎo)致了絞吸式挖泥船停工。

已知的刀頭設(shè)計(jì)包括設(shè)置在吸入開口周圍的基座圈，多個(gè)臂連接至該基座圈。臂在軸向上遠(yuǎn)離吸入開口地延伸，并徑向地朝向彼此會(huì)聚，從而在吸入開口的前面形成刀頭。臂在切向和徑向上可以是彎曲的，以便臂朝向彼此成螺旋形。臂也可僅在徑向上是彎曲的，同時(shí)軸向?qū)R或相對(duì)于軸向成小的角度。例如，這種設(shè)計(jì)被稱為L(zhǎng)ancelot(由IHC?Parts&Services公司制造)。

會(huì)聚的臂可在吸入開口的前方一定距離處的中部彼此靠近，臂在此處連接至驅(qū)動(dòng)刀頭的轂。

挖掘工具，例如，齒或切下刃，被附接至臂。挖掘工具使水底材料松動(dòng)并切下水底材料，水底材料通過(guò)在臂之間的空間被吸入吸入開口。齒還起到鏟子(scoop)的作用，其從水底鏟起切下的和/或松動(dòng)的材料，將該材料鏟向吸入開口。

已知的刀頭具有許多缺點(diǎn)。

例如，形成為鑿形的齒易于磨損且需要經(jīng)常更換，這增加了刀頭的停機(jī)時(shí)間。在一些情況下，齒持續(xù)的時(shí)間不超過(guò)一小時(shí)。

US-A-3885330和EP-A1-0376433示出的用于挖孔的設(shè)備和切削工具不適合與絞吸式挖泥船結(jié)合使用。這些文獻(xiàn)示出了具有臂的工具，該臂包括設(shè)置在與工具的旋轉(zhuǎn)軸線垂直的平面內(nèi)的多個(gè)挖掘工具。因此，當(dāng)設(shè)置成與水底成除了垂直外的一定角度時(shí)，這種工具不適合發(fā)揮功能。此外，這種切削工具不適合在與其旋轉(zhuǎn)軸線垂直的方向上移動(dòng)，這在絞吸式挖泥船中是很常見的，其中絞吸式挖泥船設(shè)置有定位樁系統(tǒng)(spud?system)，其允許絞吸式挖泥船相對(duì)于定位樁做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而沿水底移動(dòng)刀頭。

WO2011003896公開了這樣一種用于疏浚水下的地面的刀頭。該刀頭適合于繞中心軸線可旋轉(zhuǎn)地附接至絞吸式挖泥船的梯形件，并適合于隨該挖泥船在橫移運(yùn)動(dòng)中移動(dòng)穿過(guò)地面。刀頭包括基座圈、在中心軸線方向上位于距基座圈一距離處的轂，以及從基座圈延伸至轂的多個(gè)支撐臂，其中支撐臂之間設(shè)置有通道開口，且其中切削工具是軸對(duì)稱的，至少在切削工具的自由外端是軸對(duì)稱的。切削工具至少在其自由外端是軸對(duì)稱的，且優(yōu)選沿其整個(gè)長(zhǎng)度是軸對(duì)稱的，從而允許繞其縱向軸線自由旋轉(zhuǎn)。切削工具可以是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的，且優(yōu)選為錐形的。這種切削工具所占空間較少，這使得有可能為刀頭提供大量的切削工具。切削工具可布置在槽內(nèi)，以便切削工具可繞其旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸線自由地旋轉(zhuǎn)或至少容易地旋轉(zhuǎn)。允許切削工具在操作期間自由地或容易地旋轉(zhuǎn)降低了破損的風(fēng)險(xiǎn)，并且還通過(guò)與土壤摩擦使切削工具的土壤接觸末端自主地銳化。

在優(yōu)選的實(shí)施方式中，根據(jù)本發(fā)明的刀頭包括至少50個(gè)切削工具，更優(yōu)選包括至少100個(gè)切削工具，再更優(yōu)選包括至少140個(gè)切削工具，最優(yōu)選包括至少180個(gè)切削工具。此處，切削工具可規(guī)則地也可不規(guī)則地分布在刀頭的回轉(zhuǎn)表面上。每個(gè)支撐臂的切削工具的數(shù)量?jī)?yōu)選地包括至少10個(gè)切削工具，更優(yōu)選包括至少15個(gè)切削工具，再更優(yōu)選包括至少20個(gè)切削工具，最優(yōu)選包括至少25個(gè)切削工具。