[發(fā)明專利]一種基于超聲波輔助破巖的絞吸裝置及破巖方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911037766.6
• 申請(qǐng)日: 2019-10-29
• 公開（公告）號(hào): CN110778271B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉增輝;馬正闊;魏長(zhǎng)赟;倪福生;蔣爽;顧磊;李洪彬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)常州校區(qū)
• 主分類號(hào): E21B7/00
• 分類號(hào): E21B7/00;E21B7/24;E21C37/20
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 丁濤

1.一種基于超聲波輔助破巖的絞吸裝置，其特征在于，包括絞吸挖泥船絞吸裝置、連接裝置和，所述超聲波輔助裝置的若干超聲波裝置焊接在所述連接裝置的支架上；所述超聲波輔助裝置包括超聲波發(fā)生器、超聲波開關(guān)和焊接在所述支架上的若干超聲波裝置，超聲波發(fā)生器連接超聲波開關(guān)，超聲波開關(guān)連接每個(gè)超聲波裝置，每個(gè)超聲波裝置包括信號(hào)電纜、金屬外殼、擋圈、接線板、導(dǎo)電柱、壓電片、變幅桿、無(wú)線傳感器和超聲波刀頭；所述信號(hào)電纜穿過(guò)金屬外殼的上端連接超聲波開關(guān)，所述擋圈、接線板、導(dǎo)電柱、壓電片均設(shè)置在金屬外殼內(nèi)，所述信號(hào)電纜連接到接線板，所述接線板上方設(shè)置有擋圈，所述接線板上設(shè)置導(dǎo)電柱，導(dǎo)電柱向下延伸至下方的壓電片上，所述壓電片下方連接變幅桿，所述變幅桿的下端設(shè)置超聲波刀頭，所述變幅桿的桿壁上設(shè)有無(wú)線傳感器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于超聲波輔助破巖的絞吸裝置，其特征在于，所述絞吸挖泥船絞吸裝置包括橋架，固定在橋架上的尾軸、水下泵、吸管、橋架滑輪、橫移滑輪，通過(guò)螺栓固定在所述橋架上的水下電機(jī)，鉸刀和鉸刀軸；所述絞吸裝置通過(guò)所述尾軸與絞吸挖泥船連接，所述吸管通過(guò)水下泵提供動(dòng)力，吸取并運(yùn)輸所述鉸刀的切削產(chǎn)物，所述橋架滑輪用于實(shí)現(xiàn)所述絞吸裝置的升降，所述橫移滑輪用于實(shí)現(xiàn)所述絞吸裝置的橫向走刀，所述水下電機(jī)通過(guò)所述鉸刀軸與所述鉸刀連接，為所述鉸刀的轉(zhuǎn)動(dòng)提供動(dòng)力。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于超聲波輔助破巖的絞吸裝置，其特征在于，所述連接裝置包括通過(guò)螺栓和螺母固定在所述絞吸裝置橋架上的上蓋，與所述上蓋絞接的柱塞缸，分別與所述橋架和所述柱塞桿鉸接的支架，通過(guò)操作系統(tǒng)控制液壓力實(shí)現(xiàn)所述支架和所述超聲波輔助裝置相對(duì)所述橋架的轉(zhuǎn)動(dòng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于超聲波輔助破巖的絞吸裝置，其特征在于，所述超聲波裝置還包括吸聲材料，設(shè)置在壓電片上。

5.一種基于超聲波輔助破巖方法，其特征在于利用權(quán)利要求1-3任一權(quán)利要求所述的裝置，包括以下步驟：

步驟一：在絞吸挖泥船下放絞刀過(guò)程，通過(guò)操作系統(tǒng)控制液壓力以及調(diào)節(jié)超聲波輔助裝置，使得超聲波刀頭與巖石表面有效貼合，同時(shí)絞刀與巖石保持一定高度距離；

步驟二：開啟超聲波裝置，對(duì)巖石表面實(shí)施超聲激勵(lì)，超聲波輔助裝置隨橋架一起橫擺，完成巖石初次預(yù)裂破壞；整個(gè)步驟中絞刀與超聲波輔助裝置隨橋架同步橫擺，但絞刀不工作；

步驟三：初次預(yù)裂破壞完成后，整個(gè)絞吸裝置向前步進(jìn)到合適距離；

步驟四：同時(shí)啟動(dòng)絞刀和超聲波裝置，使得絞刀正好切削步驟一完成預(yù)裂破壞的巖石，且超聲波裝置同時(shí)進(jìn)行新的巖石預(yù)裂破壞，為下一步絞刀切削做準(zhǔn)備；

步驟五：重復(fù)進(jìn)行步驟三和步驟四，直至某一疏浚區(qū)域即將完成施工，先關(guān)閉超聲波裝置，通過(guò)操作系統(tǒng)控制液壓力將超聲波裝置升起一定高度，不再與巖石貼合；絞刀再擺動(dòng)切削一次，完成最后的切削后也隨即關(guān)閉；超聲波輔助裝置和絞刀隨橋架一起被抬起，準(zhǔn)備進(jìn)行下一個(gè)疏浚區(qū)域的施工。