[發明專利]組合式河道清淤裝置

有效

• 申請號: 202011179128.0
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112459149B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 楊恩尚;劉琪;楊亞菲;黃鵬
• 申請（專利權）人: 浙江海洋大學
• 主分類號: E02F3/88
• 分類號: E02F3/88;E02F3/92;E02F5/28
• 代理公司: 北京國翰知識產權代理事務所(普通合伙) 11696
• 代理人: 葉帥東

本發明公開了一種組合式河道清淤裝置，包括吸泥管。吸泥管為雙層管道，由外管和內管組成；外管與內管之間為密封空氣腔；外管上設置有進氣口，進氣口上連接有空氣壓縮機，空氣壓縮機能夠通過進氣口向密封空氣腔內充氣；內管上設置有單向閥，單向閥的數量至少為一個，內管的內部空間通過單向閥與密封空氣腔連通，且單向閥的出氣口設置在內管的內部；內管的外壁上固定連接有風振單元，風振單元的數量至少為一個。本發明具有降低吸泥管內的阻力，從而提高泥漿輸送效率、節約能耗，以及避免吸泥管的吸口堵塞以及管道堵塞的技術效果。

技術領域

本發明涉及河道工程清理技術領域，具體涉及一種組合式河道清淤裝置。

背景技術

我國中小河道淤積現象比較普遍，河道原有的調蓄洪水和防災減災的能力有所減弱。近幾年國家加強了中小河道和農村河道的治理力度，其中清淤工程作為主要措施被廣泛實施。常規的清淤方式包括干式清淤、半干式清淤和濕式機械清淤，其中干式清淤、半干式清淤均需采取圍堰排水的方法，該類方法存在的問題是：會導致河道局部斷流，因此適合雨季開工，也不適合在不宜斷流的河道施工，另外對兩岸的操作空間也有一定的要求。而濕式機械清淤，則是利用各種組合式的河道清淤裝置清除淤泥，無需圍堰，通過在船體上搭載不同的設備，組合成為不同結構形式的清淤裝置。從挖掘和泥沙輸移的形式上，清淤機械可分為機械疏浚式、射流疏浚式、水力疏浚式三種。

機械疏浚使用抓斗、鏟斗、鏈斗等將河床上的泥土挖出，再由駁船等運走的疏浚方式，由于效率較低，現在應用已逐漸減少。射流疏浚式利用高速射流沖刷河床，并借助河道的水流將射流沖起的泥沙輸送到下游去而實現疏浚的目的，由于射流疏浚會對環境產生較大影響，因此這種疏浚方式受到很大的限制。水力疏浚是用離心泵抽吸由鉸刀、斗輪、耙頭等切削土壤而形成的泥漿，泥漿進入吸泥管，經由離心泵，并最終通過排泥管輸送到排泥點的疏浚方式。水力疏浚的特點是可以實現連續高效作業，易于使疏浚作業實現自動化和智能化，因而這種疏浚方式得到了廣泛的應用，成為了現代挖泥船最重要的疏浚方式。

在水力疏浚中，由吸泥管、泥泵、發電機和排泥管等多個部分構成的泥漿管道輸送系統是最復雜和最關鍵的部分，為了提高疏浚施工的效率，增加收益，提高泥漿管道輸送的效率是重中之重。同時，疏浚作業過程中，絕大多數的故障都與泥漿管道密切相關。

發明內容

本發明的目的在于提供一種組合式河道清淤裝置，具有降低吸泥管內的阻力，從而提高泥漿輸送效率、節約能耗，以及避免吸泥管的吸口堵塞以及管道堵塞的技術效果。

本發明為實現上述目的所采取的技術方案為：

一種組合式河道清淤裝置，包括吸泥管。吸泥管為雙層管道，由外管和內管組成；外管與內管之間為密封空氣腔；外管上設置有進氣口，進氣口上連接有空氣壓縮機，空氣壓縮機能夠通過進氣口向密封空氣腔內充氣；內管上設置有單向閥，單向閥的數量至少為一個，內管的內部空間通過單向閥與密封空氣腔連通，且單向閥的出氣口設置在內管的內部；內管的外壁上固定連接有風振單元，風振單元的數量至少為一個。

清淤作業開始后，泥漿在泥泵的作用下，從吸泥管的吸口處進入，沿著內管向泥泵的方向運動。當內管充滿泥漿后，啟動空氣壓縮機，通過外管上的進氣口向密封空氣腔內充氣，隨著密封空氣腔內壓力的提升，部分空氣會通過單向閥進入內管的內部，并與泥漿混合，形成固-液-氣三相流。三相流通過改變泥漿的內部結構，降低了泥漿的粘度、使泥漿中的粗顆粒更容易懸浮、利用氣體在泥漿與管壁之間形成的氣泡減少泥漿與管壁之間的摩擦，從而降低管道輸送過程中，泥漿受到的阻力損失，提高了管道輸送的效率，并節約了能耗。另外，空氣由進氣口進入密封空氣腔，再由密封空氣腔進入內管的內部，使得密封腔內的空氣始終處于流動狀態，而流動的空氣與風振單元相互作用，會產生振動，進一步將振動傳遞給內管。這種振動能夠減小管道垂直方向上的濃度梯度和管壁出漿體的速度梯度，使泥漿的濃度更加均勻，減少泥漿受到的粘性阻力損失，同樣提高了管道輸送的效率，并節約了能耗。