[發(fā)明專利]空化射流淤泥清理裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011396390.0
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112575836A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡建新;蘇文峰;宿向輝;朱祖超;林哲
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江理工大學
• 主分類號: E02F5/28
• 分類號: E02F5/28;E02F3/88;E02F3/90;E02F3/92
• 代理公司: 杭州融方專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33266
• 代理人: 沈相權(quán)

本發(fā)明涉及一種空化射流淤泥清理裝置，所屬水下清理淤泥設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，包括水下淤泥層，所述的水下淤泥層上設(shè)有清淤水下作業(yè)車，所述的清淤水下作業(yè)車前端設(shè)有空化射流淤泥清理機構(gòu)，所述的空化射流淤泥清理機構(gòu)與清淤水下作業(yè)車間設(shè)有機械臂，所述的清淤水下作業(yè)車上設(shè)有抽吸泵，所述的抽吸泵與空化射流淤泥清理機構(gòu)間設(shè)有延伸出水面的淤泥輸送管，所述的抽吸泵側(cè)邊設(shè)有射流泵，所述的射流泵與空化射流淤泥清理機構(gòu)間設(shè)有射流管。具有結(jié)構(gòu)簡單、運行穩(wěn)定性好、工作效率高和使用壽命長的特點。通過發(fā)生器噴嘴出口形成脈沖空化射流并產(chǎn)生水力脈沖和瞬時負壓效應(yīng)，提高了淤泥破碎打散的效果，便于后續(xù)的淤泥抽吸工作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水下清理淤泥設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種空化射流淤泥清理裝置。

背景技術(shù)

由于防洪和環(huán)保的需要，人們常需要對沉積在江河湖泊、堤壩和其它一些深水水系中的淤泥進行清理。目前，常用的清淤方式有挖泥船、鏈斗式挖泥船和泵吸式挖泥船等，都需要依靠船載設(shè)備進行工作，此類設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作難度大、使用成本高，且清理深度不能過大。

對于深水淤泥清理方式主要是通過清淤車利用清淤頭上的旋轉(zhuǎn)的碎泥刀頭對淤泥進行破碎打散，再吸入小車內(nèi)。這種方式的清淤頭是在固液接觸面工作，碎泥刀頭旋轉(zhuǎn)工作對水體的擾動較大，持續(xù)作業(yè)容易造成淤泥里的重金屬沉淀污染水體，對環(huán)境造成污染。水下清淤物成分和淤積地形復(fù)雜，一旦碎泥刀頭被長物纏繞或陷入硬土中卡住，進而直接對未破碎打散的淤泥直接進行抽吸往往會使抽吸泵的驅(qū)動電機因過熱而燒壞。

空化空蝕在水力機械中本是一種十分有害的現(xiàn)象，它能產(chǎn)生強烈的沖擊和震動，降低設(shè)備的壽命、穩(wěn)定性和效率。將這種具有強烈破壞作用的空化現(xiàn)象人為引入水射流中，變害為利，就產(chǎn)生了空化射流的概念。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要解決現(xiàn)有技術(shù)中存在運行穩(wěn)定性差、工作效率低和使用壽命短的不足，提供了一種空化射流淤泥清理裝置，其具有結(jié)構(gòu)簡單、運行穩(wěn)定性好、工作效率高和使用壽命長的特點。通過發(fā)生器噴嘴出口形成脈沖空化射流并產(chǎn)生水力脈沖和瞬時負壓效應(yīng)，提高了淤泥破碎打散的效果，便于后續(xù)的淤泥抽吸工作。

本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：

一種空化射流淤泥清理裝置，包括水下淤泥層，所述的水下淤泥層上設(shè)有清淤水下作業(yè)車，所述的清淤水下作業(yè)車前端設(shè)有空化射流淤泥清理機構(gòu)，所述的空化射流淤泥清理機構(gòu)與清淤水下作業(yè)車間設(shè)有機械臂，所述的清淤水下作業(yè)車上設(shè)有抽吸泵，所述的抽吸泵與空化射流淤泥清理機構(gòu)間設(shè)有延伸出水面的淤泥輸送管，所述的抽吸泵側(cè)邊設(shè)有射流泵，所述的射流泵與空化射流淤泥清理機構(gòu)間設(shè)有射流管。所述的空化射流淤泥清理機構(gòu)包括攪吸組件，所述的攪吸組件與機械臂間設(shè)有搖臂，所述的搖臂與攪吸組件間設(shè)有攪吸連接傳動座。

作為優(yōu)選，所述的攪吸組件包括鉆頭，所述的鉆頭上端與攪吸連接傳動座間設(shè)有與攪吸連接傳動座相軸承式嵌套連接的齒圈，所述的鉆頭內(nèi)設(shè)有空化射流發(fā)生器，所述的空化射流發(fā)生器與鉆頭間設(shè)有與淤泥輸送管相插嵌式套接的襯套，所述的襯套上下兩端與鉆頭內(nèi)壁間均設(shè)有軸承。

作為優(yōu)選，所述的空化射流發(fā)生器包括發(fā)生器管體，所述的發(fā)生器管體內(nèi)設(shè)有與發(fā)生器管體相嵌套的葉輪座，所述的葉輪座內(nèi)設(shè)有與葉輪座相銷軸式連接固定的葉輪，所述的葉輪座上端設(shè)有與射流管相連通式嵌套的上接母頭，所述的葉輪座下端設(shè)有與發(fā)生器管體相嵌套的自激振蕩噴嘴，所述的自激振蕩噴嘴內(nèi)設(shè)有與射流管相連通的自激振蕩室。

葉輪高速旋轉(zhuǎn)連續(xù)改變流道面積，產(chǎn)生脈沖擾動。自激振蕩室對葉輪產(chǎn)生的源脈沖放大并產(chǎn)生流體諧振，當其通過自激振蕩室出口收縮截面進入自激振蕩噴嘴時，產(chǎn)生壓力波動，這種壓力波動又反射回諧振腔形成反饋壓力振蕩，從而在自激振蕩室內(nèi)產(chǎn)生流體聲諧共振，在流體出口段產(chǎn)生強烈脈動脈沖空化渦環(huán)流，在渦環(huán)中心出現(xiàn)低壓區(qū)，從而產(chǎn)生空化現(xiàn)象。自激振蕩噴嘴產(chǎn)生的空化射流以波動的形式?jīng)_擊淤泥，空化產(chǎn)生的氣泡與淤泥發(fā)生沖撞破裂，對淤泥進行破碎打散，加速泥漿的內(nèi)部分離，使其產(chǎn)生塊狀固液兩相流。