[發明專利]自適應的全封閉低擾動疏浚絞刀裝置、系統及控制方法

在審

• 申請號: 202210648164.X
• 申請日: 2022-06-09
• 公開（公告）號: CN114892746A
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 趙永生;謝斯泓;趙遠洋;何炎平;張戟;鄭金龍;李晟;周丙浩;黃超;谷孝利
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: E02F3/92
• 分類號: E02F3/92;E02F3/06;E02F5/28;E02F3/90
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發明提供了一種自適應的全封閉低擾動疏浚絞刀裝置、系統及控制方法，絞刀裝置，包括絞刀結構、固定罩結構、活動罩結構和泥漿輸送系統；絞刀結構包括螺旋式絞刀、轉動軸系；螺旋式絞刀在轉動軸系的轉動下能夠切割粉碎淤泥；固定罩結構、活動罩結構沿絞刀結構外側布置，能夠連接外部結構、保護絞刀結構、并形成內部抽吸封閉腔體；泥漿輸送系統能夠將切割和粉碎的泥漿向上輸送。本發明能有效提高挖掘過程中泥漿濃度、提高清淤效率，避免懸浮物擴散和二次污染，解決了環保疏浚難題。同時針對上述裝置提出了相應的控制系統和方法，在保證對地壓力的同時，實現保護罩對泥面的自適應貼合，保證了清淤過程中挖掘區域的封閉性。

技術領域

本發明涉及疏浚工程領域，具體地，涉及一種自適應的全封閉低擾動疏浚絞刀裝置、系統及控制方法。

背景技術

疏浚工程對于水上交通、水利防洪、工業發展、城市建設和海上能源等諸多與國民經濟發展息息相關的產業具有極為重要的作用。近年以來隨著社會對環境保護的提倡和重視，環保疏浚的理念和技術也越來越受到業內人士的關注。應用較為廣泛的傳統疏浚方式包括絞吸式、耙吸式等，通過絞刀將水底泥沙進行機械切割，然后采用泵吸的方式將泥沙轉送至船體排泥區。在此過程中，隨著泥沙攪動和擴散，底部淤泥中的懸浮顆粒、有機污染物等會對周圍水體和生物帶來二次污染和傷害。

為解決上述疏浚過程中帶來的環保難題，現有技術US6318005B1在絞吸式挖泥的基礎上采用了可機械開關的絞刀罩結構，通過相對封閉絞刀開挖底泥的區域，減少絞吸過程中的泥漿擴散，提高泥漿濃度，并且可隨著挖掘深度和挖掘方向變化，調整前后絞刀罩的角度。但一般水底淤泥分布并不平整，該裝置在面對崎嶇不平的水底環境時仍存在大量泥漿泄露、清淤效率不足的問題；現有技術CN201062365Y中提出了一種雙螺旋絞刀吸盤式的清淤機械結構，采用了大量的釘齒刀進行淤泥破碎工作，然后利用雙螺旋絞刀結構將泥漿輸送往中央吸口，采用的半封閉罩殼則可減少絞吸過程泥漿泄露。然而，該裝置所采用的絞刀罩殼無法移動，因此無法根據挖掘深度和地形調整封閉范圍，在清淤過程中泄露的泥漿會對環境造成二次污染；現有技術CN206859392U提出了一種同軸互逆式螺旋絞刀清淤機構，采用了與前一個技術類似的結構和工作方式，但同樣存在污染物擴散的問題；現有技術CN207452977U中提出了一種帶滾刀的環保疏浚裝置，采用了多排螺旋滾刀和全封閉罩殼組成的絞吸結構，可以有效防止疏浚過程中污泥的擴散。但該裝置存在挖掘深度調整范圍有限、難以應對水底崎嶇地形的問題。

綜上所述，在環保疏浚的理念指導下，工程上亟需一種可控性好、清淤效率高、地形適應性強的環保疏浚挖掘設備，在實現精準高效清淤的同時，避免挖掘過程中產生二次污染。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種自適應的全封閉低擾動疏浚絞刀裝置、系統及控制方法，通過具有地形自適應功能的前后絞刀活動保護罩和插板結構，能有效提高挖掘過程中泥漿濃度、提高清淤效率，避免懸浮物擴散和二次污染，解決了環保疏浚難題。同時針對上述裝置提出了相應的控制系統和方法，在保證對地壓力的同時，實現保護罩對泥面的自適應貼合，保證了清淤過程中挖掘區域的封閉性。

根據本發明提供的一種自適應的全封閉低擾動疏浚絞刀裝置，包括絞刀結構、固定罩結構、活動罩結構和泥漿輸送系統；

所述絞刀結構包括螺旋式絞刀、轉動軸系；所述螺旋式絞刀沿著轉動軸系布置，所述螺旋式絞刀在轉動軸系的轉動下能夠切割粉碎淤泥；

所述固定罩結構、活動罩結構沿所述絞刀結構外側布置，能夠連接外部結構、保護絞刀結構、內部形成抽吸封閉腔體；

所述活動罩結構布置于所述固定罩結構內側并能夠繞所述轉動軸系旋轉，能夠改變所述活動罩結構遮蓋所述螺旋式絞刀的面積；

所述泥漿輸送系統能夠將所述絞刀結構在所述封閉腔體內切割、粉碎并輸送泥漿。