一种不断流作业深水域气动清淤泵成套装备及方法与流程

1.本发明涉及一种不断流作业深水域气动清淤泵成套装备及方法。


背景技术：

2.深水域清淤，一般通过机械设备，将沉积水域底部的淤泥吹搅成混浊的水状，随水流排出，从而起到疏通的作用。
3.但是现有技术中的深水域清淤装置不能实现对淤泥的连续清淤，而且工作效率较低，容易造成清淤管道的堵塞，稳定性较差，同时容易造成清淤泵倾斜，不容易控制。


技术实现要素：

4.本发明目的在于针对现有技术所存在的不足而提供一种不断流作业深水域气动清淤泵成套装备及方法的技术方案，该结构不仅可以通过罐体内气压的连续变化实现对淤泥的吸排作用，而且可以将多个罐体通过时间差来实现联动，保证整个气动清淤泵系统对淤泥进行连续吸排，该清淤方法步骤简单，不仅可以带动气动清淤泵沿着深水域的底部移动清淤，而且可以实现对淤泥的连续吸排，大大提高了清淤效率。
5.为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
6.一种不断流作业深水域气动清淤泵成套装备，其特征在于：包括气动清淤泵和牵引船，气动清淤泵上的框架通过第一牵引绳连接牵引船船尾的吊臂，框架内安装有罐体，相邻罐体的顶部之间通过分流管道连通，分流管道通过吸泥管道连接位于框架前侧的铲泥罩，铲泥罩上的耳板通过第二牵引绳连接牵引船的船头，相邻两个罐体的底部之间通过排泥管连通，排泥管通过汇流管连接排泥管道，排泥管道上设置有浮筒，浮筒通过第三牵引绳连接牵引船的船尾，罐体的顶部设置有输气管接口，输气管接口通过输气管道连接牵引船上的储气罐，通过牵引船带动气动清淤泵沿河道底部移动，实现对淤泥的连续清理；通过牵引船可以经第一牵引绳和第二牵引绳带动气动清淤泵沿着深水域底部移动，满足对深水域的淤泥清理，使用灵活方便，清淤效率高，通过铲泥罩可以将底部的淤泥铲起，并通过吸泥管道经分流管道吸入罐体内，实现吸泥，再通过储气罐的作用控制罐体内的气压，使罐体内的淤泥通过排泥管经汇流管输入排泥管道，并将淤泥连续输出，该结构不仅可以通过罐体内气压的连续变化实现对淤泥的吸排作用，而且可以将多个罐体通过时间差来实现联动，保证整个气动清淤泵系统对淤泥进行连续吸排，大大提高了淤泥的清理效率，同时可以有效避免产生管道堵塞，延长清淤泵系统的使用寿命，第三牵引绳提高了浮筒于牵引船之间的连接稳定性，进一步可以提高排泥管道连接的稳定性，保证排泥顺利进行。
7.进一步，分流管道上设置有第一止回阀，第一止回阀可以有效防止罐体内气压变化时造成罐体内的淤泥回流至铲泥罩上。
8.进一步，铲泥罩的底部设置有铲刀，铲泥罩的进口处设置有过滤格栅，铲刀可以将底部的淤泥铲起，提高吸泥效率，过滤格栅可以将粒径较大的石块进行阻挡，防止对管道造成堵塞。
9.进一步，罐体上设置有液位探测计和液位报警器，液位探测计用于探测罐体内液位的高度，当液位超过设定阈值后，液位报警器可以起到报警作用，保证整个气动清淤泵系统稳定连续的工作。
10.进一步，排泥管上设置有第二止回阀，第二止回阀可以防止排出的淤泥回流至罐体内。
11.进一步，输气管道与输气管接口之间转动连接，由于输气管道的长度较长，容易发生缠绕，导致管子扭转，影响正常的气体输送，通过转动连接的设计，可以保证输气管道不发生缠绕，延长输气管道的使用寿命，同时提高对气体的控制精度，保证气动清淤泵连续稳定的工作。
12.进一步，输气管道包括压缩空气管、放气管和真空管，罐体通过压缩空气管连通储气罐内的压缩空气罐，罐体通过放气管和真空管连通储气罐内的真空罐，压缩空气管、放气管和真空管上均设置有控制阀门，通过压缩空气管、放气管和真空管的设计，可以实现对罐体内的气压进行控制，满足罐体对淤泥的吸排要求，控制阀门为气动控制阀门或电动控制阀门，并且安装于牵引船上，便于维修控制。
13.进一步，罐体设置有至少三个，且呈三角形分布、矩形分布或直线分布。
14.如上述的一种不断流作业深水域气动清淤泵成套装备清理淤泥的方法，其特征在于包括以下步骤：
15.1)首先通过牵引船上的第一牵引绳和第二牵引绳将气动清淤泵放入深水域中，使气动清淤泵下沉至深水域的底部；
16.2)然后通过第一罐体开始吸泥，吸泥时，先打开与第一罐体连接的放气管上的控制阀门，对第一罐体内的压缩空气进行放气处理，放气后通过真空管对第一罐体进行抽真空，此时外部的水压将淤泥压入第一罐体内，由于第一罐体内存在大气压，当第一罐体内形成负压后，吸泥的速快开始加快；
17.3)待第一罐体加速吸泥时，第二罐体开始吸泥，打开与第二罐体连接的放气管上的控制阀门，对第二罐体内的压缩空气进行放气处理，放气后通过真空管对第二罐体进行抽真空，此时外部的水压将淤泥压入第二罐体内，由于第二罐体内存在大气压，当第二罐体内形成负压后，吸泥的速快开始加快，当达到时间t1时，此时第一罐体达到设定的液位高度，液位保持不变，此过程中第一罐体的液位上方是负压状态，通过压缩空气管向第一罐体内注入压缩空气，使其将负压抵消，该负压抵消的时间为t1
‑
t2，此过程中，第二罐体内继续快速吸泥；
18.4)当达到时间t2时，第三罐体开始吸泥，打开与第三罐体连接的放气管上的控制阀门，对第三罐体内的压缩空气进行放气处理，放气后通过真空管对第三罐体进行抽真空，此时外部的水压将淤泥压入第三罐体内，由于第三罐体内存在大气压，当第三罐体内形成负压后，吸泥的速快开始加快，此时第一罐体进行淤泥排放，排放过程中的压力稳定，而第二罐体吸泥过程结束，第二罐体达到设定的液位高度，液位保持不变，此过程中第二罐体的液位上方是负压状态，通过压缩空气管向第二罐体内注入压缩空气，使其将负压抵消，直至达到排放淤泥状态，当第二罐体开始排放淤泥时，第三罐体加速吸泥；
19.5)当到达时间t3时，第四罐体开始吸泥，打开与第四罐体连接的放气管上的控制阀门，对第四罐体内的压缩空气进行放气处理，放气后通过真空管对第四罐体进行抽真空，
此时外部的水压将淤泥压入第四罐体内，由于第四罐体内存在大气压，当第四罐体内形成负压后，吸泥的速快开始加快，此时第一罐体内部都是压缩空气，通过放气管对压缩空气进行放气处理，到达时间t4后，第一罐体重新开始吸泥，此过程中第二罐体继续排放淤泥，而第三罐体达到设定的液位高度，通过压缩空气管向第三罐体内注入压缩空气，用于抵消负压，第四罐体加速吸泥，每个罐体以0
‑
t4的时间段为一个罐体吸排周期t；
20.5)循环上述四个罐体的吸排淤泥过程，实现整个气动清淤泵的连续吸排淤泥，排出的淤泥通过排泥管道输出；
21.6)控制牵引船沿着设定路径前进，并带动气动清淤泵沿着水域底部移动，实现对深水域底部的淤泥进行连续清理。
22.该清淤方法步骤简单，不仅可以带动气动清淤泵沿着深水域的底部移动清淤，而且可以实现对淤泥的连续吸排，大大提高了清淤效率。
23.进一步，0
‑
t1的时间为10
‑
15s，t1
‑
t2的时间为3
‑
5s，t2
‑
t3的时间为7
‑
10s。
24.本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：
25.1、通过牵引船可以经第一牵引绳和第二牵引绳带动气动清淤泵沿着深水域底部移动，满足对深水域的淤泥清理，使用灵活方便，清淤效率高。
26.2、通过铲泥罩可以将底部的淤泥铲起，并通过吸泥管道经分流管道吸入罐体内，实现吸泥，再通过储气罐的作用控制罐体内的气压，使罐体内的淤泥通过排泥管经汇流管输入排泥管道，并将淤泥连续输出，该结构不仅可以通过罐体内气压的连续变化实现对淤泥的吸排作用，而且可以将多个罐体通过时间差来实现联动，保证整个气动清淤泵系统对淤泥进行连续吸排，大大提高了淤泥的清理效率，同时可以有效避免产生管道堵塞，延长清淤泵系统的使用寿命。
27.3、第三牵引绳提高了浮筒于牵引船之间的连接稳定性，进一步可以提高排泥管道连接的稳定性，保证排泥顺利进行。
28.4、该清淤方法步骤简单，不仅可以带动气动清淤泵沿着深水域的底部移动清淤，而且可以实现对淤泥的连续吸排，大大提高了清淤效率。
附图说明
29.下面结合附图对本发明作进一步说明：
30.图1为本发明一种不断流作业深水域气动清淤泵成套装备及方法中成套装备的结构示意图；
31.图2为本发明中气动清淤泵的效果图；
32.图3为本发明中气动清淤泵的结构示意图；
33.图4为本发明中气动清淤泵的工作框图；
34.图5为本发明中各罐体的液位高度与时间的坐标图；
35.图6为本发明中罐体的分布示意图。
36.图中：1
‑
气动清淤泵；2
‑
牵引船；3
‑
吊臂；4
‑
第一牵引绳；5
‑
第二牵引绳；6
‑
储气罐；7
‑
输气管道；8
‑
排泥管道；9
‑
浮筒；10
‑
第三牵引绳；11
‑
框架；12
‑
罐体；13
‑
分流管道；14
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吸泥管道；15
‑
铲泥罩；16
‑
耳板；17
‑
铲刀；18
‑
过滤格栅；19
‑
排泥管；20
‑
汇流管；21
‑
第一止回阀；22
‑
第二止回阀；23
‑
输气管接口；24
‑
液位探测计；25
‑
液位报警器；26
‑
第一罐体；27
‑
第
二罐体；28
‑
第三罐体；29
‑
第四罐体；30
‑
压缩空气管；31
‑
放气管；32
‑
真空管；33
‑
控制阀门；34
‑
真空罐；35
‑
压缩空气罐。
具体实施方式
37.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
38.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
39.需要说明书的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
40.如图1至图4所示，为本发明一种不断流作业深水域气动清淤泵成套装备，包括气动清淤泵1和牵引船2，气动清淤泵1上的框架11通过第一牵引绳4连接牵引船2船尾的吊臂3，框架11内安装有罐体12，相邻罐体12的顶部之间通过分流管道13连通，分流管道13上设置有第一止回阀21，第一止回阀21可以有效防止罐体12内气压变化时造成罐体12内的淤泥回流至铲泥罩15上。
41.分流管道13通过吸泥管道14连接位于框架11前侧的铲泥罩15，铲泥罩15的底部设置有铲刀17，铲泥罩15的进口处设置有过滤格栅18，铲刀17可以将底部的淤泥铲起，提高吸泥效率，过滤格栅18可以将粒径较大的石块进行阻挡，防止对管道造成堵塞。铲泥罩15上的耳板16通过第二牵引绳5连接牵引船2的船头。
42.罐体12上设置有液位探测计24和液位报警器25，液位探测计24用于探测罐体12内液位的高度，当液位超过设定阈值后，液位报警器25可以起到报警作用，保证整个气动清淤泵1系统稳定连续的工作。相邻两个罐体12的底部之间通过排泥管19连通，排泥管19上设置有第二止回阀22，第二止回阀22可以防止排出的淤泥回流至罐体12内。排泥管19通过汇流管20连接排泥管道8，排泥管道8上设置有浮筒9，浮筒9通过第三牵引绳10连接牵引船2的船尾。
43.罐体12的顶部设置有输气管接口23，输气管接口23通过输气管道7连接牵引船2上的储气罐6，通过牵引船2带动气动清淤泵1沿河道底部移动，实现对淤泥的连续清理，输气管道7与输气管接口23之间转动连接，由于输气管道7的长度较长，容易发生缠绕，导致管子扭转，影响正常的气体输送，通过转动连接的设计，可以保证输气管道7不发生缠绕，延长输气管道7的使用寿命，同时提高对气体的控制精度，保证气动清淤泵1连续稳定的工作。
44.输气管道7包括压缩空气管30、放气管31和真空管32，罐体12通过压缩空气管30连通储气罐6内的压缩空气罐35，罐体12通过放气管31和真空管32连通储气罐6内的真空罐34，压缩空气管30、放气管31和真空管32上均设置有控制阀门33，通过压缩空气管30、放气管31和真空管32的设计，可以实现对罐体12内的气压进行控制，满足罐体12对淤泥的吸排要求，控制阀门33为气动控制阀门33或电动控制阀门33，并且安装于牵引船2上，便于维修控制。
45.通过牵引船2可以经第一牵引绳4和第二牵引绳5带动气动清淤泵1沿着深水域底部移动，满足对深水域的淤泥清理，使用灵活方便，清淤效率高，通过铲泥罩15可以将底部的淤泥铲起，并通过吸泥管道14经分流管道13吸入罐体12内，实现吸泥，再通过储气罐6的作用控制罐体12内的气压，使罐体12内的淤泥通过排泥管19经汇流管20输入排泥管道8，并将淤泥连续输出，该结构不仅可以通过罐体12内气压的连续变化实现对淤泥的吸排作用，而且可以将多个罐体12通过时间差来实现联动，保证整个气动清淤泵1系统对淤泥进行连续吸排，大大提高了淤泥的清理效率，同时可以有效避免产生管道堵塞，延长清淤泵系统的使用寿命，第三牵引绳10提高了浮筒9于牵引船2之间的连接稳定性，进一步可以提高排泥管道8连接的稳定性，保证排泥顺利进行。
46.如图5所示，第一罐体26、第二罐体27、第三罐体28和第四罐体29的运行姿态如图5中对应的坐标轴所示，其中第一罐体26、第二罐体27、第三罐体28和第四罐体29的吸排的起止时间如图5中的坐标轴所示，横坐标x代表时间，纵坐标y代表液位高度，且第二罐体27的运行姿态与第一罐体26的运行姿态错开一个时间角度，第三罐体28的运行姿态与第二罐体27的运行姿态错开一个时间角度，第四罐体29的运行姿态与第三罐体28的运行姿态错开一个时间角度，实现整个气动清淤泵系统的连续吸排，优选四个罐体12更容易控制。
47.如图6所示，罐体12设置有三个时，其呈三角形分布，罐体12设置四个时，可以按矩形分布或直线分布。
48.如上述的一种不断流作业深水域气动清淤泵成套装备清理淤泥的方法，包括以下步骤：
49.1)首先通过牵引船2上的第一牵引绳4和第二牵引绳5将气动清淤泵1放入深水域中，使气动清淤泵1下沉至深水域的底部；
50.2)然后通过第一罐体26开始吸泥，吸泥时，先打开与第一罐体26连接的放气管31上的控制阀门33，对第一罐体26内的压缩空气进行放气处理，放气后通过真空管32对第一罐体26进行抽真空，此时外部的水压将淤泥压入第一罐体26内，由于第一罐体26内存在大气压，当第一罐体26内形成负压后，吸泥的速快开始加快；
51.3)待第一罐体26加速吸泥时，第二罐体27开始吸泥，打开与第二罐体27连接的放气管31上的控制阀门33，对第二罐体27内的压缩空气进行放气处理，放气后通过真空管32对第二罐体27进行抽真空，此时外部的水压将淤泥压入第二罐体27内，由于第二罐体27内存在大气压，当第二罐体27内形成负压后，吸泥的速快开始加快，当达到时间t1时，此时第一罐体26达到设定的液位高度，液位保持不变，此过程中第一罐体26的液位上方是负压状态，通过压缩空气管30向第一罐体26内注入压缩空气，使其将负压抵消，该负压抵消的时间为t1
‑
t2，此过程中，第二罐体27内继续快速吸泥；
52.4)当达到时间t2时，第三罐体28开始吸泥，打开与第三罐体28连接的放气管31上的控制阀门33，对第三罐体28内的压缩空气进行放气处理，放气后通过真空管32对第三罐体28进行抽真空，此时外部的水压将淤泥压入第三罐体28内，由于第三罐体28内存在大气压，当第三罐体28内形成负压后，吸泥的速快开始加快，此时第一罐体26进行淤泥排放，排放过程中的压力稳定，而第二罐体27吸泥过程结束，第二罐体27达到设定的液位高度，液位保持不变，此过程中第二罐体27的液位上方是负压状态，通过压缩空气管30向第二罐体27内注入压缩空气，使其将负压抵消，直至达到排放淤泥状态，当第二罐体27开始排放淤泥
时，第三罐体28加速吸泥；
53.5)当到达时间t3时，第四罐体29开始吸泥，打开与第四罐体29连接的放气管31上的控制阀门33，对第四罐体29内的压缩空气进行放气处理，放气后通过真空管32对第四罐体29进行抽真空，此时外部的水压将淤泥压入第四罐体29内，由于第四罐体29内存在大气压，当第四罐体29内形成负压后，吸泥的速快开始加快，此时第一罐体26内部都是压缩空气，通过放气管31对压缩空气进行放气处理，到达时间t4后，第一罐体26重新开始吸泥，此过程中第二罐体27继续排放淤泥，而第三罐体28达到设定的液位高度，通过压缩空气管30向第三罐体28内注入压缩空气，用于抵消负压，第四罐体29加速吸泥，每个罐体12以0
‑
t4的时间段为一个罐体12吸排周期t；0
‑
t1的时间为10
‑
15s，t1
‑
t2的时间为3
‑
5s，t2
‑
t3的时间为7
‑
10s。
54.5)循环上述四个罐体12的吸排淤泥过程，实现整个气动清淤泵1的连续吸排淤泥，排出的淤泥通过排泥管道8输出；
55.6)控制牵引船2沿着设定路径前进，并带动气动清淤泵1沿着水域底部移动，实现对深水域底部的淤泥进行连续清理。
56.该清淤方法步骤简单，不仅可以带动气动清淤泵1沿着深水域的底部移动清淤，而且可以实现对淤泥的连续吸排，大大提高了清淤效率。
57.以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。