一种基于采砂船的洗砂平台的制作方法

1.本实用新型属于疏浚设备技术领域，尤其涉及一种基于采砂船的洗砂平台。


背景技术：

2.在疏浚施工技术领域，通常采用采砂施工工艺进行采砂，采砂施工得到的砂源进行陆域吹填施工，形成陆地。采砂施工得到的砂源通常含有大块的土石杂物，另一方面采砂区覆盖层表面不同程度分布着前期施工单位倾倒的石块、硬质黏土等疏浚杂物，并且部分已下陷嵌入淤泥层中，因此采集得到的砂源不能满足项目施工对砂源质量的要求，需要进行筛分处理，将其中的大颗粒杂物滤除后得到合格的砂源，进行陆域吹填使用。再者，通常情况下，项目施工要求砂源具有一定的含泥率，因此通常需要对获得的泥浆进行洗砂操作，以去除多余的泥量。
3.为了达到前述的采砂目的和效果，需要为采砂工程配置采砂设施，通常情况下，采砂设施包括吸砂船/采砂船。吸砂船/采砂船的工作原理是：吸砂船/采砂船将吸管端部垂直下放并插入至砂土表层，利用离心泵吸水，加压后经喷嘴喷射冲刷原状土，然后利用吸入泵将砂浆吸入至砂舱。如前所述，吸入的砂源中由于含有大量石块等杂物而需要进行过滤筛分，同时由于含泥量较高而需要进行洗砂处理。
4.另一方面，由于吸砂船/采砂船的工作方式具备定点取砂的特性，在完成一个水域的取砂施工之后需要转移至另一水域进行取砂施工，因而采砂的效率较低，并且不能充分取用水底的砂源，即导致砂源的浪费。因此，采用取砂能力更强、具备连续施工作业能力的绞吸船设备逐渐应用到采砂作业工程中，然而绞吸船采集的砂源同样具备杂物含量高、含泥量高等问题，同样需要筛分及洗砂作业。为了提升疏浚施工工程中的采砂作业效率以及设备之间的配合有效性，需要开发设计一种通用性强的、自身具备筛分及洗砂功能的平台式设施，现有技术中还不存在上述设施，这导致采砂效率低，施工成本升高。


技术实现要素：

5.本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种结构设计合理、具备筛分及洗砂功能、提升采砂效率的基于采砂船的洗砂平台。
6.本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种基于采砂船的洗砂平台包括带有船机室的船舶，在船舶上安装有采砂装置；在船舶的中部设有洗砂池，在洗砂池的前方设有筛砂装置，筛砂装置的出砂口与洗砂池连通，在洗砂池的两侧设有侧部墙体，在侧部墙体之间设有倾斜底板，倾斜底板的下部边缘与洗砂池的上部边缘连接，在两个侧部墙体之间安装有洗砂装置，洗砂装置的下端位于洗砂池内，在洗砂装置的上端下方安装有对接收到的砂源进行侧向输送和装驳的卸砂装置，还包括对洗砂装置的下端进行抬升和下降的升降装置；在筛砂装置的入口处安装有采砂输入管道，采砂装置的出口通过连接软管道与采砂输入管道的端部对接连接。
7.本实用新型的优点和积极效果是：
8.本实用新型提供了一种结构设计合理的基于采砂船的洗砂平台，整个洗砂平台基于传统的采砂船设施进行搭建，因此保留了采砂船的基础采砂功能，即本平台可以驻停后作为砂源的筛分和洗砂平台实用，也可以执行现有的采砂工艺进行采砂、筛分和洗砂，因此提升了设备的通用性，功能多样化。通过设置筛分装置以及洗砂池、洗砂装置，令本平台设备同时具备了对砂源进行筛分以去除大块杂物的功能以及对砂源进行洗砂以降低含泥率的功能。因此，经本平台设备处理之后，所得到的砂源能够满足施工项目对砂源品质的要求。另一方面，本平台设备得到的砂源可以由砂驳船等设施转移输送上岸，因此本平台设备能够显著提升了砂源获取的质量和效率，由于无需再设置其它的处理手段，因而降低了采砂施工的成本。
9.优选地：洗砂装置包括洗砂内框架，在洗砂内框架的上端安装有上转辊、下端安装有下转辊，在上转辊与下转辊之间安装有输送皮带，在输送皮带上安装有多个洗砂斗；在倾斜底板的顶部边缘通过支座安装有轴座，上转辊安装在轴座上，还包括驱动上转辊转动的洗砂驱动机。
10.优选地：筛砂装置包括采用后部侧板、第一侧板和第二侧板构成的筛砂池，在后部侧板的中部设有输入孔，在第一侧板和第二侧板两者的底部安装有筛板，在筛板的前部两侧分别安装有第一排渣管和第二排渣管。
11.优选地：卸砂装置包括固定框架和可摆动的活动框架，在固定框架的内端安装有内转辊，在活动框架的外端安装有外转辊，在内转辊与外转辊之间安装有卸砂皮带；在活动框架的外端还铰接安装有挡板以及驱动挡板作倾转动作的油缸。
12.优选地：还包括驱动活动框架作摆动动作的卸砂驱动装置，卸砂驱动装置包括支撑架、a型架和卷扬机，a型架倾斜设置且在a型架与支撑架之间设有连接钢缆，由卷扬机收放卷的吊缆绕过a型架上的滑轮后与活动框架固定连接。
13.优选地：升降装置包括吊臂，吊臂的下端与洗砂内框架铰接连接，还包括提升器，提升器与吊臂的上端连接。
14.优选地：在洗砂装置的上端与卸砂装置的固定框架之间还安装有隔板装置；隔板装置包括安装固定在倾斜底板上的安装架，在安装架上可拆装地安装有隔板。
15.优选地：采砂装置包括与船舶铰接连接的吸砂管和射流管以及对两者进行升降的采砂驱动装置，在吸砂管的内端安装有泥泵，泥泵的出口与连接软管道对接连接，还包括射流水泵，射流水泵的出口与射流管的入口对接连接。
16.优选地：采砂驱动装置包括采用支架和多个立柱共同支撑的、倾斜的支杆，在支架上设有滑轮组，滑轮组的动滑轮与设置在吸砂管中部的吊耳连接，还包括卷扬机，滑轮组的钢缆由该卷扬机收放卷。
17.优选地：在船舶的侧部还设有与第一排渣管和第二排渣管连通的排渣口以及用于排水的泄水口。
附图说明
18.图1是本实用新型的主视结构示意图；
19.图2是图1中筛砂装置的结构示意图；
20.图3是图1中洗砂装置的结构示意图；
21.图4是图1中卸砂装置的结构示意图。
22.图中：
23.1、转向舵机；2、主推进器；3、泄水口；4、洗砂池；5、下转辊；6、排渣口；7、侧向推进器；8、射流水泵；9、泥泵；10、射流管；11、吸砂管；12、吊索；13、连接软管道；14、支架；15、滑轮组；16、法兰盘；17、支杆；18、立柱；19、采砂输入管道；20、筛砂装置；20-1、第一排渣管；20-2、第二排渣管；20-3、第一侧板；20-4、第二侧板；20-5、筛板；20-6、后侧板；20-7、输入孔；21、吊臂；22、提升器；23、洗砂内框架；24、侧部墙体；25、输送皮带；26、洗砂斗；27、倾斜底板；28、上转辊；29、轴座；30、卸砂装置；30-1、外转辊；30-2、挡板；30-3、油缸；30-4、活动框架；30-5、吊缆；30-6、a型架；30-7、支撑架；30-8、卷扬机；30-9、内转辊；30-10、卸砂皮带；30-11、固定框架；31、船机室；32、船舶；33、支座；34、安装架；35、隔板。
具体实施方式
24.为能进一步了解本实用新型的

技术实现要素：
、特点及功效，兹举以下实施例详细说明。
25.请参见图1，本实用新型的基于采砂船的洗砂平台包括带有船机室31的船舶32，在船舶32上安装有采砂装置。如图中所示，在船舶32的尾部安装有转向舵机1和主推进器2，通过船机室31控制转向舵机1和主推进器2控制船舶32的航行移动，为了提升移位的灵活性，在船舶32的前部还设有侧向推进器7，通过提供侧向推进的功能，令船舶32的航行转弯或者移位等动作更加灵活。
26.船舶32以及采砂装置共同构成了采砂船设施，因此船舶32航行至采砂水域并驻停后，启动采砂装置进行水下砂源的采集。
27.本实施例中，采砂装置包括与船舶32的前部铰接连接的吸砂管11和射流管10(射流管10与吸砂管11两者并列设置并固定连接)以及对两者进行升降的采砂驱动装置，在吸砂管11的内端安装有泥泵9，还包括射流水泵8，射流水泵8的出口与射流管10的入口对接连接。射流水泵8将水源以高压的状态泵送进入射流管10内，高压水源从射流管10喷出后对水底的砂源进行搅动，泥泵9在运转过程中在吸砂管11内产生低压环境，端口位置的砂水混合物被吸入。
28.采砂驱动装置包括采用支架14和多个立柱18共同支撑的、倾斜的支杆17，在支架14上设有滑轮组15，滑轮组15的动滑轮与设置在吸砂管11中部的吊耳连接，还包括卷扬机，滑轮组15的钢缆由该卷扬机收放卷。如图中所示，滑轮组15由安装在支架14顶部的定滑轮以及连接在吸砂管11上的动滑轮组成，卷扬机对钢缆进行收放卷，相应地，吸砂管11和射流管10两者构成的组合体能够被起吊和下放，在采砂作业时吸砂管11和射流管10被下放且管端落入水底泥土内，在船舶32航行时或者移位时，吸砂管11和射流管10被起吊提升。
29.在船舶32的中部设有洗砂池4，在洗砂池4的前方设有筛砂装置2，筛砂装置2的出砂口与洗砂池4连通，在筛砂装置2的入口处安装有采砂输入管道19，采砂装置的出口通过连接软管道13与采砂输入管道19的端部对接连接，具体地，泥泵9的出口与连接软管道13对接连接。采用连接软管道13进行连接的作用是：为吸砂管11和射流管10的起吊和下放操作设置形变的余量。
30.本实施例中，连接软管道13与采砂输入管道19两者采用法兰盘16进行连接，因此便于进行拆装，当本平台驻停后作为筛分和洗砂平台使用时，采砂设施如绞吸挖泥船等采
集的砂源通过水上自浮管线向本平台输送，此时水上自浮管线也通过法兰盘16进行对接连接。因此，法兰盘16连接的方式有利于本平台在不同使用状态之间转换。
31.在洗砂池4的两侧设有侧部墙体24，在侧部墙体24之间设有倾斜底板27，倾斜底板27的下部边缘与洗砂池4的上部边缘连接，在两个侧部墙体24之间安装有洗砂装置，洗砂装置的下端位于洗砂池4内，洗砂装置位于倾斜底板27的上方。
32.还包括对洗砂装置的下端进行抬升和下降的升降装置，升降装置驱动洗砂装置的下端作升降动作，则对洗砂池4内的砂水混合物进行了搅动，提升了洗砂的效果，同时通过对洗砂装置的下端进行升降控制，实现对洗砂池4内的砂源进行充分提取，避免堆积。
33.在洗砂装置的上端下方安装有对接收到的砂源进行侧向输送和装驳的卸砂装置30，获取的砂源通过卸砂装置30转移到平台侧方位停靠的砂驳船上，之后转移输送上岸。
34.请参见图2，可以看出：
35.筛砂装置20包括采用后部侧板20-6、第一侧板20-3和第二侧板20-4构成的筛砂池，在后部侧板20-6的中部设有输入孔20-7，采砂输入管道19的端部经由输入孔20-7伸入筛砂池内。在第一侧板20-3和第二侧板20-4两者的底部安装有筛板20-5，在筛板20-5的前部两侧分别安装有第一排渣管20-1和第二排渣管20-2。运转时，采集得到的砂水混合物由采砂输入管道19喷射进入筛沙池内，筛板20-5对砂水混合物进行筛分，大块杂物被截留在筛板20-5的上方并在水流的冲刷作用下进入第一排渣管20-1和第二排渣管20-2，通过筛板20-5的砂水混合物流入洗砂池4内。
36.本实施例中，在船舶32的侧部还设有与第一排渣管20-1和第二排渣管20-2连通的排渣口6，因此经筛砂装置20筛分得到的大块杂物经排渣管和排渣口回落至船舶32所在的水域中。
37.请参见图3，可以看出：
38.洗砂装置包括洗砂内框架23，在洗砂内框架23的上端安装有上转辊28、下端安装有下转辊5，在上转辊28与下转辊5之间安装有输送皮带25，在输送皮带25上安装有多个洗砂斗26。在倾斜底板27的顶部边缘通过支座33安装有轴座29，上转辊28安装在轴座29上，还包括驱动上转辊28转动的洗砂驱动机。
39.在洗砂驱动机的驱动作用下，输送皮带25载动洗砂斗26作循环移动，洗砂斗26通过洗砂池4并向上爬升移动时，洗砂池4内的砂水混合物进入洗砂斗26内同时对洗砂池4内的砂水混合物进行搅动，促进砂源中的泥土成分析出，洗砂斗26爬升至顶部并翻转转移至洗砂内框架23的下部时，斗内的砂水混合物被倾倒，其中上层的含泥水分被泼洒至稍远的位置，下层的砂源从洗砂斗26内脱出后下落，砂源掉落在卸砂装置30上进行卸砂输送。
40.为了对砂源和泥水分离的效果进行控制，也就是控制砂源中的含水率，本实施例中还在洗砂装置的上端与卸砂装置30之间安装隔板装置，隔板装置包括安装固定在倾斜底板27上的安装架34，在安装架34上可拆装地安装有隔板35，因此隔板35能够进行位置调节。
41.设置隔板装置的作用是：当洗砂斗26移动到顶部并翻转时，斗内的砂水混合物从斗内脱出，由于砂源较重因而位于泥水层的下方，并且泥水先于砂源从斗内脱出，竖直向下观察时，可见到泥水位于砂源的前方，前述隔板35对泥水与砂源的混合体进行了切割，将前侧的泥水导向卸砂装置30的侧方，令砂源顺利地落在卸砂装置30上。通过调节隔板35的位置，实现了前述切割位置的调节，因而能够控制更多的水混入砂源或者更少的水混入砂源，
即对砂源的含水率进行了控制，令砂源具备一定的含水率是为了保证砂源具有一定的流动性，这样便于后续的卸砂输送以及向砂驳船上的装舱。
42.本实施例中，升降装置包括吊臂21，吊臂21的下端与洗砂内框架23铰接连接，还包括提升器22，提升器22与吊臂21的上端连接。具体地，提升器22可以包括门形框架及电动葫芦，吊臂21与电动葫芦的滑轮吊挂组件连接，这样通过控制提升器22动作，能够将洗砂装置的下端抬升或者下放，洗砂装置下端在洗砂池4内的动作对洗砂池4内的砂水混合物进行了搅动，而且随着洗砂装置下端的升降动作，洗砂斗26在洗砂池4内的取砂位置也发生了变化，避免了取砂动作的单一，有效避免洗砂池4内发生砂源堆积问题。
43.请参见图4，可以看出：
44.卸砂装置30包括固定框架30-11和可摆动的活动框架30-4，在固定框架30-11的内端安装有内转辊30-9，在活动框架30-4的外端安装有外转辊30-1，活动框架30-4的内端与船舶32之间铰接连接，在内转辊30-9与外转辊30-1之间安装有卸砂皮带30-10。还包括驱动内转辊30-9转动的卸砂驱动机，在卸砂驱动机的驱动作用下，卸砂皮带30-10载动砂源向外侧输送，最终从活动框架30-4的顶部位置以一定速度射出，砂驳船停靠在本平台的侧方位，砂源射出后落入砂驳船的舱内。
45.本实施例中，在活动框架30-4的外端还铰接安装有挡板30-2以及驱动挡板30-2作倾转动作的油缸30-3，油缸30-3能够驱动挡板30-2处于不同的角度。挡板30-2的一个作用是避免砂源喷射超出砂驳船的接收范围，也就是令砂源喷射在挡板30-2上并被折返向下，另一个作用是在向砂驳船上装舱的过程中反复动作挡板30-2，能够小范围调整装舱的位置，提升砂源装舱的均匀性。
46.还包括驱动活动框架30-4作摆动动作的卸砂驱动装置，卸砂驱动装置包括支撑架30-7、a型架30-6和卷扬机30-8，a型架30-6倾斜设置且在a型架30-6与支撑架30-7之间设有连接钢缆，由卷扬机30-8收放卷的吊缆30-5绕过a型架30-6上的滑轮后与活动框架30-4固定连接。卷扬机30-8对吊缆30-5进行收放卷，相应地，活动框架30-4作一定角度的摆动动作，这样能够根据侧方位的砂驳船的位置进行角度调节，在船舶32处于航行或者移位的工况下也可以将活动框架30-4向内折叠收回。
47.本实施例中，在船舶32的侧部设有用于排水的泄水口3，含水的砂源向下掉落在卸砂装置30上时，部分水源流入下方的集水舱内，泄水口3与集水舱连通，将泥水向船舶32的侧方排出。
48.工作方式：
49.本平台可以在采砂船模式以及洗砂平台模式这两个模式下转换，在采砂船模式下，本平台发挥自身的航行和采砂能力，通过泥泵9和吸砂管11对水底的砂源进行采集并输送至筛砂装置20内，此时连接软管道13与采砂输入管道19对接连接；在洗砂平台模式下，本平台驻停，其它的采砂设备如绞吸挖泥船等通过水上自浮管线与平台连接，此时连接软管道13与采砂输入管道19解除连接、水上自浮管线与采砂输入管道19对接连接；
50.采集得到的砂水混合物进入筛砂装置20内进行筛分，合格的砂源及泥水进入洗砂池4内；洗砂装置从洗砂池4内提取砂水混合物，到达高位后翻转，在这个过程中位于上层的泥水与位于下层的砂源分离，泥水汇集到集水舱内并排出，含水的砂源落在卸砂装置30上，卸砂装置30将砂源向外侧输送，对停靠在侧方位的砂驳船进行装舱，之后砂驳船将砂源输
送上岸。