用于疏浚饱和密实粉细砂与粉土的装置的制作方法

本实用新型涉及一种疏浚工程中耙吸挖泥船上的疏浚装置，特别是一种疏浚饱和密实粉细砂与粉土的装置。

背景技术：

现有技术中，耙齿切削阻力是耙吸挖泥船在疏浚过程中所受到的主要外力之一，耙齿切削阻力的大小是耙吸挖泥船设计时进行强度计算和确定所需装机功率的重要因素，也是高效疏浚的基本要素。

我国漫长海岸线上的主要港口与进港航道的底质复杂多变，广泛分布着密实板结的粉细砂及粉土，这种难挖的土质直接影响挖泥船的生产效率和施工进度。该类土难以挖掘的主要原因在于该类土以粉粒和黏粒为主，颗粒较小，渗透性较差。耙齿切削土体过程中，会在靠近齿尖的位置形成剪胀区（负压区），根据有效应力原理，负压的存在使得有效应力相应地增加，因此会增大耙齿的切削阻力。此外，由于饱和密实粉细砂与粉土的渗透性较低，水流无法快速补充到剪胀区，使得剪胀区无法快速消除，从而导致切削阻力持续居高不下。

另外，对于饱和密实板结的粉细砂及粉土，由于其具有一定的粘聚力，在挖掘过程中耙齿不易贯入，且在低速水流作用下不会被冲刷，使得泵吸水流的冲刷效果非常小。

综上所述，提高耙吸挖泥船耙齿切削密实板结的粉细砂及粉土这类土的效率，一方面要使耙齿易于贯入土中，另一方面要消除耙齿切削土体过程中剪胀效应的影响。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是克服上述现有技术中所存在的缺陷，提供一种适用于疏浚饱和密实粉细砂与粉土的装置。

本实用新型采用了下列技术方案解决了其技术问题：一种用于疏浚饱和密实粉细砂与粉土的装置，包括固定体，以及通过轴销与固定体呈转动连接的活动罩，该活动罩由固定在固定体上的液压缸及其延伸的液压臂控制旋转，固定体上固定置有高压冲水总管，固定体后端固定置有能喷射高压水的喷嘴，活动罩的上端置有引水窗，活动罩的下端固定置有两排带有高压冲水孔的耙齿，其特征在于：所述的活动罩下端固定置有的两排耙齿，其每排耙齿为楔形齿面带有破土刃的耙齿，或者矩形齿面带有破土刃的耙齿，或者矩形齿面不带破土刃的耙齿，两排耙齿中至少有一排是带有破土刃的耙齿。

本实用新型能够根据耙齿的破土情况以及土体的挖掘难度，选择相应的耙齿类型，以便耙齿更易贯入土体，而适应不同密实程度的饱和粉细砂与粉土。通过在齿面上安装破土刃并与高压冲水配合使用，有效地消除或者降低剪胀效应对于耙齿切削阻力的影响。因此，本实用新型能够极大地降低耙齿切削阻力，从而整体上提升耙吸挖泥船的疏浚效率。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型实施例1活动罩内耙齿布置状况示意图。

图3为本实用新型实施例2活动罩内耙齿布置状况示意图。

图4为本实用新型实施例3活动罩内耙齿布置状况示意图。

图5为本实用新型楔形齿面带有破土刃的耙齿结构示意图。

图6为本实用新型楔形齿面带有破土刃的耙齿侧视图。

图7为本实用新型楔形齿面带有破土刃的耙齿立体图。

图8为本实用新型矩形齿面带有破土刃的耙齿结构示意图。

图9为本实用新型矩形齿面带有破土刃的耙齿侧视图。

图10为本实用新型矩形齿面带有破土刃的耙齿立体图。

图11为本实用新型矩形齿面不带破土刃的耙齿结构示意图。

图12为本实用新型矩形齿面不带破土刃的耙齿侧视图。

图13为本实用新型矩形齿面不带破土刃的耙齿立体图。

图中各序号分别表示为：

1—活动罩；2—引水窗；3—液压缸；4—高压冲水总管；5—固定体；6—轴销；7—喷嘴；8—前排耙齿；9—后排耙齿；10—喷嘴；

11—齿根；12—钩状体；13—台锥形穴；14—齿面；15—破土刃；16—破土刃尖端；17—高压冲水孔；18—曲面。

具体实施方式

以下结合实施例以及附图对本实用新型作进一步的描述。

参照图1，本实用新型包括固定体5，以及通过轴销6与固定体5呈转动连接的活动罩1，该活动罩1由固定在固定体5上的液压缸3及其延伸的液压臂控制绕轴销6旋转，固定体5上固定置有高压冲水总管4，固定体5后端固定置有能喷射高压水的喷嘴7，活动罩1的上端置有引水窗2，活动罩1的下端固定置有两排带有高压冲水孔17的耙齿，后排耙齿9与前排耙齿8交错布置。

所述的活动罩1下端固定置有的两排耙齿，其每排耙齿为楔形齿面带有破土刃15的耙齿，或者矩形齿面带有破土刃15的耙齿，或者矩形齿面不带破土刃15的耙齿，两排耙齿中至少有一排是带有破土刃15的耙齿。

参照图2，本实用新型实施例1是针对稍密实的饱和粉细砂和粉土，此时，活动罩1下端固定的前排耙齿8是楔形齿面带有破土刃15的耙齿，后排耙齿9是矩形齿面不带破土刃15的耙齿。由于该类土稍密实，相对来说较易贯入，且经前排耙齿8的切削与高压冲水的双重作用，土体已经变得较为松散，因此后排耙齿9的齿面14为矩形齿面，并在其上设置高压冲水孔17进行辅助挖掘。

参照图3，本实用新型实施例2是针对中密的饱和粉细砂和粉土，此时，活动罩1下端固定的前排耙齿8是楔形齿面带有破土刃15的耙齿，后排耙齿9是矩形齿面带有破土刃15的耙齿。由于该类土属于中等密实，较难疏松，因此后排耙齿9在矩形齿面上安装破土刃15，在破土刃15的两边对称分布高压冲水孔17。

参照图4，本实用新型实施例3是针对极为密实的饱和粉细砂和粉土，此时，活动罩1下端固定的前排耙齿8是楔形齿面带有破土刃15的耙齿，后排耙齿9也是楔形齿面带有破土刃15的耙齿。由于该类土极为密实，很难疏松和挖掘，所以前排耙齿8和后排耙齿9均采用带有高压冲水孔17和破土刃15的楔形耙齿，这样在前排耙齿8和后排耙齿9、固定体5后端的喷嘴7以及后排耙齿9之间间隔布置的高压冲水喷嘴10的共同作用下完成该类土的挖掘与破碎工作。

参照图5、图6和图7，本实用新型所述的楔形齿面带有破土刃15的耙齿，由齿根11与齿面14一同浇铸而成，该齿根11呈方台锥体形，该台椎体中心置有与耙齿座相对应的台锥形穴13，齿根11后部置有钩状体12，该钩状体12套到耙齿座的横向销槽后采用插销拴紧耙齿。所述的耙齿齿面14外形为楔形，前端窄后端宽，并且齿尖成V形，在耙齿的齿面14中间置有破土刃15。为了避免应力集中，该破土刃15和齿面14之间通过曲面18进行过渡，破土刃15的高度从齿面14前端到齿面14后端线性减小，破土刃15的宽度为齿面14宽度的0.1～0.2倍，齿面14前端和破土刃15前端形成夹角θ为钝角，破土刃尖端16为弧形结构，在耙齿的齿面14中间破土刃15的两侧分别置有高压冲水孔17，沿着破土刃15的两个侧面向齿尖方向冲水，这样在通过破土刃15刃口进行破土的同时配合使用齿面14上布置的高压冲水孔17以及固定体5后端的喷嘴7主动向剪胀区高压冲水。

参照图8、图9和图10，本实用新型所述的矩形齿面14带有破土刃15的耙齿，由齿根11与齿面14构成，其齿根11构造与楔形齿面14带有破土刃15的耙齿相同。其齿面14外形为矩形，前后端宽窄相等，在耙齿的齿面14中间置有破土刃15，该破土刃15和齿面14之间通过曲面18进行过渡，破土刃15的高度从齿面14前端到齿面14后端线性减小，破土刃15的宽度为齿面14宽度的0.1～0.2倍，齿面14前端和破土刃15前端形成夹角α为钝角，破土刃尖端16为弧形结构，在耙齿的齿面14中间破土刃15的两侧也分别置有高压冲水孔17。

参照图11、图12和图13，本实用新型所述的矩形齿面14不带破土刃15的耙齿，由齿根11与齿面14构成，其齿根11构造也与楔形齿面14带有破土刃15的耙齿相同。该耙齿齿面14外形为矩形，前后端宽窄相等，在耙齿的齿面14中间置有高压冲水孔17。

上述的所有高压冲水孔17与齿面14前端的距离为齿面14长度的0.3～0.5倍。

本实用新型还在活动罩1上设置有引水窗2和翻板油缸，通过翻板油缸的伸缩可使翻板绕销轴转动，从而实现引水窗2的启闭，并调节引水窗2的进水量。实时观察耙管内的吸入真空，当吸入真空超过规定值，及时打开引水窗2，防止闷耙。土体被切削破碎后，在泥泵吸力作用下通过吸泥管进入泥舱，并陆续开展装舱溢流以及拋泥等工序。

本实用新型工作时，先将整套装置下放至水下预定位置后，通过液压缸3控制活动罩1绕轴销6转动，将前、后排耙齿9调整至合适的角度。

然后按照试挖后所确定的速度拖动该套装置行进，通过活动罩1内的两排耙齿切削破碎土体，其中前排为带有破土刃15和高压高压冲水孔17的楔形耙齿，这样在破土的同时主动向剪胀区高压冲水，从而消除或者降低剪胀效应对于切削阻力的影响。活动罩1内后排耙齿9根据前排耙齿8的破土情况以及土体的挖掘难度，选择相应的耙齿类型，并与前排齿交错布置。通过固定体5前端以及后排耙齿9之间间隔布置的高压冲水喷嘴，与耙齿上的高压冲水配合使用，辅助进行泥土挖掘并将其破碎。

土体被切削破碎后，在泥泵吸力作用下通过吸泥管进入泥舱，并陆续开展装舱溢流以及拋泥等工序。

本实用新型不限制于本文所举的实例，在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出各种变更与修改，例如前、后排耙齿还包括半犁型齿、犁型齿等各类齿型。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。