包括偏置装置的挖掘设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于从水底挖掘物料的挖掘设备。本发明还涉及一种包括这种挖掘设备的挖掘船舶。
[0002]本发明还涉及一种使用这种挖掘船舶从水底挖掘物料的方法。
【背景技术】
[0003]通常通过挖掘船舶(例如耙吸式挖泥船)在水底上拖拽耙头来完成挖掘。耙头借助于抽吸管连接至船舶。耙头通过一个或多个起重缆线降低到水底。提供了一个或多个泵以通过耙头、抽吸管将底部物料从水底抽吸到挖掘船舶的料斗中。
[0004]例如从US4249324、EP1786982以及US7895775已知不同的挖掘工具。
[0005]耙头已知在其尾端处包括挡板(visor)。挡板能围绕旋转轴线旋转，在使用中，该旋转轴线大体与挖掘方向垂直并且大体与正在挖掘的水底水平或平行。挡板可安装成使得该挡板能围绕其旋转轴线自由地旋转。
[0006]US1840606示出了外壳以及可围绕大体垂直于挖掘方向并且大体水平的旋转轴线旋转的耙具(挡板)。在该耙具的顶部上具有包括槽的两个凸起件，其中，连接件的下部销可滑动地接合。连接件的另一端通过弹簧减震器设备连接至外壳。耙头可以自由地旋转，直到连接件的下部销到达槽的一端或另一端。设置弹簧减震器设备以在下部销到达槽的端部时吸收振动。在US1840606中，挡板在其移动范围内自由地移动。
[0007]自由移动的挡板的缺点在于，挡板并非总是沿循水底(海沟、沙丘)的轮廓，这是因为该挡板仅通过其重量而将其保持抵靠水底。此外，由于挡板自身有限的重量，所以这种耙头提供挡板的有限的穿透深度(造成更少的生产)。在挡板上放置额外重量通常是一种不划算的解决方案，这是因为在从水中提升耙头时，需要更大的起重功率。已知可替代的解决方案克服了这个问题。
[0008]例如，众所周知的是使挡板固定在期望的旋转位置中。这个解决方案提供了在挖掘条件改变的情况下(例如，由浪涌、潮汐运动、在装载或卸载时船舶改变吃水、水底的深度等造成的挖掘深度变化以及土壤特性(例如压紧的土壤或松散的土壤等)的变化)的次佳结果。这个解决方案还可导致在定位至深处时耙头的跟部(主要部件)从泥土中提起(造成更少的生产)。此外，固定的挡板不能处理障碍物，并且会损坏。
[0009]另一种已知的解决方案是使用液压致动器控制挡板的旋转运动。例如，GB2128663使用液压致动器来控制挡板的旋转位置。US4123859和US4150502均使用液压致动器来控制切割工具或凿子的位置。然而，这是一种昂贵并且复杂的解决方案，该解决方案需要控制工作。液压系统易于泄露和发生故障。
【发明内容】
[0010]本发明的目标是提供一种改进的挖掘设备。
[0011]因此，根据一个方面，提供了一种用于从水底挖掘物料的挖掘设备，所述挖掘设备包括耙头主体和挡板，所述挡板连接至耙头主体并且可相对于耙头主体在预定的范围内移动，其中，在耙头主体与挡板之间设置偏置装置，该偏置装置在挡板上在预定的范围的偏置部分上施加偏置力，偏置部分是所述范围的至少25%。
[0012]所述预定的范围是可调节的，并且可由机械挡块限定，限位器设置成限制可移动部件的移动。
[0013]力被施加以便朝向水底推动挡板。挡板可包括多个齿，多个齿安装成大体平行于旋转轴线的一排。由偏置装置施加的力将这些齿推入水底中。
[0014]该挡板可在旋转范围的剩余部分上自由地移动，但是也可在旋转范围的剩余部分上(例如)由液压装置等控制。
[0015]通过使用偏置装置，力施加至挡板从而产生更深的穿透深度，同时能够保持避让重物。
[0016]根据实施方式，偏置部分是所述范围的至少40%。
[0017]根据实施方式，偏置部分是所述范围的至少60%。
[0018]根据实施方式，偏置部分是所述范围的至少80%或100%。
[0019]由于在挖掘期间需要更少的控制以顾及变化的挖掘条件(例如，挖掘深度)，所以更大的偏置范围使挖掘更容易。
[0020]根据实施方式，挡板可围绕旋转轴线相对于耙头主体旋转，预定的偏置范围是预定的旋转范围，在使用时，所述旋转轴线大体平行于水底并且垂直于挖掘方向，并且所述预定的偏置范围是预定的旋转偏置范围。挡板可以连接至耙头主体的尾端。
[0021]可例如由两个机械挡块设置预定的旋转范围，所述限位器将挡板的旋转运动的自由度限制为例如20°、30°、40°或50°的范围。
[0022]可替代地，可以使用能以另一方式移动的挡板，例如可滑动的挡板、可平移的挡板，或可以使用布置成执行旋转运动和平移运动的组合的挡板。
[0023]在这种情况下，该范围可例如是50°，其中，该范围的偏置部分是20° (40%)。
[0024]根据实施方式，偏置装置在挡板上施加偏置力，以使得挡板被推入到向下的方向内。在使用时，朝向水底推动挡板。
[0025]在旋转的挡板的情况下，推动挡板旋转以使得挡板有效地向下移动。
[0026]偏置装置的一端连接至挡板，另一端连接至挖掘设备的另一部件(例如，耙头主体或抽吸管的下端)，以使得偏置装置可将力施加至挡板上。偏置力在(旋转的)向下的方向上推动挡板。
[0027]偏置装置优选地安装在挖掘设备的顶部上。
[0028]根据实施方式，所述范围的偏置部分是所述范围的上部部分，并且所述挡板在所述范围的剩余下部部分中自由移动。
[0029]偏置力优选地施加在(旋转的)范围的上部部分上。在挖掘设备被提起或被定位在船舶的甲板上的静止位置上时，通常使用(旋转的)范围的下部部分。在挖掘设备浸泡在水底中时，也会使用(旋转的)范围的下部部分。
[0030]根据实施方式，所述偏置装置是可调节的以设置正在施加的偏置力。
[0031]通过调节偏置力可以调节挡板的活动。例如，如果偏置装置设置为施加比较高的预载力，则挡板将被比较深地推入到水底内，造成相对较大的挖掘深度。在这种情况下，在遇到障碍物(例如，岩石)时，挡板比较坚硬。
[0032]将要理解的是，根据所使用的偏置装置，实际的偏置力可以在(旋转的)范围的偏置部分上变化。然而，通过调节偏置力，偏置力可以在整个偏置部分上增大或减小。
[0033]根据实施方式，偏置装置包括弹簧装置，所述弹簧装置在所述范围的偏置部分中加载，以使得所述弹簧装置在挡板上施加偏置力。
[0034]弹簧装置是设置偏置装置的有利装置。此外，弹簧装置具有以下优点:例如在障碍物(例如石头等)上拖拽耙头时能以可靠的方式处理震动。
[0035]此外，还可使用弹簧装置，其中，偏置力在(旋转的)范围的偏置部分上朝向挡板的上部部分增大。弹簧装置适于沿(旋转的)范围产生预定的力特性。
[0036]此外，弹簧装置具有不需要外部电源的优点。
[0037]根据实施方式，弹簧装置包括一个或多个扭转弹簧。
[0038]根据实施方式，弹簧装置包括一个或多个盘簧。
[0039]盘簧可定向为使其纵向方向平行于挖掘方向或相对于挖掘方向呈向上的角度。在旋转挡板的情况下，纵向方向可垂直于旋转轴线。盘簧可相对于水平方向呈一角度。
[0040]盘簧可以是在卸载时相邻的线圈不彼此接触的压缩弹簧。构造并且安装盘簧以使得该盘簧至少在该范围的上文限定的(旋转的)偏置部分上压缩。
[0041]当然，可以使用其他合适的弹簧装置，例如，橡胶装置。
[0042]根据实施方式，所述偏置装置安装在挡板与耙头主体或抽吸管的下端之间。
[0043]抽吸管可连接至耙头主体，或抽吸管可与耙头主体整体形成。
[0044]预载装置能以任何合适的方式连接至耙头主体或抽吸管的下端。该连接可以是直接连接或可以借助于连接构件来建立。该连接可以是旋转连接，该旋转连接允许偏置装置围绕平行于挡板的旋转轴线的旋转轴线相对于耙头主体或抽吸管的下端进行旋转运动。
[0045]偏置装置可以直接连接至挡板。偏置装置可借助于旋转连接来连接至挡板，该旋转连接允许偏置装置围绕平行于挡板的旋转轴线的旋转轴线相对于挡板进行旋转运动。
[0046]可替代地或此外，该连接允许滑动运动或横向运动。
[0047]根据实施方式，偏置装置借助于力传输构造连接至挖掘设备。
[0048]力传输构造包括两个或更多个可旋转连接的梁，该梁将力从预载装置传递至挡板。可替代地或此外，力传输构造允许滑动运动或横向运动。
[0049]根据实施方式，力传输构造是可调节的以设置由偏置装置施加在挡板上的力矩。
[0050]根据实施方式，力传输构造是可调节的以设置预定的范围。
[0051]根据实施方式，可移动的部件是挡板，并且偏置装置布置成施加偏置力，该偏置力产生作用在