挖掘、开采船的制作方法

专利名称：挖掘、开采船的制作方法
专利说明
所述技术领域本实用新型属于挖掘、疏浚、开采的技术领域，特别涉及一种挖掘、开采船。
本实用新型是这样实现的本实用新型的挖掘、开采船，是由船体、主机组、定位桩、输运装置、挖掘装置、挖掘调控装置、挖掘水下监控仪表组成，其a输运装置是由输运泵通过挠性胶管来完成；b挖掘装置是由液压马达带动1个或多个旋回转子上的刀具的高速旋转来完成；c挖掘调控装置是通过伸缩臂，回转装置，液压缸来调节。
d挖掘水下监控仪表是由超声测距仪来完成。
本实用新型的进一步改进，是挖掘调控装置的挠性胶管在伸缩臂内，通过托管轮可以在伸缩臂内滑动；伸缩臂通过驱动齿轮的转动纵向移动；通过绞车的转动来使伸缩臂上下移动。
本实用新型的进一步改进，是挖掘装置的刀具的刀臂的长度和转子轴的半径比较小，刀臂上具有加强筋。
本实用新型的进一步改进，是旋回转子上的刀具是镶片型刨铣切削刀，每个旋回转子切削刀的数量为30-80把。
本实用新型的进一步改进，是挖掘装置具有两个旋回转子，两个旋回转子的旋转方向相反；旋回转子的外面有防护罩；在两个旋回转子之间有潜水泵或输运泵。
本实用新型的进一步改进，是潜水泵为双泵同轴双叶轮为一体的轴流泵。
本实用新型的进一步改进，是潜水泵的叶轮上套有一个耐磨的钢管；管形叶轮的轮叶唇口上镶有耐磨的合金刀片。
本实用新型的进一步改进，是挠性胶管的后端连接配合管伸缩盘，使挠性胶管能自由卷起。
本实用新型的进一步改进，是船体连接钢索，钢索连接有浮力仓浮力仓的下部连有密封室，密封室内有电机，仪表；框架上连接有变幅轮。
由于以上的设计改进，使本实用新型的挖掘、开采船，具有(1)对挖掘物的破碎能力强，适应不同的硬度，能够进行远距离输运，(2)破碎物的流失比较少，效率高，(3)挖掘时的操作灵活等优点。


图1为本实用新型一种实施例的整体结构示意图图2为潜水泵11为双泵同轴双叶轮的结构示意图图3为伸缩臂6的截剖面和伸缩臂6内的托管轮架24的结构示意图图4为伸缩臂纵向伸缩驱动装置的结构示意图图5为弹性气囊室的结构示意图图6为本实用新型的另一种实施例的水下结构示意图图7为拉力装置37的结构示意图图8为本实用新型的另一种实施例的单旋回转子的结构示意图图9为刀臂10的加强筋47的结构示意图图中1为旋回转子，2为减漏环，3为输运泵，4为防护罩，5为三通滑管接头，6为伸缩臂，7钢丝绳索，8为液压缸，9为回转盘，10为刀臂，11为潜水泵，12为船体，13为定位桩，15为主机组，16为刀具，17为挠性胶管，18为液压马达，19为叶轮，20为电机，21为销轨，22为支承臂，23为驱动齿轮，24为托管轮架，25为托管轮，26为钢索，27为伸缩臂变幅吊架，28为绞车，29为支承架，30为动力室，31为操作室，32为胶管伸缩盘，33为轴承座，34为常卷装置，35为滑管接头，36为泵轴，37为拉力装置，38为轮叶唇口，39为框架，40为旋回轴，41为密封室，42为挠性胶管，43为变幅轮，44为浮力仓，45为导流水道，46为超声波测距仪，47为叶轮唇口，47为加强筋，48为胶管，49为销子，50为气囊室，51为销子，52为分割板。
最佳实施方式1.实施例1，如图1所示由于管道运输具有单价低，输量大且可连续输送，正是由于管道运输的多种优点，本新方案均由泵为动力推动物料由管道输运，首先对输运物输运前的挖掘和破碎，保证物料和水介质在管道中很好地流通，再就是泵与破碎物相隔的距离以及泵对流体的推动压力。本新型方案主要用于浅层挖掘泥沙和矿物。
挖掘装置主要由液压马达18驱动旋回转子1切削搅拌完成；挖掘调控装置主要由伸缩臂6、变幅油缸8、变幅起调索7，伸缩臂伸缩驱动马达23、回转装置9，以及集管盘组成；输运由潜泵11和高压输运泵3组成。
旋回转子1由相同的2个组成，旋转方向相反。双转子都对称安装在防护罩内，双转子1为反向旋转切削破碎土壤。旋回转子刀具16是镶片型刨铣切削刀。刀刃为碳化钨合金刀片，它能使刀刃切削角长期保持在最佳值为20-30度，当切下的小块泥土在刀刃刀具16的推动抛力带动下以较高的速度冲击另一转子刀具16(或刀臂)得到二次破碎。但泥土的运动方向却抛向距离很近的潜泵11吸进口内。同时破碎很小的颗粒经罩4外水介质经导流水道45及防护罩4下空间流进冲击，从而又一次得到一个向泵吸进口的运动推力。在整个挖掘破碎中，切削转子1的转速较高，约在120转/分钟以上，刀臂10长度和转子轴40的半径较小，而切削刀具数量多(每转子都在几十把之多)，因此形成了挖掘时切削块小均匀，切削次数很多，阻力小，破碎下来的碎小物体再次得到刀具16二次推抛，同时由于防护罩4的隔离和导流水道45的作用，水对破碎物冲击力也较大。因此，破碎的细小物体以较高的速度冲进相距很近的泵的吸咀口内。从而由挖掘到破碎再到吸咀口内，很好地保证了破碎的物体和水介质在管道中很好地流通。
潜水泵11的装配主要用于那些比重较大的粘重的土壤和硬度、比重都较大的矿物而设计的。潜水泵11的叶轮19是在普通叶轮轮叶周围套上一个耐磨钢管，钢管和轮叶周围焊接而成钢管形叶轮19。它与泵壳平行、相隔空隙很小。并且在出口处装有环形减漏环2。管形叶轮19的轮叶与泥浆开始相切处，由耐磨合金片镶在轮叶唇口47上，它能保证轮叶唇口47对泥浆有一最佳刃切角，它还适应较硬的石块和高速度下通过管形叶轮19。同时还减少了叶轮19与泵壳间的泄漏和提高叶轮转速，防止了叶片和泵壳由于硬物而发生挤塞。
防护罩4的主要作用在于它能固定旋回转子1，固定潜水泵11及潜水电机20，隔离泥浆与清水的串流。它还承接伸缩臂6，配合液压缸8使旋回转子处于一个正确的工作角度。伸缩臂6和防护罩4由可转动的销子49连接，图2所示。它们的另一连接是由液压油缸8来连接的。防护罩4左右两侧两转子旋转相切线上有一个罩外导流水道45，它和潜水泵在一条线上，它相对于防护罩4的侧平面凹进一个半圆管形水道。其作用在于水介质由导流水道较多地流进防护罩内冲击破碎物。
伸缩臂6的剖面为门形框架结构，如图3，臂的下端两边各有1组销轨21，它和推拉液压驱动齿轮23配合，如图4。使伸缩臂6灵活地前后伸缩。伸缩臂6的框架里面固定一根挠性胶管17，它即是潜水泵11的排出管，也是高压输运泵3的吸进管。如图3所示，在管的下面有可滑动的托管轮架24，托管轮架24上有托管轮25，每相邻一组托管轮架24由钢丝绳固定连接。使托管轮架24按设计尺寸集缩和散开。它的一端固定在伸缩臂6的后端，另一端固定在支承臂22的前端。其作用使挠性胶管17不偏离伸缩臂框架外。
在伸缩臂6的前后两端由钢丝绳7连接。钢索中间经过伸缩臂变幅吊架27(A字架)上的液压马达驱动绞车28。低速液压马达绞车28带动钢索7前后卷伸，从而使伸缩臂6上下变幅，液压起吊绞车28为两组，一组起吊，另一组浮动降落。起吊操作由回转盘上的操作室31调阀操作。在船头甲板上装有回转机构。回转盘9由液压马达驱动，在回转盘9上，有伸缩臂支承座29，伸缩臂支承臂22，伸缩臂销轨驱动机构，图4。此外还有伸缩臂起吊架27(A字架)，旋回切削液压马达动力源30(由动力液压泵输送动力)和配重及操作室31。在回转盘的后边相邻处，有配合管伸缩盘32，配合管伸缩盘取平面上，大直径外圆卷缩挠性胶管17。根据船体宽度和配合伸缩臂6的长度。挠性胶管17在配合管伸缩盘上卷缩始终不超过1圈。在伸缩臂全伸出时，伸缩盘32上挠性胶管17呈S型，只起上部连接作用，配合管伸缩盘32滑动固定在盘中心下的管轴轴承座33上。管伸缩盘32为自由常卷状态。它为常卷状态装置34，是适应随时卷起由伸缩臂伸缩时而余下或拉出臂下的挠性胶管。配合管伸缩盘32的另一端在盘中心处垂直往下有一弯管连接(要管轴上滑动密封连接)接头35，直接到高压输运泵3的吸进口内。配合管伸缩盘32的常卷装置34由气囊室-液压油缸-杠杆-钢索铰盘组成。钢索卷绕在配合管伸缩盘32的管轴上，首先由气囊室内的冲气压力推动气体下的液体，再由液体推动液压缸活塞，推动杠杆，再由杠杆带动钢索伸长，从而使配合管伸缩盘32上的挠性胶管17为常卷状态。由伸缩臂6伸出时，也是钢索在伸缩盘被动卷起的状态，钢索的被动卷起同样以钢索动力带动杠杆压缩油缸活塞和气体。
在动力主机组15的动能由液力传递方式传递到高压输运泵3的泵轴36上，动力主机组15共有3组，一组为高压输运泵3作动力源，一组为发电机组作动力源，它们都安装在动力室内。动力室内还配有螺旋浆动力源及低压电配电盘和潜水电机控制柜等。另一组则安在回转盘9上为挖掘提供动力，在船体12的后面，有船体定位桩(对称双桩)13装置，两柱均由铰车起吊，挖掘中液压管子和超声波测距仪式46的电信号，变电用电缆及潜水电机20的电缆联合在一起，经拉力装置37，由浮动滑轮和拉力杆完成，图7所示。水下密封装置由潜水弹性气囊50，图5，经冲气推动润滑油由较短管道通向各润滑点。在轴套间的密封浮动胶环允许微带渗迹，使润滑空腔的压力始终微高于外界的压力。
在回转盘上的操作室31，设有各液压控制阀及各种仪表和由超声测距回声变电装置46的信号等。
2.实施例2，如图2所示图2潜水泵11为双泵同轴双叶轮为一体的轴流泵。泥浆经两个吸进口经叶轮19由一个三通滑管接头5排出进入挠性胶管17内。象流进一对左右对称而立起的Z字型空腔内，这种同轴双叶轮装置可避免由水对叶轮19的推压力，降低旋转阻力。泵11的两边分别连接变速潜水电机20作动力。泵11和电机20固定在防护罩4被面中间处，潜水泵的两进水口分别与罩4内连通，迎着转子刀具16切下来的泥浆。在潜水泵11和出水口处有一个排出分割板，它安装在T型三通滑管接头5中间，垂直在潜泵11的外壳上。防止两泵压力的不同而对流。T型三通滑管接头5可在潜泵11的圆型外壳上滑动密封连接。T型三通骨管接头5的一端和伸缩壁6内的挠性胶管17连接。另两端分别在左右两端的潜泵11的泵壳上滑动连接。叶轮19是在普通叶轮轮叶周围套上一个耐磨钢管，钢管和轮叶周围焊接而成钢管形叶轮19。它与泵壳平行、相隔空隙很小。并且在出口处装有环形减漏环2。管形叶轮19的轮叶与泥浆开始相切处，由耐磨合金片镶在轮叶唇口47上，它能保证轮叶唇口47对泥浆有一最佳刃切角，它还适应较硬的石块和高速度下通过管形叶轮19。同时还减少了叶轮19与泵壳间的泄漏和提高叶轮转速，防止了叶片和泵壳由于硬物而发生挤塞。
3.实施例3，如图8所示本实施例的挖掘、开采船是由单旋回转子1组成，没有潜水泵，适合于比较松软的泥沙等的挖掘。旋回转子1连接于伸缩臂6的下端，防护罩4连接有液压缸8，通过液压缸8来调节旋回转子1的切削角度，切削的泥土直接通过挠性胶管17排出。
4.实施例4，如图6所示本实施例适用于深挖掘和深开采，如在平面20米以下的多水区深挖掘，现有技术已不能直接进行，而须打防渗井眼等复杂工作。并且效率不高和工作进度较慢。采用了简单的拉引作业和高效的挖掘装置(同方案1的挖掘装置)。
本实施例选用两船或两浮箱平台，相隔较远的距离，由船体上的钢索26和绞车来回拉引挖掘输运为一体循环作业，也可由单船用钢索拉引作业，这种装置可避免挖掘时的定位困难，同时也适应了风浪流动产生的大幅度运动，也简化了因相隔较深位的开采挖掘而须设计的庞大机械。但这并不影响作业时的高效、快速和灵活性，如在海底较硬矿物的开采。
在船体的下端连接有钢索26，钢索26连接有浮力仓44，浮力仓44的下端连接有框架39，密封室41，液压缸8。框架39固定有防护罩4，高压输运泵3及旋回转子1。输运泵3连接有挠性胶管42。
本方案的挖掘部分和方案1基本相同，都是采用转子式旋切搅拌破碎，破碎物也都抛向防护罩4内的潜泵3吸进口内，本方案的潜泵3和方案1的船体上的座泵3为同一类泵，潜泵3可根据转子数量和宽度可选用双潜泵和多潜泵和联合挖掘输运工作方案。破碎物由高压输运潜泵3直接联合在一起由单管输运到船体或远处的堆放处。切削旋回转子1刀具16上同样用镶片型刨铣刀，刀臂都采用高强度钢制造，刀臂在旋回轴40上均呈横向螺旋线形式排列，刀臂的总数在旋回轴上等角度地布局，用于较硬的矿物开采时，在刀臂10前头和刀具16相交很近处，和方案1同样都有一加强钢度型螺旋加强盘47，图9所示，加强盘47加固在转子的所有刀臂10上，也和刀臂10呈螺旋线形状加强焊接，都采用高强度钢制造。固定旋回转子的防护罩4用固定框架39焊接而成。两旋回转子1的变幅角度由框架39和变幅液压缸8和变幅轮43组成图6。从而使两转子刀具16不在同一深度线上切削搅拌。液压缸丝为加长型。液压缸8丝杠的表面保护，由较高强度的折叠纤维结构胶管48上下固定保护，象伸缩的弹簧可拉伸压缩，丝杠在液压缸8全缩回时，折叠胶管48则全压缩在丝杠的加长处。折叠胶管48内装硅油，和弹性胶囊储液器由管道连通(相距很近)，它和方案1的油缸丝杠保护装置一样。在动力密封室41内，有旋回转子液压马达的动力源，液压泵和电机，及高压输运泵3的动力源调速电动机及散热器和多个超声波测距仪46回声信号变电流信号电缆等各种仪表传感控制电缆装置。在框架39底面固定连接高压输运潜泵3。在框架39上面由销子51和它上面的浮力仓44连接。浮力仓44可采用卧式和立式两种，在较深挖掘、开采时可选用卧式，其作用是配合挖掘移动时的不同环境和不同坡度下都不能使挖掘装置翻立，确保正常移动，水下密封仓41以外的各润滑点，由推力弹簧推动液压缸活塞，再由油缸活塞推动液压缸内的润滑油由管道输运到相距很近的各润滑点。使各润滑腔内的溶腔压力始终微高于外界压力，和图5的装置微有不同，但道理和效果基本相同。在推力弹簧端，液压油缸和外界相连通，也就是液压缸活塞受到弹性力的同时，还受到外界不同水位的不同水压力。油缸内表面可涂一层塑钢保护层。推力弹簧外表面可涂一层防水涂层。如有机硅塑料。高压输运泵3为大流量矿渣泵或专用大流量泥浆泵。泵的排出管由挠性胶管42连接。挠性胶管左右两边有对称的两根钢丝索起抗拉摆动作用，钢索由绕管的卡子固定，排出管子由长条形浮箱托浮在水面上输运到远方。在深开采时，由于水压很大，变幅轮43应为实心轮体，挖掘开采时的各种仪表指示电缆及信号变电电流电缆经加强保护和挠性胶管42连接，一同浮出水面到拉引船上调控。
权利要求1.一种挖掘、开采船，是由船体(12)、主机组(15)、定位桩(13)、输运装置、挖掘装置、挖掘调控装置、挖掘水下监控仪表组成，其特征在于a输运装置由输运泵(3)和挠性胶管(17)组成；挠性胶管(17)与输运泵(3)连接，并置于伸缩臂(6)的内腔内；b挖掘装置是由液压马达(20)及带有刀具(16)的1个或多个旋回转子(1)组成，液压马达(20)固定在伸缩臂(6)的下端；c挖掘调控装置是由伸缩臂(6)，回转装置(9)，液压缸(8)组成；d挖掘水下监控仪表是超声测距仪(46)。
2.根据权利要求1所述的挖掘、开采船，其特征在于刀具(16)的刀臂(10)的长度和转子轴(40)的半径比较小，刀臂(10)上具有加强筋(47)。
3.根据权利要求4所述的挖掘、开采船，其特征在于旋回转子1上的刀具16是镶片型刨铣切削刀，每个旋回转子的切削刀数量为30-80把。
4.根据权利要求1或2所述的挖掘、开采船，其特征在于挖掘装置具有两个旋回转子(1)，两个旋回转子的旋转方向相反；旋回转子的外面有防护罩(4)；在两个旋回转子之间有潜水泵(11)；或输运泵(3)。
5.根据权利要求5所述的挖掘、开采船，其特征在于潜水泵(11)为双泵同轴双叶轮为一体的轴流泵。
6.根据权利要求5或6所述的挖掘、开采船，其特征在于潜水泵(11)的叶轮(19)上套有一个耐磨的钢管；管形叶轮(19)的轮叶唇口(47)上镶有耐磨的合金刀片。
7.根据权利要求1或2所述的挖掘、开采船，其特征在于挠性胶管(17)的后端连接配合管伸缩盘(32)。
8.根据权利要求1所述的挖掘、开采船，其特征在于船体(12)连接钢索(26)，钢索(26)连接有浮力仓(44)，浮力仓(44)的下部连有密封室(41)，密封室(41)内有电机，仪表；框架(39)上连接有变幅轮(43)。
专利摘要本实用新型属于挖掘、疏浚、开采的技术领域，特别涉及一种挖掘、开采船。本挖掘、开采船，是由船体(12)、主机组(15)、定位桩(13)、输运装置、挖掘装置、挖掘调控装置、挖掘水下监控仪表组成，其中a输运装置是由输运泵(3)通过挠性胶管(17)来完成；b挖掘装置是由液压马达(18)带动1个或多个旋回转子(1)上的刀具(16)的高速旋转来完成；c挖掘调控装置是通过伸缩臂(6)，回转装置(9)，液压缸(8)来调节。d挖掘水下监控仪表是由超声测距仪(46)来完成。因此本实用新型是一种挖掘不同硬度、不同深度，使用效率高，操作灵活的挖掘、开采船。
文档编号B63B35/00GK2552807SQ0226729
公开日2003年5月28日 申请日期2002年5月29日 优先权日2002年5月29日
发明者张守山 申请人:张守山